Groundwater Management Amidst a Changing Climate: A More Severe Climate Could Decrease the Value of Groundwater Conservation

Soheil Nozari

doi:10.1029/2025WR040427

Groundwater Management Amidst a Changing Climate: A More Severe Climate Could Decrease the Value of Groundwater Conservation

2026-05-22

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DOI：10.1029/2025WR040427

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半干旱农业区持续地下水枯竭威胁农村生计和全球粮食安全。气候变化普遍被认为会通过增加灌溉需求加剧这一问题，使得地下水保护对增强气候韧性至关重要。然而，以往研究常忽视气候变化以多种方式影响农民决策及其对地下水保护结果的反作用。本研究采用基于代理的水文经济模型（ABM-MODFLOW）评估气候变化如何与地下水管理政策在美国高平原地区互动并影响水文和经济结果。ABM-MODFLOW明确考虑了气候变化对作物生产力、农民利润驱动的种植和灌溉决策以及不同管理情景下地下水储量的影响。我们模拟了来自16个降尺度全球气候模型的32种气候情景（针对RCP4.5和RCP8.5两种代表性浓度路径），评估灌溉土地退出和井退出政策。结果显示，井退出政策每单位地下水节约的成本高于土地退出政策，因其灵活性较低。研究还表明，气候变化可能因作物相对盈利能力的转变而长期减少区域地下水使用量。夏季气温升高降低玉米产量，而升高的大气二氧化碳浓度有利于冬小麦产量。对此，农民转向需水量较低的冬小麦作物，在更严重的气候情景（RCP8.5）下导致地下水开采量减少。然而，这种转变降低了灌溉价值，进而削弱地下水保护的经济效益。研究结果突显了作物对气候变化的差异化响应及农民适应行为可能削弱地下水保护效益。

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groundwater depletion

irrigation

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climate change

high plains aquifer

republican river basin

Groundwater Management Amidst a Changing Climate: A More Severe Climate Could Decrease the Value of Groundwater Conservation

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