Zorg voor Water voor Energie- en Voedselproductie in de Andes-Amazonen Brongebieden

Modeling robuuste adaptatiestrategieën voor de water-energie-voedsel-ecosysteem (WEFE) nexus in de Andes-Amazonen.

Een nieuwe studie, gericht op een afgelegen regio van de Peruaanse Andes waar de wateren van de Amazone ontstaan, biedt waardevolle inzichten voor waterkrachtbedrijven en landbouwgemeenschappen wereldwijd: samenwerking op het gebied van duurzaam landbeheer is de beste beslissing voor de lange termijn levensvatbaarheid van hun bedrijven en levensonderhoud. Het opent ook mogelijkheden voor het herstel van gedegradeerde ecosystemen.

Onderzoek van het Natural Capital Project (NatCap) van Stanford in Communications Earth & Environment integreert waterkrachtoperaties met stroomgebiedprocessen en klimaatprojecties in een innovatieve, hoog-resolutie modelaanpak voor het Huallaga-stroomgebied, stroomopwaarts van de Chaglla-dam. Het biedt een gedetailleerd beeld van hoe klimaatverandering waterschaarste zal vergroten en wijst op investeringen in stroomopwaartse herbebossing en duurzame irrigatie als de meest effectieve manieren om deze uitdagingen aan te pakken.

“Deze studie is spannend omdat het de eerste keer is dat klimaatverandering, waterkracht en landbeheerpraktijken samen zijn gebracht in een robuuste besluitvormingsaanpak,” zegt Zhaowei Ding, postdoctoraal onderzoeker bij NatCap en hoofdauteur van het artikel. “In deze regio hadden mensen gekeken naar de relatie tussen waterkracht en ontbossing, of waterkracht en voedsel, maar ze waren niet met elkaar verbonden. Nu kunnen we laten zien waar het water in het stroomgebied naartoe gaat en kunnen we onze beheersuggesties optimaliseren.”

Klimaatgerelateerde waterschaarste verhoogt de druk

Ondanks ernstige sociale en milieu-impact blijft waterkracht een belangrijke bron van koolstofarme energie in veel delen van de wereld, waaronder Latijns-Amerika en Azië. Waterkrachtcentrales kunnen echter niet onder een bepaalde drempel van waterstroom opereren. Verminderde neerslag als gevolg van klimaatverandering zal het probleem verergeren.

Ook zal minder regen tijdens het groeiseizoen een rol spelen. Boeren stroomopwaarts van waterkrachtcentrales zullen steeds vaker afhankelijk zijn van irrigatie om hun levensonderhoud te waarborgen, wat de hoeveelheid beschikbaar water stroomafwaarts zal verminderen. Deze veranderingen zullen waarschijnlijk de conflicten tussen de energie- en landbouwsector verergeren.

Waldo Lavado, co-auteur en onderzoeker bij de Nationale Meteorologische en Hydrologische Dienst van Peru, merkte op dat watervoorraden in het Peruaanse Andes-Amazonen stroomgebied behoorlijk kwetsbaar zijn voor veranderingen in landgebruik en klimaatverandering. “Voor het eerst documenteert dit onderzoek wetenschappelijk mogelijke projecties van deze veranderingen—de eerste stap naar het begrijpen van de water-energie-voedsel-ecosysteem nexus in Peruaanse stroomgebieden met steeds meer menselijke invloeden.”

De onderzoekers analyseerden duizenden mogelijke scenario’s voor land- en watergebruik en vonden geen win-winoplossingen voor het oplossen van spanningen tussen water, energie, voedsel en ecosystemen. Ongeplande uitbreiding van irrigatie in deze regio kan de werking van de waterkrachtcentrale in het droge seizoen sterk belemmeren, wanneer waterkracht het meest waardevol is voor het Peruaanse elektriciteitsnet.

Tegelijkertijd hebben duizenden kleinschalige producenten al lange tijd vertrouwd op regenafhankelijke landbouw voor hun voedselzekerheid en levensonderhoud, en voor hun bijdrage aan de nationale markt. In deze context helpt irrigatie boeren om de toenemende onzekerheid te mitigeren.

Natuur biedt schadebeheersing

Desondanks heeft de studie aangetoond dat de impact op zowel de energie- als de voedselsector kan worden verminderd door natuurgebaseerde benaderingen. Investeringen in stroomopwaartse herbebossing en het creëren van beschermde gebieden, door boeren te compenseren voor het planten van bomen in plaats van gewassen, zouden de waterbeschikbaarheid voor waterkracht stroomafwaarts vergroten door de irrigatiebehoefte te verminderen.

Bossen helpen ook om de bodem vast te houden, waardoor erosie en sedimentatie, die de werking van dammen belemmeren, worden verminderd. De modellering hielp bij het identificeren van gebieden met een lage opbrengst waar boerderijen veel water gebruiken voor irrigatie, maar niet even grote gewassen produceren—potentieel uitstekende locaties om deze overstap te maken. Deze benadering kan worden gecombineerd met investeringen in irrigatie-efficiëntie, zoals druppelirrigatiesystemen, in de resterende gewasproductiegebieden om de lokale voedselproductie te behouden of te verhogen.

“Dit soort informatie kan bijdragen aan de besluitvormingsprocessen van lokale belanghebbenden rond ontwikkeling,” zegt Andrea Baudoin Farah, assistent-professor aan de Colorado State University, voormalig postdoctoraal onderzoeker bij NatCap, en co-auteur van het artikel. “Lokale boeren en gemeenschappen zijn zich goed bewust van de noodzaak om de ecosystemen en landschappen die hun productiesystemen ondersteunen te behouden, maar ze staan voor aanzienlijke uitdagingen in een veranderende omgeving.”

Baudoin Farah merkte op dat Andean boeren gemeenschappen een diepgaande kennis hebben van de onderlinge verbanden tussen ecosystemen en voedselproductie, ondanks dat ze historisch gezien zijn relegated tot de steilste, meest marginale gronden en verwaarloosd zijn wat betreft ondersteunende infrastructuur. “Klimaatverandering verergert hun al kwetsbare levensonderhoud. Studies zoals deze wijzen op de noodzaak om fondsen te kanaliseren ter ondersteuning van boeren in hun inspanningen om bodems te behouden en duurzame productiesystemen te implementeren.”

De aanpak opschalen naar andere regio’s

“Deze studie toont aan dat benaderingen van natuurlijk kapitaal, in dit geval zoals investeren in ecosystemen om watervoorzieningen veilig te stellen en sedimentatie te verminderen, de belangrijkste hefboom zijn in deze nexus van voedsel, energie, klimaat en water,” zegt Tong Wu, senior wetenschapper en associate director van het NatCap China Program, dat heeft samengewerkt aan dit onderzoek. “Ze zijn als de router waaronder alle verschillende kabels lopen. Het is niet slechts één oplossing—het is de beste oplossing.”

De onderzoekers hopen dat de bevindingen van de studie een dialoog kunnen motiveren tussen waterkrachtoperators en stroomopwaartse belanghebbenden in heel Latijns-Amerika. De grootste dammen ter wereld bevinden zich in Azië, dus ze zijn ook betrokken bij voortdurende gesprekken met belangrijke actoren in de waterkrachtsector daar over het opschalen van deze natuurgebaseerde aanpak om de watercrisis aan te pakken die op hen afkomt.

Met klimaatverandering zal de waarde van water hoger zijn en zal de concurrentie ervoor sterker worden. “Als waterkrachtoperators hun inkomsten willen behouden, moeten ze hun investeringen in de natuur stroomopwaarts van hun dammen verhogen,” zegt Rafael Schmitt, senior auteur van de studie, en hoofdwetenschapper bij NatCap.

“Het modelleringsraamwerk van ons team is een belangrijke stap voorwaarts in het definiëren van eco-compensatiemechanismen—zoals boeren betalen om niet te boeren, of waar beschermde gebieden moeten worden geïmplementeerd—op een manier die wetenschappelijk onderbouwd en robuust is, ondanks de grote onzekerheden die door toekomstige klimaatverandering worden geïntroduceerd,” voegde Schmitt eraan toe.