全球每四件棉制品中就有一件原料来自我国新疆，但当地棉花生产正面临“蒸发量是降水量7倍”的水资源困境。近日，西北工业大学团队在《Frontiers in Agricultural Science and Engineering》发表研究，通过模拟2050年代至2090年代气候变化情景发现，尽管新疆棉田干旱加剧，但在高排放情景下棉花水足迹（每吨棉花耗水量）仍可能减少35.7%，其中喷灌技术节水潜力达40.1%。不过，蓝水（灌溉用水）占比反而上升，凸显“解渴”仍需技术创新。

棉花的“水账本”：83%依赖地下水，干旱压力再升级

新疆是我国最干旱的棉区，年均降水仅135毫米，却要支撑占全国91%的棉花产量。研究以2000-2018年为基准期，测算出当地棉花水足迹为4264立方米/吨，相当于生产一件T恤需消耗约2000升水（约10个浴缸容量）。其中蓝水占83%，意味着每生产1吨棉花，8吨水来自地下水或地表水，仅有17%来自天然降水（绿水）。

气候变化正让“水账本”更难平衡。模型预测，到2090年代新疆年蒸发量将增加14.3%，冬季蒸发量甚至激增93%，而降水减少16.4%。“就像给漏水的水桶开了更大的孔，”团队解释，棉花生长季（4-10月）的蒸发量增速远超降水，播种期（4-6月）干旱可能导致种子发芽率下降，进一步推高灌溉需求。

CO₂的“双刃剑”：让棉花“少喝水”却更依赖地下水

令人意外的是，高浓度CO₂反而可能成为“节水因子”。研究发现，在SSP5-8.5（高排放）情景下，CO₂浓度升高使棉花叶片气孔关闭，减少水分蒸发，水足迹较基准期降低35.7%；在SSP2-4.5（中等排放）情景下降低19.3%。这如同给棉花穿上“保水外衣”，即使在干旱环境中也能更高效利用水分。

但“节水”背后暗藏隐忧：蓝水占比上升3.4%，绿水足迹锐减47.2%。“绿水就像‘免费雨水红包’，而蓝水是‘地下水银行’，”团队指出，降水减少导致天然补水不足，棉花不得不更多“透支”地下水，长期可能加剧区域水资源失衡。

喷灌技术“领跑”节水：比沟灌省水40%，南北疆差异显著

面对水资源压力，不同灌溉技术表现分化。研究对比沟灌（传统开沟浇水）、滴灌（管道精准滴液）和喷灌（喷头均匀洒水）发现，喷灌在高排放情景下节水40.1%，相当于每吨棉花少用1700立方米水，远超沟灌（17.8%）和滴灌（33.7%）。“喷灌像‘智能花洒’，水分均匀覆盖且蒸发少，而沟灌易形成深层渗漏，像‘浇地浇到地下河’，”团队举例。

空间分布上，北疆棉田水足迹降幅（超40%）大于南疆（约30%）。这与北疆温度适宜、CO₂施肥效应更明显有关，而南疆极端干旱可能抵消部分节水效果。不过，研究强调，若结合耐旱品种和智能灌溉调度，南疆节水潜力仍可提升。

未来挑战：技术升级与水资源管理需“双管齐下”

尽管CO₂施肥效应带来短期利好，团队仍提醒，长期需警惕“高排放-高蒸发-高依赖”的恶性循环。“单纯靠CO₂‘解渴’不够，”研究建议，推广喷灌等高效技术的同时，可培育耐逆棉花品种，或利用AI预测降水动态调整灌溉。例如，某试点通过土壤墒情传感器，使灌溉水利用率提升20%。

来源: 农业科学与工程前沿