Daily evaporation from 23 irrigated and rainfed crops worldwide from 2000 to 2025
यह शोध पत्र CropET को प्रस्तुत करता है, जो 2000 से 2025 तक 5 आर्क-मिनट रिज़ॉल्यूशन पर 23 सिंचित और वर्षा आधारित फसलों के लिए दैनिक वाष्पीकरण अनुमान प्रदान करने वाला एक वैश्विक डेटासेट है, जो हाइड्रोलॉजिकल चक्र पर कृषि प्रभावों का विश्लेषण करने के लिए एक सत्यापित संसाधन प्रदान करने हेतु FAO-56 मॉडलिंग को गतिशील फसल मानचित्रण और उपग्रह डेटा के साथ जोड़ता है।
मूल पेपर CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें
आकाश से गिरने वाला पानी और हवा में वापस ऊपर उठने वाला पानी एक निरंतर चक्र बनाता है जो पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखता है। यह चक्र केवल बारिश और नदियों के बारे में नहीं है; यह उन पौधों से गहराई से जुड़ा है जिन्हें हम खुद को खिलाने के लिए उगाते हैं। जब किसान फसलें लगाते हैं, तो वे जमीन के माध्यम से पानी की गति को बदल देते हैं। कुछ फसलें मिट्टी से पानी पीती हैं, जबकि अन्य सिंचाई प्रणालियों पर निर्भर करती हैं जो नदियों या जलभृतों (aquifers) से पानी पंप करती हैं। जैसे-जैसे वैश्विक जनसंख्या बढ़ रही है और जलवायु गर्म हो रही है, इन फसलों द्वारा पानी के उपयोग का तरीका बदल रहा है। कुछ स्थानों पर, खेत नए क्षेत्रों में फैल रहे हैं, जबकि अन्य स्थानों में, बढ़ती गर्मी हवा को अधिक प्यासा बना रही है, जिससे मिट्टी से नमी अधिक तेजी से खिंच रही है। यह समझना कि फसलें वास्तव में कितनी मात्रा में पानी का उपभोग करती हैं, और वह पानी कहाँ से आता है, खाद्य आपूर्ति के प्रबंधन और पृथ्वी के मीठे पानी के भंडारों की सुरक्षा के लिए आवश्यक है।
इस पहेली को सुलझाने के लिए, शोधकर्ताओं आकाश कोप्पा और सारा बोनेटी ने दुनिया भर में फसलों से होने वाले दैनिक जल नुकसान का एक नया, विस्तृत रिकॉर्ड तैयार किया है। वे इस डेटासेट को 'क्रॉपईटी' (CropET) कहते हैं। यह चावल और गेहूं से लेकर सोयाबीन और कॉफी तक, बीस-तीन विभिन्न प्रकार की फसलों से होने वाले वाष्पीकरण को वर्ष 2000 से 2025 के बीच हर एक दिन के लिए ट्रैक करता है। यह मानचित्र पृथ्वी को इतने सूक्ष्म स्तर (resolution) पर कवर करता है कि इसमें केवल व्यापक क्षेत्रों के बजाय व्यक्तिगत खेतों को भी देखा जा सके। वर्षा और मौसम के उपग्रह डेटा को फसलों के वास्तविक स्थान के अपडेटेड मानचित्रों के साथ जोड़कर, टीम ने यह चित्र बनाया कि कृषि जल उपयोग समय के साथ कैसे बदला है। यह कार्य उन पुराने अनुमानों से आगे बढ़ता है जो फसल क्षेत्रों को स्थिर और अपरिवर्तित मानते थे, और इसके बजाय एक गतिशील दृष्टिकोण प्रदान करता है जो खेती के वास्तविक विस्तार और बदलते जलवायु को दर्शाता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि दुनिया भर में फसलों से वाष्पित होने वाले पानी की कुल मात्रा अत्यधिक है। वर्ष 2000 के लिए, उनकी गणनाओं ने दिखाया कि फसलों ने वायुमंडल में लगभग 5,814 घन किलोमीटर पानी छोड़ा। यह आंकड़ा अन्य प्रमुख अध्ययनों के साथ निकटता से मेल खाता है, जो नए मॉडल की सटीकता पर विश्वास दिलाता है। जब उन्होंने इस संख्या का विश्लेषण किया, तो उन्होंने देखा कि चावल, गेहूं और मक्का सबसे बड़े उपभोक्ता थे, जो कुल फसल वाष्पीकरण का 40 प्रतिशत हिस्सा बनाते हैं। चावल उस फसल के रूप में अलग खड़ा था जो सिंचाई पर सबसे अधिक निर्भर थी, जो मानव निर्मित स्रोतों से पानी की महत्वपूर्ण मात्रा खींचता है। इसके विपरीत, सोयाबीन, कसावा और कोको जैसी फसलों ने लगभग पूरी तरह से वर्षा पर भरोसा किया, जो सिंचाई पर बहुत कम निर्भरता दर्शाती हैं।
अध्ययन द्वारा कवर किए गए दो दशकों के दौरान, पानी के उपयोग का पैटर्न स्पष्ट रूप से बदला। दुनिया के कई हिस्सों में, विशेष रूप से भारत, पूर्वी चीन और दक्षिण पूर्व एशिया में, फसलों से वाष्पित होने वाले पानी की मात्रा में वृद्धि हुई। यह वृद्धि दो मुख्य शक्तियों द्वारा संचालित थी: कृषि भूमि का भौतिक विस्तार और गर्म, शुष्क हवा के कारण पानी की बढ़ती मांग। इन क्षेत्रों में, किसानों ने अधिक फसलें लगाईं, और उन फसलों ने अधिक पानी पिया क्योंकि गर्मी ने उन्हें अधिक प्यासा बना दिया था। अध्ययन ने रेखांकित किया कि चीन और भारत में, वर्षा-आधारित और सिंचित दोनों खेतों ने इस वृद्धि में योगदान दिया। हालांकि, अन्य स्थानों में कहानी अलग थी। पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका और दक्षिण अमेरिका के कुछ हिस्सों में, फसल जल उपयोग वास्तव में कम हुआ। उदाहरण के लिए, कैलिफोर्निया की सेंट्रल वैली में, एक भीषण सूखे और नए जल प्रबंधन कानूनों के कारण किसानों ने खेतों को खाली छोड़ दिया, जिससे जमीन से वाष्पित होने वाले पानी में कमी आई।
टीम ने यह भी देखा कि ये परिवर्तन समय और स्थान के साथ कैसे घटित हुए। उन्होंने पाया कि पानी के उपयोग में वृद्धि एक समान नहीं थी। पश्चिम अफ्रीका और ब्राजील के सवाना में, वृद्धि लगभग पूरी तरह से नए क्षेत्रों में फैलती वर्षा-आधारित फसलों के कारण थी। हालाँकि, मध्य भारत में, वृद्धि मुख्य रूप से सिंचाई द्वारा संचालित थी। शोधकर्ताओं ने टावरों से लिए गए वास्तविक दुनिया के मापों के साथ अपने आंकड़ों की पुष्टि की, जो जमीन से उठने वाली जल वाष्प को ट्रैक करते हैं। हालांकि उनके दैनिक अनुमान टावर के मापों से थोड़े कम थे, लेकिन समग्र पैटर्न अच्छी तरह से मेल खाते थे, जिससे पुष्टि होती है कि मॉडल फसलों के आवश्यक व्यवहार को पकड़ता है। अध्ययन ने यह भी नोट किया कि वर्ष 2021 से 2025 के लिए, डेटा 2020 में दर्ज किए गए फसल क्षेत्रों पर निर्भर है, क्योंकि नए मानचित्र अभी उपलब्ध नहीं थे, जिसका अर्थ है कि हाल के वर्ष खेती के नवीनतम विस्तार के बजाय एक स्थिर दृश्य को दर्शाते हैं।
यह नया डेटासेट खाद्य उत्पादन और जल चक्र के बीच जटिल संबंध को समझने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है। यह फसलों द्वारा पानी के उपयोग का दैनिक, वैश्विक दृश्य प्रदान करके, वैज्ञानिकों और योजनाकारों को यह देखने की अनुमति देता है कि कृषि विस्तार क्षेत्रीय जल बजट को ठीक कहाँ और कब नया आकार दे रहा है। यह प्रकट करता है कि जहाँ कुछ क्षेत्रों में जलवायु और विकास के कारण उनकी फसलें अधिक पानी पी रही हैं, वहीं अन्य क्षेत्र पानी की कमी के कारण पीछे हट रहे हैं। यह कार्य केवल पानी की गिनती नहीं करता है; यह बताता है कि कैसे मानवीय विकल्प और पर्यावरणीय परिवर्तन पृथ्वी के हाइड्रोलॉजिकल चक्र के नियमों को, एक समय में एक खेत के साथ, फिर से लिख रहे हैं।
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