Analiza światowych zasobów wodnych. Zmieniliśmy ziemski obieg wody słodkiej

Badanie międzynarodowego naukowców, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie „Nature Water” (http://dx.doi.org/10.1038/s44221-024-00208-7), pokazuje, że bezpieczna granica zmian obiegu wody słodkiej została przekroczona już w połowie XX wieku. Innymi słowy, przez ostatnie stulecie wypychaliśmy ziemski system słodkowodny daleko poza stabilne warunki przedindustrialne.

Działalność człowieka zagraża zdolności regulowania procesów ekologicznych i klimatycznych

Jak podkreślają autorzy, po raz pierwszy dokonano oceny zmian globalnego cyklu wodnego w tak długiej perspektywie czasowej i stosując odpowiedni poziom odniesienia. Dzięki temu okazało się, że presja człowieka, czyli np. budowanie tam, nawadnianie na szeroką skalę i globalne ocieplenie, zmieniły zasoby słodkiej wody do tego stopnia, że zagrożona jest ich zdolność do regulowania ważnych procesów ekologicznych i klimatycznych.

W ramach badania naukowcy obliczali miesięczny przepływ strumieni i wilgotność gleby z rozdzielczością przestrzenną około 50×50 kilometrów, korzystając z danych z modeli hydrologicznych, które uwzględniają wszystkie główne wpływy człowieka na obieg słodkiej wody. Jako punkt odniesienia przyjęli warunki panujące w okresie przedindustrialnym (1661–1860), a następnie porównali je z okresem przemysłowym (1861–2005).

Analiza wykazała znaczny wzrost częstości występowania warunków wyjątkowo suchych lub wilgotnych w badanym okresie oraz licznych odchyleń w przepływie strumieni i wilgotności gleby. Od początku XX wieku odchylenia od stanu suchego i mokrego występowały stale i to na znacznie większych obszarach niż w okresie wcześniejszym. Ogólnie globalny obszar lądowy, w którym występują odchylenia, wzrósł prawie dwukrotnie w porównaniu z warunkami przedindustrialnymi.

“Wyjątkowe” warunki coraz bardziej powszechne

„Odkryliśmy, że wyjątkowe warunki występują obecnie znacznie częściej i są bardziej powszechne niż kiedyś, co wyraźnie pokazuje, jak mocno działania człowieka zmieniły stan globalnego obiegu wody słodkiej” – mówi Vili Virkki, doktorant na Uniwersytecie Aalto i jeden z głównych autorów badania.

Ponieważ analizę przeprowadzono w wysokiej rozdzielczości przestrzennej i czasowej, badacze mogli zbadać geograficzne różnice w odchyleniach. Wyjątkowo suche warunki stały się częstsze w wielu regionach tropikalnych i subtropikalnych, podczas gdy na terenach borealnych i umiarkowanych odnotowano wzrost liczby wyjątkowo wilgotnych warunków. Wzorce te odpowiadają zmianom obserwowanym w dostępności wody w wyniku zmian klimatycznych.

Zauważono też, że na wielu obszarach o długiej historii użytkowania gruntów i rolnictwa występowały bardziej złożone wzorce. Na przykład w dorzeczach Nilu, Indusu i Missisipi panowały wyjątkowo suche przepływy strumieni i wilgotna gleba, co wskazuje na zmiany spowodowane nawadnianiem.

„Stosowanie metody, która jest spójna i porównywalna pod względem zmiennych hydrologicznych i skali geograficznej, ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia procesów biofizycznych i działań człowieka napędzających zmiany w wodach słodkich” – wyjaśnia dr Miina Porkka, współautorka badania z Uniwersytetu Wschodniej Finlandii.

Zmniejszyć presję

Naukowcy podkreślają, że dzięki kompleksowemu obrazowi zmian w przepływie strumieni i wilgotności gleby można lepiej przygotować się do badania przyczyn i konsekwencji zmian w obiegu słodkiej wody. „A dokładniejsze zrozumienie tej dynamiki może pomóc w kreowaniu polityki mającej na celu łagodzenie wynikających z tego szkód. Jednak naszym bezpośrednim priorytetem powinno być zmniejszenie powodowanej przez człowieka presji na systemy słodkowodne, które są niezbędne do życia na Ziemi” – podsumowują.