Effect of Irrigation Development on Greenhouse Gas Emissions in Alberta and Saskatchewan

Abstract

Irrigation can be a major emitter of greenhouse gases, and can contribute to global climate change. Most studies dealing with the evaluation of irrigation projects worldwide have not taken this aspect of irrigation development into account. In this study, changes in greenhouse gas emissions from converting a given area from dryland into irrigated acreage in Alberta and Saskatchewan were estimated. A systems approach was used in which changes in crop production mix are considered in terms of induced livestock production, increased input demand, and other induced economic activities. A modified Canadian Economic and Emissions Model for Agriculture was employed to estimate the change in emissions. The net contribution of irrigation to emissions of three major greenhouse gases (GHG): carbon dioxide, methane, and nitrous oxide was estimated. Results suggest that each hectare of land converted into irrigation leads directly to an additional emission of major GHG of 1.68–2.61 t yr−1 (in carbon dioxide equivalents). When various indirect and induced sources of emissions were included with the direct emissions, irrigation’s net emission level is 3.35–3.65 t ha−1 yr−1 (in carbon dioxide equivalents). Additionally, storage reservoirs, developed for supplying water to these irrigation projects, could also be associated with emissions of GHGs. Considering all these sources, irrigation adds 3.7% and 6.5% of total (agriculture and agri-food sector level) GHG emissions in Saskatchewan and Alberta, respectively. This has implications for the assessment of future irrigation projects from an environmental perspective.

L’irrigation peut être un émetteur majeur de gaz à effet de serre et peut contribuer au changement du climat mondial. La plupart des études qui traitent de l’évaluation des projets d’irrigation à l’échelle de la planète n’ont pas tenu compte de cet aspect du développement de l’irrigation. Dans la présente étude, on a estimé les changements dans les émissions de gaz à effet de serre qui découlent de la transformation d’une zone donnée de terres arides en superficies irriguées en Alberta et en Saskatchewan. On a eu recours à une approche systémique suivant laquelle les changements dans le mélange des cultures agricoles sont considérés au chapitre de la production animale induite, de la demande de production accrue et des autres activités économiques induites. Un modèle canadien d’économie et d’émissions pour l’agriculture a été employé pour estimer le changement dans les émissions. On a estimé la contribution nette de l’irrigation pour les émissions de trois principaux gaz à effet de serre : le dioxyde de carbone, le méthane et l’oxyde nitreux. Les résultats indiquent que chaque hectare de terre transformé en terres irriguées entraîne directement une émission supplémentaire de rejet de gaz à effet de serre majeur de 1,68 à 2,61 t an−1 (en équivalents de dioxyde de carbone). Lorsque diverses sources indirectes et induites d’émissions étaient incluses dans les émissions directes, le niveau d’émission net d’irrigation était de 3,35 à 3,65 t ha−1 an−1 (en équivalents de dioxyde de carbone). De plus, les réservoirs de retenue, mis au point pour alimenter en eau ces projets d’irrigation, pouvaient également être associés à des émissions de gaz à effet de serre. Si l’on tient compte de toutes ces sources, l’irrigation ajoute 3,7% et 6,5% des émissions totales de gaz à effet de serre (secteurs agricole et agro-alimentaire) en Saskatchewan et en Alberta respectivement. Cela a des conséquences au chapitre de l’évaluation des projets d’irrigation futurs d’un point de vue environnemental.