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在今天發(fā)表在《自然氣候變化》上的一篇文章中，一個(gè)跨學(xué)科的研究小組分析了1985年至2015年全球流域的每月灌溉水需求以及融雪徑流。目標(biāo)是確定過去哪里灌溉農(nóng)業(yè)依賴融雪徑流，以及如何可能會(huì)隨著氣候變暖而改變。

然后，他們預(yù)計(jì)如果地球變暖2或4攝氏度（約華氏3½或7華氏度），融雪和降雨徑流將發(fā)生變化，這有可能使依賴雪的盆地面臨風(fēng)險(xiǎn)。

研究結(jié)果指出，由于融雪模式的變化，全球流域最有可能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間沒有足夠的水用于灌溉的風(fēng)險(xiǎn)。其中兩個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)是美國(guó)西部的圣華金和科羅拉多河流域。

俄亥俄州立大學(xué)可持續(xù)發(fā)展研究所核心地理學(xué)教授，地理系岳勤說：“在世界許多地區(qū)，農(nóng)業(yè)取決于融雪徑流在特定時(shí)間和一定規(guī)模上的發(fā)生。”

“但是氣候變化將減少某些盆地的積雪和早期融化，這可能對(duì)糧食生產(chǎn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。”

該研究的主要作者Qin與科羅拉多州立大學(xué)的助理教授Nathaniel Mueller和加利福尼亞大學(xué)歐文分校的副教授Steven Davis共同設(shè)計(jì)了這項(xiàng)研究。

研究人員預(yù)測(cè)，在攝氏4度變暖的情況下，圣華金盆地融雪滿足的灌溉水需求份額將從33％降至18％。在科羅拉多盆地，融雪滿足的需水份額從38％降至23％。

由于融雪的變化而特別容易受到農(nóng)業(yè)威脅的其他流域位于歐洲南部，中國(guó)西部和中亞。

研究人員計(jì)算出，取決于水流??的大小和時(shí)間，降雨徑流可能能夠補(bǔ)償融雪徑流的下降，以滿足灌溉用水的需求-但僅限于某些流域。

穆勒說：“在許多流域，未來的降雨變化無法彌補(bǔ)農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)融雪的損失。”

例如，圣華金是一個(gè)流域，在最需要灌溉的情況下，降雨徑流的增加將無法彌補(bǔ)融雪的減少。

研究人員評(píng)估了水庫(kù)和地下水的潛在可用性，以幫助滿足減少融雪和早期融化帶來的額外灌溉需求。在某些流域，這些額外的要求在試圖彌補(bǔ)不斷變化的融雪模式方面將帶來巨大挑戰(zhàn)。

戴維斯說：“目前，降雨和融雪無法滿足的灌溉需求已占許多亞洲和北美流域水庫(kù)蓄水量的40％以上。”

“在一個(gè)變暖的世界中，農(nóng)業(yè)將不再是對(duì)水庫(kù)和地下水等其他替代水供應(yīng)的唯一增加需求。”

在圣華金盆地，研究結(jié)果表明，在攝氏4度的情況下，必須通過新的替代水源滿足14％的灌溉用水需求。在科羅拉多盆地，這個(gè)數(shù)字將是9％。

該研究還研究了由于氣候變化導(dǎo)致融雪變化，全球哪些作物最有風(fēng)險(xiǎn)。研究結(jié)果表明，北半球夏季的水稻和棉花，或春季的小麥和管理的草原，特別依賴雪。

在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了從1985年到2015年全球范圍內(nèi)每月降雨量和融雪徑流量的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)集來自TerraClimate。然后，他們計(jì)算了各種作物的每月灌溉用水量。

他們比較了歷史徑流和地表水總消耗量，估算了每個(gè)主要流域的月融雪和降雨徑流消耗量以及對(duì)替代水的需求。

然后，如果全球平均溫度比工業(yè)化前的溫度升高2攝氏度或4攝氏度，他們將使用氣候模型來預(yù)測(cè)每個(gè)盆地的融雪和降雨徑流。

秦說，這項(xiàng)研究的結(jié)果可用于確定優(yōu)先次序并提供方法，以最大程度地減少融雪對(duì)農(nóng)業(yè)供水的影響。在某些情況下，決策者可能不得不考慮額外的地下水抽水和水庫(kù)開發(fā)。

秦指出，還可能需要限制水的需求，例如通過提高農(nóng)作物的水分生產(chǎn)率。

她說：“我們需要找到方法來幫助那些最需要適應(yīng)即將到來的變化的流域。”

這項(xiàng)研究得到了食品和農(nóng)業(yè)研究基金會(huì)，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部的支持。

該研究的其他合著者來自加利福尼亞大學(xué)歐文分校。加州大學(xué)默塞德分校；愛達(dá)荷大學(xué) 哥廷根大學(xué)；達(dá)特茅斯學(xué)院；和哥倫比亞大學(xué)。