記者(zhe)從中(zhong)國科學院(yuan)(yuan)空(kong)天(tian)信息(xi)創新研究(jiu)(jiu)院(yuan)(yuan)（空(kong)天(tian)院(yuan)(yuan)）獲悉，重進(jin)展(zhan)＋中(zhong)國該(gai)院(yuan)(yuan)遙(yao)(yao)感科學國家(jia)重點實(shi)驗(yan)室研究(jiu)(jiu)員王樹東帶領(ling)的科研生態水(shui)文遙(yao)(yao)感團隊，近期在灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)用水(shui)估(gu)算領(ling)域取得重要進(jin)展(zhan)。揭示濟影該(gai)研究(jiu)(jiu)團隊提(ti)出一種基(ji)于機(ji)器學習(xi)和遙(yao)(yao)感觀測(ce)數據的灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)全國尺(chi)度灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)用水(shui)量估(gu)算模型，并基(ji)于該(gai)模型揭示了(le)未來氣候變化(hua)情(qing)景下(xia)中(zhong)國灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)用水(shui)的用水(shui)變化(hua)趨勢和經(jing)濟影響。

據了解，未變灌溉農業約占全球耕地面積的勢經20%，貢獻了40%以上的重進展＋中國糧食產量。中國擁有全球最大面積的科研灌溉農田，占中國耕地面積的揭示濟影一半以上，灌溉用水對作物生長和產量至關重要，灌溉尤其是用水在水資源短缺的地區，頻繁的未變干旱和極端氣溫可能加劇其影(ying)響。因此，勢經在全球(qiu)氣候(hou)變(bian)化(hua)導致糧食安全日益(yi)受到挑戰的重(zhong)進展＋中國背景(jing)下(xia)，準確估算灌(guan)溉用水(shui)變(bian)化(hua)對于制定(ding)最優的水(shui)資源分配政策(ce)的重(zhong)要(yao)性日益(yi)凸顯。

△灌溉用水估算框架在全國尺度和未來氣候變化情境下的驗證與評估

現有的灌溉用水估算方法，受到數據可用性和模型結構的約束，在全國尺度和未來氣候變化情景下適用性差。基于此，該(gai)研(yan)究(jiu)團隊開(kai)發了一(yi)個(ge)(ge)基于機(ji)器學習(xi)的(de)新(xin)模(mo)型，通(tong)過整合一(yi)系列高精度水(shui)(shui)(shui)(shui)文要(yao)素衛星遙感產(chan)品（降(jiang)水(shui)(shui)(shui)(shui)、蒸(zheng)散(san)、土壤水(shui)(shui)(shui)(shui)分和雪(xue)水(shui)(shui)(shui)(shui)當(dang)量）、氣象(xiang)驅(qu)動因(yin)子、經濟統計數(shu)據(ju)和數(shu)值模(mo)型模(mo)擬，在(zai)數(shu)據(ju)驅(qu)動框架下估算全國尺(chi)度的(de)灌(guan)溉用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)。新(xin)模(mo)型在(zai)估算灌(guan)溉用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)方面表現(xian)出較(jiao)高的(de)準(zhun)確性。通(tong)過11個(ge)(ge)農(nong)田站點的(de)獨立觀測驗證，模(mo)擬數(shu)據(ju)與實地觀測數(shu)據(ju)具有顯著相關(guan)性，準(zhun)確率達到(dao)90%以(yi)上。

該研(yan)究(jiu)團隊進(jin)一步(bu)考慮了(le)(le)一系列氣(qi)候和社會經(jing)濟情景，將(jiang)(jiang)建立(li)的(de)(de)機器學習框架(jia)與(yu)四個先進(jin)的(de)(de)地球系統(tong)模型結合，提供了(le)(le)未(wei)來(lai)70年(nian)中(zhong)國灌溉用(yong)(yong)水的(de)(de)變化趨勢和相關成本(ben)。研(yan)究(jiu)發現，基于不同的(de)(de)溫室(shi)氣(qi)體(ti)排(pai)放情景，未(wei)來(lai)70年(nian)，約60%的(de)(de)省份的(de)(de)灌溉用(yong)(yong)水量都會增加(jia)，特別是(shi)西(xi)北和華北區域(yu)。對比(bi)20世(shi)紀80年(nian)代至2010年(nian)的(de)(de)數據，全國灌溉用(yong)(yong)水到2050年(nian)預計(ji)最(zui)高將(jiang)(jiang)增加(jia)17.1%，灌溉用(yong)(yong)水的(de)(de)增加(jia)帶來(lai)每年(nian)新增成本(ben)最(zui)高達(da)到39.1億美元；到2100年(nian)預計(ji)最(zui)高將(jiang)(jiang)增加(jia)34.8%，每年(nian)新增成本(ben)最(zui)高達(da)到65億美元，研(yan)究(jiu)結果突顯(xian)了(le)(le)水資源(yuan)可持(chi)續利用(yong)(yong)與(yu)管理的(de)(de)迫切性。

△全國灌溉用水在2030—2100年的變化趨勢和經濟影響

該(gai)項研(yan)究提出了一種有效(xiao)估算當前和(he)未來灌溉(gai)用水的(de)(de)(de)方法，研(yan)究成果可以(yi)擴展到其他(ta)面臨日益增長的(de)(de)(de)灌溉(gai)需求的(de)(de)(de)國家。該(gai)研(yan)究結果也可為農(nong)業用水政策(ce)制定和(he)決(jue)策(ce)提供重要信息，有利于指導在氣(qi)候變(bian)化和(he)社會經(jing)濟(ji)動態(tai)背景下進(jin)行(xing)水資(zi)源的(de)(de)(de)可持續利用與管理。

合作(zuo)完成這項(xiang)研究(jiu)的單位還(huan)包括(kuo)中國氣象科(ke)學研究(jiu)院和美國賓夕法尼亞大學等，該研究(jiu)成果近日(ri)在美國地球物理學會（AGU）旗下期刊Earth’s Future（《未來地球》）上發(fa)表(biao)。

（總臺央視記(ji)者 帥俊全 褚爾嘉(jia)）