Thủy lợi rõ ràng là cần thiết cho sản xuất lương thực, cho phép nông dân canh tác cây trồng ngay cả ở những vùng khô hạn. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, việc tưới nước cho đất trồng trọt có thể làm cạn kiệt nguồn nước mặt và nước ngầm dự trữ. Điều này có thể dẫn đến sụt lún cục bộ, xâm nhập mặn và có thể làm thay đổi đa dạng sinh học.
Những tác động cục bộ này sẽ được nhìn thấy tương đối nhanh chóng, nhưng những hậu quả rộng lớn hơn của các hoạt động tưới tiêu phần lớn vẫn bị che giấu cho đến nay.
Nhờ một nhóm các nhà khoa học quốc tế, giờ đây đã có một mô tả toàn diện về sự tương tác phức tạp giữa thủy lợi và môi trường toàn cầu.
Cái này nghiên cứu mớiđược dẫn dắt bởi Sonali McDermid từ Đại học New York và được hỗ trợ bởi Khoa học vì Xã hội của ESA thủy lợi+ dự án, đã được xuất bản gần đây trong Nature Reviews Trái đất & Môi trường tạp chí.
Khu vực toàn cầu được trang bị cho tưới tiêu
Trái đất hoạt động như một hệ thống tinh vi và vẫn còn nhiều điều chúng ta chưa biết về cơ chế phản hồi phức tạp thúc đẩy các quá trình tự nhiên. Ví dụ, có rất nhiều câu hỏi mở về chu trình nước, chu trình carbon và cân bằng năng lượng của Trái đất liên kết với nhau như thế nào.
Hơn nữa, chúng ta có nhiều điều để tìm hiểu về cách hoạt động của con người đang thay đổi các quá trình này và quan trọng là những tác động rộng lớn hơn đối với toàn bộ hành tinh.
Người ta ước tính rằng trên toàn thế giới có khoảng 2500 km khối nước được sử dụng cho tưới tiêu hàng năm, nhiều hơn lượng nước được sử dụng cho bất kỳ mục đích đơn lẻ nào khác.
Để đưa điều này vào quan điểm, đây là khoảng cùng một lượng nước ở tất cả các con sông trên thế giới cộng lại.
Những hình ảnh dưới đây của Ấn Độ cho thấy các khu vực được tưới tiêu và các loại cây trồng được trồng.
Các khu vực được tưới tiêu ở Ấn Độ và bản đồ phân loại lớp phủ đất tương ứng
Ngoài các tác động cục bộ, nghiên cứu mới cho thấy, chẳng hạn, việc tưới tiêu ảnh hưởng đến cân bằng năng lượng bề mặt và các chu trình sinh địa hóa.
Trong mùa sinh trưởng, việc tưới tiêu có thể làm giảm nhiệt độ bề mặt đất tới 3°C. Mặc dù điều này có thể không gây ngạc nhiên, nhưng tất cả chúng ta đều biết rằng việc bị ướt vào một ngày nắng nóng sẽ giúp bạn hạ nhiệt và coi đó là một điều tốt, nhưng nó lại làm trầm trọng thêm tình trạng gọi là ‘căng thẳng do nóng ẩm’.
Wouter Dorigo, từ TU Wien ở Áo, giải thích: “Căng thẳng nhiệt ướt mô tả độ ẩm. Vì vậy, mặc dù mặt đất mát hơn sau khi được tưới, nhưng không khí lại ẩm ướt hơn – và tất cả chúng ta đều biết rằng con người chúng ta khó đối phó với điều kiện nóng ẩm hơn so với điều kiện khô nóng.
“Độ ẩm không chỉ giới hạn ở hiệu ứng cục bộ, độ ẩm tăng lên trong khí quyển làm thay đổi điều kiện thời tiết và có khả năng ảnh hưởng đến lượng mưa. Những thay đổi này có thể có tác động theo tầng đối với khí hậu khu vực, hạn hán có khả năng trở nên tồi tệ hơn hoặc gây ra những thay đổi không lường trước được trong mô hình lượng mưa.”
Các khu vực được tưới tiêu Đông Nam Á và bản đồ phân loại lớp phủ đất tương ứng
Một hệ quả khác của việc tưới tiêu là trong khi nó giúp tăng năng suất cây trồng và tăng cường hấp thụ carbon trong đất, thì việc tưới tiêu rộng rãi cũng có thể dẫn đến tăng lượng khí mê-tan thông qua việc trồng lúa.
Khí mê-tan là một loại khí nhà kính rất mạnh ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu của chúng ta.
Christian Massari từ Viện Nghiên cứu Bảo vệ Địa-Thủy văn của Ý, Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia, cho biết, “Nghiên cứu mà chúng tôi cũng đã thực hiện thông qua dự án Irrigation+ của ESA cho thấy tiềm năng sử dụng các hệ thống vệ tinh khác nhau để ước tính việc tưới tiêu. Điều này sau đó có thể giúp lập mô hình nhiều vòng phản hồi liên quan đến tưới tiêu.”
Khả năng giám sát và đánh giá tác động của việc tưới tiêu trên quy mô toàn cầu, mang lại những hiểu biết có giá trị cho nông dân và những người ra quyết định. Cuối cùng, điều này rất quan trọng trong việc hướng dẫn thực hành để giảm thiểu tác động bất lợi của thủy lợi đồng thời thúc đẩy các hệ thống nông nghiệp bền vững hỗ trợ cả sinh kế con người và phúc lợi sinh thái.