根据AGU杂志《地球的未来》上的一项新研究,到2050年,预计到2050年,全球80%以上的农田将出现农业缺水问题。
这项新研究检查了全球农业当前和未来的用水需求,并预测来自雨水或灌溉的可用水位是否足以满足气候变化下的这些需求。为此,研究人员开发了一个新指数来衡量和预测农业两个主要来源的缺水情况:来自雨水的土壤水,称为绿水,以及来自河流、湖泊和地下水的灌溉水,称为蓝水。这是第一项在全球范围内应用这一综合指数并预测气候变化导致全球蓝色和绿色水资源短缺的研究。
“作为蓝色和绿色水资源的最大用户,农业生产面临着前所未有的挑战,”中国科学院地理科学与资源研究所副教授、该报告的主要作者刘兴才说。新的研究。“该指数能够以一致的方式评估雨养和灌溉农田的农业缺水情况。”
在过去的100年里,全球对水的需求增长速度是人口增长速度的两倍。水资源短缺已经成为每个农业大陆的一个问题,对粮食安全构成重大威胁。尽管如此,大多数水资源稀缺模型未能全面审视蓝水和绿水。
绿水是土壤中植物可利用的雨水部分。大部分降水最终成为绿水,但它经常被忽视,因为它在土壤中是看不见的,不能提取用于其他用途。可用于农作物的绿水量取决于一个地区的降雨量以及因径流和蒸发而损失的水量。耕作方式、覆盖该地区的植被、土壤类型和地形坡度也会产生影响。随着气候变化导致气温和降雨模式发生变化,以及为满足不断增长的人口的需求而加强耕作,农作物可用的绿水也可能发生变化。
未参与这项研究的阿拉巴马大学土木、建筑和环境工程助理教授MesfinMekonnen表示,这项工作“非常及时地强调了气候对作物地区水资源供应的影响”。
“这篇论文的有趣之处在于开发了一种同时考虑蓝水和绿水的水资源短缺指标,”他说。“大多数研究只关注蓝水资源,很少考虑绿水。”
研究人员发现,在气候变化的情况下,全球多达84%的农田的农业水资源短缺情况将恶化,其中约60%的农田将因供水中断而导致水资源短缺。
播种解决方案
由于降水模式的变化和温度升高引起的蒸发,可用绿水的变化预计将影响全球约16%的农田。在我们对缺水的理解中增加这一重要维度可能会对农业水资源管理产生影响。例如,预计中国东北和非洲萨赫勒地区将有更多降雨,这可能有助于缓解农业缺水问题。然而,美国中西部和印度西北部的降水减少可能会导致灌溉增加,以支持集约农业。
新指数可以帮助各国评估农业缺水的威胁和原因,并制定战略以减少未来干旱的影响。
多种做法有助于节约农业用水。覆盖减少土壤蒸发,免耕耕作鼓励水渗入地面,调整种植时间可以更好地使作物生长与不断变化的降雨模式保持一致。此外,等高农业,农民在坡地上以相同的高度成排耕种土壤,防止水径流和水土流失。
“从长远来看,改善灌溉基础设施(例如非洲)和灌溉效率将是在粮食需求不断增长的情况下减轻未来气候变化影响的有效方法,”刘说。