AIDspat: Introduction of a model framework to estimate spatio-temporal agricultural irrigation demands – A study area in Germany

面对持续的气候变化，农业用水信息对政策制定者和规划者至关重要。本研究引入了AIDspat模型，这是一个估算农业灌溉需求（AID）的新框架。该模型将现有的土壤水平衡模型与灌溉调度原理相结合。除了基于位置的气候、土壤和土地利用数据外，模型还考虑了通用的作物特定参数、灌溉技术以及农民的灌溉管理决策。这使得AID能够被客观地确定。该模型支持基于情景的计算，计算成本低，可适用于从田间到国家层面的各种尺度，并涵盖过去和未来的时间段。通过年内动态植物发育整合作物特异性差异，并考虑灌溉技术，增强了模型的准确性和实际应用性。模型捕捉AID时空动态的能力为农业水资源的可持续管理提供了宝贵的见解。该模型在德国南部的一个研究区域进行了校准和验证，显示出模拟值与多种农作物的文献基准高度一致。模拟结果与实测灌溉量吻合良好，2017年至2023年间年度百分比差异范围为-17.2%至+47%，平均绝对百分比误差（MAPE）约为16.9%。因此，该模型为规划者和政策制定者提供了一个灌溉决策支持系统，用于分析农业系统、气候变化和农业决策过程的影响，从而促进可持续的农业灌溉管理。