一项由加州大学圣地亚哥分校开展的研究揭示了一个影响全球作物脆弱性的隐藏驱动因素:降雨本身的来源。

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这项发表于《自然·可持续发展》期刊的论文《全球农田的作物水分来源与水文气候脆弱性》指出,研究团队通过追溯大气水分的源头——无论是从海洋蒸发而来,还是来自土壤、湖泊和森林等陆地表面蒸发——发现当太阳加热这些表面时,水会转化为水汽进入大气,最终以降雨形式回归大地。

海洋源水分通过全球风系长途输送,往往经由大气河流、季风系统及热带风暴等大型天气系统;而陆地源水分(常被称为再生降雨)则来自附近土壤和植被的蒸发,为局部风暴提供水源。研究表明,海洋与陆地水源之间的平衡关系深刻影响着区域的干旱风险与作物生产力。

“我们的研究重新定义了干旱风险——不仅要关注降雨量,更要追溯降水的来源,”论文第一作者、加州大学圣地亚哥分校全球政策与战略学院及斯克里普斯海洋研究所联合聘用的博士后学者蒋岩强调,“理解降雨源自海洋还是陆地,能为决策者和农民提供预测与缓解干旱胁迫的新工具。”

新型干旱风险预警机制

蒋岩斯坦福大学合作者詹妮弗·伯尼利用近二十年的卫星数据,首次量化了全球降雨中陆地蒸发的贡献比例。他们发现,当超过约三分之一的降雨来自陆地时,农田会显著更易遭受干旱、土壤水分流失和减产——这很可能是因为海洋源降水系统通常带来强降雨,而陆地源系统往往降水可靠性较低,在作物关键生长期更容易出现水分短缺。

这一发现为农民和决策者识别高风险区域提供了新思路。蒋岩解释道:“对于依赖陆地源水汽的地区(如美国中西部部分地区或东非),当地水资源可用性成为作物成败的决定性因素。土壤湿度变化或森林砍伐可能对产量产生直接的连锁影响。”

两大全球风险热点:美国中西部与东非

研究特别指出两个突出的脆弱性热点区域:美国中西部热带东非蒋岩指出,即便在作为全球最高产、技术最先进的农业区之一的中西部,近年来干旱也日趋频繁和严重。

“我们的研究表明,中西部对周边土壤和植被产生的陆地源水汽的高度依赖,可能通过‘降雨反馈循环’加剧干旱。当土地变干,蒸发减少,继而导致未来降雨量降低——形成自我强化的干旱循环。”鉴于该地区同时是全球粮食市场的主要供应方,其生产波动会产生跨境连锁反应。蒋岩建议中西部生产者需更加关注土壤水分管理、灌溉效率及种植时机选择。

与之相对,东非面临着更严峻但尚可逆转的境况。快速的农田扩张与周边雨林消失,正威胁着维持该区域降雨的水分来源。“这形成了危险的矛盾:农民砍伐森林以扩大耕作面积,但这些森林正是作物依赖的降雨生成器。若失去这些水汽源,区域粮食安全将面临更大风险。”不过蒋岩也看到了转机:“东非处于气候变化前沿,但我们仍有行动时间。通过更智慧的土地管理——如保护森林与恢复植被——能够守护降雨资源,支撑农业可持续发展。”

森林的造雨功能

研究强调森林与自然生态系统是农业的重要盟友。森林通过蒸发和蒸腾作用向大气释放巨量水汽,如同为邻近农田播种云层。“山地森林犹如天然造雨机,保护这些生态系统不仅关乎生物多样性,更关系到农业命脉。”蒋岩如是说。

智慧水土管理新工具

蒋岩的研究构建了一个连接土地管理、降雨模式与作物规划的科学新框架,这一关联性或将成为未来抗旱策略的核心。该研究创新的卫星测绘技术有助于政府与农民精准确定灌溉基础设施、土壤蓄水及森林保护的投资重点,以维持可靠的降雨模式。


文章标签: #降雨来源 #作物脆弱性 #干旱风险 #陆地水源 #森林保护

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