中国黑土粮仓农业水安全风险临近高峰期的时空演变特征与应对策略

本研究针对气候变化背景下中国黑土粮仓(BSG)农业水安全风险加剧的问题，构建了包含灾害性(Hazard)、暴露度(Exposure)和脆弱性(Vulnerability)的三维评估框架。研究人员通过分析1999-2018年基准期及SSP2-4.5/SSP5-8.5情景下的时空特征，发现2031-2050年将达风险峰值，三江平原高风险区增幅达43.68%。该研究为气候变化敏感区农业水资源管理提供了创新评估工具，对保障国家粮食安全具有重要战略意义。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，农业水安全正面临前所未有的挑战。中国东北黑土粮仓(Black Soil Granary, BSG)作为国家最重要的粮食生产基地，贡献了全国25%以上的粮食产量，但近年来却频繁遭受干旱和洪涝的双重威胁。随着全球气温持续升高，降水格局改变，这片"中华大粮仓"正经历着作物需水与降水不匹配、灌溉需求激增导致的地下水危机，以及极端水文事件频发等多重压力。更令人担忧的是，现有研究多聚焦单一灾害评估，缺乏对农业水安全风险的系统性认知，这严重制约了区域农业的可持续发展。

为破解这一难题，中国科学院东北地理与农业生态研究所的Zehua Li、Yanfeng Wu等研究团队在《Agricultural Water Management》发表了重要研究成果。研究团队创新性地构建了"灾害性-暴露度-脆弱性"三维评估框架，首次全面量化了BSG地区历史及未来气候情景下的农业水安全风险。通过整合多源数据，采用标准化加权降水指数(SWAP)评估干旱洪水灾害，结合迈阿密模型计算气候生产潜力，并引入灌溉需水量敏感性分析，系统揭示了风险演变规律。

研究结果显示，在基准期(1999-2018年)BSG平均风险值为0.061，但空间差异显著。三江平原、松嫩平原和辽河平原三大核心产区集中了主要的高风险区。未来情景模拟表明，2031-2050年将成为风险高峰期，SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下平均风险分别达0.068和0.067。特别值得注意的是，三江平原的高风险区面积将激增43.68%，成为风险升级最剧烈的区域。

在灾害特征方面，研究发现了从干旱主导型向洪涝主导型的转变趋势。基准期干旱联合分布概率(JDE)为0.413，略高于洪涝(JFE=0.408)，但未来情景下洪涝风险将反超干旱。三大平原的灾害格局也发生显著变化：松嫩平原将在近期超越辽河平原成为洪涝最严重区域，而到中期则呈现"三江平原>松嫩平原>辽河平原"的新格局。

脆弱性评估揭示了更深的危机。传统认知中脆弱性较低的Sanjiang Plain（三江平原）未来将逆转为脆弱性最高区域，这主要归因于水稻种植扩张带来的灌溉需求激增。模拟显示，未来情景下BSG水稻净灌溉需水量将达53.67-98.81亿m³，仅次于玉米成为第二大耗水作物。

该研究的创新价值在于：首次建立了BSG地区农业水安全风险的量化评估体系，揭示了气候变化下风险因子的动态交互机制；识别出2031-2050年为风险管控关键窗口期，三江平原为优先干预区域；为《国家水网建设规划纲要》在东北地区的实施提供了科学依据。研究团队建议，应加快推进以三江平原为核心的水利基础设施建设，同时优化作物布局，构建"适水种植"的农业生产体系。

这项研究不仅为气候变化敏感区的农业适应策略提供了新思路，其评估框架也可推广至全球类似农业生态区。随着气候变化的持续加剧，这种基于风险管控的精准治理模式，将为保障粮食安全提供重要支撑。正如作者强调的，面对复合型气候风险，需要打破部门壁垒，建立多部门协同的水资源管理机制，才能筑牢国家粮食安全的"压舱石"。