Daily evaporation from 23 irrigated and rainfed crops worldwide from 2000 to 2025
تقدم هذه الورقة CropET، وهو عبارة عن مجموعة بيانات عالمية توفر تقديرات يومية للتبخر لـ 23 نوعاً من المحاصيل المروية والمطرية من عام 2000 إلى 2025 بدقة 5 دقائق قوسية، والتي تجمع بين نمذجة FAO-56 ورسم خرائط المحاصيل الديناميكي وبيانات الأقمار الصناعية لتقديم مورد تم التحقق من صحته لتحليل التأثيرات الزراعية على الدورة الهيدرولوجية.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
إن المياه التي تسقط من السماء والمياه التي ترتفع عائدة إلى الهواء تشكلان حلقة مستمرة تدعم الحياة على الأرض. هذه الدورة لا تتعلق فقط بالأمطار والأنهار؛ بل هي مرتبطة بعمق بالنباتات التي نزرعها لنطعم أنفسنا. فعندما يزرع المزارعون المحاصيل، فإنهم يغيرون كيفية حركة المياه عبر الأرض. فبعض المحاصيل تشرب الماء من التربة، بينما يعتمد البعض الآخر على أنظمة الري التي تضخ المياه من الأنهار أو طبقات المياه الجوفية. ومع نمو السكان في العالم وارتفاع حرارة المناخ، فإن الطريقة التي تستهلك بها هذه المحاصيل المياه بدأت تتغير. ففي بعض الأماكن، تتوسع الحقول في مناطق جديدة، بينما في أماكن أخرى، يؤدي ارتفاع الحرارة إلى جعل الهواء أكثر عطشاً، مما يسحب المزيد من الرطوبة من التربة. إن فهم مقدار المياه التي تستهلكها المحاصيل بالضبط، ومن أين تأتي هذه المياه، أمر ضروري لإدارة الإمدادات الغذائية وحماية احتياطيات المياه العذبة في الكوكب.
ولحل هذا اللغز، أنشأ الباحثان أكاش كوبا وسارا بونيتي سجلاً جديداً ومفصلاً لفقدان المياه اليومي من المحاصيل عبر العالم بأكمله. وقد أطلقوا على هذه المجموعة من البيانات اسم "CropET". وهي تتبع التبخر من ثلاثة وعشرين نوعاً مختلفاً من المحاصيل، تتراوح من الأرز والقمح إلى فول الصويا والكاكاو، وذلك لكل يوم بين عامي 2000 و2025. وتغطي الخريطة الأرض بدقة كافية لرؤية الحقول الفردية، بدلاً من مجرد المناطق الواسعة. ومن خلال دمج بيانات الأقمار الصناعية حول هطول الأمطار والطقس مع خرائط محدثة لأماكن نمو المحاصيل الفعلية، بنى الفريق صورة لكيفية تغير استخدام المياه الزراعية بمرور الوقت. ويتجاوز هذا العمل التقديرات القديمة التي كانت تعامل مساحات المحاصيل كأجزاء ثابتة وغير متغيرة، لتقدم بدلاً من ذلك رؤية ديناميكية تلتقط التوسع الحقيقي للزراعة والمناخ المتغير.
وجد الباحثون أن إجمالي كمية المياه المتبخرة من المحاصيل في جميع أنحاء العالم هائلة. فبالنسبة لعام 2000، أظهرت حساباتهم أن المحاصيل أطلقت حوالي 5,814 كيلومتراً مكعباً من المياه في الغلاف الجوي. ويتوافق هذا الرقم بشكل وثيق مع دراسات رئيسية أخرى، مما يعطي ثقة في دقة النموذج الجديد. وعندما فككوا هذا الرقم، رأوا أن الأرز والقمح والذرة هي أكبر المستهلكين، حيث تمثل معاً 40 بالمائة من إجمالي تبخر المحاصيل. وبرز الأرز كالمحصول الذي اعتمد بشكل أكبر على الري، حيث سحب كميات كبيرة من المياه من المصادر التي صنعها الإنسان. وفي المقابل، اعتمدت محاصيل مثل فول الصويا والكسافا والكاكاو بشكل شبه كامل على الأمطار، وأظهرت اعتماداً ضئيلاً على الري.
وعلى مدار العقدين اللذين غطتهما الدراسة، تغير نمط استخدام المياه بشكل ملحوظ. ففي أجزاء كثيرة من العالم، ولا سيما في الهند والصين الشرقية وجنوب شرق آسيا، زادت كمية المياه المتبخرة من المحاصيل. وكان هذا الارتفاع مدفوعاً بقوتين رئيسيتين: التوسع المادي للأراضي الزراعية والطلب المتزايد على المياه الناتج عن الهواء الأكثر دفئاً وجفافاً. ففي هذه المناطق، زرع المزارعون المزيد من المحاصيل، واستهلكت تلك المحاصيل المزيد لأن الحرارة جعلتها أكثر عطشاً. وسلطت الدراسة الضوء على أن كلاً من الحقول التي تعتمد على الأمطار وتلك التي تعتمد على الري في الصين والهند ساهمت في هذه الزيادة. ومع ذلك، كانت القصة مختلفة في أماكن أخرى؛ ففي غرب الولايات المتحدة وأجزاء من أمريكا الجنوبية، انخفض استخدام المحاصيل للمياه في الواقع. ففي الوادي المركزي بكاليفورنيا، على سبيل المثال، أدى الجفاف الشديد وقوانين إدارة المياه الجديدة إلى ترك المزارعين للحقول دون زراعة، مما قلل من كمية المياه المتبخرة من الأرض.
كما نظر الفريق في كيفية حدوث هذه التغييرات عبر الزمن والمكان. واكتشفوا أن زيادة استخدام المياه لم تكن موحدة. ففي غرب أفريقيا وسافانا البرازيل، كان الارتفاع ناتجاً بالكامل تقريباً عن توسع المحاصيل التي تعتمد على الأمطار في مناطق جديدة. أما في وسط الهند، فقد كان الارتفاع مدفوعاً في الغالب بالري. وقد تحقق الباحثون من أرقامهم بمقارنتها بالقياسات الواقعية المأخوذة من أبراج تتبع بخار الماء الصاعد من الأرض. وبينما كانت تقديراتهم اليومية أقل قليلاً من قياسات الأبراج، إلا أن الأنماط العامة كانت متطابقة بشكل جيد، مما يؤكد أن النموذج يلتقط السلوك الأساسي للمحاصيل. كما أشارت الدراسة إلى أنه بالنسبة للأعوام من 2021 إلى 2025، تعتمد البيانات على مساحات المحاصيل المسجلة في عام 2020، نظراً لعدم توفر خرائط أحدث، مما يعني أن السنوات الأخيرة تعكس رؤية ثابتة للزراعة بدلاً من أحدث التوسعات.
توفر مجموعة البيانات الجديدة هذه أداة قوية لفهم العلاقة المعقدة بين إنتاج الغذاء ودورة المياه. فمن خلال توفير رؤية يومية عالمية لكيفية استخدام المحاصيل للمياه، تتيح للعلماء والمخططين معرفة أين ومتى يعيد التوسع الزراعي تشكيل ميزانيات المياه الإقليمية بدقة. وهي تكشف أنه بينما تشهد بعض المناطق استهلاك محاصيلها لمزيد من المياه بسبب المناخ والنمو، فإن مناطق أخرى تتراجع بسبب ندرة المياه. إن هذا العمل لا يحصي المياه فحسب، بل يروي قصة كيف تعيد الخيارات البشرية والتغيرات البيئية كتابة قواعد دورة المياه في الأرض، حقلاً تلو الآخر.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.