近日，东北林业大学教授李茉课题组开发了一个高分辨率的灌溉用水优化调控模型，解析了水-粮食-能源-碳排放的耦合关联机制，揭示了最优灌溉水量下的粮食产量、能源消耗与碳排放的时空演变特征。相关成果发表在Communications Earth & Environment。

粮食生产高度依赖水资源。在全球一体化进程加快与人口快速增长的双重驱动下，粮食需求持续攀升，亟待构建粮食生产与水资源高效利用的协同方案，推动农业生产模式的可持续转型。

本研究中，团队整合作物适宜性评价、空间种植模拟机理模型、机器学习及多目标优化算法，提出了中国主粮作物公里级最佳水分灌溉的实施方案，并量化其潜在的环境影响。基于Maxent-PLUS耦合模型，他们分析未来作物生长的空间适宜性和种植格局变化对灌溉水量的影响，以准确地预测不同耕地格局下的水资源需求。

团队建立了水-粮-能-碳关联系统决策模型，优化了涵盖未来气候条件、能源转型、灌溉技术改进及种植结构变化等多重情景下的月尺度、公里级的灌溉水量优化分配方案。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s43247-025-03137-9