Människans beroende av vatten för mat och andra ekosystemtjänster Line Gordon, Stockholm Resilience Centre, Stockholm University
Makanya avrinningsområde, Tanzania
Alla äldre säger att det blir torrare - stämmer det? Enfors & Gordon 2007
Liknande trend över hela Afrika söder om Sahara Enfors et al. manuscript
Denna typ av vattenbrist sällan uppmärksammad i global statistik. Ofta glömt den ekologiska dimensionen av vattenresurser 1. Vad är vattenresurser och vattenbrist? Det osynliga gröna vattnet. 2. Jordbruket och globala förändringar i vattnets kretslopp 3. Risk för abrupta förändringar för matproduktion och natur 4. Lösningar för framtiden
Vatten som en vara förlust av vatten returflöde bevattning Vattenflöde Tillgänglig mängd vatten industri samhälle hushåll? natur
Vatten - biosfärens blodomlopp Atmosfär atmosphere Biosfären Landekosystem Hav Floder/ grundvatte n
Vatten har många värden T.ex. Hälsa Produktion - industriell och biologisk Turism Arkitektur Religion inom många sektorer Ingenjörer Ekologer Stadsplanerare Jordbruk och många fler
Vi bor ju på en blå planet? En salt planet Total mängd söt- och saltvatten globalt
Skilj på uttag av vatten och konsumtion av vatten Vattenanvändning av olika sektorer har ökat mer än 3ggr så snabbt som befolkningsökningen Jordbruk Hushåll Industrier Reservoarer
Vattenstress index (mängd invånare per flödesenhet) Vörösmarty et al. 2001
Olika typer av vattenbrist A. Demografisk vattenbrist B. Ariditet C. Risk för torrperioder D. Markförstöring
B. Ariditet
Världens torrområden sammanfaller med var folk är undernärda B. Ariditet 41% av världens markyta, 20-30% utarmat Rockström et al. 2007
C. Torrperioder Mellan- och inom-års variationerna kan vara enorma Det finns ingen normal nederbörd i tropikerna Enfors & Gordon 2007
Infiltration och vattenhållande förmåga påverkas D. Markförstöring
A. Demografisk vattenbrist (påverkas av befolkningstillväxt, teknik etc...) Synligt B. Ariditet Osynligt (naturligt förekommande, kan eskaleras av klimatförändringar) C. Risk för torrperioder (naturligt förekommande, kan eskaleras av klimatförändringar) D. Markförstöring (påverkas av markanvändning)
Grönt vatten är vattenflödet genom jorden, via växter, till atmosfären Falkenmark, FAO 1996
Jordbruk och globala förändringar av vattenflöden Markanvändning Vattenanvändning Näringsämnen Gordon et al. 2008 Foley et al. 2005
Det mesta av världens jordbruk är regnförsörjt (grönt vatten) Mängd jordbruk som är bevattnat (blått) och regnförsörjt (grönt) Jachner et al. submitted
Hur mycket vatten drack Du i går kväll?
Mat (kg) Vatten (liter) Majs 450 Mjölk 900 Vete 1200 Ris 2700 Ost 5000 Nötkött 16000-120000 1 flaska öl (33cl) Drygt 200 liter vatten Varierar väldigt med klimatförhållanden, bevattningssystem, jordmånen, etc. www.albaeco.com
VATTENBEHOV FÖR MATPRODUKTION Kontinent Dagens diet (l/cap) Acceptabel Diet SubSaharan Afrika 1900 3500 Asien* 2250 Europa* 4450 *utom fd. Sovietunionen År 2030 kommer det att krävas ytterligare drygt 60% mer vatten för matproduktionen till en ökande världsbefolkning eller lika mycket som dagens totala blåvattenanvändning VART TAS DETTA IFRÅN? Bevattning, förbättrad effektivitet, markanvändningsförändringar Rockström et al. 1999 & 2007
Vad odlar vi? MAT Mat Monfreda et al. 2008
FODER Foder Monfreda et al. 2008
Virtuellt vatten: det vatten som behövs i produktionen av en viss vara Ofta använt mått i global handel Exempel från Japan Taikan Oki
Vattenanvändning källa till konflikter mellan jordbruksproduktion och andra ekosystemtjänster Jordbruk Andra ekosystemtjänster Mat Bioenergi Timmer Fibrer Pollinering Klimatreglering Minskning av översvämningar Ekoturism
Hur påverkas vattenresurser av jordbruksförändringar?
Några generella förändringar Minskad vatten mängd nedströms Vattenreglering i våtmarker Vattenkvalitet Grundvatten nivå
Försaltning i Australien Det har varit stora markanvändningsförändringar i Australien
Förändring av vattenflöden i Australien 1780 (ljusgrön) -1980 (mörkgrönt) (km 3 /yr) Nederbörd 3390* 3450 3100 Grönvattenförändring = 350 Vattenuttag 20** Världens torraste bebodda kontinent... Blåvattenförändring 360* * From L vovich 1979 ** from AATSE 1999 Gordon et al. 2003
Identifierade abrupta förändringar relaterat till jordbruk & vatten Skog>savann Våt savann -> torr savann Monsun Molnskogar Försaltning Förbuskning Jordstruktur Övergödning Döda bottnar Förändring av floders position Gordon, et al. 2008
Övergödning av sjöar
Döda bottnar globalt Diaz and Rosenberg 2008
Atmosfärsförändringar Förändring genom avskogning (-30 km3/yr) och bevattning (+260 km3/yr) Gordon et al. 2005
Resilience to changes in moisture recycling from rapid land cover change Identification of sensitive areas Karlberg and Rockström Collaboration SRC, PIK, Delft University fo Technology, ANU
Map shows amount of precipitation of terrestrial origin Van der Ent et al. 2010, in press WRR
Olika tids- och rumsskalor (Gordon, Peterson, Bennett 2008) rumsskala
What to do about trade-offs among food and other ecosystem services? 1. Improve management practices and efficiency on agricultural lands 2. Improve governance across river basins (of upstream food production and downstream aquatic systems) 3. Look for synergies by managing for multifucntionality Gordon et al. 2010
Torrområden i världen Alla typer av regimskiften kan ske här (Rockstrom & et al. 2007) Låg välfärd, låg BNP, snabb växande befolkning, marginaliserade
Fattigdomsfälla i Afrikas torrområden?
Två torrperioder följde på varandra 2005-2006 Många hushåll gör slut på sina resurser Lokala ekosystemtjänster är viktiga när skördar slår fel Enfors and Gordon, 2008
Lokala ekosystemtjänster viktiga vid torrperioder
Men är världens torrområden torra??
Plöjningsfritt jordbruk Småskaliga tekniker Droppbevattning Brygga torrperioder Maximera infiltration och vattenhållande förmåga Water harvesting
Enkla, billliga tekniker tillgvängliga för bönderna En ny trippelgrön revolution??
Water harvesting för att överbrygga torrperioder: Resultat från fältarbete i Kenya & Burkina Faso 1998-2000 Källor: Fox, 2003, Barron, 2004
350 grain yield (as % of harvested control yield) 300 250 200 150 100 50 0 SI SI+F farmers long term SI SI+Low F Toguo (BF) Mwala (KEN) Tougo (BF) Mwala (Ke) Kontroll 455 1187 Delbevattning 712 1319 Delbev + näring 1403 1857 En LITEN mängd vatten (ca 70 mm/säsong) ger stor effekt Källor: Fox, 2003, Barron, 2004
Enfors et al., 2010 Resultaten varierar från år till år M05 a (kg ha -1 ) V05/06 (kg ha -1 ) M06 (kg ha -1 ) V06/07 (kg ha -1 ) M07 b (kg ha -1 ) V07/08 c (kg ha -1 ) Grain Biom. Grain Biom. Grain Biom. Grain Biom. Grain Biom. Grain Biom. C CM R RM 321 1709 257 1644 215 1345 310 1994 0 0 0 0 0 2584 6583 2075 6412 392 1457 512 1941 0 2295 5674 2388 8529* 493 1915 737 2372 0 1969 5076 1763 7012 204 1080 511 1921 0 2390 6292 2934* 10572** 489 2337 957 3114 Prob. for no effect 0.82 0.46 NA NA 0.24 0.26 0.01 0.01 0.11 0.26 0.33 0.02 1. The highest rainfall year was the only season with significant effect, bad seasons are still bad; i.e. doesn t stabilize yields 2. Shift focus: not reduce risks, but take advantage of opportunities
Människor tenderar att övervärdera teknologisk förändring och undervärdera social förändring samt nya innovationer Miracles You ll See In The Next Fifty Years By Waldemar Kaempffert; Science Editor, The New York Times Popular Mechanics 2-1950
Förändringens drivkrafter Betydelse 1. Tillgång till jordbrukstekniker 2. Hälsa (inkl. HIV/AIDS) 3. Ledarskap 4. Tillgång till högre utbildning 5. Arbetsvilkor och familjevärden 6. Nationell ekonomi 7. Infrastruktur 8. Marknad för jordbruksprodukter 9. Deltagardriven utveckling 10. Klimat 11. Informell utbildning Rätt säker framtid Osäker framtid
Agricultural advance Community Cohesion Managing on the margins Industrialization
Teknikerna värdefulla i alla scenarios, men typen av tekniker och samarbetspartners lokalt varierar Bestäm om man skall ta tillvara på möjligheter eller undvika risker Bygg kapacitet för lokal innovation för att göra robusta investeringar Analysera vilken påverkan det har på systemnivå för att förstå långtida effekter
Sammanfattning: 1. Vatten är inte enbart en vara - det är hela biosfärens blodomlopp 2. Markanvändning är också vattenanvändning! 3. Synliggör det gröna vattnet för att tydliggöra problem - och lösningar! 4. Viktigt att adressera hela problemkomplex samtidigt; klimat, mat, fattigdom, vatten, natur 5. Lösningar bör vara robusta för att klara alternativa framtider
Tack till: Elin Enfors, doktorand i Systemekologi Azote images Formas och Sida Mer information: www.albaeco.com www.stockholmresilience.su.se
Hur mycket vatten får man in i en öl? Hjälper det att vi i Sverige sparar vatten t.ex. när vi duschar? Varför kan man inte lösa vattenbristen i Afrika genom att frakta isberg från Antarktis? Om vi hittade vatten på månen skulle det kunna lösa världens vattenproblem? Hur kommer det sig att vissa områden är torrare än Sverige trots att det regnar mer där? Kan regn vara skattepliktigt?