气候变化下东北地区农业绿水安全风险评估  

作　　者：孙敬轩 章光新[1,3] 吴燕锋[1,3] 陈立文 齐鹏[1,3] 胡博亭 胥毅军 

机构地区：[1]中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春130102 [2]中国科学院大学,北京100049 [3]黑土地保护与利用全国重点实验室,中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春130102 [4]School of Renewable Natural Resources,Louisiana State University Agricultural Center,Baton Rouge,LA 70803,USA

出　　处：《中国科学：地球科学》2024年第7期2210-2226,共17页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项(A类)项目(XDA28020501);中国工程院战略研究与咨询项目(JL2023-17)资助。

摘　　要：东北地区是国家重要粮食生产基地,以依赖绿水的雨养农业为主.然而,在全球气候变化背景下,区域气温升高、降水模式改变和干旱频率增加对农业绿水安全带来威胁和挑战.在此背景下,本研究基于栅格尺度作物空间分布数据、Delta降尺度偏差矫正后的ERA5数据和CMIP6多模式数据,采用绿水亏缺指数(GWS)精细化评估东北地区基准期(2001~2020年)及未来2031~2090年气候变化情景(SSP245和SSP585)下绿水安全风险时空特征及发展趋势.研究结果表明,基准期东北地区旱作物绿水安全无风险区主要分布在中部和东部,占总面积72.4%;低风险区主要分布在中部,占14.0%;中、高风险区主要分布在西部,分别占8.3%和5.3%;未来气候变化SSP245和SSP585情景下,绿水安全风险整体上由西部向中、东部扩张,低风险区分别增至21.6%和23.8%,中风险区分别增至16.0%和17.9%,高风险区分别增至6.9%和6.8%.以旱作物GWS大于0.1需要灌溉,则灌溉面积由基准期的27.6%增至气候变化SSP245和SSP585情景下的44.5%和48.6%,灌溉需水量相应增加46.4和59.2亿m^(3),进一步加剧农业水资源供需矛盾,进而提出了旱作物基于蒸散(ET)的水资源管理和亏缺灌溉等绿水安全风险应对策略.研究结果可为东北地区灌溉农业发展及国家水网建设的规划提供科学依据和决策支持.

关 键 词：气候变化 粮食安全 绿水安全风险 灌溉需水量 绿水亏缺指数 

分 类 号：P467[天文地球—大气科学及气象学] S162[农业科学—农业气象学]