农业灌溉占人类用水总量的70%以上，灌溉用水对保证区域粮食安全具有重要意义。随着全球气候变暖，蒸发量增大，显著改变农业灌溉需水量，加剧干旱半干旱地区的水资源危机。为明确气候变化对旱区灌溉水量变化的影响，地科院董建志教授团队基于改进的Penman-Monteith公式与8种地球系统模型的气候预测数据，估算了不同气候要素（气温、太阳辐射、饱和水汽压差及二氧化碳浓度）未来（至2100年）变化，预测了研究区灌溉水量的变化。
研究发现，在中等排放情景下（SSP245），研究区2021-2100年间的气温逐年升高，导致地表潜在蒸散量剧烈上升，灌溉水量呈现显著的增长趋势（1.4×105 m3/yr）。而在CO2浓度更高的高等排放情境下（SSP585），灌溉水量则呈递减趋势（-1.3×105 m3/yr），这是由于较高CO2浓度会显著增加作物用水效率，从而有效降低灌溉需水量，逆转了气候变化对灌溉需求的影响。总体而言，未来灌溉水量的变化由气候变化和作物对CO2浓度的生理响应两方面共同决定，而目前陆面模式与地球系统模式对灌溉过程，特别是作物生理生态过程的模拟仍有较大的不确定性，这也是准确预测未来区域水资源演变及粮食产量所要解决的核心问题之一。
2021-2100年气候变化下研究区灌溉水量的变化
相关成果发表在农林科学Top期刊《AGRICULTURAL WATER MANAGEMENT》，第一作者为天津大学地科院董建志教授团队科研助理田鑫，通讯作者为董建志教授，黄河水利委员会水文局金双彦正高级工程师、河海大学何海副教授、殷浩博士生及地科院陈喜教授参与研究工作。该项研究受国家自然科学基金（52179021 和 U21A2004）资助。
相关论文信息：
Xin Tian, Jianzhi Dong, Shuangyan Jin, Hai He, Hao Yin, and Xi Chen. (2023). Climate change impacts on regional agricultural irrigation water use in semi-arid environments, Agricultural Water Management, 281, 108239. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2023.108239.
