کشاورزی یکی از بخشهایی است که بیشتر تحت تاثیر خشکسالی قرار گرفته است. ضررهای قابل توجهی بر اقتصاد محلی و بازارهای جهانی کالاها و قیمت مواد غذایی تأثیر می گذارد که می تواند منجر به ناامنی غذایی در کشورهای آسیب پذیر شود (ماکسول و فیتزپاتریک، 2012). کاهش تولید مواد غذایی ناشی از خشکسالی در کشورهای عمده کشاورزی می تواند تجارت و قیمت جهانی مواد غذایی را به شدت تحت تأثیر قرار دهد، به ویژه در مورد جمعیت فقیرتر در مناطق دور از خشکسالی عواقبی خواهد داشت. چنین عدم تعادل خطرات جهانی مربوط به خشکسالی را برجسته می کند. در بدترین حالت، شکست همزمان در چندین منطقه اصلی تولید غذا می تواند منجر به عواقب شدیدی با خطرات سیستمیک و ناآرامی های اجتماعی شود. از این رو، ضرورت رسیدگی به خطرات سیستمیک در برنامه های ملی مدیریت خطر خشکسالی به منظور مقابله بهتر با فشارهای خارجی است.

سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (فائو) 78 مورد نیازهای پس از وقوع بلایای طبیعی پس از وقوع بلایای متوسط ​​تا وسیع را برای شناسایی روندهای اقتصادی بلایا در محصولات زراعی، دامداری، شیلات و جنگلداری بررسی کرد (فائو، 2015) ) این مطالعه 48 کشور در حال توسعه آفریقا، آسیا و آمریکای لاتین را در دوره 2003-2013 تحت پوشش قرار داد. فائو دریافت که کشاورزی تقریباً 84 درصد از تلفات اقتصادی ناشی از بلایای مرتبط با آب و هوا را در این کشورها جذب کرده است. تولیدات گیاهی بیشترین آسیب را به زیر شاخه وارد کردند و 42 درصد از کل تلفات کشاورزی را به خود اختصاص دادند و پس از آن تولیدات دامی با 36 درصد. تقریباً 86 درصد از تلفات و خسارات گزارش شده ناشی از وقوع خشکسالی است.

شرایط محیطی بر بهره وری گیاه در تمام مراحل رشد تأثیر می گذارد. چنین شرایطی شامل در دسترس بودن آب، تابش خورشید، دما و خواص خاک مانند اسیدیته است. مطالعات نشان می دهد تولید زیست توده یک محصول جو به دلیل خشکسالی در زمان و مدت زمان مختلف کاهش یافته است. مستقیم تر، تنش رطوبتی در تمام مراحل رشد، عملکرد دانه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. خشکسالی های شدید با کاهش قابل توجه عملکرد غلات اصلی و سایر محصولات زراعی در بیشتر مناطق مستعد خشکسالی ارتباط دارد.

تغییرات آب و هوایی به احتمال زیاد فراوانی و شدت خشکسالی های کشاورزی را در بسیاری از مناطق جهان افزایش می دهد، جایی که تنش آبی به دلیل فشار زیاد ناشی از بهره برداری بیش از حد و تخریب زمین بیشتر خواهد شد. کاهش رطوبت خاک و افزایش تقاضای تبخیری جوی احتمالاً خطر خشکسالی کشاورزی در مناطق خشک را افزایش داده و دامداری گسترده را تهدید می کند و منجر به افزایش خطر ناامنی غذایی می شود.

آفات

تنش خشکی می تواند باعث شیوع قارچ ها و حشرات گیاه خوار شود. کشاورزی و جنگلداری می تواند آسیب جدی ببیند زیرا خشکسالی به نفع تکثیر آفات از طریق مکانیسم های مختلف است:

• خشکسالی محیط حرارتی مطلوب تری را برای رشد حشرات گیاهی فراهم می کند
• گیاهان دارای تنش خشکی از نظر رفتاری برای حشرات جذابتر یا قابل قبول هستند
• گیاهان دارای تنش خشکی از نظر فیزیولوژیکی برای حشرات مناسب ترند
• خشکسالی از میکروارگانیسم های متقابل حمایت می کند اما از دشمنان طبیعی حشرات گیاهی استفاده نمی کند

خشکسالی کیفیت تغذیه ای بافتهای مصرف شده توسط گیاهخواران را تغییر می دهد که بر عملکرد گیاهخواران تأثیر می گذارد. با این حال، تأثیرات خشکسالی بر مقاومت درختان در برابر حشرات آفت بسته به گروه تغذیه گیاهخواران حشره متفاوت است. به طور کلی، آفات اولیه ای که از تنه درختان تغذیه می کنند، تحت تأثیر خشکسالی قرار می گیرند، در حالی که سوسک های پوست، جونده برگ، معدن برگ، سازندگان صفرا و تغذیه کننده های شیره از شرایط خشک تر سود می برند.

در شرایط خشکسالی، پوشش گیاهی کمتر پیچیده (مانند جنگل های شهری در مقابل جنگل های طبیعی) ممکن است کنترل بیولوژیکی آفات را کاهش دهد، زیرا تنش گیاه محیط مطلوبی را برای آفات ایجاد می کند. دمای بالاتر می تواند به طور مستقیم تناسب و فراوانی آفات را افزایش دهد. این امر به ویژه در جنگل های شهری صادق است که افزایش دمای ناشی از جزایر گرمایی شهری و کاهش دسترسی به آب بیشتر از مناطق روستایی به آفات بندپایان گیاهخوار کمک می کند.

منابع آب عمومی و کیفیت آب

سیستم های تامین آب بر اساس دستورالعمل هایی بر اساس جریان تاریخی، ظرفیت ذخیره سازی و معیارهای کیفی، برای برآوردن تقاضای آب مورد نظر، اداره می شوند. اکثر عملیات در شرایط عادی آب و هوا مناسب است، اما بعید است در شرایط شدید مانند خشکسالی های طولانی مدت و افزایش ناگهانی تقاضای آب کافی باشد. تغییرات سریع در الگوهای مصرف آب فضایی و زمانی، همانطور که اخیراً در طول همه گیری کووید -19 دیده شده است، ممکن است فشار بیشتری بر سیستم های تامین آب وارد کند که می تواند تاثیر خشکسالی را تشدید کند.

در شرایط شدید خشکسالی، روشهای عادی عملکرد ممکن است منجر به کمبود شدید منابع یا توالی کمبود پی در پی منابع شود که هر یک از آنها ممکن است تأثیرات بیشتری را ایجاد کند. سیاست های بهبود یافته برای مدیریت سیستم های تامین آب که شامل برنامه ریزی خشکسالی می شود و برای جلوگیری از این کمبود آب، عملیات باید معرفی و مرتباً به روز شود.

در محدوده کلان شهر سائوپائولو محدودیت شدید در تامین آب عمومی مشاهده شد، که به دلیل خشکسالی 2014-2015 در جنوب شرقی برزیل مجبور به اعمال محدودیت در تامین آب عمومی شد (بخش 5.3.1 را ببینید). این و موارد مشابه دیگر نشان می دهد که شهرهای بزرگ در سراسر جهان واقع در مناطق نیمه خشک و مناطق خشک هستند و عمدتاً برای تأمین آب عمومی به مخازن یا آبهای زیرزمینی متکی هستند. چنین شهرهایی، که به طور معمول تقاضای زیادی برای آب دارند، در معرض چندین سال خشک هستند که ذخایر آب به اندازه کافی پر نمی شوند.

تغییرات در کیفیت آب نیز ممکن است با کاهش جریان رودخانه و سطح مخزن همراه باشد. چنین کاهش می تواند به دلیل کاهش رقت منجر به افزایش شوری آب شود. دمای هوا در دوره های خشک افزایش می یابد و می تواند منجر به افزایش درجه حرارت و طبقه بندی غیرطبیعی آب شود. این اثر همچنین می تواند به دلیل زمان اقامت طولانی هیدرولیک و سطح پایین آب تشدید شود.

چنین تغییراتی بر میزان دسترسی آب برای مصارف خانگی و نگهداری اکوسیستم تأثیر می گذارد. افزایش دمای آب می تواند به تولید جلبک ها کمک کند، باعث شکوفایی سمی سیانوباکتریایی و کاهش غلظت اکسیژن محلول شود. در مقابل، مواد مغذی و کدورت اغلب در طول خشکسالی به دلیل عدم رواناب حوضه و افزایش رسوب کاهش می یابد.

تولید انرژی در پیوند آب و انرژی

تولید برق حرارتی از سوخت های فسیلی (زغال سنگ، گاز و نفت) و منابع سوخت های فسیلی مانند نیروگاه های هسته ای به آب برای خنک کننده نیاز دارد. به طور همزمان، استخراج، تصفیه و توزیع آب انرژی مصرف می کند. این وابستگی متقابل را پیوند آب و انرژی می نامند و بخشی از برنامه ریزی برای امنیت آب است.

تولید برق ممکن است به طور مستقیم بستگی به در دسترس بودن آب (به عنوان مثال برق آبی) یا غیر مستقیم (به عنوان مثال سیستم های خنک کننده مولد برق) داشته باشد. Hydropower به طور مستقیم از آب استفاده می کند و تابعی از سر هیدرولیک (اختلاف ارتفاع بین ورودی و خروجی آب) و میزان جریان حجمی است. در نتیجه، سطح ناکافی آب منجر به کاهش یا حتی توقف تولید انرژی می شود. از آنجا که اکثر نیروگاهها به آبهای کم عمق نزدیک می شوند، بیشتر تحت تأثیر دمای بالای آب ناشی از خشکسالی های هیدرولوژیکی و دمای بالای هوا قرار می گیرند. در چنین شرایطی، تخلیه آب سرد نسبتاً گرم به رودخانه ها ممکن است به دلیل تأثیرات منفی بر محیط زیست رودخانه و زیستگاه ماهی محدود شود. به عنوان مثال می توان به میزان قابل توجهی در تولید برق آبی در جنوب شرقی برزیل در سالهای 2014-2015 و یا کاهش تولید انرژی حرارتی و هسته ای در اروپا در سال 2003 اشاره کرد. دومی به دلیل کمبود آب خنک کننده و نیاز به اطمینان از حداقل جریان اکولوژیکی در رودخانه ها بود در حالی که از حداکثر دمای مجاز آب فراتر نمی رفت. نیروگاه های حرارتی را می توان با بهبود فناوری خنک کننده خود مقاوم کرد.

اتخاذ اقتصادی با انتشار گازهای گلخانه ای صفر، یک راه حل بالقوه برای کاهش آب ناشی از فشار بر پیوند آب و انرژی است. بر اساس این سناریو، مصرف و برداشت آب توسط نیروگاه های حرارتی ممکن است تا سال 2050 بیش از 95 درصد کاهش یابد. آبی که آزاد می شود می تواند توسط اکوسیستم های آبی مورد استفاده قرار گیرد یا به اهداف دیگری مانند تولید غذا اختصاص یابد.

اکوسیستم ها

خشکسالی می تواند بر اکوسیستم ها و به نوبه خود خدمات آنها تأثیر بگذارد. تأثیرات دارای طیف وسیعی از شدت هستند، از واکنشهای مقیاس کوچک و موقت گرفته تا تغییرات گسترده و مداوم اکوسیستم (Crausbay و همکاران، 2017 ؛ شکل 1.7). نمونه هایی از تأثیرات بر اکوسیستم ها عبارتند از کاهش بهره وری گیاهان، افزایش تنش کم آبی در حیات وحش، تغییر نوع پوشش گیاهی یا تغییرات دامنه گونه ها، افزایش بیماری در حیوانات وحشی و افزایش استرس بر گونه های در معرض خطر یا حتی انقراض.

خشکسالی همچنین می تواند تاثیر زیادی بر تالاب ها داشته باشد. کاهش بارندگی و افزایش تبخیر و تعرق منجر به کاهش رهگیری، نفوذ و نفوذ کمتر می شود. این تغییرات در چرخه آب همراه با کاهش سطوح آب، خدمات ارزشمند اکوسیستم انجام شده توسط تالاب ها مانند تصفیه آب را کاهش می دهد.

خشکسالی های طولانی مدت در جنگل های مخروطی می تواند صدمات فیزیولوژیکی مستقیم ایجاد کرده و حساسیت کاج ها به بیماری های قارچی را افزایش دهد. خشکسالی می تواند باعث مرگ و میر گسترده درختان به دلیل خرابی سیستم هیدرولیکی گیاه شود. جدا از تغییر نقش حیاتی اکولوژیکی درختان، مرگ و میر درختان (به ویژه درختان بزرگ) باعث از دست رفتن خالص دی اکسید کربن در اتمسفر می شود و ظرفیت جنگل ها را برای کاهش تغییرات آب و هوایی کاهش می دهد.

مدیریت و سیاست خشکسالی اغلب تأثیرات بر اکوسیستم ها را در نظر نمی گیرد و همچنین اینکه چگونه اکوسیستم تحت تنش خشکی می تواند خدمات ارائه شده به جامعه بشری را کاهش دهد. ادغام نیازهای انسانی و طبیعی آب در فرایندهای برنامه ریزی خشکسالی بر این اساس استوار است که سرمایه گذاری روی آب برای طبیعت سرانجام سرمایه گذاری روی آب برای جامعه باشد. راه حل های متقابل سودمند نیازمند اقدامات پیشگیرانه ای هستند که برای کاهش خطر خشکسالی در افق های کوتاه مدت و طولانی طراحی شده اند. آسیب پذیری خشکسالی اکولوژیکی ممکن است با استفاده از استراتژی های پیشگیرانه مدیریت منابع طبیعی که با فرایندهای طبیعی کار می کنند و از آنها پشتیبانی می کنند، به جای استفاده از راه حل های مهندسی که ممکن است در درازمدت سیستم های طبیعی را تخریب کنند، با موفقیت کاهش یابد.

شکل 7.1. نمودار مفهومی خشکسالی اکولوژیکی

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

پروژه تخصصی در لینکدین

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح