提高农业水管理可在2050年减少全球一半的粮食缺口，并可减缓部分灾害气候变化对作物产量的影响。这是科学家们首次通过优化雨水利用和灌溉，系统地调查了世界范围内同等数量的水生产更多粮食的潜力。他们发现，以前低估了这样的潜力。对作物水分管理的投资可以同时弥补人口大幅增长并减少饥饿。然而，把成果付诸实践，就需要具体的解决方案，它仍然是一个挑战。
波茨坦气候影响研究所首席科学家乔纳斯指出水的智能利用可以提高农业生产。科学家们实际上已经惊讶地在全球层面上看到这样的规模效应，目前已经证明，在减少营养不良和小农户提高气候适应能力方面，作物水分管理在很大程度上是一个被低估的方法。一个科学家称为雄心勃勃的水资源管理方案中，全球千卡可能会增加40%的产量，而据联合国估计到本世纪中叶约需要增加80%才可以消除饥饿。但即使在不那么雄心勃勃的方案中，结果表明，作物综合水管理可以为填补穷人饭碗作出重要贡献。
中国、墨西哥、澳大利亚具有很大的增产潜力
科学家们已经进行了全面的物理计算机模拟，约束条件为农田不扩展到森林且不需要额外的水资源。因为它是一个全球性的研究，它提供了详细的植被动态及水分利用影响的流域——当然太粗糙无法模拟农场尺度情况，但适合于确定区域热点。例如，发现在水资源短缺地区作物水分管理的增产潜力较大，如中国、澳大利亚、西方的美国、墨西哥和南非。
地膜覆盖和滴灌系统应对气候变化的影响
从解决小农户的低技术水平方案到产业化规模，科学家们考虑到了许多非常不同的具体水土管理选项。集水水箱中收集多余的流失雨水，并在干旱期间补充灌溉，这是在某些地区的常用方法，如非洲的萨赫勒地区，但许多其他半干旱地区却正在应用中，如亚洲和北美国。覆盖是另一种选择--土壤被覆盖或者干脆在田间留下的作物残茬减少蒸发，或使用用巨大的塑料薄膜。最后，对全球潜力的重要贡献方案是将灌溉升级到滴灌系统。
研究表明，在大多数的气候政策的情况下，水资源管理可以缓解很大一部分区域气候带给农业的影响。然而，如果化石燃料燃烧产生的温室气体排放量不减少，在通常情况下，水管理显然不足以抵消不利气候的影响。
鉴于地球的环境边界，决策者应该考虑水的使用
“水管理是应对更大的可持续性挑战的关键，”主导地球系统分析的PIK研究项目和共同主持者沃尔夫冈顶指出，“它已经成为在许多地方和区域研究的一个重要问题，并且对于其在农场层面的影响已经得到了很好的证明，但在全球层面，却有点被忽视。更新的可持续发展目标规定要在全国实施可持续农业，但它需要建立在实现证据的基础上；他们并不很注重水利用。因为我们正在迅速接近环境边界，我们的研究确实应该引起各级决策者对集成作物水管理潜力的关注。”
Journal Reference:
1.J Jägermeyr, D Gerten, S Schaphoff, J Heinke, W Lucht, J Rockström. Integrated crop water management might sustainably halve the global food gap. Environmental Research Letters, 2016; 11 (2)
