康奈尔大学和华盛顿州立大学的研究人员进行的一项新研究表明，气候变化将使一些农民陷入困境。要么面临更大的收入波动风险，要么面临着更可预测的农作物减产。
根据“水权塑造作物产量和收入”文件中详细模型预测，由于缺水和高温导致严重依赖季节性降雪的地区的农作物减产，因此选择使用更多的耐旱农作物品种是有代价的。波动性权衡，以适应雪相关系统，今天（2020年7月10日）在《自然通讯》上发表。
该研究考察了华盛顿的亚基马河流域，那里积雪，水库和水权的复杂结合控制着灌溉水的供应。这些水决定了美国一些最大的小麦，玉米，土豆，梨，樱桃，葡萄，苹果和啤酒花的最大生产商的成功。有了适当的降雪和融化，流域的农业总产值每年可达到40亿美元以上。
该研究小组试图量化气候变化对流域灌溉农业的直接和间接影响。研究人员还想知道抗旱作物品种是否可以在干旱时期帮助恢复生产力。
康奈尔大学土木与环境工程学院的约瑟夫·C·福特工程学教授帕特里克·里德（Patrick Reed）是气候风险建模的专业。在这项合作研究中，里德（Reed）的小组以华盛顿州立大学的先前研究为基础，该研究开发了一个将作物生长与发育，地表水文学和河流系统过程联系起来的建模平台。该模型模拟了大坝的运行，并对亚基马河流域内不同部门之间的水分配进行了优先排序。
这项研究的主要作者，里德小组的博士后研究人员Keyvan Malek说，研究小组发现，较高的水分胁迫和温度会导致农作物减产，正如预期的那样。
“但是，这些模型表明，由于最佳和最差情况下的产量之间的差异减小了，因此预期作物单产的年度波动性下降了，” Malek说。“虽然这不是一个积极的结果，但作物产量收入的逐年波动对于作物保险计划如何平衡收入波动非常重要。”
然后，研究小组使用其模型探索了新的耐旱作物品种的潜力，这些品种有望在气候变化下提高年产量。结果表明，尽管这些品种可以显着提高平均产量，但农民也可能会因作物生产而遭受更高的收入波动。
华盛顿州立大学贝里杰出工程学教授，该研究的合著者詹妮弗·亚当说：“典型的和最佳情况下的年产量要高得多。”“但是气候变化仍然可能造成严重的干旱，目前亚基马河流域的水管理机构根本无法提供足够的水，而且严重的最坏情况是农作物歉收。”
研究人员认为，作物产量和收入波动的最佳结果必须是通过同时改善作物品种（例如，通过保持农业生物多样性）和水系统，例如通过改善水管理机构和基础设施来实现的。
研究人员说，重要的是要仔细捕捉与雪有关的地区的特定管理限制，同时要通过气候适应策略进行创新。
里德说：“否则，在权衡提高平均单产和农民收入波动的情况下，系统可能会无意间达到错误的平衡，”
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参考：Keyvan Malek，Patrick Reed，Jennifer Adam，Tina Karimi和Michael Brady在2020年7月10日发表于Nature Communications。“水权决定了作物产量和税收波动性的权衡，以适应依赖雪的系统”。
10.1038 / s41467-020-17219-z
这项研究得到了美国国家自然科学基金会（National Science Foundation）在“食品，能源和水系统的连结”计划中的创新的支持。
