Der Westen der USA ist für die Wasserspeicherung und -versorgung in hohem Maße auf die Schneedecken in den Bergen und deren allmähliches Schmelzen angewiesen. Der Klimawandel dürfte die Zuverlässigkeit dieses natürlichen Prozesses auf den Kopf stellen. Viele landwirtschaftliche Gemeinden in diesem Teil des Landes untersuchen Möglichkeiten, sich an eine Zukunft mit weniger Wasser anzupassen. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass ein Fokus auf die Ergänzung der Wasserversorgung durch die Erweiterung der Reservoirkapazität nicht ausreichen wird, um künftige Wasserkrisen abzuwenden.
Unter der Leitung von Wissenschaftlern des Desert Research Institute (DRI) die Studie ist veröffentlicht in Die Zukunft der Erde. Durch die Identifizierung landwirtschaftlicher Gemeinden, die als durch drohende Änderungen der Schneefall- und Schneeschmelzmuster gefährdet gelten, fanden die Forscher heraus, dass Maßnahmen zur Wassereinsparung wie Änderungen der Anbauart und des Anbaugebiets stabilere Anpassungsstrategien sind als Änderungen der Staubeckenkapazität.
Bis zum Ende des Jahrhunderts könnten viele Gebiete über weniger als die Hälfte des Wassers verfügen, das sie früher zum Auffüllen ihrer Stauseen benötigten. Doch eine Veränderung der Anbauart und des Ausmaßes könnte dazu beitragen, dass die Stauseen im Durchschnitt um etwa 20 Prozent ihrer Kapazität wieder aufgefüllt werden.
Das Forschungsteam bestand aus Wissenschaftlern mit der Vielfalt an Fachwissen, die erforderlich ist, um die Komplexität von Wassersystemen zu erfassen und gleichzeitig die Bedenken hinsichtlich einer lokal ausgerichteten Anpassung auszugleichen. Beatrice Gordon, Hauptautorin der Studie und Soziohydrologin sowie Postdoktorandin am DRI, sagt, die Forschung sei notwendig, um das Wassermanagement auf lokaler Ebene zu verbessern, wo die meisten Entscheidungen getroffen werden. Gordon selbst wuchs auf einer Ranch in Wyoming auf, wo sie aus erster Hand die Herausforderungen kennenlernte, denen sich wasserunsichere Gemeinden gegenübersehen – eine Erfahrung, die dazu beitrug, ihren Forschungsschwerpunkt auf Landwirtschaft und Wasser im Westen der USA zu legen.
„Viele Entscheidungen zum Thema Wasser werden auf lokaler Ebene getroffen, aber es gibt eine große Diskrepanz zwischen dieser Realität und der Makroebene der meisten Forschungen zu diesem Thema“, sagt Gordon. „Wir wollten unbedingt verstehen, wie die Zukunft auf der Ebene aussehen könnte, auf der die meisten Gemeinden ihre Wasserressourcen verwalten. Welche Hebel haben die Menschen in diesen Gemeinden, wenn es um eine Zukunft mit weniger Schnee geht?“
In weiten Teilen der Region fungierten die Schneedecken in den Bergen historisch als natürliche Wassertürme, indem sie den Niederschlag im Winter speicherten und ihn in den trockeneren Monaten flussabwärts abgaben. Wassermanagementsysteme wurden mit diesem Prozess im Hinterkopf entworfen, doch der Klimawandel verändert die Schneeschmelzmuster auf eine Weise, die es den bestehenden Systemen erschwert, den Bedarf der Wasserverbraucher flussabwärts zu decken. Als größter Süßwasserverbraucher der Welt ist die bewässerte Landwirtschaft durch diese Veränderungen besonders gefährdet.
Strategien zur Bekämpfung von Wasserknappheit, die auf eine Erhöhung der Wasserversorgung abzielen, umfassen die Erweiterung von Wasserspeichern und die Auffüllung des Grundwassers mit überschüssigem Wasser. Diese Ansätze werden jedoch weniger effektiv, da Zeitpunkt und Verfügbarkeit von Niederschlägen immer unvorhersehbarer werden. Im Gegensatz dazu können Strategien zur Wassereinsparung wie die Reduzierung der gesamten Anbaufläche, periodisches Brachlegen von Feldfrüchten und die Umstellung auf höherwertige Nutzpflanzen helfen, diese Risiken zu bewältigen.
Um herauszufinden, wie Risikomanagementpraktiken auf Gemeindeebene funktionieren könnten, entwickelten die Forscher ein umfassendes Rahmenwerk zur Risikobewertung auf Grundlage der Leitlinien des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Für jede der 13 Gemeinden sammelten sie historische Daten zur Bewässerungswasserversorgung, zum landwirtschaftlichen Wasserbedarf, zur Schneespeicherung und zu Schneeschmelzmustern und mehr. Anschließend nutzten sie Prognosen für das zukünftige Klima bis zum Jahr 2100, um zu verstehen, wie sich die Dynamik von Angebot und Nachfrage in naher Zukunft ändern könnte.
„Wir haben all diese Daten zusammengetragen und uns das Risikobild angesehen und dann auch die Möglichkeiten, wie Anpassung das Risiko verringern könnte“, sagt Gordon. „Unser Ziel war es, dies für die Menschen, die vor Ort tatsächlich Entscheidungen treffen, so relevant wie möglich zu machen.“
„Dr. Gordon hat für diese Arbeit einen sehr beeindruckenden und beispiellosen Datensatz zusammengestellt, der Angebot und Nachfrage nach landwirtschaftlichem Wasser im Westen der Vereinigten Staaten miteinander in Zusammenhang bringt“, sagt die Co-Autorin der Studie, Gabrielle Boisramé, Assistenzprofessorin für Forschung am DRI.
Die von den Forschern ausgewählten westlichen Agrargemeinden liegen in Quellgebieten und sind damit einerseits von erheblichen Klimaveränderungen betroffen, andererseits aber auch wichtige Indikatoren für die Zukunft des Westens. Mehrere dieser Gemeinden liegen im oberen Einzugsgebiet des Colorado River, der in den Hauptarm des Flusses mündet – ein Wassersystem, das mehr als 40 Millionen Menschen versorgt.
„Viele dieser Gebiete versorgen flussabwärts gelegene Gemeinden mit Wasser“, sagt Gordon. „Wenn also die Nachfrage steigt und das Angebot sinkt, hat das nicht nur Auswirkungen auf dieses Gebiet, sondern auch auf die Gebiete flussabwärts, die auf dieses Wasser angewiesen sind.“
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Fähigkeit vieler dieser Gemeinden, ihre Wasserspeicher wieder aufzufüllen, in wenigen Jahrzehnten stark zurückgehen wird. In einigen Gemeinden wird die Wassermenge sogar nur noch etwa halb so groß sein wie früher. Ein derart deutlicher Rückgang ist besonders bei vielen der kleineren Wasserspeicher akut, die nur etwa die Wassermenge eines Jahres speichern können.
„Das zeigt, wie wichtig es ist, jetzt und nicht erst in 20 bis 50 Jahren herauszufinden, wie wir als Wissenschaftler bessere Informationen zum Wasserschutz bereitstellen können“, sagt Gordon. „Und ich denke, es bietet sich die Gelegenheit, wirklich darüber nachzudenken, wie wir Gemeinden bei diesen Bemühungen unterstützen, insbesondere kleine Gemeinden in Quellgebieten, die möglicherweise vollständig von der Landwirtschaft abhängig sind.“
„Unsere Ergebnisse zeigen, wie wichtig Wassereinsparung als Anpassungsstrategie in einer wärmeren Zukunft mit weniger Schnee ist“, fährt sie fort. „Und das trifft im Großen und Ganzen auf viele verschiedene Orte im Westen der USA zu.“
Mehr Informationen:
Beatrice L. Gordon et al., Die wesentliche Rolle des lokalen Kontexts bei der Gestaltung von Risiko- und Risikominderungsstrategien für von der Schneeschmelze abhängige Bewässerungslandwirtschaft, Die Zukunft der Erde (2024). DOI: 10.1029/2024EF004577