通过现代灌溉和排水网络中的水和作物管理策略增强农业可持续性

提高全球粮食安全依赖于在独立的灌溉和排水单元内实现可持续农业生产，同时考虑可持续水资源的可用性。本研究调查了在现代灌溉和排水网络（TIDN）区域增强农业生产可持续性的潜力，并评估了该网络在各种策略下的表现。这些策略包括覆盖、从传统灌溉过渡到滴灌、将覆盖与滴灌相结合（IDM）以及减少作物产量差距。利用2009–2018年的数据和经过校准和验证的AquaCrop模型，评估了该地区主要作物的绿色和蓝色水足迹（GWF和BWF）。作物种植优先考虑总的和单位不可持续的BWF。TIDN的表现通过可靠性、脆弱性、系统缺陷、灵活性和可持续性等指标进行评估。滴灌对减少BWF的影响最大，而覆盖在减少GWF方面更有效。IDM的采用使每年节水总量达到382.4立方米/公顷。从5月到8月，BWF的10年平均减少范围为1.7到3.1百万立方米，其中约88–93%的节水归因于稻田水消耗的减少。与当前条件相比，覆盖、滴灌和IDM分别将BWF减少了3.3%、9.4%和10.2%。研究表明，传统灌溉下稻田栽培的扩展与可用的可持续蓝水资源不兼容，替代稻米为小麦可以将不可持续的BWF减少95–100%。与当前条件相比，IDM使网络的可持续性提高了1.2%，而缩小产量差距使指标提高了24%。研究结果表明，结合基础设施解决方案，如更新灌溉系统，与农场管理解决方案，如减少作物产量差距和实施覆盖，可以显著提高集约农业地区的生产可持续性。 • 作物模式需要基于可持续水资源和水足迹评估进行优化。 • 将节水策略与覆盖结合可减少蓝水和绿水的使用。 • 关键作物的产量差距闭合对减少不可持续水足迹至关重要。 • 缩小产量差距、改善灌溉系统和覆盖增强可持续性。