《水資源促進(jìn)氣候行動(dòng)宣言》是2024年聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)(COP29)達(dá)成的一項(xiàng)成果。隨著全球氣候變化，水資源可用量逐漸減少、不穩(wěn)定性增加；同時(shí)，灌溉農(nóng)業(yè)不斷擴(kuò)張，水資源短缺問題加劇。加強(qiáng)水資源稀缺性評(píng)估和開展可持續(xù)管理迫在眉睫。以往研究也評(píng)估過全球和季節(jié)性水資源的短缺情況，但是長(zhǎng)時(shí)間序列、高時(shí)空分辨率、多維交織(格點(diǎn)、月份、部門)的水資源短缺動(dòng)態(tài)評(píng)估還比較缺乏，難以精準(zhǔn)捕捉不同區(qū)域、不同季節(jié)、不同農(nóng)業(yè)部門需水的變化，導(dǎo)致水資源管理不夠精準(zhǔn)，影響了可持續(xù)水資源管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
為解決這一問題，北京大學(xué)解偉課題組與合作者利用多源數(shù)據(jù)包括11個(gè)全球水文模型、4個(gè)全球作物用水模型、5個(gè)社會(huì)部門用水需求，以及中國(guó)17類、印度16類和美國(guó)21類農(nóng)作物面積、單產(chǎn)等相關(guān)數(shù)據(jù)），在考慮生態(tài)需水基礎(chǔ)上，構(gòu)建了88套長(zhǎng)時(shí)間序列高時(shí)空分辨率多行業(yè)覆蓋的不可持續(xù)藍(lán)水需求數(shù)據(jù)集，評(píng)估了1980-2015年全球三大糧倉(cāng)（中國(guó)、印度和美國(guó)）的月度-流域尺度的水資源短缺演變，量化了不可持續(xù)藍(lán)水需求在何處、何時(shí)加劇到何種程度及其與不同經(jīng)濟(jì)部門的聯(lián)系，并據(jù)此提出了更具針對(duì)性的干預(yù)措施，為地方和國(guó)家層面的農(nóng)業(yè)水資源管理提供科學(xué)參考。
研究發(fā)現(xiàn)，過去35年，水資源需求增速快于水資源供給量變化是水資源不可持續(xù)利用的主要原因。當(dāng)前，中國(guó)、印度和美國(guó)用水總量中不可持續(xù)的比例分別達(dá)到30%、61%和44%，其中農(nóng)業(yè)灌溉是最大用水戶。每個(gè)國(guó)家都是三大主導(dǎo)作物的用水量占據(jù)了農(nóng)業(yè)用水的一半以上，但不同區(qū)域、不同季節(jié)主導(dǎo)作物不一樣。
圖1 各行業(yè)藍(lán)水總需求量和不可持續(xù)藍(lán)水需求量變化
在不可持續(xù)用水的季度，不可持續(xù)用水量仍持續(xù)增加，特別是在各國(guó)的主要農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)。從1980年到2015年，中國(guó)的不可持續(xù)藍(lán)水需求高峰期從5月延伸至5月和6月，不可持續(xù)藍(lán)水需求量增長(zhǎng)了30%以上。印度的不可持續(xù)藍(lán)水需求高峰集中在3月、4月和5月，且不可持續(xù)藍(lán)水需求量增長(zhǎng)了57%以上。美國(guó)的不可持續(xù)藍(lán)水需求峰值出現(xiàn)在7月和8月，不可持續(xù)藍(lán)水需求量增長(zhǎng)了48%。
圖2 月度不可持續(xù)藍(lán)水需求量變化
利用不可持續(xù)藍(lán)水需求的時(shí)空演變識(shí)別出缺水加劇的熱點(diǎn)地區(qū)。當(dāng)前，中國(guó)、印度和美國(guó)每年缺水時(shí)間超過四個(gè)月的地區(qū)分別占32%、61%和27%。而在不可持續(xù)藍(lán)水需求增加的71%（中國(guó)）、71%（印度）和56%（美國(guó)）的子流域中，總用水需求增加得更快，即用水需求增加（而不是水資源供應(yīng)減少）是這些地方水資源短缺加劇的主要原因。
圖3 中國(guó)、印度、美國(guó)藍(lán)水短缺月數(shù)變化
該研究進(jìn)一步討論了農(nóng)業(yè)用水的可持續(xù)管理問題，通過識(shí)別更為精準(zhǔn)的水資源短缺熱點(diǎn)區(qū)域，分析了哪個(gè)地方、什么時(shí)間、哪個(gè)部門是管理各個(gè)國(guó)家食物安全和水資源安全的關(guān)鍵所在。通過量化不同行業(yè)與水資源需求之間的關(guān)系，提出了提高用水效率的重點(diǎn)行業(yè)目錄。
以上研究成果以“Deepening water scarcity in breadbasket nations”為題于2025年1月28日（農(nóng)歷除夕）夜晚發(fā)表于《Nature Communications》期刊。北京大學(xué)解偉研究員和美國(guó)特拉華大學(xué)Kyle Frankel Davis博士為論文通訊作者，解偉研究員合作指導(dǎo)的博士生鄧覃宇為該論文第一作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
作者簡(jiǎn)介：
鄧覃宇（第一作者）：北京師范大學(xué)博士生，北京大學(xué)中國(guó)農(nóng)業(yè)政策研究中心訪問學(xué)生。研究方向?yàn)闅夂蜃兓?jīng)濟(jì)影響與適應(yīng)政策，以第一作者在Nature Communications、Applied Economic Perspectives and Policy發(fā)表2篇論文，其余合作成果發(fā)表在Nature Water、Scientific Data、Energy and Climate Management等期刊。參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、自然科學(xué)基金課題等項(xiàng)目。聯(lián)系方式：dengqinyu2016@gmail.com
解偉（通訊作者）：北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院研究員，北京大學(xué)新農(nóng)村發(fā)展研究院副院長(zhǎng)。他同時(shí)是“國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金”獲得者，北京大學(xué)“博雅青年學(xué)者”。主要研究領(lǐng)域?yàn)榧Z食安全政策、農(nóng)業(yè)資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)、氣候變化經(jīng)濟(jì)與政策、農(nóng)業(yè)部門均衡模型（CAPSiM）及可計(jì)算一般均衡模型（CGE）等。近年在“農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化經(jīng)濟(jì)與政策”領(lǐng)域取得一定研究成果，相關(guān)成果發(fā)表在綜合類雜志，如Nature正刊、Nature子刊（Nature Plants、Nature Food、Nature Water、Nature Communications）等；農(nóng)業(yè)與環(huán)境經(jīng)濟(jì)管理類雜志，如American Journal of Agricultural Economics(AJAE)、Journal of Environmental Economics and Management(JEEM)等。部分文章入選“全球最受關(guān)注的百篇論文排行榜”、“高被引用論文”、“Highly Commended Papers”、“領(lǐng)跑者5000-中國(guó)精品科技期刊頂尖論文”等獎(jiǎng)項(xiàng)。獨(dú)立主持10余個(gè)科研項(xiàng)目，包括科技部973和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題2項(xiàng)；國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目、優(yōu)青、面上和青年項(xiàng)目；部委課題2項(xiàng)等。基于研究成果，還向中央和國(guó)家部委遞交多份政策簡(jiǎn)報(bào)，產(chǎn)生一定的政策影響。在北京大學(xué)開設(shè)的《2度升溫經(jīng)濟(jì)學(xué)》課程受到歡迎，開設(shè)的《CGE模型及編程》課程吸引校內(nèi)外數(shù)百名同學(xué)選修，同時(shí)為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)專業(yè)研究生開設(shè)了專業(yè)課《農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)與貿(mào)易》。
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