缺水地区水体修复与淤泥施用对农业生产力及可持续性的综合影响评估

《Agricultural Research》：Comprehensive Impact Assessment of Waterbody Rejuvenation and Silt Application for Agricultural Productivity and Sustainability in Water Scarce Regions

　　

摘要

从水库底部清除沉积物可以恢复水体，并通过养分循环支持农业发展。然而，水体恢复的影响评估往往缺乏科学界定的空间框架，导致不确定性增加，因为效益评估通常超出了干预措施实际的水文影响范围。为解决这一缺口，本研究界定了恢复后水体的影响范围（ZoI），并在其边界内进行评估，从而实现更准确的水文、农业和经济影响评估。研究采用跨学科方法，整合水文地质学、遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、农学和土壤评估以及经济回报分析，评估了水体恢复和淤泥施用五年后的综合影响。选取了印度马哈拉施特拉邦比尔市区的两个水体——Moha和Kalwati，并以Karewadi水体作为水文评估的对照组。疏浚工作于2016-17年进行，影响评估于2021-22年完成。与对照组（Karewadi）相比，处理后的水体在水文参数（如ZoI、补给率和入渗率）方面表现出显著改善。与2013年基线数据相比，这些改善使得水域面积增加了1.3%至6.2%，植被覆盖率提高了1.78%至4.58%，总播种面积增加了22.9-39.70公顷，净播种面积增加了28.9%-40.39%。此外，疏浚还改善了地表水和地下水的可用性及水质。即使在五年后，农业和土壤健康参数（包括土壤有机碳（SOC）、pH值和质地）仍然有所改善；这些积极影响使得与未施用淤泥的地块相比，化肥使用量显著减少，作物产量提高了16%-43%。生产力的提高和多样化的种植模式使淤泥施用成本的投资回收期缩短至Moha不到1年，Kalwati为2年10个月。然而，五年后部分农民增加了化肥使用量，土壤有机碳含量有所下降，这要求采用气候适应性农业实践。本疏浚研究采用的跨学科方法论具有重要的现实意义，尤其对于面临水资源短缺、土壤退化和农业可持续性挑战的国家而言。疏浚和淤泥施用所展现的成功经验提供了一个可推广的模型，可在全球各种农业气候区域进行适配和实施。