北京大學都市與環境學院王旭輝研究團隊在全球農業灌溉研究中取得新進展

農業灌溉約占全球總取水量的三分之二,被認為是提高作物產量和提升農業適應氣候變化能力的重要手段。北京大學都市與環境學院王旭輝研究員與合作者綜合使用調查和統計資料以及10個全球作物模型,研製了全球小麥和玉米灌溉增產效應分佈圖,並解析了這兩種作物的灌溉水供給與需求。王旭輝為第一和通訊作者。

農業灌溉約占全球總取水量的三分之二,被認為是提高作物產量和提升農業適應氣候變化能力的重要手段。灌溉的增產效應隨作物品種、氣候以及土壤特徵等因素發生變化,具有明顯地理格局。然而,迄今為止,全球和區域尺度的灌溉增產效應仍不明確,是準確理解水-糧食-社會經濟系統相互作用的瓶頸之一。

北京大學都市與環境學院王旭輝研究員與合作者綜合使用調查和統計資料以及10個全球作物模型,研製了全球小麥和玉米灌溉增產效應分佈圖,並解析了這兩種作物的灌溉水供給與需求。研究發現,充分灌溉對全球小麥和玉米單產的平均貢獻分別為34±9%和22±13%。但是,當前30–47%的雨養農田的無法獲得充足和永續的水資源供給。這既制約了灌溉增產潜力,也導致灌溉無法永續地抵消氣候變暖對作物產量的負面影響。研究還發現,全球不同流域,灌溉需求占徑流的比例差异巨大:最低小於1%,最高大於300%。這意味著,跨流域調水是紓解流域尺度灌溉水需求與供給失衡的有效策略。這項研究為準確理解農業管理活動對人-地系統的影響提供了新證據,也為水和糧食安全的決策提供了科學支撐。

全球小麥和玉米灌溉水需求和供給平衡的空間格局

該研究成果以“Global irrigation contribution to wheat and maize yield”為題發表於《自然—通訊》(Nature Communications)雜誌。王旭輝為第一和通訊作者。該研究受到國家重點研發計畫和自然科學基金委專案資助。

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