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中国生态农业学报（中英文） 2023年第4期31卷 598-607页

作者： Christine Mushimiyimana 刘林林杨永辉李会龙王林娜盛祝平 auguste cesar itangishaka 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室中国石家庄050022 中国科学院大学中国北京100049 德州农工大学埃尔帕索研究中心德克萨斯州79927美国

白洋淀流域位于雄安新区上游,山区植被和下垫面变化、平原区农业灌溉加大了区域蒸散发,造成山区产流减少和平原区地下水超采。研究区域蒸散发(ET)时空格局的演变趋势、甄别植被、作物种植结构、城市化等对蒸散发变化的影响,对深入揭示... 详细信息

白洋淀流域位于雄安新区上游,山区植被和下垫面变化、平原区农业灌溉加大了区域蒸散发,造成山区产流减少和平原区地下水超采。研究区域蒸散发(ET)时空格局的演变趋势、甄别植被、作物种植结构、城市化等对蒸散发变化的影响,对深入揭示白洋淀流域水资源枯竭的成因,建设绿色雄安“未来之城”具有重要意义。本研究基于500 m空间分辨率的PML_V2遥感蒸散产品,从像元尺度分析了2002—2018年研究区ET的变化趋势和显著性,揭示植被变化、冬小麦压采、城市化等对山区和平原区ET的影响。结果表明, 1)研究时段内白洋淀流域ET和植被总初级生产力(GPP)及归一化植被指数(NDVI)均呈增加趋势,平均增长量为2.4 mm·a^(-1)、9.8 g·cm^(-2)·a^(-1)和0.0021·a^(-1)。2)降雨和植被恢复带来的GPP、NDVI增长是山区ET增加的主要因素, ET与GPP和NDVI的趋势变化在空间分布上具有很好的相似性,研究时段内山区ET增加56.5 mm。3)平原区ET受快速城市化、小麦种植面积压减和农田ET增加3个因素影响,虽然城市化和小麦压减都带来蒸散发减少,但仍无法抵消农田ET增加的效果,平原区ET总体增长了6.4 mm。就整个流域而言,减少山区植被和灌溉农田带来的ET增加对维持区域水资源可持续利用和绿色发展至关重要。

关键词：蒸散发植被变化城市化冬小麦灌区白洋淀流域

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Advances in Quantifying Impact and Extent of Water-Land-Food Nexus for Food Security in Africa

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Agricultural Sciences 2022年第4期13卷 520-541页

作者： auguste cesar itangishaka Yonghui Yang Kiril Manevski Huilong Li Telesphore Habiyakare Gratien Twagirayezu Jean Yves Uwamungu Christine Mushimiyimana Romaine Ingabire Hubert Hirwa Vincent Nzabarinda Key Laboratory of Agricultural Water Resources Hebei Laboratory of Agricultural Water-Saving Center for Agricultural Resources Research Institute of Genetics and Developmental Biology Chinese Academy of Sciences Shijiazhuang China University of Chinese Academy of Sciences Beijing China Department of Agroecology Aarhus University Tjele Denmark Sino-Danish Center for Education and Research Beijing China College of Resources and Environment Chinese Academy of Sciences Beijing China School of Environmental and Municipal Engineering Lanzhou Jiaotong University Lanzhou China Tianshui Normal University Tianshui China College of Bioengineering and Technology Tianshui Normal University Tianshui China Gansu Provincial Key Laboratory of Resource Utilization of Agricultural Solid Waste Tianshui Normal University Tianshui China China-Belarus Institute of Ecology and Environment Tianshui Normal University Tianshui China Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modelling Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of Sciences Beijing China State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology Xinjiang Institute of Ecology and Geography Chinese Academy of Sciences Urumqi China

Food systems have the potential to promote human health and enhance environmental sustainability;yet most African countries have decadal starvation and malnourishment due to unstable food systems lacking basic nutritional profiles. To understand the key questions of the African food production and food security crisis, it is important to evaluate the past and the present balance of food production and consumption quantitatively and comprehensively and identify resource constraints. This continental study analyzed water-land-food (WLF) nexus in recent decades (1997-2017) and accessed whether these resources cope with different population growth projections, dietary changes and agricultural water management. The findings revealed that in 2017, total production in Africa for the four major crops was 83.3, 34.1, 21.0 and 26.7 million tons for, respectively, maize, rice, sorghum and wheat. Together with the imported food, 38 countries experienced an increase in kcal by food supply, while 7 countries encountered a decrease. However, only 6 countries were above the 1500 kcal∙capita−1∙day−1—the global average food consumption from the four major crops. The study also found that in the context of food production and out of the total African population, 268 million (21.6%) have enough land and water, 310 million (25.0%) is without enough land and water, further 279 million (22.5%) have enough water but not enough land, and 381 million (30.8%) encounter enough land but not enough water. This is the first WLF nexus study for the African continent and emphasizes the need for efficient and rapid changes in the food systems of the African population, both in production and consumption, in order to provide sustainable and secure food systems, and ultimately approach the first three Sustainable Development Goals.

关键词： Basic Dietary Requirements Cereal Import Dependency Ration Constraint Import Production Shortages Resource

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