凤凰城是沙漠中一个快速发展的大都市区。随着人口的增加，供应水、食物和能源这三种以复杂和相互竞争的方式相互关联的基本资源将变得越来越具有挑战性。
“该地区的供水是能源密集型的。在这种炎热干燥的气候下，能源生产需要水，而粮食生产需要能源和水，以灌溉农业的形式，”Ira A. Fulton 工程学院土木、环境和可持续工程博士生Xin Guan说。亚利桑那州立大学正在研究凤凰城地区的水利系统工程和食物-能源-水关系。
“了解这三个部门之间的相互联系为我们提供了为该地区人们实现双赢解决方案的最佳机会，”她说。
在过去的四年里，关一直在通过综合模拟方法研究食物-能量-水的关系。这种方法可以让关彻底了解每个部门之间的相互联系，并观察随着各种气候和政策因素的变化从一个部门到另一个部门的反馈。
在她的研究中，关采用局部方法来模拟全球气候系统如何影响凤凰城主动管理区的农业部门，该管理区管理凤凰城都市区和周围农田的地下水使用。具体而言，她正在分析温度变化和水资源短缺如何影响作物生产。
“灌区层面的小规模模拟可以捕捉当地的独特细节，进而帮助当地决策者制定更适合当地条件的政策，”关说。
这项研究为 Guan 赢得了 2021 年亚利桑那州中部水研究项目奖一等奖——这是水资源开发和管理组织颁发的一项竞争性奖项，旨在表彰亚利桑那大学本科生和研究生的卓越研究。这一成就标志着富尔顿学校学生首次获得该奖项。
该奖项授予未发表的研究，这些研究解决了亚利桑那州与中央亚利桑那项目和科罗拉多河相关的水问题。
关的发现与该地区未来的水——以及能源和食物——尤其相关。她的模拟确定，到本世纪末预计温度升高 5 摄氏度，在中度和强烈变暖情景下，亚利桑那州中部的作物产量可能分别平均减少约 16% 和 26%。
除了气候变化，关还分析了科罗拉多河干旱应急计划下的水资源短缺对亚利桑那州中部农业部门的伴随影响，这是一套通过节水保护西南科罗拉多河系统的协议。和减少努力。关的研究预测，如果水资源分配减少超过当前数量的 10%，水资源短缺可能会进一步减少作物产量，超过气候变化导致气温上升的影响。
“鉴于最近宣布亚利桑那州农业部门缺水，这项研究的结果非常及时和相关，”富尔顿学院土木与环境工程助理教授、关的顾问朱塞佩·马斯卡罗说。
关的模拟将使政策制定者更容易理解食物-能量-水关系的复杂性，让他们能够测试各种现在和未来的“假设”。场景。
“我们可以通过将它们嵌入模型并模拟对水、能源和食品部门的反应来测试不同的政策，”关说。“我们可以直接了解政策的利弊，并帮助政策制定者为所有三个部门的权衡分配价值并优化政策。”
Mascaro 说，他为关赢得这一认可以及她迄今为止通过她的研究取得的成就感到自豪，该研究得到了美国国家科学基金会在食品、能源和水系统的创新或 INFEWS 计划资助项目的支持。Mascaro 是该项目的联合首席研究员，该项目名为“食品-能源-水联系的规划和政策决策的灵活模型组合和视觉表示”。
“亚利桑那中部水研究项目奖是辛经过四年努力工作的当之无愧的成就，在此期间，她对美国西南部的水和气候挑战有了深入的了解，并开发了新的模型来应对这些挑战，”马斯卡罗说。
“从像中央亚利桑那项目这样的项目的主要利益相关者那里获得奖项，也是对辛研究的相关性和影响的明确认可，更广泛地说，是对参与这项 NSF 资助的所有科学家所做的工作的明确认可。”
关说很荣幸被选为这个奖项，这也让她有机会在 9 月 17 日的亚利桑那水文学会研讨会上展示她的研究。
“这是对我在这项研究中付出的努力的极大认可，也是对我工作价值的认可，”关说，他的目标是利用土木、环境和可持续工程原则为人类的可持续未来制定解决方案。“这也是向政策制定者展示研究以及为更好的社区做出贡献的好机会。”
