在亏缺灌溉条件下进行的水足迹评估：半干旱地区实地数据与CROPWAT模型预测结果的对比分析

《Irrigation Science》：Water footprint assessment under deficit irrigation: a comparative analysis of field data and CROPWAT model agreement in semi-arid regions

水足迹研究在土耳其科尼亚省半干旱地区评估苏丹草×高粱杂交种（SSG）不同灌溉策略（100%-25%）的水足迹，发现蓝水足迹（实测4950-1575 m3/ha，模型5828-2999 m3/ha）随灌溉减少而降低，绿水分（实测774-1148 m3/ha，模型342-355.5 m3/ha）显著增加，验证CROPWAT模型可靠性，为农业节水提供决策支持。

　　

摘要

水足迹（Water Footprint, WF）的概念已成为衡量农业用水效率的重要指标，尤其是在水资源短缺威胁可持续作物生产的半干旱地区。高粱与苏丹草（Sorghum × Sudangrass, SSG）杂交种因其耐旱性和高生物量产量而在这些地区得到越来越多的种植。然而，灌溉策略对水足迹中“蓝色成分”（与水资源消耗直接相关的部分）和“绿色成分”（与生态效益相关的部分）平衡的影响尚未得到充分理解。本研究旨在通过结合实地测量数据与CROPWAT模型模拟，评估不同灌溉制度下SSG的水足迹。2021年和2022年种植季节在土耳其科尼亚省进行的实验表明，CROPWAT对作物蒸散量（ETc）的预测与实际观测值基本一致，但在较低灌溉水平下存在一些差异。在这两年期间，100%、75%、50%和25%灌溉处理下的实际测量蓝色水足迹值分别为4950、3825、2700和1575立方米/公顷，而CROPWAT的预测值分别为5828、5000、4052和2999立方米/公顷。相应灌溉处理下的实际绿色水足迹值分别为774、832、1000和1148立方米/公顷，而模型预测值分别为342、359、352和355.5立方米/公顷。研究结果表明，减少灌溉会降低蓝色水足迹同时增加绿色水足迹。这些发现强调了灌溉管理在塑造水足迹动态中的关键作用，并展示了不同处理方式下的显著时间变异性。实地观测结果与CROPWAT输出之间的高度一致性进一步证明了该模型在水足迹估算方面的可靠性。总体而言，本研究为在缺水灌溉条件下优化水资源利用提供了实用指导，并凸显了CROPWAT作为半干旱地区农业水资源管理决策支持工具的价值。