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Indicators of water use efficiency across diverse agroecosystems and spatiotemporal scales

用水效率 农业 农业生产力 环境科学 持续性 农业生态系统 蒸散量 时间尺度 用水 水资源 气候变化 环境资源管理 生态学 灌溉 生物
作者
David L. Hoover,Lori Abendroth,Dawn M. Browning,Amartya Saha,Keirith Snyder,Pradeep Wagle,Lindsey Witthaus,Claire Baffaut,Joel A. Biederman,David D. Bosch,Rosvel Bracho,Dennis Busch,Patrick E. Clark,Patrick Z. Ellsworth,Philip A. Fay,G. N. Flerchinger,Sean P. Kearney,Lucia Levers,Nicanor Z. Saliendra,Marty R. Schmer
出处
期刊:Science of The Total Environment [Elsevier BV]
卷期号:864: 160992-160992 被引量:35
标识
DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.160992
摘要

Understanding the relationship between water and production within and across agroecosystems is essential for addressing several agricultural challenges of the 21st century: providing food, fuel, and fiber to a growing human population, reducing the environmental impacts of agricultural production, and adapting food systems to climate change. Of all human activities, agriculture has the highest demand for water globally. Therefore, increasing water use efficiency (WUE), or producing 'more crop per drop', has been a long-term goal of agricultural management, engineering, and crop breeding. WUE is a widely used term applied across a diverse array of spatial scales, spanning from the leaf to the globe, and over temporal scales ranging from seconds to months to years. The measurement, interpretation, and complexity of WUE varies enormously across these spatial and temporal scales, challenging comparisons within and across diverse agroecosystems. The goals of this review are to evaluate common indicators of WUE in agricultural production and assess tradeoffs when applying these indicators within and across agroecosystems amidst a changing climate. We examine three questions: (1) what are the uses and limitations of common WUE indicators, (2) how can WUE indicators be applied within and across agroecosystems, and (3) how can WUE indicators help adapt agriculture to climate change? Addressing these agricultural challenges will require land managers, producers, policy makers, researchers, and consumers to evaluate costs and benefits of practices and innovations of water use in agricultural production. Clearly defining and interpreting WUE in the most scale-appropriate way is crucial for advancing agroecosystem sustainability.
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