Daily evaporation from 23 irrigated and rainfed crops worldwide from 2000 to 2025
本文介绍了 CropET，这是一个全球数据集，提供了 2000 年至 2025 年间 23 种灌溉和雨养作物的每日蒸发量估算，空间分辨率为 5 角分，它结合了 FAO-56 模型、动态作物制图和卫星数据，为分析农业对水文循环的影响提供了一个经过验证的资源。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性，请参阅原始论文。 阅读完整免责声明
从天而降的水与升回大气中的水形成了一个持续的循环，维持着地球上的生命。这个循环不仅仅关乎降雨和河流；它还与我们种植用以维持生存的作物有着深刻的联系。当农民种植农作物时，他们改变了水分在土地上的运动方式。有些作物从土壤中吸收水分，而另一些则依赖于从河流或含水层抽取水的灌溉系统。随着全球人口的增长和气候变暖，这些农作物利用水的方式正在发生变化。在某些地方，农田正在向新的区域扩张；而在另一些地方，上升的热量使空气变得更加“口渴”，从而从土壤中抽走更多的水分。准确了解农作物消耗了多少水，以及这些水来自何处，对于管理粮食供应和保护地球淡水储备至关重要。
为了破解这一谜题，研究人员阿卡什·科帕（Akash Koppa）和萨拉·博内蒂（Sara Bonetti）创建了一个关于全球农作物每日水分流失的全新、详细的记录。他们将这个数据集称为 CropET。它追踪了从 2000 年到 2025 年间，二十三种不同类型作物（从水稻、小麦到大豆和咖啡）的每日蒸发情况。该地图的分辨率足以观察到单个田块，而非仅仅是广阔的区域。通过将有关降雨和天气的卫星数据与更新后的实际作物生长分布图相结合，该团队构建了一幅农业用水如何随时间变化的图景。这项工作超越了以往将作物面积视为固定且不变的旧有估算方法，转而提供了一种动态的视角，捕捉到了农业扩张的现实情况和不断变化的气候。
研究人员发现，全球农作物蒸腾的总水量是巨大的。根据他们的计算，在 2-000 年，农作物向大气中释放了约 5,814 立方公里的水。这一数字与其他重大研究高度吻合，证明了新模型的准确性。当他们对这一数字进行细分时，发现水稻、小麦和玉米是最大的消费者，共同占到了所有农作物蒸发的 40%。水稻脱颖而出，成为最依赖灌溉的作物，大量从人工水源中抽取水分。相比之下，大豆、木薯和可可等作物几乎完全依赖降雨，对灌溉的依赖度极低。
在研究涵盖的二十年间，用水模式发生了显著变化。在世界许多地区，特别是印度、中国东部和东南亚，农作物蒸发的水量有所增加。这种增长是由两个主要力量驱动的：农田的物理扩张以及由更温暖、更干燥的空气引起的对水需求的增长。在这些地区，农民种植了更多作物，而由于热量使它们变得更加“口渴”，这些作物也吸收了更多的水。研究强调，在中国和印度，无论是雨养耕地还是灌溉耕地都促成了这一增长。然而，其他地方的情况则不同。在美国西部和南美洲的部分地区，农作物的用水量实际上下降了。例如，在加利福尼亚州的中央谷地，严重的干旱和新的水资源管理法导致农民弃耕，从而减少了土地上水分的蒸发。
团队还观察了这些变化如何随时间和空间展开。他们发现，用水量的增加并非均匀分布。在西非和巴西萨瓦纳草原，增长几乎完全归功于雨养作物向新区域的扩张。然而，在印度中部，增加主要是由灌溉驱动的。研究人员通过将他们的数值与用于监测地面上升水汽的塔式观测实测值进行对比，验证了其数据的有效性。虽然他们的每日估算值略低于塔式测量值，但整体模式非常吻合，证实了该模型能够捕捉到农作物的本质行为。研究还指出，对于 2021 年至 2025 年，数据依赖于 2020 年记录的作物面积，因为当时尚未获得更新的地图，这意味着最近几年的数据反映的是一个静态的农业景象，而非最新的扩张情况。
这个全新的数据集为理解粮食生产与水循环之间复杂的相互关系提供了强大的工具。通过提供全球范围内农作物如何用水的每日视图，它使科学家和规划者能够准确看到农业扩张是如何重塑区域水收支的。它揭示了虽然某些地区由于气候和增长导致作物吸水更多，但其他地区则因水资源短缺而缩减规模。这项工作不仅是在计数水分，它还在讲述一个关于人类选择和环境变化如何逐个田块地改写地球水文循环规律的故事。
您所在领域的论文太多了？
获取与您研究关键词匹配的最新论文每日摘要——附技术摘要，使用您的语言。