Kājas Cēsīs, acis Vjetnamā

Latvijas Vides risinājumu institūta datu zinātnieki ar satelītu un citu rīku palīdzību uzrauga rīsu audzēšanu Mekongas deltā Vjetnamā. Viņu uzdevums ir novērot, vai Vjetnamas zemnieki ievēro dabai draudzīgu rīsu lauku apūdeņošanu

Šķiet — kāds gan sakars latviešiem ar rīsu laukiem? Vismaz pagaidām Latvijas klimats rīsu audzēšanai nav piemērots, un punkts. Bet rīsus labprāt pērkam un ēdam, īpaši neaizdomājoties, kā tos audzē un kādu ietekmi tas atstāj uz vidi un klimatu.

Izrādās, rīsi ir viena no tām lauksaimniecības kultūrām, kas pasauli piesārņo visvairāk. Tiek uzskatīts, ka rīsu audzēšana, paļaujoties uz tradicionālo lauku applūdināšanas metodi, rada tikpat daudz siltumnīcefekta gāzu (SEG) emisijas kā visa aviācijas nozare. Saskaitīts, ka rīsu audzētāji atbildīgi par 11% no visām lauksaimniecības radītajām SEG emisijām. 18% no cilvēka darbības radītām metāna emisijām ir saistīti tieši ar rīsu audzēšanu. Turklāt rīsu audzēšanai zemnieki izmanto ap 24—30% no visas pasaules saldūdens resursiem. 

Piektā lielākā rīsu audzētāja pasaulē ir Vjetnama. Lai palīdzētu šīs valsts rīsu audzētājiem samazināt emisijas un patērētos ūdens resursus, organizācija Preferred by Nature zemniekiem iesaka izmantot alternatīvu rīsu audzēšanas metodi. Par to varēs saņemt īpašu sertifikātu un piedāvāt savu produkciju par augstāku cenu. 

Īpaši interesanti ir tas, ka zemnieku darbu un sertifikācijas kritēriju izpildi uzrauga mūsu pašu zinātnieki no Vides risinājumu institūta.

 Jā — ūdenim, nē — metānam

«Organizācija Preferred by Nature galvenokārt nodarbojas ar mežu sertifikāciju, apliecinot, ka mežizstrāde notiek atbilstoši ilglaicīgas mežkopības pamatprincipiem. Uzrunājām organizāciju sadarbībai tieši par mežu uzraudzības tematiku, jo Vides risinājumu institūtam ir diezgan ilga pieredze darbā ar satelītdatiem  attiecībā uz mežsaimniecību un lauksaimniecību,» stāsta institūta vadošais pētnieks Dainis Jakovels. Vārds pa vārdam, un organizācijas pārstāvji ieminējās, ka šobrīd darbojas pie ilgtspējīgas rīsu audzēšanas sertifikāta ieviešanas Vjetnamā, Indijā un Filipīnās, īpašu uzsvaru liekot uz Vjetnamu, kur emisijas no rīsu audzēšanas veido trešdaļu no SEG emisijām. 

Sertifikācijas mērķis ir aicināt rīsu audzētājus ievērot dabai draudzīgāku rīsu audzēšanas paņēmienu. Viens no tiem saucas Alternate wetting and drying (Alternatīvā mitrināšana un susināšana). Rīsi patērē ļoti daudz ūdens, un vieglākais veids, kā to nodrošināt, ir lauku applūdināšana, neļaujot tiem izžūt. Bet tieši applūdināšana saistīta ar metāna emisiju. 

Daudzi un dažādi pētījumi parāda — ja rīsu laukus nosusina, bet ne pārāk daudz (ūdens līmeni palaiž zem augsnes, bet tā, lai rīsu saknes joprojām ir ūdenī), būtiski tiek samazinātas emisijas. Ja augsni mitrina un susina pareizi, tas neietekmē ražas apjoms. «Tādējādi, pirmkārt, var ietaupīt līdz pat 30% ūdens, kas dažās vietās ir deficīts. Otrkārt, gandrīz uz pusi iespējams samazināt metāna emisijas,» paskaidro pētnieks. 

Nenoliedzami, šīs saimniekošanas metodes ieviešana prakse zemniekam ir sarežģītāka un rada vairāk klapatu nekā ierastā lauku applūdināšana. Proti, katra nosusināšana ir riskanta — lauku var nosusināt par daudz, tādējādi negatīvi ietekmējot ražu. 

Līdz ar to rodas jautājums, kā motivēt zemniekus izvēlēties klimatam draudzīgo praksi? Viena no atbildēm ir jau minētā sertifikācija. Ja rīsi tiks audzēti dabai un klimatam draudzīgi, zemnieki varēs piekļūt maksātspējīgākiem tirgiem un nopelnīt vairāk.

Vides risinājumu institūts kopā ar Preferred by Nature pieteicās uz Eiropas Kosmosa aģentūras grantu par rīsu audzēšanas attālinātu uzraudzību. Kāda šajā visā epopejā ir mūsu zinātnieku loma? Ikviens patērētājs grib būt pārliecināts, ka sertifikāts nav vienkārši jauka, skaisti dizainēta emblēma, bet apliecina to, ko apsola. Tāpēc ir jārīko auditi. Parasti pie ražotājiem tiek sūtīti cilvēki, kas pārbauda, vai ražošana notiek atbilstoši noteiktajiem standartiem un vadlīnijām. «Taču rīsu lauki aizņem diezgan plašas teritorijas, un vajadzētu apbraukāt visus rīsu laukus, lai saprastu, kas tur patiesībā notiek. Tas nozīmē, ka būtu nepieciešami lieli cilvēku resursi. Tālab viens no jautājumiem, kas interesē sertifikācijas organizācijas, — kā samazināt resursus uzraudzībai? Viena no iespējām ir meklēt attālinātas pārbaudes iespējas, un satelīti ir viens no risinājumiem. Piedāvājām šādu pieeju, pieteicāmies grantam un šobrīd testējam, cik precīzi un ar kādu noteiktību varam pateikt, kas īsti notiek rīsu laukos,» paskaidro pētnieks.

Attēli + sensori + acis

Protams, satelīti nevar pilnībā aizvietot cilvēkus un paša acīm redzēto, saka Jakovels, tomēr attēli no mākslīgajiem pavadoņiem var būt kā primārais skrīninga veids. Proti, ar to palīdzību iespējams redzēt, kad lauks ir applūdināts un kad nosusināts. Šādā veidā iespējams pārredzēt visu Mekongas ieleju. «Pēc būtības ir jautājums — cik bieži zemnieki atgriež krānu vai atver slūžas? Mūsu mērķis ir, neatrodoties tur, dot primāru informāciju par to, kas notiek šajos rīsu laukos. Vai zemnieks cenšas sausināšanu ievērot, vai arī lauks applūdināts [pēc vecās metodes], un viņš visu laiku tikai atrakstās,» stāsta Jakovels.

Latvijas zinātnieku pirmais izaicinājums bija pandēmijas laika sākums, kad tika slēgtas robežas ceļošanai. Jā, Preferred by Nature ir filiāles 40 valstīs, arī Vjetnamā. Tomēr, sākot tik nopietnu uzraudzību, latviešu pētnieki bija plānojuši aizbraukt un paši apskatīt visu uz vietas. Un arī saplānot, kādā veidā ievāks references datus. «Tad mēs diezgan ātrā tempā atradām sadarbības partnerus — Čaviņas Universitāti, kurai līdzīgās aktivitātēs ir diezgan liela pieredze sadarbībā ar Pasaules Banku. Universitātes cilvēki šobrīd ir mūsu acis, ausis un rokas Vjetnamā. Viņi ne tikai nodrošina mūs ar informāciju par to, kas notiek rīsu laukos, bet arī vada komunikāciju ar zemniekiem,» paskaidro Jakovels. Tādējādi saliekot kopā satelītā redzamo ainu un informāciju, kas pienāk no universitātes pārstāvjiem, iespējams redzēt izmaiņas satelītdatos un kā tās korelē ar to, kas notiek uz zemes. Jakovels parāda satelīta attēlu, kurā iezīmēti trīs sarkani punkti — Kontho, Čaviņa un Anzana. Tās ir provinces, kuras uzrauga Dainis un viņa kolēģi. Attēlu palielinot, redzams ceļš, kura malās satupušas mājas, bet aiz katras no tām stiepjas rīsu lauks. Kopumā ainava izskatās kā viens milzīgs rīsu lauks, kuru sadala neskaitāmi kanāli, pa kuriem plūst ūdens.

Tikko applūdinātie lauki satelīta attēlos iezīmējas ar zilu krāsu. Bet kā noteikt mitruma līmeni tad, ja, piemēram, ūdens līmenis mazliet nokrities, bet joprojām ir neatbilstoši augsts? Satelīta attēlos tas īsti nav redzams. To, cik augsts rīsu laukos ir ūdens līmenis, paskaidro pētnieks, mēra zemē ierakti sensori — tādas kā dzeltenas caurules ar pludiņu. «Šīm caurulēm ir divējāda nozīme. Tās izmantojam mēs, lai iegūtu datus par to, kāds ir ūdens līmenis. Un tās ir arī labs palīgs zemniekam, kurš vēlas ievērot alternatīvās mitrināšanas un susināšanas praksi. Ja ūdens pazudis no zemes virsmas, zemnieks var uzzināt, kāds ir ūdens līmenis augsnē. Jo zemnieks noteikti negrib, lai rīsu saknes pēkšņi būtu sausumā. Tas nozīmētu, ka raža un līdz ar to ienākumi ir apdraudēti,» saka pētnieks. Īpaši jutīgi rīsi ir augšanas sākotnējā stadijā.

Kopumā Vides risinājumu institūts trijās dažādās provincēs uzrauga simt laukus, un desmit no tiem ir sensori ar automātisku nolasīšanu. Pārējos laukos mērījumus nolasa klātienē. 

Sensorus uz laukiem uzstādījusi jau minētā Čaviņas Universitāte, tās pārstāvji regulāri apbraukā laukus un nolasa rādījumus. «Datus, kas nāk no zemes, mēģinām «sasiet» ar tiem datiem, kas nāk no augšas,» paskaidro pētnieks. Vides risinājumu institūts izmanto satelītu datus no Sentinel satelītu ģimenes. Tā ir lielākā brīvpieejas satelītu flote, kuru finansē Eiropas Komisija, bet pārvalda Eiropas Kosmosa aģentūra. «Protams, brīvpieejas satelīts nav tik labs kā komerciālais. Taču katru dienu parādās kaut kas jauns, un novērošanas iespējas pieaug,» norāda pētnieks. 

Novērot uz zemes notiekošo ar brīvpieejas satelītu iespējams reizi piecās dienās. Diemžēl optiskajiem satelītiem ir savi ierobežojumi — ja diena ir mākoņaina, novērojumi nenotiek. «Ja mums, piemēram, nepieciešams noteikt, vai reizi nedēļā kaut kas ir vai nav noticis rīsu laukā, ar optiskajiem satelītiem mēs to nevaram izdarīt,» paskaidro Jakovels. Šādam nolūkam izmanto Sentinel satelītsensoru radaru. Tas izstaro mikroviļņus un uztver atstaroto signālu, dodot iespēju «redzēt» cauri mākoņiem.

Satelīta attēla izšķirtspēja ir 20 x 20 metri, un pirmajā rīsu attīstības stadijā šajā kvadrātā dominē zemsedze. Attēlos ļoti labi redzams, vai zeme ir kaila un sausa vai apūdeņota. Grūtāk kļūst, kad rīsi sāk augt un vairs nav iespējams skaidri saskatīt, cik augsts ir ūdens līmenis. «Analizējot radara signālu, plus pievienojot datus no optiskā satelīta, varam izteikt minējumu, kas tur īsti notiek — vai alternatīvā saimniekošanas metode tiešām tiek ievērota vai klaji pārkāpta,» paskaidro pētnieks.

Novērst kļūdas

Rīsu novērošanu Mekongas deltas rīsu laukos latviešu zinātnieki sāka 2020. gada decembrī, tāpēc šobrīd viņu rīcībā jau ir dati par divām rīsu audzēšanas sezonām. «Vjetnamā rīsus audzē cauru gadu, piedzīvojot trīs rīsu audzēšanas sezonas. Jūlijā beigsies pašreizējā rīsu audzēšanas sezona, un tad sāksies lietus sezona. Tad gan laukus nemonitorējam, jo ir ļoti daudz ūdens,» uzsver pētnieks.

Kādi ir secinājumi pēc pirmajām divām sezonām? «Jā, mēs redzam izmaiņas, bet ne vienmēr tās sakrīt ar gaidām. Vjetnamiešu zemniekiem tiek iedots grafiks — kurā laika posmā rīsu laukus vajadzētu applūdināt un kad tos nepieciešams sausināt. Taču mēs redzam nobīdes — zemnieki, kuri it kā piekrituši mainīt savu saimniekošanas stilu, dažkārt to tomēr nedara,» stāsta Jakovels.

Viņš pats šobrīd kopā ar kolēģiem pošas ceļam uz Vjetnamu, lai savām acīm apskatītu rīsu audzēšanas specifiku klātienē. «Viens no mērķiem ir konstatēt, kurā posmā var rasties kļūdas saņemtajā informācijā. Dažkārt pienāk informācija par to, kāds ir ūdens līmenis, bet bilde rāda ko citu. Sensors rāda, ka ir sauss, bet bildē redzams ūdens vai otrādi,» norāda pētnieks. 

Kāpēc šāda nesakritība? Iespējams, pie vainas konkrēta vieta, kur uzstādīts sensors. Ja paugurā vai ieplakā, tas var radīt nepareizu priekšstatu par to, kas notiek uz lauka. «Pēc būtības cauruļu izvietošana apgrūtina zemnieku darbu, jo pa rīsu lauku brauc tehnika un novietot sensoru gluži vidū nevar. Tāpēc sensoru vietas ir tāds kā kompromiss starp zemnieka un uzraugu vajadzībām. Domāju, ka, aizbraucot uz rīsu laukiem, mūs gaida daži pārsteigumi,» smaida Jakovels.