农业灌溉约占全球总取水量的三分之二，被认为是提高作物产量和提升农业适应气候变化能力的重要手段。灌溉的增产效应随作物品种、气候以及土壤特征等因素发生变化，具有明显地理格局。然而，迄今为止，全球和区域尺度的灌溉增产效应仍不明确，是准确理解水-粮食-社会经济系统相互作用的瓶颈之一。
北京大学城市与环境学院王旭辉研究员与合作者综合使用调查和统计数据以及10个全球作物模型，研制了全球小麦和玉米灌溉增产效应分布图，并解析了这两种作物的灌溉水供给与需求。研究发现，充分灌溉对全球小麦和玉米单产的平均贡献分别为34±9%和22±13%。但是，当前30–47%的雨养农田的无法获得充足和可持续的水资源供给。这既制约了灌溉增产潜力，也导致灌溉无法可持续地抵消气候变暖对作物产量的负面影响。研究还发现，全球不同流域，灌溉需求占径流的比例差异巨大：最低小于1%，最高大于300%。这意味着，跨流域调水是纾解流域尺度灌溉水需求与供给失衡的有效策略。这项研究为准确理解农业管理活动对人-地系统的影响提供了新证据，也为水和粮食安全的决策提供了科学支撑。

全球小麦和玉米灌溉水需求和供给平衡的空间格局
该研究成果以“Global irrigation contribution to wheat and maize yield”为题发表于《自然—通讯》（Nature Communications）杂志。王旭辉为第一和通讯作者。该研究受到国家重点研发计划和自然科学基金委项目资助。