Depth-dependent propagation of precipitation deficits through the root zone and cropland exposure to soil-moisture drought across China
यह अध्ययन चीन में (2000-2022) मृदा नमी में वर्षा की कमी के गहराई-निर्भर प्रसार को परिमाणित करता है, जिससे यह स्पष्ट होता है कि यद्यपि SPI-3 सबसे प्रभावी मौसम संबंधी भविष्यवक्ता है, केवल वर्षा सूचकांक जड़-क्षेत्र के सूखे की स्थानिक रूप से जुड़ी और निरंतर प्रकृति को पकड़ने में विफल रहते हैं जो पूर्वी कृषि क्षेत्रों को असमान रूप से प्रभावित करती है।
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सूखा शायद ही कभी कोई एकल घटना होती है; यह एक प्रक्रिया है जो परिदृश्य के माध्यम से आगे बढ़ती है। इसकी शुरुआत तब होती है जब आसमान में बारिश रुक जाती है, लेकिन फसलों को होने वाला नुकसान बहुत बाद में होता है, जमीन की गहराई में जहाँ पौधों की जड़ें पानी पीती हैं। जब बारिश विफल होती है, तो मिट्टी एक साथ नहीं सूखती। पृथ्वी की ऊपरी परत, जहाँ बीज अंकुरित होते हैं, नमी जल्दी खो देती है क्योंकि सूरज और हवा इसे खींच लेते हैं। हालाँकि, गहरी मिट्टी पानी को अधिक समय तक थामे रखती है, एक 'स्लो-रिलीज़ रिज़र्वोायर' (धीमी गति से पानी छोड़ने वाले जलाशय) की तरह कार्य करती है जो पौधों को जीवित रखती है, भले ही सतह धूल में बदल गई हो। यह समझना कि बारिश की कमी को इन विभिन्न गहराइयों तक पहुँचने में कितना समय लगता है, और इसके परिणामस्वरूप बनने वाले सूखे पैच कितने बड़े हो जाते हैं, किसानों और जल प्रबंधकों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। यदि हम केवल वर्षामापी (रेन गेज) को देखते हैं, तो हम उस कहानी को चूक जाते हैं कि भूमि स्वयं मौसम के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देती है।
एक शोधकर्ता ने चीन के विशाल और विविध परिदृश्य में इस छिपी हुई कहानी का मानचित्रण करने के लिए एक अध्ययन किया। वे यह जानना चाहते थे कि बारिश की कमी सतह से नीचे जड़ क्षेत्र (रूट ज़ोन) तक कैसे यात्रा करती है, और देश की कितनी कृषि भूमि इन सूखे दौरों की चपेट में आती है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने दो दशकों से अधिक की अवधि को कवर करते हुए, 2000 से 2022 तक के डेटा का विश्लेषण किया। उन्होंने उपग्रहों और कंप्यूटर मॉडल से वर्षा मापने के पांच अलग-अलग तरीकों का 840 ग्राउंड स्टेशनों के रिकॉर्ड के विरुद्ध परीक्षण करके शुरुआत की। उन्होंने पाया कि एक विशिष्ट डेटासेट, जो जमीनी मापों पर अधिक निर्भर करता है, अन्य की तुलना में जमीनी वास्तविकता के साथ बेहतर तालमेल बिठाता है। इस विश्वसनीय वर्षा रिकॉर्ड का उपयोग करते हुए, उन्होंने गणना की कि वर्षा की कमी कितनी बार हुई और इसकी तुलना मिट्टी के वास्तविक नमी स्तरों से की, जिसमें मिट्टी को एक ऊपरी परत (ऊपरी 40 सेंटीमीटर) और एक निचली परत (40 से 100 सेंटीमीटर गहराई) में विभाजित किया गया था।
शोधकर्ता ने पाया कि मिट्टी सूखे मौसम के प्रति अलग-अलग गति से प्रतिक्रिया करती है, यह इस पर निर्भर करता है कि आप कितनी गहराई देख रहे हैं। ऊपरी परत तेजी से प्रतिक्रिया करती है; जब बारिश रुकती है, तो वहाँ की नमी एक महीने या उसके आसपास के भीतर गिर जाती है। निचली परत प्रतिक्रिया करने में बहुत धीमी है, जिसे तनाव के लक्षण दिखाने में एक महीने से अधिक का समय लगता है, लेकिन एक बार सूख जाने के बाद, यह लंबे समय तक सूखी रहती है। इसका अर्थ यह है कि एक छोटा सूखा ऊपरी मिट्टी को नुकसान पहुँचा सकता है लेकिन गहरी जड़ों को अप्रभावित छोड़ सकता है, जबकि एक लंबा सूखा अंततः पूरे जड़ तंत्र को सुखा सकता है। शोधकर्ता ने पाया कि वर्षा के लिए तीन महीने का 'लुक-बैक पीरियड' (पिछला अवलोकन काल) यह अनुमान लगाने का सबसे अच्छा तरीका था कि कब मिट्टी फसलों के लिए बहुत शुष्क हो जाएगी, हालांकि यह पद्धति भी पूर्णतः सटीक नहीं थी। कई मामलों में, वर्षा का डेटा अकेले उन्हें यह सटीक रूप से नहीं बता सका कि मिट्टी का सूखा कब शुरू होगा या यह कितने समय तक चलेगा, क्योंकि मिट्टी का अपना इतिहास और स्थानीय स्थितियाँ इसमें बड़ी भूमिका निभाती हैं।
शायद सबसे चौंकाने वाली खोज यह थी कि नुकसान कितना असमान रूप से वितरित है। शोधकर्ता ने देश भर में प्रत्येक जुड़े हुए सूखे की घटना को ट्रैक किया, यह देखते हुए कि वे समय के साथ कैसे बढ़ते हैं, आपस में मिलते हैं और आगे बढ़ते हैं। उन्होंने पाया कि सैकड़ों हजारों छोटे, स्थानीय सूखे पैच होने के बावजूद, सबसे बड़ी घटनाओं के एक बहुत छोटे हिस्से के कारण ही अधिकांश नुकसान हुआ। इन सूखे की घटनाओं के सबसे बड़े एक प्रतिशत ने अध्ययन की अवधि के दौरान प्रभावित होने वाली कुल कृषि भूमि के 71 से 78 प्रतिशत हिस्से को प्रभावित किया। ये बड़े पैमाने के सूखे यादृच्छिक (रैंडम) नहीं थे; वे पूर्वी कृषि मैदानों में केंद्रित होने की प्रवृत्ति रखते थे, जहाँ चीन की अधिकांश फसलें उगाई जाती हैं। इसके विपरीत, पश्चिमी क्षेत्र, जो अधिक शुष्क और ऊँचाई पर स्थित हैं, वहाँ वर्षा और मिट्टी की नमी के बीच एक कमजोर संबंध देखा गया, जहाँ सूखे के प्रभाव को महसूस करने में अधिक देरी होती है।
अध्ययन में यह भी परीक्षण किया गया कि क्या वे मिट्टी की पूर्व स्थिति को जाने बिना, केवल मौसम को देखकर मिट्टी के सूखे का पूर्वानुमान लगा सकते हैं। उन्होंने उन्नत कंप्यूटर मॉडल का उपयोग यह देखने के लिए किया कि क्या वर्षा, तापमान और आर्द्रता मिट्टी की स्थितियों की व्याख्या कर सकते हैं। मॉडल केवल भिन्नता के एक छोटे से हिस्से की ही व्याख्या कर सके, जिससे यह सिद्ध हुआ कि मिट्टी का अपने अतीत की स्थितियों के साथ एक मजबूत संबंध (मेमोरी) होता है जिसे केवल मौसम द्वारा अनुमानित नहीं किया जा सकता। यह सुझाव देता है कि कृषि सूखे को वास्तव में समझने के लिए, हम केवल बादलों को नहीं देख सकते। हमें मिट्टी का भी पता लगाना चाहिए, इस बात पर ध्यान देना चाहिए कि सूखा कितनी गहराई तक जाता है और प्रभावित क्षेत्र कितने बड़े होते हैं। केवल स्थानीय वर्षा की मात्रा के बजाय, इन जुड़े हुए, बड़े पैमाने की घटनाओं पर ध्यान केंद्रित करके, हम बेहतर समझ सकते हैं कि परिदृश्य के कौन से हिस्से सबसे अधिक संवेदनशील हैं और फसलों के लिए वास्तविक खतरा कब शुरू होता है।
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