一项新的研究表明，美国西部部分地区依靠融雪来帮助灌溉农作物的农民将成为世界上受气候变化影响最严重的国家之一。

在今天发表在《自然气候变化》上的一篇文章中，一个跨学科的研究小组分析了1985年至2015年全球流域的每月灌溉水需求以及融雪径流。目标是确定过去哪里灌溉农业依赖融雪径流，以及如何可能会随着气候变暖而改变。

然后，他们预计如果地球变暖2或4摄氏度(约华氏3½或7华氏度)，融雪和降雨径流将发生变化，这有可能使依赖雪的盆地面临风险。

研究结果指出，由于融雪模式的变化，全球流域最有可能在正确的时间没有足够的水用于灌溉的风险。其中两个高风险地区是美国西部的圣华金和科罗拉多河流域。

俄亥俄州立大学可持续发展研究所核心地理学教授，地理系岳勤说：“在世界许多地区，农业取决于融雪径流在特定时间和一定规模上的发生。”

“但是气候变化将减少某些盆地的积雪和早期融化，这可能对粮食生产产生深远影响。”

该研究的主要作者Qin与科罗拉多州立大学的助理教授Nathaniel Mueller和加利福尼亚大学欧文分校的副教授Steven Davis共同设计了这项研究。

研究人员预测，在摄氏4度变暖的情况下，圣华金盆地融雪满足的灌溉水需求份额将从33%降至18%。在科罗拉多盆地，融雪满足的水需求份额从38%下降到23%。

由于融雪的变化而特别容易受到农业威胁的其他流域位于欧洲南部，中国西部和中亚。

研究人员计算出，取决于水流​​的大小和时间，降雨径流可能能够补偿融雪径流的下降，以满足灌溉用水的需求-但仅限于某些流域。

穆勒说：“在许多流域，未来降雨的变化并不能弥补农作物生长季节中融雪的损失。”

例如，圣华金是一个流域，在最需要灌溉的情况下，降雨径流的增加将无法弥补融雪的减少。

研究人员评估了水库和地下水的潜在可利用性，以帮助满足减少融雪和早期融化带来的额外灌溉需求。在某些流域，这些额外的要求将在试图弥补不断变化的融雪模式方面带来巨大挑战。

戴维斯说：“目前，降雨和融雪无法满足的灌溉需求已占许多亚洲和北美流域储水量的40%以上。”

“在一个变暖的世界中，农业将不再是对水库和地下水等其他替代水供应的唯一需求。”

在圣华金盆地，研究结果表明，在4摄氏度变暖的情况下，必须通过新的替代水源满足灌溉水需求的14%。在科罗拉多盆地，这个数字将是9%。

该研究还研究了由于气候变化导致融雪变化，全球哪些农作物处于最高风险。研究结果表明，北半球的夏季水稻和棉花，或春季的小麦和受管理的草原特别依赖雪。

在这项研究中，研究人员使用了从1985年到2015年全球范围内每月降雨量和融雪径流的数据，该数据集来自TerraClimate。然后，他们计算了各种作物的每月灌溉用水量。

通过比较历史径流和总地表水消耗量，他们估算了每个主要流域的每月融雪和降雨径流消耗量以及对替代水的需求。

然后，如果全球平均温度比工业化前的状况升高2摄氏度或4摄氏度，他们将使用气候模型来预测每个流域的融雪和降雨径流。

秦说，这项研究的结果可用于确定优先次序并提供方法，以最大程度地减少融雪对农业供水的影响。在某些情况下，决策者可能不得不考虑额外的抽水和水库开发。

秦指出，还可能需要限制水的需求，例如通过提高农作物的水分生产率。

她说：“我们需要找到方法来帮助那些最需要适应即将到来的变化的流域。”

这项研究得到了食品和农业研究基金会，美国国家科学基金会和德国联邦教育与研究部的支持。

该研究的其他合著者来自加利福尼亚大学欧文分校。加州大学默塞德分校;爱达荷大学哥廷根大学;达特茅斯学院;和哥伦比亚大学。