Hydrological and Sediment Yield Response Impacts to Combined Changes of Land Use Land Cover and Climate in the Sub-basin of Ethiopia

Acqua e suolo sono i due pilastri fondamentali della vita in ogni paesaggio, ma non sono tesori statici; essi sono in costante mutamento, modellati dalle mani dell'uomo e dai capricci del cielo. Quando le foreste vengono abbattute per far spazio alle coltivazioni o quando i modelli delle precipitazioni cambiano a causa del riscaldamento globale, l'equilibrio delicato di un bacino idrografico si altera. Un bacio idrografico è semplicemente l'area di terra dove tutta la pioggia che cade defluisce in un singolo sistema fluviale, come un enorme imbuto. In questi sistemi, l'acqua si muove in modi diversi: parte scorre sulla superficie verso i torrenti, parte filtra lateralmente attraverso il suolo e parte penetra in profondamente per ricaricare gli acquiferi sotterranei. Allo stesso tempo, il suolo stesso può essere lavato via, un processo noto come erosione, che trasporta sedimenti nei fiumi. Comprendere come queste due forze — l'uso del suolo da parte dell'uomo e il cambiamento climatico — lavorino insieme è fondamentale per le comunità che dipendono da queste risorse per l'acqua potabile, l'irrigazione e la sicurezza alimentare. Se non saremo in grado di prevedere come questi sistemi si comporteranno in futuro, non potremo pianificare per le siccità o le inondazioni che potrebbero attenderci.

Negli altopiani dell'Etiopia, all'interno del vasto bacino del fiume Omo-Gibe, una ricercatrice di nome Meseret Bekele Toma si è posta l'obiettivo di comprendere esattamente come queste forze interagiscano nel sottobacino di Ajora-Woybo. Quest'area è una fonte vitale di acqua, poiché alimenta cinque fiumi perenni che alla fine si uniscono al serbatoio di Gibe III, una risorsa chiave per l'energia e l'agricoltura della regione. Il paesaggio qui è un mix di altipiani alti e freschi e pianure calde e aride, con un suolo che varia dal profondo e fertile argilla fino alla roccia grossolana e povera di nutrienti. Per vedere cosa riserva il futuro, la ricercatrice ha costruito un modello digitale di questo intero bacino idrografico. Questo modello agisce come un laboratorio virtuale, permettendo agli scienziati di eseguire simulazioni su come la terra e il clima potrebbero cambiare nei decenni a venire. Lo studio ha esaminato due scenari specifici per il futuro: uno in cui il riscaldamento globale è moderato e un altro in cui è severo. Ha inoltre proiettato come l'uso del suolo cambierà probabilmente, assumendo che continuino le tendenze attuali di conversione di foreste e boscaglie in terreni agricoli. Combinando questi due insiemi di cambiamenti, lo studio mirava a vedere se gli effetti di un clima che cambia e di un paesaggio che cambia si sarebbero annullati a vicenda, o se avrebbero peggiorato i problemi.

I risultati di queste simulazioni dipingono un quadro chiaro, seppur preoccupante, per il bacino idrografico di Ajora-Woybo. Il modello suggerisce che nei prossimi decenni la quantità totale di acqua disponibile nel sistema diminuirà. Nello specifico, la quantità di acqua che scorre sulla superficie terrestre, l'acqua che si muove lateralmente attraverso il suolo e l'acqua immagazzinata in profondamente sottoterra subiranno una proiezione di diminuzione. Nello scenario di riscaldamento più severo, lo studio prevede che il deflusso superficiale potrebbe scendere di quasi il 5 percento e il flusso sotterraneo potrebbe calare di oltre il 6 percento entro gli anni 2070. Questa riduzione è guidata principalmente dal cambiamento climatico, che dovrebbe portare meno piogge nell'area. Tuttavia, la storia è diversa per l'evapotraspirazione — il processo attraverso il quale l'acqua si sposta dal suolo e dalle piante nell'aria. Si prevede che questa aumenterà, crescendo di oltre il 6 percento nel prossimo futuro, poiché le temperature più elevate causano una maggiore evaporazione dell'acqua.

Forse il reperto più sorprendente riguarda il suolo stesso. Mentre l'acqua che scorre nel sistema si prevede che diminuisca, la quantità di suolo che viene lavata via e trasportata dai fiumi è progettata per aumentare. Il modello indica che la produzione di sedimenti potrebbe aumentare di oltre l'8 percento nel prossimo futuro. Ciò accade perché la terra sta cambiando; man mano che le foreste e le boscaglie vengono sostituite dalle colture, il terreno diventa più vulnerabile all'erosione. Lo studio ha scoperto che, mentre il cambiamento climatico è il driver principale che riduce l'approvvigionamento idrico, i cambiamenti nell'uso del suolo da parte delle persone sono la ragione primaria dell'aumento della perdita di suolo. Interessante è il fatto che le due forze a volte lavorano in direzioni opposte. Ad esempio, mentre il cambiamento climatico tende a ridurre il deflusso superficiale, la conversione del terreno in agricoltura tende ad aumentarlo. Nella simulazione combinata, queste forze opposte si sono parzialmente annullate a vicenda, portando a un effetto di "neutralizzazione" in cui il cambiamento totale nel flusso d'acqua è stato meno drammatico rispetto a quanto sarebbe stato se solo il clima fosse cambiato. Tuttavia, questo equilibrio non ha protetto il suolo: l'erosione ha continuato a salire.

Anche la tempistica di questi cambiamenti è importante. Lo studio ha esaminato i ritmi stagionali della regione, definiti da tre stagioni distinte: le forti piogge del kiremt, le piogge più leggere del belg e la stagione secca del bega. Le simulazioni suggeriscono che il flusso d'acqua diventerà più erratico. Durante la stagione principale delle piogge, il flusso potrebbe aumentare leggermente, ma durante le stagioni secche, si prevede che calerà significativamente. Questo schema suggerisce che la regione potrebbe affrontare eventi più estremi, con periodi di intense inondazioni seguiti da gravi siccità. Le aree a monte del bacino idrografico, dove gli agricoltori contano sulla terra per il proprio sostentamento, sono particolarmente vulnerabili. Le simulazioni mostrano che queste aree vedranno una riduzione dell'acqua disponibile per l'agricoltura, un problema che potrebbe diventare sempre più difficile da gestire con la crescita della popolazione.

In definitiva, questa ricerca evidenzia che la gestione delle risorse idriche e del suolo richiede di guardare contemporaneamente al cielo e alla terra. Lo studio conclude che, sebbene il clima sia la forza dominante che cambia l'equilibrio idrico, il modo in cui le persone utilizzano la terra è il fattore critico che determina quanta quantità di suolo viene persa. I risultati suggeriscono che limitarsi a reagire al cambiamento climatico non è sufficiente; le strategie devono affrontare anche come la terra viene gestita. Ridurre la deforestazione e adottare metodi agricoli che mantengano il suolo in posizione sono passi essenziali. Lo studio sottolinea che l'interazione tra uso del suolo e clima è complessa e varia da luogo a luogo, il che significa che sono necessarie soluzioni locali. Per gli agricoltori e i pianificatori del bacino di Ajora-Woybo, queste intuizioni forniscono una tabella di marcia per prepararsi a un futuro in cui l'acqua sarà più scarsa e il suolo più fragile, esortando a un passaggio verso pratiche sostenibili che possano proteggere queste risorse vitali per le generazioni a venire.