一、文章概要
全球干旱地区降水量少，土壤盐分不易被淋洗，容易在作物根区积累。不合理灌溉和地下水超采等措施还会进一步加重盐渍化。现有全球评估多依赖陈旧或者分散的观测数据，较少考虑干旱区范围变化和人类的活动。因此，全球干旱区土壤盐渍化的未来变化趋势及其农业影响仍缺乏系统评估。
本研究整合了2004-2023年下51835个土壤盐分观测 b值，根据气候、地形、土壤、灌溉和社会经济等数据，建立了极端梯度提升（XGBoost）模型。随后采用12个气候模式预测SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5四种情景下2025-2100年干旱区的盐渍化趋势，并结合作物产量和灌溉数据以评估农业风险。
结果显示，在高排放情景（SSP5-8.5）下，预计到2100年，干旱区盐渍土的面积将会比2004–2023年提高8%，高风险区域主要分布在美国西南部、墨西哥、南欧、南美中部、东非和南非。在2081-2100年，89%的新增盐渍化区域的盐分增加超过40%。在盐分升高的干旱区，平均有14%的土壤将会达到高度盐渍化。相比于其他土地，农田受到的盐渍化影响更加明显，其中灌溉农田的风险更为突出。在新增的盐渍化农田中，半数区域玉米和高粱的净灌溉需求将分别增加24.2%和24.3%以上；另一半区域的玉米、旱稻、高粱和小麦的潜在产量损失将分别超过4.9%、17.2%、3.3%和21.2%。灌溉可以冲洗土壤的部分盐分，但是如果缺少优质淡水，这一措施也有可能会将更多的盐分带入到农田中。
图1. 四种未来情景下全球干旱区面积和盐渍土面积的预测变化。a，展示2004-2023年全球干旱区饱和土壤浸提液电导率（ECe）的平均分布；b，比较2025-2100年干旱区面积相对基准期的变化；c，比较2025-2100年干旱区盐渍土面积相对基准期的变化
图2. 高排放情景下干旱区盐渍土和水热条件的空间变化。a，展示2031-2050年干旱度上升区、新增盐渍化区和原有盐渍化加重区；b，展示2081-2100年上述三类区域的空间分布；c，展示2031-2050年干旱度上升区土壤盐分增幅；d，展示2081-2100年干旱度上升区土壤盐分增幅；e，展示2031-2050年降水与蒸散变化的组合类型；f，展示2081-2100年降水与蒸散变化的组合类型
图3. 高排放情景下干旱区农田盐渍化类型的空间变化。a，展示2030年非盐渍土转为盐渍土、保持不变及盐渍土转为非盐渍土的空间分布；b，比较2030年三类变化所占比例；c，展示2050年三类变化的空间分布；d，比较2050年三类变化所占比例；e，展示2100年三类变化的空间分布；f，比较2100年三类变化所占比例
图4. 新增盐渍化干旱区农田的灌溉需求和作物潜在产量变化
图5. 全球土壤盐分观测样本的空间、盐分类型和年份分布。a，展示2004–2023年土壤ECe样本的全球空间分布；b，比较盐渍土与非盐渍土样本的数量和ECe范围；c，统计2004-2023年各年份的样本数量
图6. 自然因素和人类活动影响土壤盐分的作用路径。a，利用结构方程模型（SEM）展示地形、气候、土壤、社会经济和灌溉对土壤盐分的直接与间接作用；b，比较各类驱动因素对土壤盐分的直接和间接
二、文章亮点
1.多模式预测显示，到本世纪末全球干旱区盐渍化将在高排放情景下持续扩张并明显加剧。
2.灌溉农田尤其是新增盐渍化风险的集中区域，水资源压力将与盐害问题同步上升。
3.玉米、旱稻、高粱和小麦均面临潜在减产风险，其中小麦和旱稻受到的影响更重。
4.气候和人类活动共同塑造盐分格局，淡水保障与灌排管理是未来降低风险的关键。