In arid areas, irrigation water is an essential input into agricultural production. However, rainfall and, correspondingly, surface water supplies, are often highly variable, creating uncertainty over the value of long-term, water-dependent investments in these cropping systems. Moreover, climate change is expected to increase both crop water requirements and the variability of seasonal rainfall, meaning the constraints imposed by variable water supplies are likely to grow in cost as climate change progresses. In this setting, storing water in wet years for use in dry years is valuable. In particular, it would be expected to increase the value of perennial crops, which require large up-front investments that pay off gradually over the life of the tree. We first show, in a simple theoretical model, that given the timing of returns to investments in perennial crops, there is always some level of drought risk above which annual crops will be preferred to perennials. We then demonstrate this effect empirically using a unique institutional setting in which access to a relatively new form of water storage, groundwater banking, effectively created spatial variation drought risk between irrigation districts in Kern County, California. Using a 21-year dataset of individual cropping decisions, we provide evidence that access to a large groundwater banking project, the Kern Water Bank, increased the rate at which farmers switched from lower-value annual crops such as wheat and alfalfa, into high-value perennial nut crops, primarily almonds and pistachio.

中文翻译：

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水和长期农业投资的跨期套利：加利福尼亚的干旱、地下水储备和多年生作物决策

在干旱地区，灌溉用水是农业生产必不可少的投入。然而，降雨量以及相应的地表水供应量通常变化很大，从而对这些种植系统中依赖水的长期投资的价值造成不确定性。此外，气候变化预计将增加作物对水的需求和季节性降雨的可变性，这意味着随着气候变化的进展，可变供水所施加的限制可能会增加成本。在这种情况下，在潮湿年份储存水以供干燥年份使用是很有价值的。特别是，预计会增加多年生作物的价值，这需要大量的前期投资，并在树木的生命周期内逐渐获得回报。我们首先在一个简单的理论模型中展示，考虑到多年生作物投资回报的时间，总是存在一定程度的干旱风险，高于此水平，一年生作物将比多年生作物更受欢迎。然后，我们使用独特的制度环境实证证明了这种影响，在这种环境中，获得一种相对较新的蓄水形式、地下水库，有效地在加利福尼亚州克恩县的灌溉区之间创造了空间变异干旱风险。使用 21 年个体种植决策数据集，我们提供的证据表明，进入大型地下水银行项目 Kern 水银行提高了农民从小麦和苜蓿等价值较低的一年生作物转向高价值作物的速度。重视多年生坚果作物，主要是杏仁和开心果。总是存在一定程度的干旱风险，高于此水平，一年生作物将比多年生作物更受欢迎。然后，我们使用独特的制度环境实证证明了这种影响，在这种环境中，获得一种相对较新的蓄水形式、地下水库，有效地在加利福尼亚州克恩县的灌溉区之间创造了空间变异干旱风险。使用 21 年个体种植决策数据集，我们提供的证据表明，进入大型地下水银行项目 Kern 水银行提高了农民从小麦和苜蓿等价值较低的一年生作物转向高价值作物的速度。重视多年生坚果作物，主要是杏仁和开心果。总是存在一定程度的干旱风险，高于此水平，一年生作物将比多年生作物更受欢迎。然后，我们使用独特的制度环境实证证明了这种影响，在这种环境中，获得一种相对较新的蓄水形式、地下水库，有效地在加利福尼亚州克恩县的灌溉区之间创造了空间变异干旱风险。使用 21 年个体种植决策数据集，我们提供的证据表明，进入大型地下水银行项目 Kern 水银行提高了农民从小麦和苜蓿等价值较低的一年生作物转向高价值作物的速度。重视多年生坚果作物，主要是杏仁和开心果。地下水库，有效地在加利福尼亚州克恩县的灌溉区之间创造了空间变异干旱风险。使用 21 年个体种植决策数据集，我们提供的证据表明，进入大型地下水银行项目 Kern 水银行提高了农民从小麦和苜蓿等价值较低的一年生作物转向高价值作物的速度。重视多年生坚果作物，主要是杏仁和开心果。地下水库，有效地在加利福尼亚州克恩县的灌溉区之间创造了空间变异干旱风险。使用 21 年个体种植决策数据集，我们提供证据表明，进入大型地下水银行项目 Kern 水银行提高了农民从小麦和苜蓿等价值较低的一年生作物转向高价值作物的速度。重视多年生坚果作物，主要是杏仁和开心果。