洛杉矶[美国]，1月15日(ANI):研究人员利用30年的数据来说明地下水枯竭如何影响干旱和干旱气候下的粮食生产。许多农民依靠地下水灌溉。

该研究发现，部分由于获取地下水的困难，含水层枯竭可能会降低农业产量，即使它似乎已经饱和到足以满足灌溉需求。

根据研究人员的说法，农业损失随着含水层的减少而增加，这种枯竭对玉米和大豆产量的影响更大，当从100英尺厚下降到50英尺时，而不是从200英尺到150英尺。

研究小组说，这一现实应该鼓励政策制定者、资源管理者和种植者重新考虑可供他们支配的地下水的数量，尤其是在面临更严重、更频繁的干旱的情况下。

多尔蒂水资源粮食全球研究所政策主任尼克·布罗佐维奇说:“当你把含水层开采到相当薄的程度时，含水层厚度的微小变化就会对你的作物生产和恢复能力产生越来越大的影响。”“这是一件我们无法很好预测的事情，因为我们倾向于根据过去进行预测。因此，如果我们根据过去的经验来预测将要发生的事情，我们总是会低估。我们总是会对事情变得多么糟糕感到惊讶。”

该团队在分析了高平原含水层的产量、天气和地下水数据后得出了结论。高平原含水层是美国最大的含水层，位于八个州的部分地区，包括内布拉斯加州的几乎整个地区。在过去的几十年里，含水层的一些区域，特别是在德克萨斯州和堪萨斯州以及玉米剥皮州的地下，已经大大减少了，抽水是为了灌溉土地，否则这些土地几乎没有机会维持作物的生长。

布罗佐维奇是内布拉斯加大学林肯分校的农业经济学教授，他说:“在极端条件下，特别是在干旱和气候变化的情况下，要解决粮食安全问题，我们真的不能没有灌溉。”如果我们想为世界提供高质量、有营养的食物和稳定的食物供应，我们就需要灌溉。”

Brozovic和Husker的同事Taro Mieno已经建立了大量的模型，并进行了大量的模拟，以研究高平原含水层对干旱和干燥条件的反应。但是与农民的交谈表明，这些模型并没有解决他们最关心的问题:井产量，或者种植者在试图缓冲作物抗旱时可以期望持续抽取的地下水数量。

“每个人都对含水层枯竭如何影响该地区灌溉农业的恢复能力感兴趣，”农业经济学副教授和该研究的主要作者Mieno说，该研究发表在《自然水》杂志上。

因此，研究人员查阅了1935年以来对高平原含水层厚度的年度估计，以及1985年至2016年县级玉米和大豆的产量。

与此同时，气象数据使研究小组能够计算出季节性的水分亏缺，或者从降水中获得的水分与作物通过蒸发和蒸腾损失的水分之间的差额。

研究人员知道，当后者超过前者时，农民通常会向含水层寻求帮助，以弥补差额。

研究小组发现，在高平原含水层最饱和的地带(大约220到700英尺厚)种植玉米和大豆的农民足够幸运，即使在极度缺水的情况下，他们也能继续享受高灌溉产量。

相比之下，那些依赖于最不饱和地区(30至100英尺)的地区，当缺水达到400毫米时，他们的灌溉产量开始下降，这在内布拉斯加州和其他中西部州很常见。

在水量缺口接近或超过700毫米的年份里，位于最厚地下水上方的灌溉农田的玉米产量明显高于位于最薄地下水上方的灌溉农田。

结果在950毫米的缺水期间更为明显，这与极端干旱相对应:含水层最不饱和部分的田地每英亩产量大约减少19.5蒲式耳。

“由于含水层的工作方式，即使那里有很多水，当它们耗尽时，你实际上失去了在最干旱时期满足作物用水需求的能力，因为当你耗尽含水层时，油井产量往往会下降，”Brozovic说。“这对经济和恢复能力都有影响。”

这项研究捕捉到了地下水和地表水之间的另一个明显联系。在大约330英尺厚的地下水上，农民灌溉了89%的土地用于种植玉米。只有30英尺厚的含水层在哪里?这些土地中只有70%得到了灌溉。太郎说，这可能是由于井产量较低导致农民只灌溉部分田地，甚至放弃灌溉。

为了更好地理解减少灌溉是如何导致干旱条件下的农业损失的，研究人员随后将灌溉和非灌溉农田的产量考虑在内，后者仅依赖于降水。该分析认为，产量对更小的缺水更为敏感，这表明，灌溉土地的减少加剧了仍在灌溉的土地的损失。

它还说明了当含水层的平均厚度降至某些阈值以下时，会造成失控的威胁。

在水分不足950毫米的情况下，将含水层厚度从330英尺减少到230英尺，估计每英亩平均损失约2.5玉米蒲式耳，作者称这是一个“微不足道的差异”。

同样的绝对下降，但从230英尺到130英尺，导致每英亩估计损失15蒲式耳。

“因此，你对气候变化的适应能力会迅速下降，”Mieno说。

“因此，当你在现在非常厚的含水层上作业时，你是相对安全的。但你要以一种不超过那个门槛的方式来管理它，因为从那里开始，一切都在走下坡路。

“随着未来气候变化的进展，含水层的重要性肯定会增加。随着天气变热，你通常需要更多的水。这意味着你需要更多的灌溉，你将更快地耗尽含水层，事情会变得越来越糟。”

布罗佐维奇说，内布拉斯加州是幸运的，因为它坐落在如此巨大的水库之上，并建立了一个旨在在当地范围内保护水库的治理体系。

然而，大多数法规侧重于规定抽取地下水的数量和时间，而不是保护含水层的饱和水平或相应的从含水层中抽取水的能力。

Brozovic承认，现在说服政策制定者考虑修改这些参数“可能很难”，因为该州大部分地区仍然拥有充足的地下水。他希望这项新研究至少可以帮助把这个话题摆到桌面上。

“一旦出现问题——一旦油井产量已经在下降，含水层真的很薄——即使你出台了政策，你仍然会受到很多负面影响，”他说。“因此，真正实施有意义的政策的时机是在事情跌入悬崖之前。

“首先，你必须理解，你必须衡量，你必须教育。你必须明白你在保存什么，以及为什么要保存。他说:“你越能提供量化证据，说明为什么值得这么麻烦地做所有这些事情，以及什么是利害攸关的，对话就越容易进行。”(ANI)