Die wirtschaftliche Bedeutung der landwirtschaftlichen Bewässerung
Wasser liefert Güter (z. B. Trinkwasser, Bewässerungswasser) und Dienstleistungen (z. B. Wasserkrafterzeugung, Erholung und Süßwasser), die von Landwirtschaft, Industrie und Haushalten genutzt werden. Die Bereitstellung der meisten dieser Güter und Dienstleistungen hängt mit der Menge und Qualität des verfügbaren Wassers zusammen. Die Wasserbewirtschaftung und -verteilung erfordert die Berücksichtigung seiner einzigartigen Eigenschaften als Ressource.
Das für die Bewässerung verwendete Wasser kann aus Grundwasserreserven gepumpt oder aus Flüssen, Seen und Staudämmen bezogen werden. Das auf das Feld gebrachte Wasser wird den Kulturen durch Überflutung, Kanäle, Sprühen oder Tröpfeln zugeführt. Das ausgebrachte Wasser versickert im Boden, verdunstet oder fließt als Oberflächenwasser ab. Ein Teil des in den Boden sickernden Wassers wird von den Pflanzen aufgenommen (und geht später durch Transpiration verloren) und ein Teil füllt das Grundwasser wieder auf. In den Untergrund sickerndes Wasser kann das Grundwasser durch Chemikalien (Düngemittel, Herbizide und Pestizide), aus dem Boden gewaschene Salze und Abfälle aus tierischen Exkrementen verunreinigen. Wenn der Flusspegel niedrig und der Grundwasserspiegel hoch ist, kann das Grundwasser den Oberflächenwasserspiegel wieder auffüllen, was eine wechselseitige Verbindung zwischen Oberflächen- und Grundwasserressourcen schafft.
Begrenzung der Wassernutzung
Es ist nicht einfach, die Wassernutzung zu kontrollieren oder zu verhindern. Viele Wassernutzungen beinhalten die Entnahme von Wasser aus dem hydrologischen System (bekannt als 'extrahierend' oder 'abflussfern'). In der Regel wird nur ein kleiner Teil des entnommenen Wassers verbraucht. Das verbrauchte Wasser wird in Pflanzen, Tieren oder Industrieprodukten verwendet. Der größte Teil des entnommenen Wassers wird jedoch nicht verbraucht und kehrt zu einem späteren Zeitpunkt und an einem anderen Ort in das Wassersystem zurück, um wiederverwendet zu werden. Das Wasser im Rückfluss gelangt wieder in das Oberflächenabflusssystem, kann in Aquiferen versickern oder durch Verdunstung gasförmig in das hydrologische System zurückkehren. Wasser kann auch im Binnenfluss genutzt werden, ohne es aus dem hydrologischen System zu entfernen (z. B. Wasserkrafterzeugung oder Schifffahrt). Solche Nutzungen erfordern im Allgemeinen wenig oder keinen Wasserverbrauch, beeinflussen jedoch, wo und wann Wasser für andere Nutzungen verbraucht werden kann (Young, 1996).
Wasser ist eine 'große' Ressource. Dies bedeutet, dass sein wirtschaftlicher Wert pro Gewichts- oder Volumeneinheit relativ gering ist. Daher erfordert es hohe Kosten pro Transportvolumeneinheit und ist über weite Entfernungen wirtschaftlich nicht rentabel, es sei denn, es wird ein hoher Grenzwert erzielt. Die Kosten für Abstraktion, Speicherung und jeglichen Transport sind im Vergleich zu dem geringen wirtschaftlichen Wert, der einer zusätzlichen Einheit Wassernutzung beigemessen wird, tendenziell hoch. Dies kann standortspezifische Werte für Wasser schaffen (Young, 1996). Eine weitere Eigenschaft des Wassers ist, dass die Angebotsmenge nicht leicht bestimmt werden kann. Dieser Zustand wird hauptsächlich durch folgende Prozesse bestimmt: Wasserfluss; Verdunstung von der Oberfläche; und die Ausbreitung auf der Erde. Das Angebot an Oberflächenwasser wird weitgehend vom Klima bestimmt. Infolgedessen ist die bereitgestellte Menge variabel und unzuverlässig. Dies beeinflusst bestimmte Wassernutzungen (z. B. die Entwicklung wasserabhängiger Industrien) und den Wert des Wassers in einigen Nutzungen (z. B. Bewässerung). Die Qualität des Wassers (Art und Konzentration von Schadstoffen) kann bestimmte Nutzungen ausschließen (z. B. Trinkwasser für den häuslichen Gebrauch), hat jedoch auf andere keinen Einfluss (z. B. Wasserkrafterzeugung).
Wasser ist eine wichtige Ressource
Die Art der Nachfrage nach Bewässerungswasser hängt mit Menge, Ort, Zeitpunkt und Qualität zusammen. Die Bewässerung erfolgt in der Regel mit großen Wassermengen. Die für die Bewässerung erforderlichen großen Wassermengen müssen oft über eine gewisse Distanz zum Feld transportiert werden. Bei Oberflächenwasser können Kanäle und Rohre die Übertragung gewährleisten, bei Grundwasser erfolgt dies über Entnahmerohre. In Bezug auf den Zeitpunkt kann sich die Nachfrage nach Bewässerungswasser über die gesamte Vegetationsperiode erstrecken und, wenn genügend Material vorhanden ist, bis in die Trockenzeit reichen. Die höchste Nachfrage nach Bewässerungswasser tritt in der Regel bei Oberflächengewässern auf. Oberflächengewässer können Speicherbedarf, natürlich vorkommende Wasserkörper (Seen, Feuchtgebiete und Aquifere) oder speziell errichtete Dämme sein. Hohe Salzgehalte, die durch eine geringe Qualität des für die Bewässerung benötigten Wassers entstehen, verhindern die Nutzung zur Bewässerung, und kontaminierte Vorräte können die Produktqualität mindern (z. B. Kontamination von Gartenbauprodukten durch Krankheitserreger in verschmutzten Wasserquellen).
Bewässerung ist ein lebenswichtiger Bestandteil der landwirtschaftlichen Produktion in vielen Entwicklungsländern. In den Jahren 1997-99 wurde auf bewässerten Flächen in Entwicklungsländern in zwei Fünfteln der Fälle bewässerbare Ernte produziert, während bewässerte Flächen etwa ein Fünftel der gesamten Anbaufläche ausmachten. Entwicklungsländer sind besonders von der Bewässerung abhängig: 1997-99 wurden 59 % der Getreideproduktion in Entwicklungsländern bewässert (Bruinsma, 2003). Die Nahrungsmittelproduktion in Entwicklungsländern steigt als Reaktion auf die Forderungen einer wachsenden Bevölkerung und zunehmenden Wohlstands. Die bewässerte Landwirtschaft wird einen wichtigen Beitrag zu dieser Nachfrage leisten.
Wassernutzung in der Landwirtschaft
Produzenten im Agrarsektor sind in allen Regionen der Welt außer Europa und Nordamerika die größten Wassernutzer (FAO, 2002). Im Jahr 2000 entfielen auf die Landwirtschaft 70 Prozent der Wasserentnahmen und 93 Prozent des Wasserverbrauchs. Verbrauch bezieht sich hier auf Entnahmen aus Rückflüssen und Verdunstung. Dies unterscheidet sich von der Industrie, die im Jahr 2000 weltweit 4 Prozent der Entnahmen und 20 Prozent der Rückholrate ausmachte, und der Haushaltsnutzung, die für 10 Prozent der Entnahmen und 3 Prozent des Verbrauchs verantwortlich war (FAO, 2002; 2004). Der Wasserbedarf in der Landwirtschaft ist größer als der Wasserbedarf für andere menschliche Bedürfnisse. Während der menschliche Körper etwa 3 Liter Wasser pro Tag benötigt, verbrauchen Menschen für den häuslichen Gebrauch etwa 30-300 Liter Wasser pro Tag, und um den täglichen Nahrungsbedarf zu decken, benötigen Menschen 3000 Liter Wasser pro Person und Tag (FAO, 2003a).
Dennoch wird der Agrarsektor wegen hoher Verschwendung und ineffizienter Wassernutzung am Ort des Verbrauchs (z. B. auf Betriebsebene) kritisiert, was durch subventionierte niedrige Gebühren für die Wassernutzung oder niedrige Energietarife für das Pumpen gefördert wird.
Das für die Bewässerung verwendete Wasser stammt aus Oberflächen- oder Grundwasser. Die Nutzung von Grundwasser für die Bewässerung ermöglicht es, dass die bewässerte Fläche über das Gebiet hinausgeht, das allein Oberflächenwasser führen könnte. Grundwasser kann in Zeiten geringen Abflusses das Oberflächenwasser beeinflussen, wodurch Oberflächenwasser für alternative Nutzungen verfügbar wird. Es wird auch als einzige Quelle für Bewässerungswasser genutzt. In Indien beispielsweise wird mehr als die Hälfte des bewässerten Landes mit Grundwasser gespeist und liefert ein Drittel der Nahrungsmittelproduktion des Landes (Roy und Shah, 2003). Grundwasser hat gegenüber Oberflächenwasser mehrere Vorteile: Es kann jahrelang in Aquiferen mit geringem oder keinem Verdunstungsverlust gespeichert werden, die Versickerung von Wasser in den Aquifer schwächt den Verschmutzungsgrad ab (was Grundwasser insbesondere dort, wo keine Wasseraufbereitungsanlagen vorhanden sind, als Trinkwasserquelle geeignet macht), Grundwasser kann in der Nähe des Verbrauchsortes entnommen werden; und es ist bei Bedarf sofort verfügbar, was eine rechtzeitigere Anwendung des Bewässerungswassers ermöglicht. Grundwasser enthält jedoch gelöste Salze, die für Pflanzen giftig sein können und zu Bodenversalzung führen. Grundwasser muss mit Oberflächenwasser kombiniert werden, um die Salzkonzentrationen auf ein für die Bewässerung geeignetes Niveau zu verdünnen. Dadurch wird die rechtzeitige Anwendung des Bewässerungswassers gewährleistet. Dennoch enthält Grundwasser gelöste Salze, die für Pflanzen giftig sein können und zu Bodenversalzung führen.
Arten von Wasserressourcen
Oberflächenwasser für die Bewässerung wird entweder in natürlicher Speicherkapazität (Seen und Feuchtgebiete) oder in künstlicher Kapazität, die durch den Bau von Dämmen geschaffen wurde, gespeichert. Dämme werden in der Regel zum Zweck der Wasserspeicherung für Bewässer, Wasserkrafterzeugung, Hochwasserschutz oder eine Kombination davon gebaut. Bei Mehrzweckdämmen, die zur Speicherung von Wasser für Bewässerung und Wasserkrafterzeugung konzipiert sind, können jedoch Probleme auftreten, da der Anstieg der Nachfrage nach Bewässerungswasser in der Trockenzeit den Energiebedarf erhöht. Dies führt zu Schwierigkeiten bei der erforderlichen Speicherkapazität und dem Zeitpunkt der Wasserfreigabe. Noch komplexer ist die Situation bei Dämmen, die für den Hochwasserschutz konzipiert sind. Um effektiv Hochwasserschutz zu bieten, muss die Speicherkapazität leer sein, während für die effektive Speicherung von Wasser für Wasserkrafterzeugung und Bewässerung die Speicherkapazität so voll wie möglich gehalten werden muss (saisonale Überschwemmungen und Hochwasservorhersagen können diese Konflikte begrenzen). Trotz der Wahrscheinlichkeit dieser Probleme kann die Kombination der Speicherkapazität für die Bewässerung mit anderen Nutzungen Vorteile haben. Um große Dammprojekte wirtschaftlich rentabel zu machen, muss die Speicherkapazität möglicherweise für mehrere Zwecke kombiniert werden. Darüber hinaus könnte die Bereitstellung von Speicherkapazität für nicht-landwirtschaftliche Nutzungen dazu führen, dass Bewässerungssysteme, falls sie die prognostizierten Einnahmen und wirtschaftlichen Erträge nicht erreichen, beispielsweise das Potenzial zur Entwicklung einer größeren Stromerzeugungskapazität haben.
Die Planung und Umsetzung von Bewässerungsprojekten ist traditionell die Domäne von Ingenieuren und Agrarwissenschaftlern. Als Antwort auf die Verpflichtung zu einem fortschrittlicheren Ansatz für die Wasserbewirtschaftung entwickelt sich eine multidisziplinäre Perspektive auf die Bewässerung (FAO, 2003b). Dieser Ansatz umfasst die sozialen, kulturellen, ökologischen und breiteren wirtschaftlichen Auswirkungen von Bewässerungsprojekten. Die Anwendung dieser Perspektive auf die Entwicklung und das Management von Bewässerungsprojekten und -programmen ist jedoch eine ständige Herausforderung. Diese Herausforderung kann jedoch durch den angemessenen Einsatz des hier befürworteten funktionalen Ansatzes für die Wasserbewirtschaftung angegangen werden.
Unsere Tätigkeitsbereiche
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