Daily evaporation from 23 irrigated and rainfed crops worldwide from 2000 to 2025
Dieses Paper stellt CropET vor, einen globalen Datensatz, der tägliche Evaporationsschätzungen für 23 bewässerte und regenwasserabhängige Kulturen von 2000 bis 2025 bei einer Auflösung von 5 Bogenminuten bereitstellt, welcher die FAO-56-Modellierung mit dynamischem Crop-Mapping und Satellitendaten kombiniert, um eine validierte Ressource für die Analyse landwirtschaftlicher Auswirkungen auf den hydrologischen Kreislauf anzubieten.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Das Wasser, das vom Himmel fällt, und das Wasser, das zurück in die Luft aufsteigt, bilden einen kontinuierlichen Kreislauf, der das Leben auf der Erde erhält. Dieser Kreislauf handelt nicht nur von Regen und Flüssen; er ist tief mit den Pflanzen verwoben, die wir anbauen, um uns selbst zu ernähren. Wenn Landwirte Nutzpflanzen pflanzen, verändern sie, wie Wasser durch das Land fließt. Einige Pflanzen trinken Wasser aus dem Boden, während andere auf Bewässerungssysteme angewiesen sind, die Wasser aus Flüssen oder Aquiferen pumpen. Da die Weltbevölkerung wächst und das Klima sich erwärmt, verändert sich die Art und Weise, wie diese Pflanzen Wasser nutzen. In einigen Regionen dehnen sich die Felder in neue Gebiete aus, während in anderen die steigende Hitze die Luft durstiger macht und mehr Feuchtigkeit aus dem Boden zieht. Genau zu verstehen, wie viel Wasser Nutzpflanzen verbrauchen und woher dieses Wasser kommt, ist entscheidend für die Verwaltung der Nahrungsmittelvorräte und den Schutz der Süßwasserreserven unseres Planeten.
Um dieses Rätsel zu lösen, haben die Forscher Akash Koppa und Sara Bonetti eine neue, detaillierte Aufzeichnung des täglichen Wasserverlusts durch Nutzpflanzen auf der gesamten Welt erstellt. Sie nennen diesen Datensatz CropET. Er verfolgt die Verdunstung von dreiundzwanzig verschiedenen Arten von Nutzpflanzen, die von Reis und Weizen bis hin zu Soja und Kaffee reichen, für jeden einzelnen Tag zwischen den Jahren 2000 und 2025. Die Karte deckt die Erde in einer Auflösung ab, die fein genug ist, um einzelne Felder statt nur breiter Regionen zu erkennen. Durch die Kombination von Satellitendaten zu Niederschlag und Wetter mit aktualisierten Karten darüber, wo tatsächlich Nutzpflanzen wachsen, baute das Team ein Bild davon auf, wie sich der landwirtschaftliche Wasserverbrauch im Laufe der Zeit verändert hat. Diese Arbeit geht über ältere Schätzungen hinaus, die Anbauflächen als fest und unveränderlich behandelten, und bietet stattdend eine dynamische Sicht, die die reale Ausdehnung der Landwirtschaft und das sich wandelnde Klima erfasst.
Die Forscher fanden heraus, dass die Gesamtmenge des Wassers, das weltweit von Nutzpflanzen verdunstet, immens ist. Für das Jahr 2000 ergaben ihre Berechnungen, dass Nutzpflanzen etwa 5.814 Kubikkilometer Wasser in die Atmosphäre abgaben. Diese Zahl stimmt eng mit anderen bedeutenden Studien überein, was Vertrauen in die Genauigkeit des neuen Modells schafft. Als sie diese Zahl aufschlüsselten, sahen sie, dass Reis, Weizen und Mais die größten Verbraucher waren und zusammen 40 Prozent aller Pflanzenverdunstungen ausmachten. Reis stach als die Nutzputzerklärung hervor, die am stärksten auf Bewässerung angewiesen war und signifikante Mengen Wasser aus menschengemachten Quellen bezog. Im Gegensatz dazu verließen sich Pflanzen wie Soja, Maniok und Kakao fast ausschließlich auf den Regen und zeigten eine geringe Abhängigkeit von Bewässerung.
Über die zwei Jahrzehnte, die die Studie abdeckt, verschob sich das Muster der Wassernutzung merklich. In vielen Teilen der Welt, insbesondere in Indien, dem östlichen China und Südostasien, nahm die Menge des Wassers, das durch Nutzpflanzen verdunstete, zu. Dieser Anstieg wurde durch zwei Hauptkräfte vorangetrieben: die physische Ausdehnung der landwirtschaftlichen Flächen und die wachsende Nachfrage nach Wasser, die durch wärmere, trockenere Luft verursacht wird. In diesen Regionen pflanzten Landwirte mehr Nutzpflanzen an, und diese Pflanzen tranken mehr, weil die Hitze sie durstiger machte. Die Studie hob hervor, dass in China und Indien sowohl regenabhängige als als auch bewässerte Felder zu diesem Anstieg beitrugen. Die Geschichte war jedoch in anderen Orten anders. Im Westen der Vereinigten Staaten und in Teilen Südamerikas ging der Wasserverbrauch der Nutzpflanzen tatsächlich zurück. In Kaliforniens Central Valley beispielsweise führten eine schwere Dürre und neue Wasserbewirtschaftungsgesetze dazu, dass Landwirte Felder brach liegen ließen, was die Verdunstung von Wasser aus dem Boden reduzierte.
Das Team untersuchte auch, wie sich diese Veränderungen im Laufe der Zeit und im Raum vollzogen. Sie entdeckten, dass der Anstieg der Wassernutzung nicht gleichmäßig war. In Westafrika und der brasilianischen Savanne war der Anstieg fast vollständig auf die Ausdehnung von regenabhängigen Nutzpflanzen in neue Gebiete zurückzuführen. In Zentralindien hingegen wurde der Anstieg hauptsächlich durch Bewässerung getrieben. Die Forscher validierten ihre Zahlen, indem sie sie mit realen Messungen verglichen, die von Türmen stammen, welche den vom Boden aufsteigenden Wasserdampf erfassen. Während ihre täglichen Schätzungen etwas niedriger waren als die Messungen der Türme, stimmten die allgemeinen Muster gut überein, was bestätigte, dass das Modell das wesentliche Verhalten der Nutzpflanzen erfasst. Die Studie stellte auch fest, dass die Daten für die Jahre 2021 bis 2025 auf den im Jahr 2020 erfassten Anbauflächen basieren, da keine neueren Karten verfügbar waren, was bedeutet, dass die jüngsten Jahre eine statische Sicht auf die Landwirtschaft widerspiegeln.
Dieser neue Datensatz bietet ein leistungsfähiges Werkzeug zum Verständnis der komplexen Beziehung zwischen Lebensmittelproduktion und dem Wasserkreislauf. Indem er eine tägliche, globale Sicht darauf bietet, wie Nutzpflanzen Wasser nutzen, ermöglicht er es Wissenschaftlern und Planern zu sehen, wo und wann genau die landwirtschaftliche Expansion die regionalen Wasserbudgets neu gestaltet. Er zeigt auf, dass während einige Regionen sehen, wie ihre Pflanzen aufgrund von Klima und Wachstum mehr trinken, andere aufgrund von Wasserknappheit zurückfahren. Die Arbeit zählt nicht nur das Wasser; sie erzählt eine Geschichte darüber, wie menschliche Entscheidungen und Umweltveränderungen die Regeln des hydrologischen Kreislaufs der Erde umschreiben, Feld für Feld.
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