十年卫星监测:堪萨斯州西部节水政策成效显著 —— 关乎地下水资源可持续利用的关键研究

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Irrigation Science 3.1

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  近几十年,美国奥加拉拉含水层地区地下水水位下降,用水不可持续。研究人员评估了堪萨斯州谢里登县(SD - 6)2013 年限制地下水过度开采、鼓励保护政策的效果。结果显示政策有效,用水限制后,地下水分配减少 18%,开采量降低 28% 。该研究对地下水管理意义重大。

  地下水支撑着美国中部和西部的灌溉粮食生产。近几十年来,奥加拉拉含水层(Ogallala Aquifer)地区的地下水水位下降,这表明其使用方式不可持续。基于一项为期十年(2008 - 2017 年)的研究,研究人员评估了 2013 年立法的有效性,该立法旨在限制堪萨斯州谢里登县(Sheridan County, Kansas,SD - 6)、地下水管理区 4(Groundwater Management District 4,GMD 4)的地下水过度抽取,并鼓励地下水保护。
在玉米生长季(5 月至 9 月),研究人员利用遥感能量和水平衡模型、陆地卫星(Landsat)得出的植被指数(空间分辨率为 30 米)、PRISM 降水数据、SSURGO 土壤湿度特征以及 NLDAS 气象数据,对约 596 平方千米区域的水平衡各组成部分进行量化分析。基于土壤水分充足、允许土壤水分消耗(management allowed depletion,MAD)为 0.5 的假设,模拟蒸散(Evapotranspiration,ET)和灌溉情况。为统计方便,研究人员将水权管理单元(Water right management units,WRMU,约 150 块农田)作为实验单元,这些 WRMU 的形状通常与各自农田中心枢轴的形状一致。

在限制措施实施前,WRMU 中种植的作物(玉米、大豆、小麦和高粱)的季内供水量(灌溉水量加上降水量)常常超过预期的耗水量(蒸散量)。而在立法实施期间,季内供水量很少超过预期作物需水量,这证实了用水限制措施的有效性。总体而言,利益相关者主导实施的地下水分配限制措施,使得地下水使用量比之前减少了 18%,地下水抽取量降低了 28%。研究还发现,在用水限制措施下,人们对预期需水量的认知发生了转变,节水措施得到了有效利用。

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