Потенциальные последствия изменения землепользования для соотношения спроса и предложения водных ресурсов в полузасушливых луговых холмистых регионах

Почему это важно для сухих районов

Во многих регионах, где ведут сухое земледелие, реальным узким местом является не земля и не удобрения, а вода. В этом исследовании рассматривают Гуюань — холмистую, подвергшуюся ветровой эрозии территорию на Лёссовом плато Китая — чтобы задать вопрос с глобальным значением: достаточно ли будет воды по мере того, как в ближайшие десятилетия поля, пастбища, леса и города будут трансформироваться? Объединив подробные карты с моделью водного баланса, авторы показывают, как нынешние решения по планированию могут загнать миллионы людей в длительную водную напряжённость.

Хрупкий ландшафт на грани

Гуюань находится в полузасушливой зоне с мало и неравномерно выпадающими осадками, сухим летом и крутыми склонами, разрезанными глубокими оврагами. Большая часть местной воды уже распределена: почти четыре пятых расходуется на орошение сельхозугодий, остальное делится между бытовыми и промышленными нуждами. Вместе с тем территория служит экологическим щитом: леса и луга помогают сдерживать продвижение пустыни. Это значит, что любое изменение землепользования — превращение террасированных полей в лес, пастбищ в пригороды — одновременно влияет на производство продовольствия, рост городов и состояние местных экосистем.

Представляя три разные траектории будущего

Исследователи использовали инструмент моделирования изменений землепользования, чтобы спрогнозировать, как ландшафт Гуюань может измениться в 2030–2050 гг. по трём общим сценариям. В сценарии «естественного роста» текущие тенденции продолжаются: леса и луга умеренно расширяются, а застроенные территории медленно увеличиваются. В сценарии «продовольственной безопасности» пашни защищаются и расширяются за счёт лесов и лугов, чтобы максимально увеличить производство зерна. В сценарии «экономического развития» города и промзоны быстро растут, в основном на месте бывших полей. Эти симуляции сверяли с историческими данными об изменениях землепользования и получили высокую степень совпадения с реальными картами.

Запас воды почти не меняется, но потребность взлетает

Далее команда прогнала каждый картографический вариант будущего через модель годового водообеспечения, оценивающую, сколько воды ландшафт может вернуть после того, как растения и почвы «заберут» свою долю. Несмотря на очевидные изменения в покрытии земли, общий объём воды, доступный людям, почти не изменился — в каждом сценарии колебания между 2030 и 2050 гг. составили менее 8%. Напротив, прогнозируемый спрос на воду резко вырос. По мере роста населения, орошения и экономической активности общий спрос увеличился более чем на 40% в рассматриваемый период. Орошение сельхозугодий осталось крупнейшим потребителем, особенно в сценарии продовольственной безопасности, тогда как рост городов в сценарии развития создал концентрированные очаги высокого спроса.

Растущие очаги риска по всему региону

Сопоставив местное предложение воды с местным спросом, авторы нанесли на карту, где и как дефицит воды, вероятно, усилится. К 2030 году примерно девять десятых территории Гуюань уже находятся в состоянии, которое авторы называют «под угрозой» с точки зрения водного баланса. Со временем зоны высокого риска распространяются и углубляются, причём различным образом в каждом сценарии. При естественном росте риск нарастает в основном в лугах и лесах, отражая давление на экологические территории. При быстром экономическом развитии зоны высокого риска расширяются в городах и прилегающих полях, поскольку асфальтированные поверхности и заводы как потребляют больше воды, так и снижают способность почвы её накапливать. В сценарии продовольственной безопасности волна новой пашни в уже сухих, высокогорных районах приводит к сильным местным дефицитам, хотя и повышает производство зерна.

Пути к более устойчивому сельскому хозяйству

Исследование утверждает, что Гуюань — как и аналогичные регионы сухого земледелия во всём мире — не сможет решить проблему воды, делая ставку только на производство пищи, только на восстановление природы или только на городской рост. Вместо этого нужны сочетанные меры: заменить энерго- и водозатратное затопляемое орошение на капельные и дождевальные системы, собирать больше дождевой воды в небольших резервуарах и гибких ёмкостях, формировать лесные и луговые полосы-террасы, которые стабилизируют почву и эффективнее используют воду, а также ужесточить нормы водопользования в промышленности и городах. Поскольку многие фермы небольшие и семейные, успех будет зависеть от предоставления фермерам и инструментов, и стимулов для внедрения водосберегающих практик.

Что это значит простыми словами

Для неспециалиста главный вывод прост: в сухих холмах Гуюань будущие решения по земле не создадут воду из ниоткуда. Независимо от выбранного пути развития естественный водный запас изменится лишь немного, тогда как суммарная жажда ферм, городов и экосистем резко вырастет. Если нынешние практики сохранятся, почти весь регион к середине века окажется в условиях постоянного водного стресса. Авторы предлагают тщательно взвешивать, где вести сельское хозяйство, где строить и где восстанавливать природу — и при этом добиваться большей отдачи от каждой капли — чтобы полузасушливые регионы могли сохранять жизнь людей и ландшафтов в более тёплом и сухом будущем.

Цитирование: Qiao, L., Li, Q., Zhang, H. et al. Potential impacts of landuse changes on the supply–demand relationship of water resources in semiarid loess hilly regions. Sci Rep 16, 11074 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40006-7

Ключевые слова: изменение землепользования, нехватка воды, полузасушливое сельское хозяйство, Лёссовое плато, управление водными ресурсами