论文概要:灌溉是全球主要的人类用水方式之一,占据全球淡水取水量的67%和总用水量的87%。随着气候变化加剧,干旱和热浪事件愈发频繁,灌溉在缓解极端气候影响、增强农业系统韧性方面的作用愈发重要。然而,现有的全球灌溉地图分辨率较低,通常在500米到10公里之间,难以满足精细化水资源管理和作物监测的需求。因此,绘制高分辨率的灌溉地图对于优化水资源利用和保障粮食安全至关重要。研究创新性地利用干旱胁迫下的灌溉性能作为指标,成功识别全球灌溉农田。在每个灌溉制图区域,团队分析了2017年至2019年的生长季干季月份,以及2010年至2019年中最干旱的月份。通过计算干旱季节归一化植被指数(NDVI)的阈值和10年平均值的偏差,精准划分了灌溉农田和雨养农田。最终生成的GMIE数据集整体精度达到83.6%,揭示了全球灌溉农田的最大范围为4.0317亿公顷,占全球农田总面积的23.4%。目前,GMIE数据集和全球圆形喷灌系统数据集(GCPIS)已公开发布,供全球研究人员和政策制定者使用。这一高分辨率的灌溉数据集将为各国制定精准的水资源管理策略、评估粮食生产潜力以及应对气候变化挑战提供有力支持。
灌溉与雨养农田作物生长曲线与长势差异图
GMIE全球灌溉耕地空间分布图
全球圆形喷灌系统(GCPIS)空间分布
核心PI
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中国科学院
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1、2016-2020,科技部国家重点研发计划:全球变化大数据的科学认知与云共享平台;
2、2016-2020,国家自然科学基金国际合作项目:气候变化情景下赞比西流域农业开发对粮食和水资源短缺的影响;
3、2016-2020,中国科学院前沿科学重点研究项目:“地表潜热通量的遥感机理”;
4、2016-2017,GEF全球环境基金项目:埃及ET计算系统定制,埃及遥感与空间局;
5、2013-2015:国家自然科学基金面上项目:空气动力学粗糙度多源数据协同反演模型研究;
文章信息:
上述研究成果发表于《earth system science data》、《GIScience & Remote Sensing》等国际期刊上。中科院空天信息创新研究院田富有助理研究员为论文第一作者,吴炳方研究员为文章通讯作者。该项研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究,国家自然科学基金,中国科学院-马普学会(CAS-MPG)合作研究项目,国际科学组织联盟(ANSO)战略咨询项目,以及国家重点研发计划等项目的支持。
论文信息:
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