How can crop production adapt to growing groundwater restrictions in the U.S. West?

In de droge landschappen van het Amerikaanse Westen is de landbouw lang afhankelijk geweest van een verborgen reservoir: grondwater. Decennialang hebben boeren water uit diepe ondergrondse aquifers gepompt om gewassen te laten groeien, vooral wanneer oppervlakterivieren en regen tekortschieten. Deze praktijk heeft een enorme industrie gevoed, die jaarlijks miljarden dollars aan voedsel en vezels produceert, maar dat is niet zonder prijs gekomen. Het water wordt sneller verwijderd dan de natuur het kan aanvullen, wat leidt tot droge putten, inklinkende grond en beschadigde ecosystemen. Als reactie hierop zijn staten als Californië begonnen met het invoeren van strikte regels om dit overmatige oppompen te stoppen, met als doel het watergebruik terug te brengen naar een duurzaam niveau waarbij de winning de natuurlijke aanvulling niet overstijgt. De vraag waar de regio voor staat is niet alleen hoe men water kan besparen, maar hoe men het land kan blijven voeden wanneer dat water schaars wordt. Boeren moeten beslissen of ze minder gaan verbouwen, andere gewassen gaan verbouwen, of hun velden naar nattere plekken verplaatsen, terwijl ze tegelijkertijd proberen hun bedrijven winstgevend te houden.

Een team van onderzoekers zette zich in om te begrijpen hoe het gehele systeem van landbouw, water en markten zou reageren als deze beperkingen op het grondwater volledig zouden worden gehandhaafd in de elf westerse staten. Zij bekeken deze keuzes niet als geïsoleerde fenomenen. In plaats daarvan bouwden zij een complex computermodel dat fungeert als een digitale simulatie van de echte wereld, waarin de manier waarop water door de bodem beweegt, hoe gewassen groeien onder stress, hoe prijzen veranderen wanneer het aanbod daalt en hoe boeren beslissen wat ze het volgende seizoen planten, aan elkaar gekoppeld zijn. Door deze simulatie vooruit te draaien, konden zij zien hoe een schok in de watervoorraad door de economie rimpelde, waarbij aanpassingen in één gebied triggers veroorzaakten voor veranderingen in een ander gebied. Hun doel was om de meest effectieve manier te vinden waarop de regio kan adapteren, waarbij zij ontdekten dat er geen enkele oplossing is die overal werkt.

De studie toonde aan dat de beste reactie volledig afhangt van waar je bent. In de droogste delen van het Zuidwesten, met name in Californië en Arizona, is de optimale strategie een combinatie van twee benaderingen. Boeren in deze staten zullen waarschijnlijk de hoeveelheid water die ze aan hun gewassen geven moeten verminderen, een praktijk die bekend staat als deficit-irrigatie (tekortirrigatie), waarbij ze accepteren dat de opbrengsten iets lager zijn in ruil voor minder waterverbruik. Tegelijkertijd zullen ze een deel van hun geïrrigeerde land braak moeten laten liggen, of leeg, in plaats van te proberen gewassen op dat land te verbouwen met onvoldoende water. Deze combinatie stelt hen in staat om voedsel te blijven produceren en winst te maken, ook al zal de totale hoeveelheid verbouwde gewassen afnemen. De onderzoekers observeerden dat Californië, met zijn unieke omstandigheden, meer kan leunen op deficit-irrigatie om de productie gaande te houden, terwijl Arizona een scherpere daling in opbrengst ziet en een grotere noodzaak heeft om het totale landoppervlak onder irrigatie te verminderen.

In contrast hiermee staan de staten in de Pacific Northwest, zoals Washington, Oregon en Idaho, die een andere realiteit ervaren. Omdat deze regio's minder afhankelijk zijn van grondwater dat momenteel overmatig wordt opgepompt, hoeven zij niet zo drastisch in te krimpen. Sterker nog, naarmate water schaarser en duurder wordt in het Zuidwesten, verschuift een deel van de productie naar het noorden. Boeren in deze nattere staten kunnen het zich veroorloven om meer hoogwaardige gewassen zoals fruit en groenten te verbouwen, waarmee zij de leemte opvullen die hun zuidelijke buren achterlaten. Deze verschuiving is echter geen volledige migratie. Californië blijft de dominante producent van fruit en groenten in het Westen, en het gebruik van deficit-irrigatie daar vertraagt de beweging van deze gewassen naar andere staten aanzienlijk. De simulatie toonde aan dat hoewel de productie verschuift, deze niet vlucht; de regio past zich aan door de productie in het noorden te intensiveren en tegelijkert tot een sterke, zij het verminderde, aanwezigheid in het zuiden.

De onderzoekers ontdekten ook dat de impact van deze waterbeperkingen niet uniform is voor alle soorten voedsel. Voor granen, die breed over het land worden verbouwd, is het verlies aan productie in het Westen relatief klein in het grote geheel. Als het Westen minder graan produceert, kunnen boeren in andere delen van de Verenigde Staten gemakkelijk bijspringen om het verschil te compenseren, waardoor de nationale voorraad stabiel blijft. Het verhaal is heel anders voor fruit en groenten. Omdat deze gewassen sterk geconcentreerd zijn in het waterarme Westen, en omdat ze moeilijk te verbouwen zijn in andere klimaten, leidt een daling in de productie hier tot hogere prijzen en een werkelijke vermindering van de totale beschikbaarheid. De markt kan dit aanbod niet simpelweg van elders vervangen. Bijgevolg zal de waarde van de fruit- en groente-industrie in het Westen een hardere klap krijgen, gedreven door de combinatie van lagere opbrengsten en hogere kosten.

Uiteindelijk suggereert de studie dat de toekomst van de landbouw in het Westen gedefinieerd zal worden door een portfolio aan strategieën in plaats van één enkele oplossing. Boeren zullen niet simpelweg stoppen met boeren of alles naar een nieuwe staat verhuizen. In plaats daarvan zullen zij navigeren door een complex landschap waarin zij minder water per hectare gebruiken, sommige velden onbeplant laten en aanpassen wat ze verbouwen op basis van lokale omstandigheden en marktprijzen. De simulatie geeft aan dat hoewel de totale output van de regio zal dalen, deze adaptieve maatregelen een totale ineenstorting van de industrie zullen voorkomen. Door te begrijpen hoe water, gewassen en geld met elkaar interageren, hebben de onderzoekers aangetoond dat het systeem veerkrachtig is, maar alleen als boeren en beleidsmakers accepteren dat de dagen van onbeperkt water voorbij zijn en dat de toekomst een zorgvuldige, berekende balans tussen productie en conservatie vereist.