西北干旱區(qū)是我國(guó)水資源最為短缺的地區(qū)之一，近幾十年由于綠洲灌溉面積快速擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)灌溉用水占到水資源總消耗量的95%以上。如何合理控制灌溉面積、減少農(nóng)業(yè)用水量是當(dāng)前重大的科技需求。

　　中國(guó)科學(xué)院遺傳發(fā)育所農(nóng)業(yè)資源研究中心研究員沈彥俊和助理研究員郭英分析了未來(lái)60年高、中、低三種溫室氣體排放情景下的氣候變化趨勢(shì)，并對(duì)未來(lái)氣候情景影響下的西北干旱區(qū)水資源和農(nóng)業(yè)灌溉需水的變化進(jìn)行了預(yù)估。

　　“社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)水資源需求產(chǎn)生了巨大影響，與此同時(shí)，氣候變化通過(guò)影響高山冰雪融水和降水對(duì)水資源的形成也產(chǎn)生影響。”沈彥俊將之稱為干旱區(qū)水資源的出和入。因此，研究未來(lái)氣候變化對(duì)西北干旱區(qū)水資源供需的可能影響以及針對(duì)未來(lái)缺水狀況的應(yīng)對(duì)策略具有重要意義。

　　他們的研究是基于國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃第5階段(CMIP5)中RCP未來(lái)氣候情景的模擬和分析。這種氣候暖化情景設(shè)定了相對(duì)于工業(yè)革命前，到2010年全球輻射強(qiáng)迫分別增加2.6~8.5W/m2時(shí)的不同溫室氣體排放情景。世界氣候研究計(jì)劃組織的耦合模式比較計(jì)劃（CMIP）為國(guó)際耦合模式的評(píng)估和后續(xù)發(fā)展提供了重要的平臺(tái)。參與該計(jì)劃的氣候模式模擬數(shù)據(jù)資料被廣泛用于氣候變化相關(guān)機(jī)理以及未來(lái)氣候變化特征預(yù)估等方面的研究。

　　研究結(jié)果顯示，未來(lái)的氣候增溫將使農(nóng)業(yè)需水量顯著增加，三種排放情景下，五種主要作物（小麥、玉米、棉花、油料、甜菜）在本世紀(jì)30年代（2016～2045年）和60年代（2046～2075年）兩個(gè)時(shí)段的年均灌溉需水量，可分別達(dá)到370.2億～372.7億立方米和371.5億～389億立方米，比1971～2000年歷史時(shí)段的灌溉需水量增加了42.7億～61.5億立方米，但徑流的增加量與五種主要作物的灌溉需水的增加量大致相當(dāng)，甚至在有些流域小于灌溉需水量的增加。

　　他們得到了一組有意思的數(shù)據(jù)，就模擬研究的五種作物而言，如果種植規(guī)?？刂频?010年規(guī)模（4.4×106公頃），灌溉水利用效率需提高到0.73以上；如果種植規(guī)?？刂频?000年的規(guī)模（3.0×106公頃），灌溉水利用效率需提高到0.48以上；如果種植規(guī)?？刂频?990年的規(guī)模（2.7×106公頃），灌溉水利用效率需提高到0.4以上，才可以使灌溉需水量降低到1971~2000年歷史時(shí)段的水平。

　　“由于未來(lái)工業(yè)生活等其他需水量也會(huì)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，這將造成未來(lái)水短缺和生態(tài)環(huán)境惡化的情況加劇。”郭英分析。

　　郭英還模擬了種植結(jié)構(gòu)調(diào)整模式下的灌溉需水量變化，發(fā)現(xiàn)在作物規(guī)模大的情況下，該種植結(jié)構(gòu)調(diào)整模式的節(jié)水效果并不明顯。

　　“因此，控制種植規(guī)模是未來(lái)最有效的農(nóng)業(yè)水資源管理措施，考慮到西北地區(qū)還有大量的特色林果種植，西北干旱區(qū)的灌溉面積應(yīng)控制在400萬(wàn)公頃，結(jié)合農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整與節(jié)水改造等措施，可望實(shí)現(xiàn)水資源的適應(yīng)性管理。”沈彥俊建議，“壓縮農(nóng)業(yè)灌溉面積是西北地區(qū)實(shí)施絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要水資源保障前提，應(yīng)杜絕一邊努力實(shí)施節(jié)水改造，一邊又在大面積開(kāi)荒的做法。”