Экономический ущерб сельскохозяйственному сектору Калифорнии

Сельскохозяйственная промышленность Калифорнии, которая ежегодно поставляет значительную часть продукции страны, особенно уязвима к засухе. Центральная долина штата, часто называемая житницей мира, в значительной степени зависит от орошения из поверхностных источников воды, которые резко уменьшаются в засушливые периоды. Когда засуха наносит удар, фермеры сталкиваются с немедленными и серьезными последствиями: сокращение ассигнований воды из государственных и федеральных проектов вынуждает трудный выбор о том, какие культуры выращивать, какие поля откладывать, и стоит ли инвестировать в дорогостоящую перекачку грунтовых вод, чтобы поддерживать операции.

Нехватка воды приводит к росту эксплуатационных расходов по всем направлениям. Фермеры должны платить более высокие цены за дополнительную воду спотовых рынков или банков воды, в то время как затраты на энергию для перекачки подземных вод растут по мере падения уровня грунтовых вод. Эти повышенные расходы снижают рентабельность на зерновых культурах, которые уже подвержены волатильным ценам на сырье. Полевые культуры, такие как хлопок, люцерна и пшеница, часто первыми посыпаются, потому что они предлагают более низкую доходность на единицу воды. Напротив, высокоценные постоянные культуры, такие как миндаль, фисташки и виноград, которые представляют собой долгосрочные капитальные инвестиции, получают приоритетное орошение даже тогда, когда затраты на воду высоки.

Только миндальная промышленность Калифорнии использует примерно 10 процентов сельскохозяйственного водоснабжения штата и значительно расширилась за последние два десятилетия. В течение суровых засухи, производители могут поддерживать деревья с минимальным орошением, чтобы избежать потери сада, но это снижает урожайность и стрессовые деревья, делая их более восприимчивыми к вредителям и болезням. Виноградники также страдают; качество винограда и количество снижаются, когда виноградные лозы испытывают длительный водный стресс. Исследование 2022 года из Калифорнийского университета Дэвис подсчитал, что засуха 2021 года вызвала около 1,7 миллиарда долларов прямых потерь доходов от урожая и устранила примерно 14 600 рабочих мест, связанных с фермами. Такие цифры подчеркивают экономическую тяжесть засухи для сельских общин, которые зависят от сельского хозяйства как их основной экономический двигатель.

Фермеры также сталкиваются с трудными решениями относительно землепользования и выбора урожая в долгосрочной перспективе. В регионах, где овердрафт грунтовых вод стал хроническим, регулирующие органы начали внедрять планы устойчивого управления подземными водами в соответствии с Законом Калифорнии об устойчивом управлении подземными водами (SGMA). Эти правила требуют от местных агентств привести бассейны подземных вод в равновесие к 2040 году, что означает, что фермерам в критически перегруженных районах в конечном итоге придется сократить перекачку. Это нормативное давление добавляет еще один слой неопределенности для производителей, уже борющихся с переменными запасами воды. Некоторые фермеры переходят на менее водоемкие культуры, инвестируя в засухоустойчивые сорта или превращая посевные площади в производство солнечной энергии в качестве более надежного источника дохода.

Водные ресурсы под давлением

Засухи в Калифорнии не только уменьшают количество осадков; они фундаментально изменяют гидрологические системы штата таким образом, что они сохраняются долго после того, как немедленное сухое заклинание заканчивается. Снежный пакет Сьерра-Невада, который исторически обеспечивает около 30 процентов водоснабжения Калифорнии, уменьшился в средней глубине и продолжительности из-за потепления температуры и уменьшения осадков. Этот снежный пакет функционирует как естественный резервуар, сохраняя зимние осадки и выпуская его постепенно через весенний расплав в реки и водохранилища. Когда снежный пакет низок, государство теряет эту критическую буферную способность, и водные менеджеры должны в большей степени полагаться на хранилище резервуаров и подземные воды, оба из которых имеют конечные пределы.

Крупные водохранилища, такие как Шаста, Оровиль и Сан-Луис, которые вместе хранят десятки миллионов акров воды, падают до ненадежных уровней во время продолжительной засухи. Низкие уровни водохранилища вызывают обязательное сокращение использования воды для городов и ферм, уменьшают выработку гидроэлектроэнергии и создают экологический стресс для рыбы и дикой природы. Во время засухи 2012–2016 годов озеро Оровиль упало до исторических минимумов, вызывая остановку одной из крупнейших гидроэлектростанций штата и вызывая опасения по поводу качества воды и рекреационного доступа. Ситуация была настолько серьезной, что поставки воды из Государственного водного проекта и Проекта Центральной долины были сокращены до нуля для многих сельскохозяйственных подрядчиков в 2014 и 2015 годах.

Подземные воды служат критическим буфером во время засухи, но чрезмерная зависимость от этого ресурса создает долгосрочные проблемы. Калифорнийские бассейны подземных вод были перегружены в течение десятилетий, с годовой перекачкой, превышающей естественную поправку на 2 миллиона акров в сухие годы. Хронический овердрафт приводит к оседанию земли, что постоянно снижает емкость водоносных горизонтов и наносит ущерб инфраструктуре, такой как каналы, дороги и трубопроводы. В долине Сан-Хоакин некоторые районы потонули более чем на 30 футов с 1920-х годов, с оседанием, ускоряющимся во время недавних засух. Как только водоносные горизонты истощаются и уплотняются, они не могут быть полностью восстановлены, что делает устойчивое управление подземными водами вопросом справедливости между поколениями и долгосрочной водной безопасности.

Городские водоснабжение не застрахованы от засухи. Такие города, как Лос-Анджелес, Сан-Диего и Сан-Франциско, полагаются на импортную воду из дельты Сакраменто-Сан-Хоакин и реки Колорадо, которые уязвимы к засухе. Городские агентства по водоснабжению в течение последних двух десятилетий вкладывали значительные средства в сохранение, переработку и опреснение, но эти поставки не безграничны. В самые суровые засухи годы обязательные ограничения на полив на открытом воздухе становятся необходимыми, и некоторые общины сталкиваются с перспективой полного исчерпания воды, как это произошло в небольшом городке Ист-Портервилл во время засухи 2012-2016 годов, когда скважины высохли для сотен жителей.

Для всестороннего обзора условий водоснабжения Калифорнии и мониторинга засухи, Калифорнийский департамент водных ресурсов предоставляет данные о засухе и информацию об управлении в режиме реального времени.

Экологические и экологические последствия

Засухи наносят глубокий ущерб экосистемам Калифорнии, которые развивались с средиземноморскими климатическими моделями, но все чаще подчеркиваются интенсивностью и частотой современных засушливых периодов. Особенно уязвимы водные экосистемы. Пробеги лосося в речных системах Сакраменто и Кламата зависят от холода, проточной воды для нереста и миграции. Когда потоки ручьев падают и температура воды повышается из-за засухи, миграция лосося задерживается, успех нереста снижается, а яйца страдают от более высокой смертности. Засуха 2014–2015 годов показала почти полный репродуктивный провал для зимнего лосося Чинук, что привело к исчезновению видов. Отвлечение воды для сельского хозяйства и городов усугубляет эти условия, поскольку меньше воды остается в потоке для поддержки рыбы и дикой природы.

Водно-болотные угодья, прибрежные среды обитания и весенние бассейны, которые обеспечивают критическую среду остановки для перелетных птиц вдоль Тихоокеанского пролетного пути, также страдают во время засухи. Сокращение наводнений управляемых водно-болотных угодий и естественных пойм означает меньше пищи и убежища для водоплавающих птиц, прибрежных птиц и других видов. Популяции птиц могут уменьшаться, поскольку птицы вынуждены концентрироваться в меньших областях, увеличивая конкуренцию и передачу болезней. Пострадают и наземные экосистемы: леса, испытывающие засуху, становятся более восприимчивыми к заражением корой и катастрофическими лесными пожарами, которые выросли больше и более суровы в Калифорнии в последние десятилетия. Сочетание засухи и жары привело к массовому вымиранию деревьев, с приблизительно 129 миллионами деревьев, умирающих в лесах Калифорнии между 2010 и 2020 годами, согласно Лесной службе США.

Качество воздуха также ухудшается во время засухи из-за увеличения пыли с сухих озерных пластов и поваленных сельскохозяйственных угодий, а также более частых и интенсивных лесных пожаров. Например, сухое дно озера Оуэнс уже давно является основным источником загрязнения твердыми частицами, и подобные проблемы возникают в регионе Солтон-Морского бассейна по мере отступления озера. Эти экологические каскады подчеркивают, что засуха является не просто проблемой водоснабжения, но сложной экологической и общественной проблемой. Защита экологических потоков воды во время засухи требует сложных компромиссов с сельскохозяйственными и городскими видами использования, часто приводя к юридическим баталиям за права на воду и защиту исчезающих видов. Государство разработало добровольные соглашения и чрезвычайные правила засухи для распределения воды для экологических целей, но эти меры часто являются спорными и недостаточными в течение экстремальных сухих периодов.

Дополнительную информацию об экологических последствиях засухи на реках и рыболовстве Калифорнии можно найти в исследованиях Института государственной политики Калифорнии, который исследует управление водными ресурсами и здоровье экосистем.

Управление водными ресурсами и политические меры

Калифорния разработала сложную систему управления водными ресурсами за последнее столетие, но засуха неоднократно обнажает уязвимости системы и необходимость адаптивного управления.Проект Государственной Водной Системы и федеральный Проект Центральной Долины являются двумя крупнейшими системами водоснабжения в штате, перемещающими воду из влажных регионов Северной Калифорнии в фермы Центральной Долины и города Южной Калифорнии.Во время засухи эксплуатационная гибкость ограничена экологическими нормами, предназначенными для защиты исчезающих видов и качества воды в дельте Сакраменто-Сан-Хоакин.Уравновешивание этих конкурирующих требований привело к десятилетиям политического конфликта, сложных судебных решений и продолжающихся переговоров между водопользователями, экологическими группами и регулирующими органами.

В ответ на повторяющиеся засухи, штат принял ряд законов и политики, направленных на улучшение водной безопасности. Калифорнийский Закон о сохранении водных ресурсов 2009 года установил целевые показатели эффективности использования воды в сельском хозяйстве и городах, в то время как Закон об управлении устойчивыми подземными водами 2014 года установил рамки для местного управления подземными водами с государственным надзором. Совсем недавно, Портфель устойчивости воды губернатора Ньюсома, выпущенный в 2020 году, описывает всеобъемлющую стратегию модернизации водной инфраструктуры, расширения хранения, улучшения здоровья экосистем и укрепления готовности к засухе. Эта политика представляет собой значительный прогресс, но реализация остается сложной из-за фрагментированного управления, ограничений финансирования и трудностей в осуществлении долгосрочных инвестиций в условиях климатической неопределенности.

Инфраструктурные инвестиции являются ключевым компонентом смягчения последствий засухи. Новые проекты водохранилищ, такие как Резервуарные участки к северу от Сакраменто, направлены на захват и хранение большего количества воды в влажные годы для использования в засушливые периоды. Однако расширение водохранилища само по себе не может решить проблемы с водой в Калифорнии, поскольку оно не решает проблемы овердрафта подземных вод или деградации экосистем. Проекты по подпитке подземных вод, которые отводят потоки наводнений в водоносные бассейны для пополнения водоносных горизонтов, все чаще признаются экономически эффективным и экологически выгодным подходом. Департамент водных ресурсов поддерживает местные проекты по подпитке за счет грантов и технической помощи, а инициатива Flood-MAR (Управляемая подпитка водоносных горизонтов) способствует скоординированному использованию паводковых вод для пополнения подземных вод в Центральной долине.

Торговля водой и рыночные механизмы также играют роль в управлении засухой. В засушливые годы передача воды от старших владельцев прав на воду к младшим пользователям или городским агентствам может облегчить нехватку, хотя эти сделки часто являются спорными из-за воздействия третьих сторон на сельскую экономику и окружающую среду. Государство работает над упорядочением разрешений на передачу при одновременном включении защиты для рыбы и дикой природы. Банковское дело по воде, где избыточная поверхностные воды хранятся под землей в влажные годы и добываются в засушливые годы, предлагает еще один инструмент для повышения надежности поставок. Однако эти подходы требуют надежного мониторинга, прозрачного управления и справедливого распределения затрат и выгод, которые остаются постоянными проблемами.

Для получения подробной информации о политике реагирования на засуху в Калифорнии и Законе об управлении устойчивыми подземными водами см. ресурсы, предоставленные Геологической службой США.

Стратегии по созданию долгосрочной устойчивости к засухе

Поскольку климатические модели прогнозируют более теплые средние температуры и более интенсивную изменчивость осадков, Калифорния должна выйти за рамки кризисного управления для создания устойчивой засухоустойчивости. Это требует диверсифицированного портфеля стратегий, которые касаются как водоснабжения, так и спроса, включают экологическое здоровье и привлекают все сектора общества. Сохранение воды остается самым быстрым и наиболее экономически эффективным способом снижения уязвимости к засухе. Использование воды на душу населения уже сократилось примерно на 25 процентов с 1990-х годов, благодаря повышению эффективности приборов, приборов и ландшафтного дизайна. Продолжение этой траектории с помощью обновленных строительных норм, водосберегающих технологий орошения и кампаний по изменению поведения может еще больше снизить спрос в городах, даже когда население растет.

В сельском хозяйстве, на долю которого приходится около 80 процентов потребления воды в Калифорнии, возможности для повышения эффективности являются существенными. Капельное орошение и микро-спринклеры уменьшают потери испарения и доставляют воду именно в зоны корней сельскохозяйственных культур, повышая производительность воды. Точные сельскохозяйственные технологии, включая датчики влажности почвы, спутниковые снимки и системы орошения с переменной скоростью, позволяют фермерам применять воду именно тогда и там, где это необходимо. Покрытие обрезки, консервация обработки почвы и применение компоста улучшают органическое вещество почвы и водоудерживающие способности, помогая полям удерживать влагу во время сухих периодов. Эти методы не только уменьшают использование воды, но также улучшают здоровье почвы, улавливание углерода и устойчивость к засухе и наводнениям.

Сорта засухоустойчивых культур представляют собой еще один важный путь для адаптации. Государственные и частные программы разведения разработали сорта миндаля, винограда, помидоров и других основных культур, которые требуют меньше воды при сохранении урожайности и качества. Принятие этих сортов в сочетании с отбором корнеплода, который повышает устойчивость к засухе, может снизить требования к ирригации, не жертвуя производительностью. Исследования Калифорнийского университета сельского хозяйства и природных ресурсов продолжают продвигать понимание использования воды для сельскохозяйственных культур и физиологии стресса, предоставляя производителям научно обоснованные инструменты планирования ирригации и системы поддержки принятия решений.

Переработка и повторное использование воды предлагают дополнительный потенциал увеличения предложения. Калифорния в настоящее время перерабатывает около 730 000 акров воды в год, в первую очередь для сельскохозяйственного орошения, ландшафтного орошения и промышленного использования. Штат поставил амбициозные цели увеличить использование переработанной воды до 1,5 миллиона акров к 2025 году и 2,5 миллиона акров к 2030 году. Проекты, которые обрабатывают сточные воды до передовых стандартов очистки для повторного использования в питьевой воде, становятся все более распространенными, хотя общественное признание и стоимость остаются барьерами. Улавливание ливневых вод через зеленую инфраструктуру, такую как дождевые сады, проницаемое тротуар и цистерны, может помочь перезарядить грунтовые воды и снизить спрос на импортные поставки в городских районах.

На политическом уровне важное значение имеют комплексное управление водными ресурсами и планирование адаптации к изменению климата. Региональные подходы, которые координируют землепользование, водоснабжение, управление наводнениями и защиту экосистем, могут более эффективно согласовывать стимулы и результаты, чем фрагментированные, отраслевые политики. Программа интегрированного регионального управления водными ресурсами (IRWM) штата поощряет сотрудничество через юрисдикционные границы для разработки решений, адаптированных к местным условиям. Прогнозы изменения климата должны быть включены во все водные планирования, с анализом сценариев, которые проверяют устойчивость систем в ряде вероятных будущих условий. Государственное образование и участие заинтересованных сторон также имеют решающее значение, поскольку повышение устойчивости к засухе требует устойчивых изменений поведения, политической воли и поддержки сообщества для инвестиций, которые могут занять годы или десятилетия, чтобы дать результаты.

Наконец, Калифорния должна продолжать укреплять свои системы мониторинга засухи и раннего предупреждения. Данные в режиме реального времени о снежном покрове, резервуарах, потоках, уровнях грунтовых вод и влажности почвы позволяют менеджерам по водоснабжению предвидеть дефицит и осуществлять активные меры реагирования до того, как условия станут критическими. Система раннего предупреждения засухи Калифорнии, совместная работа между федеральными и государственными учреждениями, предоставляет продукты мониторинга засухи и прогнозы, которые информируют принятие решений на нескольких уровнях. Расширение этой системы, улучшение доступности данных и подключение ее к действиям на местах может помочь Калифорнии оставаться впереди следующей засухи, а не просто реагировать на ее последствия.

Уроки, извлеченные из опыта Калифорнии в борьбе с засухой, выходят за пределы ее границ, предлагая идеи для других засушливых и полузасушливых регионов по всему миру, сталкивающихся с аналогичными проблемами. Инвестируя в инновации, сотрудничество и долгосрочную устойчивость, Калифорния может продолжать адаптироваться к изменяющемуся климату, поддерживая свою сельскохозяйственную экономику, защищая свои природные ресурсы и обеспечивая надежное водоснабжение для всех жителей. Путь вперед нелегок, но с постоянной приверженностью разумной политике, технологическому прогрессу и коллективным действиям, Калифорния может построить водное будущее, которое будет устойчивым, справедливым и устойчивым для будущих поколений.