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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，以及如何可能會隨著氣候變暖而改變。

然后，他們預(yù)計如果地球變暖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。

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間沒有足夠的水用于灌溉的風(fēng)險。其中兩個高風(fēng)險地區(qū)是美國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，這可能對糧食生產(chǎn)產(chǎn)生深遠影響。”

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)計了這項研究。

研究人員預(yù)測，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，中國西部和中亞。

研究人員計算出，取決于水流??的大小和時間，降雨徑流可能能夠補償融雪徑流的下降，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農(nóng)作物生長季節(jié)融雪的損失。”

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

研究人員評估了水庫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蓄水量的40％以上。”

“在一個變暖的世界中，農(nóng)業(yè)將不再是對水庫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。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，估算了每個主要流域的月融雪和降雨徑流消耗量以及對替代水的需求。

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)測每個盆地的融雪和降雨徑流。

秦說，這項研究的結(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。”

這項研究得到了食品和農(nóng)業(yè)研究基金會，美國國家科學(xué)基金會和德國聯(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；愛達荷大學(xué) 哥廷根大學(xué)；達特茅斯學(xué)院；和哥倫比亞大學(xué)。