研究人員找到更精準的農業灌溉耗水計量方法
發布時間：2017-11-02
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來源：搜狐網
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在全球范圍內，農業灌溉用水都是最大的淡水消耗源，但是，對農業用水時間和地點的精準記錄以及測繪卻一直難以實現。目前，一個研究團隊利用信息技術找到了追蹤農業用水的方法。
在一篇發表在《地球物理研究快報（Geophysical Research Letters）》的文章中，研究人員詳細介紹了他們如何使用衛星影像來繪制每年的農業灌溉用水地圖。研究人員指出，該研究成果能幫助農民、水資源管理者及其他相關主體，準確了解農業灌溉用水情況，從而做出更好的用水管理決策。
David Hyndman是美國密歇根州立大學的水文地質學家，也是該項目的主要調查員。他指出，研究團隊想弄清人類行為如何對環境產生影響。灌溉能使作物產量提高幾乎一倍，進而能增加農民收入，但是，不可持續的灌溉會導致全世界地下水含水層枯竭，問題就是“如何實現用水效益最大化”？
項目突出強調了明確灌溉發生時間和地點，以提高水資源管理效率的必要性。項目聚焦美國中部一處經濟上地位非常重要的農業區域??共和黨河流域（the Republican River Basin），它流經科羅拉多州、內布拉斯加州和堪薩斯州的部分地區，為高平原含水層（High Plains Aquifer）提供著地表水和地下水的重要補給。研究團隊發現，該地區灌溉用水量在2002-2016年間大約翻了一番。
該地區的水資源利用情況可能比較復雜，因為按照1942年《共和黨河流協定》，需要保護進入堪薩斯州的徑流。
同樣來自密歇根州立大學的Jillian Deines是論文的第一作者。他指出，之前只知道農民安裝了灌溉設施，但不清楚在任一特定年份哪個地塊得到灌溉。然而，現在有了他們繪制的灌溉地圖，可以獲取超過18年的灌溉信息，也可以用來分析影響灌溉決策的主要因素。
研究人員使用了谷歌地圖引擎，這是一個公眾可以獲取的，能開展大規模衛星和環境數據分析的云計算平臺。他們對不同年份之間灌溉變化進行了量化，這對于致力于提升灌溉效率的農民、農作物顧問和政策制定者來無疑是重要發現。
谷歌地圖引擎是計算海量衛星影像數據的有力工具。Deines指出，它能幫助研究人員在較長時間段使用相同的方法來監測大范圍區域。
項目得到了美國國家科學基金會（NSF）?美國農業部（USDA）國家食品和農業研究所（NIFA）的水、可持續發展與氣候（WSC）計劃，國家科學基金會（NSF）?美國農業部國家食品和農業研究所的食品、能源和水系統（INFEWS）創新計劃資助。美國國家航空航天局（NASA）研究生獎學金計劃也為該項目提供了支持。
NSF負責WSC以及INFEWS的項目官員Tom Torgersen指出，長久以來，弄清種什么、種多少、澆多少水對農民都是一個挑戰。現在，研究人員構建的模型可以提供不同的選擇，幫助農民做出更好的決策，以提高生產效率和產量，上述難題則迎刃而解。
NIFA的項目管理者指出，未來對于農產品的需求可能會增加，而受到水質量和競爭性使用等問題影響，灌溉用水量將會下降。NIFA環境系統部項目官員Jim Dobrowolski說：“共和黨流域的研究人員進一步強化了計算能力，以處理‘Landsat’衛星場景大數據，由此開發的灌溉地圖有助于解釋灌溉用水的人類決策。”繪制這張地圖就像是做出一個承諾：未來的灌溉用水量可提前預測！
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