农业灌溉约占全球总取水量的三分之二，被认为是提高作物产量和提升农业适应气候变化能力的重要手段。灌溉的增产效应随作物品种、气候以及土壤特征等因素发生变化，具有明显地理格局。然而，迄今为止，全球和区域尺度的灌溉增产效应仍不明确，是准确理解水-粮食-社会经济系统相互作用的瓶颈之一。

王旭辉研究员与合作者综合使用调查和统计数据以及10个全球作物模型，研制了全球小麦和玉米灌溉增产效应分布图，并解析了这两种作物的灌溉水供给与需求。研究发现，充分灌溉对全球小麦和玉米单产的平均贡献分别为34±9%和22±13%。但是，当前30–47%的雨养农田的无法获得充足和可持续的水资源供给。这既制约了灌溉增产潜力，也导致灌溉无法可持续地抵消气候变暖对作物产量的负面影响。研究还发现，全球不同流域，灌溉需求占径流的比例差异巨大：最低小于 1%，最高大于300%。这意味着，跨流域调水是纾解流域尺度灌溉水需求与供给失衡的有效策略。这项研究为准确理解农业管理活动对人-地系统的影响提供了新证据，也为水和粮食安全的决策提供了科学支撑。

图1 全球小麦和玉米灌溉水需求和供给平衡的空间格局

该研究成果以“Global irrigation contribution to wheat and maize yield”为题发表于《自然—通讯》（Nature Communications）杂志。北京大学城市与环境学院王旭辉研究员为第一和通讯作者。该研究受到国家重点研发计划和自然科学基金委项目资助。

原文链接: dx.doi.org/10.1038/s41467-021-21498-5