印度和巴基斯坦是地球上最重大灌溉的国家之一，生产足够的小麦，玉米和其他作物，以饲养其综合的人口为15亿。但在包括旁遮普地区的南亚的面包水柱中，农民已经将水从地面抽出了水，所以没有这么长的是，科学家现在估计含水层，在中世纪可能会恢复干燥。加入气候变化的破坏性影响，很明显，南亚农业面临着危险的未来。
Sonali McDermid。
纽约大学(New York University)的气候学家索纳利·麦克德米德(Sonali McDermid)一直在努力更好地了解这种不断聚集的威胁，并帮助寻找潜在的解决方案。接受耶鲁环境360.麦克德米德解释了为什么印度和巴基斯坦拥有世界上负担最重的蓄水层，描述了南亚的灌溉规模是如何如此之大，以至于它实际上正在减缓气温上升并改变季风，并讨论了为什么农作物多样化对减轻气候变化的影响至关重要。
麦克德米德说:“如果你失去了一种作物，你将不得不种植多种作物。”他说:“农民们需要用耐热和抗旱的作物进行试验。多样化将需要成为适应的主要组成部分。”
耶鲁环境360：地下水供应对农业至关重要。你说过它可能很快就会在印度部分地区用完。你能详细吗?
Sonali McDermid：南亚目前是地球上灌溉最严重的地区之一。在世界范围内，我们从地下抽取的70%的水用于农业。在美国，由于灌溉效率和精确的灌溉技术，这一比例略低。然而，在印度，这个比例超过了90%。因此，到目前为止，印度拥有世界上压力最大的蓄水层。中国东部和美国奥格拉拉(Oglala)南部的部分含水层也受到了重视，这些地区的水资源已经透支，但还没有达到同样的程度。美国足够富裕，有更注重保护和可靠的灌溉方式。全球几乎所有地下水含水层都在枯竭。但毫无疑问，印度将首先经历这个问题。
E360：你最关心哪些地区?
McDermid：这是印度恒河盆地西部的含水层，是印度和巴基斯坦汇合的地方。那里的主要种植区是旁遮普。这是一个半干旱的地区，有些地方是沙漠。然而，它是高度灌溉的。他们夏天种水稻，冬天种小麦。
加州的一个研究小组利用卫星观测地下蓄水层，卫星可以测量地球重力场的最小变化，从而可以探测地下蓄水层的变化情况。这样你就能估计出还剩多少水，再加上抽取和补充的速度，你就能大概知道地下蓄水层还能持续多久。一些人估计(在旁遮普邦)，含水层将在2025年到2035年之间达到临界状态。还有人说到2040年。有些蓄水层已经有了。所以那里的情况看起来很糟糕。整个农业区，作为南亚生产力最高的地区，注定要失败。
“一旦你补贴(抽水)这么长时间，就会上瘾。”
E360：可以做些什么来拯救这些关键的地下水储存库?
McDermid：我们必须明白，他们是一个有限的资源。我们需要一项游戏计划，让自己摆脱，进入一个更负责任的系统，但我不认为这一直在考虑。这并不是印度政府和巴基斯坦，也不知道存在问题，以及它的严重程度。但是，改变系统对此有很多动力很少。
这个问题的部分原因是，农民的用电基准价格非常便宜。它基本上是补贴的。你可以想抽多少水就抽多少水，而不会因为透支水资源而感到痛苦，其结果是几乎没有精确的灌溉。真的没有节约用水的动机。一旦你试图征税，或者提高透支资源的价格，你就会遭到巨大的反对。一旦补贴了这么长时间，就会上瘾，你打算怎么做?
E360：除了减少水的消耗，还有其他方法来恢复枯竭的含水层吗?
McDermid：印度政府正在试验人工回灌的方法，即挖掘沟渠，将雨水重定向到井中，这样雨水就可以被重新注入含水层。换句话说，他们正在研究使用同样的基础设施来补充地下水位的可能性。
在印度中部和南部，政府还在推动基于社区的流域管理。例如，鼓励农民建造农场池塘——低技术的社区蓄水池，可以收集雨水在当季立即使用，也可以进行自然补给。如果他们与[小农农业]结合，并且对农业的意义持有更传统的观点，这些体系就能发挥作用。
农夫犁在南印度泰米尔纳德邦的南印度状态。FLICKR WBK摄影/
E360：在印度东部的农业更多地取决于季节性降雨和河水。还有威胁吗？
McDermid：是的，东部地区更多的水来自喜马拉雅融雪和雨水。由于气候变化，这些冰川一直在迅速融化，特别是在过去10到15年里。这可能会导致洪水，强烈的季风雨会使情况变得更糟。随着冰川融化，你可以在短期内获得更多的水，但这是一种有限的资源，不会被替代。也许在未来的30或40年里，你会有大量的水，但到2100年，你会缺水。
E360：没有多少小农民仍然依赖下雨？气候变化将如何影响这些农民？
McDermid：现在正在出现的共识 - 全球这是真实的 - 这是，随着气候变化，我们预计潮湿的区域会获得潮湿的地区，以获得干燥。对于这两个人的那些地区，如印度的季风地区，大多数模型都说我们将有更多的降雨，但很多它将进入更极端的事件。So that if you tally it up over the four-month monsoon season, it looks like you’ve got more rainfall, and that might be a positive, but if it is all coming down in four or five massive events, then it is going to lead to flooding and soil erosion.
即使是在正常的季风条件下，你也可能连续两周没有降雨，然后突然出现洪水，所以这是非常不可预测的。我们认为气候变化将使这种不可预测性变得更糟。它还可能导致更严重的干旱，甚至更长时间的干旱。当你谈论干旱时，你实际上是在谈论土壤深处的水分流失。随着印度大部分地区地下水位的下降，这成为一个特别严重的问题。
“从灌溉中添加所有地表水的所有地表水都会改变季风如何循环。”
E360：气候显然会对农业产生重大影响。但你自己研究的一个有趣结果是农业也对气候产生了影响。你能谈谈这个吗？
McDermid：在所有有大量灌溉的地区，我们发现灌溉往往会使事物降温。由于气候变化，气温仍在上升，但幅度没有那么大。考虑到气候变化的程度，我们没有看到印度北部地区变暖的程度。我们认为这是因为有多少灌溉水被添加到地表。你可能会认为这种降温效果很好，但最终并不好，因为当水耗尽时，你会突然感受到温度效应，而你根本无法适应它。
我们还发现添加所有地表水改变季风如何循环。事实上，它改变了从热带印度洋流入这片大陆的水量。它正在减缓这种循环。
E360：你削弱了季风，所以如果落在依靠雨水种植庄稼的土地上，雨水就会减少?
McDermid：是的，确切地说，你削弱了循环，在该地区运输的潮湿较少。因此，您不仅掩盖了全球变暖的反应并使用了所有这些水，但这种较少数量的农民，令人难以置力的灌溉，有效地改变季风系统的其他60％的农民，依靠降雨，并没有灌溉。
另一项研究这种植物和我们的差不多在同一时间出现，显示出雨季的延迟，如果你正在决定什么时候种植，这是一个大问题。季风系统非常复杂，所以我们对我们的气候模型没有像对其他地区一样的信心。但将农业对这些模式的影响包括在内是非常重要的。
E360：气候变化将如何改变农业生产力?
McDermid：在印度-恒河盆地，气候变化将降低整个印度北部的水稻和小麦产量。这主要是一个温度响应。小麦是温带作物。我们正在接近它能生长的极限。就我们现有的品种而言，我们不指望它们能在气候变化的条件下生存得很好。
E360：对此，一种可能的应对措施是改变正在种植的作物的种类，使其更好地适应未来的环境。会工作吗?
“农民需要试验耐热和抗旱的作物。”
McDermid：多元化需要成为适应的领先组成部分。你必须对冲你的赌注。因此，不要只是种植米饭或玉米或小麦，你将不得不在你失去一个人的情况下植物种植多个作物。农民还需要试验耐热和耐旱性，如鹰嘴豆，脉冲[扁豆或豆类]和粗粮，如小米和高粱。我们可以称之为“孤儿作物”，因为他们没有获得大四玉米，小麦，稻米和大豆的那种研究和投资。因此，传统上有很多空间，并将这些品种改善到产量与大四的竞争变得更具竞争力。
这些作物最棒的一点是它们富含蛋白质和营养，而且它们更适合印度的气候。它们的局限性是价格不像大米和小麦那么高，或者产量一般不等于大米和小麦。然而，这种情况正在改变，现在人们对(更健康的)全谷物和豆类的兴趣越来越流行。所以价格正在改善。
E360：我知道你即将前往印度南部，在那里你将参与一个这样的项目，使农业适应未来的气候条件。
McDermid：我将与泰米尔纳德农业大学之一进行作物模型的新管理技术，为稻米强化系统（SRI）进行新的管理技术，看看该方法如何在预期的气候变化条件下票价。SRI在学术文献中具有争议性。有些人质疑提高生产力巨大的报告。但该领域的农民正在看到疯狂的结果。它采用[其他创新]旨在保持土壤湿润的替代润湿/干燥技术 - 而不是简单地保持田地总是淹没 - 这比种植水稻的常用方式至少30％。国家政府推动了这一点，因为他们知道水表下降是他们需要做点什么的巨大问题。
E360：印度的农业有时被批评为效率低下，但你认为印度在生产供人类消费的食物方面做得非常好。
McDermid：在美国，大约60%的玉米和大部分大豆都被转化为其他用途，比如动物饲料和生物燃料，而这些用途并不直接供人类食用。但在印度，生产出来的绝大多数粮食都是用来喂饱人们的。与其他国家相比，印度农业对粮食的转化率非常高。未来真正的农业挑战不仅仅是增加产量，而是种植有营养的食物，为人们创造粮食安全。这是印度已经非常适合的一种方式。
