作者劳伦·奎因，伊利诺伊大学香槟分校 伊利诺伊大学的科学家发现，大气干燥对作物相关干旱的贡献大于预期，这促使他们敦促重新定义农业干旱
学分:伊利诺伊大学金贤洙 随着气候变暖和变干，全球粮食安全越来越依赖于农作物抵御干旱的能力
但是，当测量与作物相关的干旱时，科学家和生产者关注的是正确的度量标准吗？不完全是，根据伊利诺伊大学科学家的新研究，他们敦促科学界重新定义这个术语
“植物必须平衡水的供应和需求
两者都非常关键，但人们忽略了等式的需求方面，尤其是在美国
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玉米带，”两项新研究的首席研究员、伊利诺伊州自然资源与环境科学系和国家超级计算应用中心的蓝水教授·关说
关所指的需求是大气干燥度，常表示为水汽压亏缺()
空气越干燥，从植物叶片的气孔中吸出的水分就越多
植物必须打开气孔来吸收二氧化碳作为它们的食物，但是如果它们感觉到大气太干燥，它们会关闭气孔来避免干燥
气孔关闭时间过长会导致光合作用、植物生长和谷物产量的降低
踢球者？即使土壤中有足够的水分供应，植物也会因为大气干燥而关闭气孔
“如果你只考虑降雨量和土壤湿度，这是大多数人对干旱的看法，那主要是描述供应方面
当然，如果你的土壤湿度低，植物会因水分过多而感到压力
但供应通常相当充足，尤其是在美国
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玉米带，”关说
“然而，大气的需求也会严重影响植物
我们需要更多地关注干旱信号
" 关最近的两项研究使用了多种技术方法，包括实地测量、各种卫星数据来源、水文模型模拟和政府作物产量统计
发表在《农业和森林气象学》上的第一项研究使用了来自玉米带七个地点的数据，得出结论:VPD占了作物气孔导度(干旱胁迫的一个代表)变化的近90%，以及总初级生产力(生产力的一个衡量标准)变化的约85%
“相比之下，对于玉米和大豆来说，土壤湿度通常占这些指标的6-13%，如果考虑到时间滞后效应，则高达35%，”关所在团队的博士生、该研究的第一作者金贤洙(Hyungsuk Kimm)表示
在另一项发表在《水文学杂志》上的研究中，管的团队关注的是粮食产量
产量取决于许多与水循环相关的因素，但研究人员发现，VPD解释了作物产量变化的最大比例，并在与其他水循环指标和传统干旱指数进行比较时，为产量损失提供了最早的预警
“这导致我们建立了一个新的干旱指数，它综合了VPD、土壤湿度和蒸散量，可以解释70%以上的产量变化
我们的指数优于所有现有的干旱指数，”管所在团队的博士后研究员、该研究的第一作者说
关补充说:“在这两项研究中，我们试图从两个主要角度来理解干旱的需求面，一个是使用涡流协方差数据，该数据非常精确地测量景观水和碳的使用——黄金标准——另一个是利用卫星数据和模型模拟的与区域产量相关的水文变量，”关说
“在这两种情况下，我们证明了VPD比土壤湿度更重要来解释美国的作物干旱反应
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中西部
" 在不断变化的气候下，调整作物干旱概念对于全球粮食安全至关重要
“当我们观察气候变化情景时，玉米带的降雨量变化不大，但我们肯定知道这里的温度和VPD将会上升
这意味着供应方面不会有太大变化，但需求压力将显著增加
这种压力与季末作物产量密切相关，”关说
他的团队正在进行后续研究，评估灌溉在增加供应和减少需求方面的作用，但就目前而言，关说，提高水利用效率的育种可能是解决方案的重要组成部分
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