Bioconvergence for Combating Desertification Processes

Introduction

Vulnerable countries are those that are already coping with extreme events from the past decade, such as the impacts of COVID-19, as well as long-term trends, including declining oil demand. In light of this, the IPCC estimates that if global greenhouse gas emissions do not decrease significantly, large parts of the region will become uninhabitable by the end of the century – and likely much earlier.

Desertification is defined as a process in which land in arid, semi-arid, and dry sub-humid areas transforms from fertile regions into barren desert-like zones as a result of a combination of natural processes and human activities.

Desertification differs from the expansion of existing deserts; it refers to the gradual degradation of land, including the loss of fertility and productive capacity, rather than a geographic spread of desert areas

Several key processes occur during desertification:

The main drivers of land degradation in these areas are:

Climatic factors: Drought and changes in precipitation lead to water scarcity, reduced vegetation cover, and lower soil moisture. Rising temperatures increase evaporation and worsen soil dryness.

Land use changes: Deforestation leads to soil instability, increased erosion, and disruption of the hydrological cycle. Overgrazing removes vegetation, compacts the soil, and intensifies erosion..

Unsustainable agricultural practices: Monoculture and intensive farming accelerate desertification due to nutrient depletion in the soil, which reduces fertility and increases erosion vulnerability. Inefficient water management methods lead to soil salinization, particularly in areas with high evaporation rates..

Urbanization and industrialization: Urban expansion and soil sealing prevent water infiltration into the ground, leading to increased surface runoff that can contribute to the process of desertification. Industrial activities degrade soil quality and biodiversity, reducing the soil’s capacity to support agriculture and ecosystems.

Social factors: Population growth pressures communities to exploit land unsustainably, leading to erosion, loss of fertility, and the degradation of ecological systems.    

Impacts on the natural environment:

1. Damage and even destruction of ecosystems. Desertification leads to the loss of biodiversity, primarily due to an increased rate of species extinction. Biodiversity loss can reach up to 20% over several decades, potentially triggering a chain reaction that harms the biological food web.
2. Land degradation due to intensified wind erosion and loss of organic matter. Wind erosion removes the fertile topsoil layers, making it harder for plants to regenerate, dries out the soil, breaks down its structure, and makes it more vulnerable. This creates a negative feedback loop of disrupted nutrient cycles, which exacerbates desertification, particularly in agricultural areas where the soil struggles to sustain crop growth.
3. Desertification affects the soil’s water balance and disrupts the hydrological cycle. Water infiltration into the soil is reduced, the soil’s water retention capacity is impaired, and this leads to the inability of the soil to maintain both moisture and permeability. As a result, surface runoff increases, raising the risk of flash floods and accelerated soil erosion. At the same time, due to the lack of water absorption, groundwater recharge declines, leading to lower water availability during dry periods.
4. Changes in water balance affect the local microclimate. Loss of plant cover reduces evaporation and transpiration (the process by which water is lost from plants), causes rising temperatures, and disrupts humidity regulation. These factors intensify soil drying and create negative feedback loops.

Impacts on the Human Environment

1. הביטחון התזונתי של אלו החיים באזורים מתפתחים נפגע בשל אובדן פוריות הקרקע – בשיעור של
   כ-30-50%. נפגעות גם קהילות רועים: הירידה בקרקע פורייה מזיקה לבריאות בעלי החיים, מה שפוגע בתפוקתם. הדבר מחריף בעיות כלכליות ותזונתיות בקהילות התלויות במגזר זה.
2. למדבור השפעות דרמטיות על בריאות האדם. סחיפת רוח גורמת להשפעות חמורות על הבריאות, כתוצאה מפליטת אבק וירידה באיכות האוויר. כשקרקעות מאבדות צמחייה טבעית, הן נעשות רגישות לסחיפה, מה שמוביל לסופות אבק נרחבות. אלו נושאות איתן חלקיקים המרחפים באוויר ופוגעים בנשימה של החי. הסופות עוברות אלפי קילומטרים, מגיעות לאזורים מיושבים ומשפיעות על איכות האוויר. בנוסף, קיים סיכון בריאותי בשל מחסור תזונה ומחלות זיהומיות. פגיעה ביבולים מובילה לתת-תזונה, במיוחד באוכלוסיות פגיעות (ילדים, נשים בהריון וקשישים). ירידה במקורות מים מביאה לשימוש במים מזוהמים, וחושפת קהילות למחלות (כולרה, דיזנטריה ושלשולים).
3. המדבור מהווה איום על כלכלות אזורים כפריים, כשהפגיעה בגידולים חקלאיים מביאה להחמרת עוני האוכלוסיות המקומיות, בדגש על אוכלוסיות התלויות במגזר החקלאי לפרנסתן. הקהילות החיות באזורים שנפגעו ממדבור חיות מתחת לקו העוני, וסובלות מעלייה באי-ביטחון תזונתי, מה שמוביל לייבוא מזון ובכך להחמרה נוספת במצבן הכלכלי.
4. אובדן משרות חקלאיות. כשחקלאים לא מפיקים תוצרת מספקת, הם עוזבים את עיסוקם ולעיתים מהגרים בחיפוש פרנסה, מה שמעמיס על אזורים עירוניים. כמו כן, התוצר הלאומי הגולמי של מדינות המסתמכות על תוצרת חקלאית נפגע. בנוסף, המדבור מייקר עלויות למדינות: פיצוי חקלאים, תמיכה באוכלוסייה, שיקום הקרקע וכו.’
5. החרפת קונפליקטים חברתיים קיימים וייצור חדשים. מחלוקות על זכויות שימוש במים ובקרקע ומחסור באלו עלולים להוביל לסכסוכים בין קהילות. הידרדרות סביבתית מעצימה הגירה, אובדן זהות ופירוק קהילות. “פליטים אקלימיים” נפוצים באזורים החווים מדבור קשה.

טבלה 1: מאפיינים, גורמים ותוצאות תהליכי מדבור

תהליך המדבור	גורמים	תוצאות מסדר ראשון	תוצאות מסדר שני
הידרדרות הקרקע	בצורת, ושינויים באקלים	הרס ופגיעה במערכות אקולוגיות	פגיעה בביטחון התזונתי
אובדן צמחיה	עלייה בטמפרטורות	הידרדרות הקרקע	החרפת העוני הכפרי והגירה לערים
שינויים הידרולוגיים	כריתת יערות	שיבוש מעגל המים	אובדן תעסוקה
	רעיית יתר	עלייה בסופות אבק	סיכונים בריאותיים מוגברים
	מונוקולטורה ורעיית יתר	הפחתת תפוקת גידולים ובעלי-חיים	סכסוכים ותחרות על משאבים
	שיטות השקייה לא יעילות		עלויות כלכליות לשיקום ולהגנה
	איטום קרקעות כחלק מעיור
	זיהום תעשייתי
	לחץ אוכלוסין

עיקרון הקונברג’נס (התלכדות) מציג גישה חלוצית והוליסטית לפיתרון בעיות, המשלבת ידע ממדעי החיים, פיסיקה, מתמטיקה, מדעי המחשב והנדסה. העיקרון מקשר בין תחומים שונים ומאפשר העשרה הדדית וחדשנות. ביוקונברג’נס (BC) מבוסס על העיקרון ומציע מסגרת מחקרית וטכנולוגית הוליסטית, החוצה גבולות מסורתיים, והמדגישה את חשיבות שיתוף פעולה בין-תחומי. הביוקונברג’נס משלב מערכות ביולוגיות עם מערכות לא-ביולוגיות, ומנצל פריצות דרך בתחומים מגוונים במטרה לתכנן, לשפר או לחדש מערכות המנצלות תכונות יצורים חיים. סינרגיה זו מולידה פתרונות לאתגרים בתחומי הבריאות, החקלאות, הקיימות הסביבתית ועוד.

ביוקונברג’נס והתמודדות עם תהליכי מדבור

שינויי האקלים, כאתגר גלובלי מורכב ומתפתח, דורשים פתרונות גמישים, בני-קיימא, יעילים ובעלי אופי רב-תחומי. ביוקונברג’נס, המשלב כאמור ביולוגיה עם הנדסה, טכנולוגיות דיגיטליות ופיסיקה, מגלם בתוכו תכונות הללו, מה שהופך אותו לאסטרטגיה מתאימה במיוחד להתמודד עם הסוגיות הדוחקות שמציב שינוי האקלים. באמצעות שילוב מערכות ביולוגיות וחדשנות טכנולוגית, ביוקונברג’נס מציע גישות משנות מציאות, הן למיתון השפעות שינויי האקלים (Mitigation) והן להתאמה להשלכותיו (Adaptation). המערכות הביולוגיות המתפתחות לאורך שנים מהוות בסיס לחדשנות אקלימית, מפני שהן מגיבות בגמישות לשינויים סביבתיים. טכנולוגיות ביוקונברג’נס משקפות גמישות זו, תוך שמירת קיימות ויעילות אנרגטית.

ביוקונבג’נס והגורמים לתהליכי מדבור

כשהמדבור מתקדם, הוא מביא לתוצאות מסדר ראשון כגון הרס מערכות אקולוגיות, הידרדרות הקרקע, שיבוש מעגל המים, עלייה בסופות אבק והפחתת תפוקת החקלאות. טכנולוגיות ביוקונברג’נס יכולות לעזור להתמודד עם השפעות אלו על-ידי שיקום מערכות אקולוגיות, שיפור בריאות הקרקע ושיפור שיטות החקלאות.

הרס ופגיעה במערכות אקולוגיות:

טכנולוגיות רלוונטיות להתמודדות עם אתגר זה:

• ביורמדציה וביולוגיה סינתטית: ביורמדציה הוא תהליך הכולל שימוש באורגניזמים מהונדסים, כמו חיידקים, פטריות וצמחים, כדי לשקם מערכות אקולוגיות שנפגעו. הטכנולוגיות המתקדמות של ביולוגיה סינתטית מאפשרות הנדסת מיקרואורגניזמים וצמחים לפירוק מזהמים כמו מתכות כבדות, נפט וכימיקלים תעשייתיים בצורה יעילה יותר. שילוב הטכנולוגיות יכול לייעל את הפירוק של מספר מזהמים בו-זמנית, ומקדם התאוששות מהירה של המערכת האקולוגית. לדוגמה, ריזובקטריות מהונדסות יכולות להיקשר לשורשי צמחים ולשפר את יכולת הצמח לקלוט חומרי תזונה מהקרקע, ובמקביל לפרק מזהמים. בנוסף, ניתן להנדס מיקרואורגניזמים לייצר אנזימים המפרקים תרכובות רעילות, כמו חומרי הדברה, ולהחזיר את הקרקע לשימוש חקלאי תקין.
  לבסוף, הנדסת הצמחים עצמם עשויה לשפר את יכולותיהם לספוג ולהפוך מזהמים לחומרים בלתי מזיקים. כך, ניתן להנדס צמחים כך שיבטאו גנים לפירוק תרכובות אורגניות רעילות, תוך שילוב רשתות מטבוליות המאפשרות שימוש במזהמים כמקורות אנרגיה. באופן זה, צמחים יכולים לא רק לנקות את הקרקע, אלא גם לתמוך בהתחדשותה על ידי קידום שימור חומרי תזונה חיוניים.

• טכנולוגיות איברים על שבב (Chip on a Organ) ומודלים ביולוגיים מבוססי AI יכולים לשמש למידול מערכות אקולוגיות ברזולוציה גבוהה. באמצעות חיישנים ונתונים בזמן אמת, ניתן לדמות ולחזות כיצד צמחים ומיקרואורגניזמים מגיבים לשינויים סביבתיים, כמו הצגת מינים חדשים או שינויים במאזן חומרי התזונה בקרקע. מודלים אלו יכולים לסייע גם בניתוח השפעות של גורמים כמו גשם, טמפרטורה, וסוג הקרקע על הצלחת שיקום אקולוגי.

הידרדרות הקרקע:

טכנולוגיות הביוקונברג’נס הבאות עשויות לסייע בהתמודדות עם תופעות סחיפת קרקע ואובדן חומר אורגני:

• הדפסה ביולוגית (Bioprinting): הדפסת מבנים מורכבים המחקים את המאפיינים הפיזיים והכימיים של קרקעות בריאות. תכונות כגון נקבוביות, ספיגת מים ויכולת ניהול חומרי תזונה ניתנות לחיקוי בעזרת חומרים ביופרינטדיים, דבר המאפשר שיקום אזורים שנפגעו.

• חומרים המתקנים עצמם (Self Healing Materials): שילוב של חומרים ביולוגיים יכול לשמש בייצור מבנים בקרקע שמתקנים נזקים כתוצאה מסחיפה, ובכך לשמור על יציבות הקרקע ולמנוע הידרדרות נוספת; או לחילופין להיטמע בקרקעות מוחלשות על מנת לשפר את אחיזת הקרקע.

• הנדסה מטבולית וביורמדציה: ראה “ביורמדציה וביולוגיה סינתטית” בסעיף העוסק בהרס ופגיעה במערכות אקולוגיות.

שיבוש מעגל המים:

שילוב בין ננוטכנולוגיה ביולוגית ומיקרופלואידיקה מאפשר לפתח מערכות השקיה המאפשרות שליטה מדויקת בזרימת המים, המסתמכת על ניתוח בזמן אמת של נתוני לחות הקרקע, האקלים, ורמת העקה בצמח, בשילוב חיישנים מיקרוסקופיים. טכנולוגיות אלו יכולות גם לסייע במניעת סחיפת קרקע והפחתת נזקי הצפות על ידי ויסות זרימת המים.

עלייה בסופות אבק:

ננו-צינוריות פחמן (CNTs – Nanotubes Carbon) וחומרים דו-ממדיים כמו גרפן מציעים יתרונות לשימור הקרקע ולהפחתת סחיפת אבק באזורים מדבריים. ננו-צינוריות פחמן מאופיינות בחוזק מכני יוצא דופן, גמישות ועמידות גבוהה, המאפשרות לשלב אותן בציפויים המיועדים לייצוב הקרקע. גרפן, כחומר דו-ממדי בעל תכונות מוליכות ועמידות, יכול לשמש במחסומים חכמים המונעים העברת אבק על-ידי הרוח. התכונות המולקולריות הייחודיות של חומרים אלו הופכות אותם לאידיאליים לשיפור תכונות ההידבקות של הקרקע ולמניעת שחיקה הנובעת מתנאי רוח קיצוניים. ניתן לשלב את המחסומים עם חיישנים ביולוגיים המנטרים בזמן אמת את מצב הקרקע והאבק, וכך למנוע הידרדרות סביבתית מוקדמת.

פגיעה בתפוקת גידולים ובעלי חיים:

בשר מתורבת שנידון קודם לכן, מסייע בהפחתת הצורךבחקלאות בעלי חיים מסורתית ובכך מסייע להתמודד עם ההשפעות הסביבתיות של רעיית יתר, ולאפשר לקרקעות מידרדרות להשתקם ולהחזיר את הפוטנציאל החקלאי שלהן.

טבלה 2: הערכת בשלות טכנולוגיות ביוקונברג’נס בהקשר גורמי תהליכי מדבור. הערכת הבשלות מתבססת על מחקרים בהם נעשה שימוש בסקירה

טכנולוגיה	אתגר מדבור	TRL	הסבר
הדפסה ביולוגית למערכות שורשים מלאכותיות לשליטה בסחיפת קרקע	הנדסת עצים וצמחים לצמיחה מהירה ועמידות	3-4	הודגם בסביבות מבוקרות, אך ניסויי שדה מוגבלים. חסמים: ניסויי שדה ארוכי טווח להערכת יעילות והשפעה אקולוגית, השלכות בלתי מכוונות, סקיילינג של הייצור
בשר מתורבת	הפחתת תלות בחקלאות בעלי חיים ורעיית יתר	6-7	מוצרים זמינים מסחרית בקנה מידה קטן. חסמים: הורדת עלויות, קבלה מצד הצרכנים, הרחבת הייצור במטרה שיענה על הביקוש, פיתוח שיטות ייצור בנות קיימא
ננוטכנולוגיה ומיקרופלואידיקה להשקיה מדויקת	אספקת מים יעילה, מניעת המלחה	5-6	פותחו ונבדקו אבטיפוסים וניסויי שדה. חסמים: עלות-תועלת לפריסה רחבה, עמידות ותחזוקת החיישנים בתנאי שדה, אינטגרציה עם תשתיות השקיה קיימות
ביורמדיאציה וביולוגיה סינתטית לשיקום מערכות אקולוגיות	שיקום מערכות אקולוגיות מידרדרות, הסרת מזהמים	4-5	הצלחות בסביבות מבוקרות. חסמים: יעילות במערכות אקולוגיות מגוונות, השלכות בלתי מכוונות של אורגניזמים מהונדסים, סקיילינג ועלויות ליישום נרחב
איבר-על-שבב ובינה מלאכותית למודלים של מערכות אקולוגיות	סימולציה של תגובות מערכות אקולוגיות לשינויים	2-3	משמש בעיקר ברפואה; יישום אקולוגי בשלבים מוקדמים. חסמים: התאמת הטכנולוגיה לאקולוגיה, פיתוח מודלים מורכבים, ולידציה של תחזיות המודל
הדפסה ביולוגית וחומרים המתקנים עצמם לשיקום קרקע	שיקום מבנה ותפקוד הקרקע	2-3	מחקר בשלבים מוקדמים עם פוטנציאל. חסמים: פיתוח חומרים, סקיילינג ועלות-תועלת ליישום בשדה, עמידות ואינטגרציה עם תהליכי קרקע טבעיים
ננו-חומרים למניעת סופות אבק	ייצוב קרקע, הפחתת סחיפת רוח	3-4	הדגמות מעבדתיות של שיפור תכונות הקרקע. חסמים: ייצור ננו-חומרים בעלות-תועלת בקנה מידה גדול, השפעה סביבתית ארוכת טווח, אסטרטגיות יישום מעשיות

לצד הפוטנציאל הרב של שימוש בטכנולוגיות ביוקונברג’נס להתמודדות עם גורמי המדבור ועם תוצאותיו, יש להביא בחשבון מספר חסמים משמעותיים:

• מורכבות ביולוגית ואקולוגית: המערכות האקולוגיות בהן פועלים תהליכי ביורמדציה הן מערכות מורכבות עם אינטראקציות רבות ולא צפויות. הנדסה גנטית של אורגניזם אחד יכולה לגרום לשינויים בלתי צפויים במערכות אקולוגיות כוללות.

• מגבלות טכנולוגיות בקנה מידה גדול: טכנולוגיות כמו הדפסה ביולוגית או ננוטכנולוגיה עובדות היטב בסביבות מבוקרות, אך מעבר ליישום בקנה מידה גדול מהווה אתגר משמעותי. במקביל, פיזור ננו-חומרים לצורך ייצוב קרקע באזורים רחבים הוא תהליך מורכב המעלה שאלות לגבי היתכנות טכנית וכלכלית. לבסוף, כל אזור גיאוגרפי יכול להציג תנאי קרקע, אקלים ואקולוגיה ייחודיים, מה שדורש התאמה ספציפית של הפתרונות.

• סוגיות בטיחות וסיכונים אקולוגיים: השימוש בטכנולוגיות מתקדמות מעלה חששות לגבי בטיחות והשפעות סביבתיות. ננו-חומרים עלולים להיות רעילים לאורגניזמים מסוימים, להצטבר במערכות ביולוגיות ולהוביל לתופעות לוואי לא צפויות.

• מגבלות אנרגטיות ותשתיתיות: רבות מהטכנולוגיות המוצעות, כמו מערכות השקיהמתקדמות או חיישנים ביולוגיים, דורשות אספקת אנרגיה יציבה ורשתות תקשורת מתקדמות. באזורים מרוחקים או מתפתחים, שבהם בעיית המדבור היא חמורה במיוחד, תשתיות אלו עשויות להיות מוגבלות או לא קיימות כלל. פתרונות כמו שימוש באנרגיה סולארית או רשתות תקשורת לוויינית עלולים להיות יקרים או לא מעשיים בקנה מידה גדול.

• עלויות גבוהות ומגבלות כלכליות: פיתוח טכנולוגיות כמו הדפסה ביולוגית או בשרמתורבת מצריך השקעות כסף וזמן אדירות במחקר ובתשתיות; מדינות מתפתחות לא יוכלו להרשות לעצמן את העלויות הגבוהות הכרוכות בפיתוח ובשימוש בטכנולוגיות מתקדמות אלו.

• אתגרי אינטגרציה וניהול מערכות: פתרונות מורכבים כמו שילוב חיישנים ביולוגיים עם מערכות השקיה מתקדמות דורשים תשתית ניהולית וטכנולוגית מורכבת. זאת ועוד, פתרונות המתבססים על מערכות ביולוגיות מורכבות דורשים תחזוקה מתמשכת ומעקב. באזורים נפגעי מדבור פיתוח תשתיות ותחזוקתן לא תמיד מתאפשר, מה שמעמיד בספק את יכולת היישום של פתרונות כאלה.

• אתגרי קניין רוחני ושיתוף ידע: טכנולוגיות ביוקונברג’נס מתקדמות לעתים קרובות מוגנותבפטנטים, מה שעלול להגביל את הפצתן והשימוש בהן, במיוחד במדינות מתפתחות. בנוסף, הידע הטכני הנדרש ליישום ותחזוקה של טכנולוגיות אלו עשוי להיות מרוכז במספר מצומצם של מוסדות או חברות, מה שמקשה על הפצתן הרחבה.

•  התנגדות תרבותית וחברתית: התנגדות תרבותית או חברתית לטכנולוגיות חדשניות יכולה להוות מכשול משמעותי ליישום. הטמעת טכנולוגיות חדשות דורשת לא רק פתרונות טכניים, אלא גם גישור על פערים תרבותיים והסברה מקיפה.

כדי להתמודד עם האתגרים הללו ולמקסם את הפוטנציאל של טכנולוגיות ביוקונברג’נס, יש לגבש מפת דרכים להשקעה מושכלת, המשקללת את דחיפות הצרכים, פוטנציאל המענה והבשלות הטכנולוגית. במקום להתמקד בטכנולוגיה או בצורך ספציפי, מומלץ להתייחס לקבוצות )קלאסטרים – (Clusters של תחומי השקעה המשלבים בין תחומים בעלי פוטנציאל השפעה גבוה ורמת בשלות מתאימה.

טבלה 3: קבוצות השקעה טכנולוגיות להתמודדות עם תהליכי מדבור

קבוצות השקעה	TRL	פוטנציאל השפעה	דחיפות הצורך	המלצות להשקעה
טכנולוגיות מוכנות ליישום מיידי	בינוני-גבוה  (6-7)	גבוה	גבוה	הרחבת היישום, הורדת עלויות, קידום רגולציה
טכנולוגיות בדחיפות ובשלות בינונית	בינוני (4-6)	בינוני-גבוה	בינוני	פיתוח והרחבת יישום, הערכת השפעות סביבתיות
טכנולוגיות מבטיחות לטווח ארוך	נמוך (2-4)	גבוה	גבוה	השקעה במחקר ופיתוח, הכנת תשתית ליישום עתידי

מפת דרכים זו מציעה גישה מאוזנת להשקעות, המתמקדת בקידום טכנולוגיות בעלות פוטנציאל השפעה גבוה, תוך התחשבות בבשלות הטכנולוגית ובדחיפות הצרכים. על ידי השקעה בקבוצות אלו, ישראל תוכל למנף את היתרונות היחסיים שלה בתחום הביוקונברג’נס, להתמודד עם אתגרי המדבור, ולתרום לחוסן הלאומי. בנוסף, הטמעת טכנולוגיות אלו עשויה לחזק את מעמדה הבינלאומי של ישראל כמרכז חדשנות ופתרונות טכנולוגיים בתחום הסביבתי, וליצור הזדמנויות לשיתופי פעולה אזוריים ובינלאומיים.

התמודדות עם תהליכי מדבור מהווה אתגר מרכזי בישראל, הממוקמת באחד האזורים הפגיעים בעולם לשינויי אקלים. המדבור אינו רק בעיה סביבתית, אלא איום המשפיע על הביטחון הלאומי, והחוסן הכלכלי והחברתי: הוא מוביל להידרדרות קרקע, אובדן פוריות, פגיעה במערכות אקולוגיות, ומחריף בעיות קיימות כמו עוני, חוסר יציבות פוליטית וחברתית.

לטכנולוגיות ביוקונברג’נס פוטנציאל רב בהתמודדות עם מדבור. ראשית, שיפור הביטחון התזונתי. שנית, פיתוח מערכות גידול בנות קיימא, המשפרות את בריאות הקרקע ומגוון הגידולים. שלישית, הפחתת התלות בחקלאות בעלי חיים, צמצום רעיית יתר ושחרור קרקעות לשיקום והתחדשות. בנוסף, פיתוח מערכות השקיה מדויקות וחסכוניות, המונעות המלחת קרקעות ומשפרות את יעילות השימוש במים.

עם זאת, ישנם חסמים ליישום הטכנולוגיות. המורכבות האקולוגית של מערכות טבעיות עלולה להוביל להשלכות בלתי צפויות, ולהשפיע על מערכות אקולוגיות שלמות. ישנן טכנולוגיות המצליחות במעבדה אך מתקשות ביישום בקנה מידה גדול. סוגיות בטיחות, מגבלות רגולטוריות ואתיות, ועלויות גבוהות מהווים אתגר. אתגרי אינטגרציה וניהול מערכות, והתנגדות חברתית עלולים לעכב הטמעה ויישום של פתרונות חדשניים.

להתמודדות עם האתגרים ומקסום פוטנציאל הטכנולוגיות, מוצעת מפת דרכים להשקעה מושכלת:

• התמודדות מיידית – השקעה בצרכים בדחיפות גבוהה וטכנולוגיות בבשלות בינונית-גבוהה.
• שיפור יעילות השימוש במים, מניעת המלחת קרקעות ושיקום אזורים – השקעה בצרכים בדחיפות בינונית וטכנולוגיות בבשלות בינונית.
• טכנולוגיות בשלבי פיתוח מוקדם אך בעלות פוטנציאל ארוך טווח – השקעה בצרכים בדחיפות גבוהה אך טכנולוגיות בבשלות נמוכה.

---

* כל המובא במאמר זה נכון ליום כתיבתו ובהתאם לנתונים אשר עמדו בפני מחבר המאמר. רשות החדשנות או מי מטעמה אינם נושאים באחריות כלשהי לנכונות אמיתות ו/או דייקנות הנתונים, כולם או חלקם. המאמר מתפרסם כהעשרה לציבור ואין לעשות בו שימוש מסחרי כלשהו, ובכלל זה, לצורך מכירתו, הפצתו/הצגתו.

** המאמר מכיל קישורים לאתרים חיצוניים. אין לרשות כל שליטה על המידע, הפרטים והנתונים שבאתרים אלו ואין לפרש הפנייה אליהם כמתן המלצה, קישור או העדפה באשר למידע, לתוכן או לשירותים המפורסמים בו והרשות לא תשא באחריות לתוכן המופיע באתרים אלו או הסתמכות על המידע שבהם.