水足迹常被用于衡量农业生产、工业过程或地区资源利用所消耗的水量，其中农作物的蒸散是决定水足迹的重要组成部分。由于蒸散量估算依赖多个参数——既有气候因素，也有土地管理方式——这些参数的不确定性会直接影响水足迹结果。本文分析了在巴西重要葡萄酒产区塞拉高加地区中，不同参数变动对葡萄园水足迹估计的影响程度。第一作者为Gustavo Mendes Platt来自巴西里约格朗德联邦大学食品化学与工艺学院。通过明确哪些变量对水足迹影响最大，该研究为葡萄园选址和水资源管理提供了依据，有助于在气候和土地管理条件变化背景下作出更稳健规划。

巴西南里奥格朗德州高程图及塞拉高加地区示意图。

• 研究过程及结果

作者针对塞拉高加地区的葡萄园，采用经典的 Penman–Monteith 模型计算参考蒸散量，并结合作物系数与产量数据估算单位葡萄酒产量对应的水足迹。为研究模型输入参数不确定性对水足迹的影响，他们选取了若干可变因素：葡萄园地面覆盖物的比例 (覆盖率)、葡萄园所在海拔、葡萄园纬度以及收获季节 (十月到十二月) 的最高日温度。利用 Octave 平台上的 SAFE 工具箱进行全局敏感性分析，通过 Latin Hypercube 抽样生成 3000 组参数组合，并分别采用 Morris 基本效应方法和 Fourier 振幅敏感性测试 (FAST) 对各参数的重要性排序及其对模型输出 (即水足迹) 的影响进行量化分析，包括参数之间的交互作用。

分析结果显示，在所考虑的参数中，地面覆盖物的比例 和 葡萄园海拔 对水足迹的影响最大，而 葡萄园纬度 和 收获季最高温度 对水足迹的影响则较小。散点图分析即已显示覆盖率与水足迹呈显著的负相关：覆盖率越高、水足迹越低。Morris 法的敏感性指数也将覆盖率置于最高，其次是海拔；纬度和月高温敏感性持续较低。FAST 分析进一步确认了这一结果。作者还发现参数之间存在交互作用：例如，当覆盖率低但海拔高时，水足迹达到最大；而覆盖率高、海拔低时，水足迹最小。这意味着土地管理决策 (如覆盖残茬) 或选址 (海拔) 对减少用水效果更为显著，而纬度或轻微的月温波动作用有限。

考虑土壤覆盖率、海拔和纬度的不确定性，绘制水足迹的散点图。

• 研究总结

研究表明，对于塞拉高加的葡萄园，在本研究假设条件下，由蒸散驱动的水足迹，对管理相关变量 (如覆盖率、海拔) 敏感性远大于对气候变量 (如季节高温、纬度) 的响应。提高覆盖比例、合理选择海拔较低的葡萄园地点，可以实质性降低葡萄酒生产的水消耗。作者强调，全局敏感性分析是评估水足迹模型不确定性、指导水资源合理使用的有力工具，建议在水足迹研究中广泛采用，从而推动农业生产更可持续。

原文出自 Earth 期刊：https://www.mdpi.com/2673-4834/5/2/7

Earth 期刊简介

Earth (ISSN 2673-4834) 期刊发表综述、常规研究论文和简报。期刊旨在鼓励科研人员尽可能详尽地发表其实验与理论研究成果。因此，期刊对论文的最大篇幅不作限制，要求完整呈现实验细节以确保研究结果的可复现性。特别欢迎涉及新颖且具创新性的研究提案和思路的稿件；支持将完整计算流程、实验步骤的电子文件或软件以及源代码作为补充材料提交。

期刊主题领域包括但不限于：气候变化与环境效应；大气/水体/土壤质量与污染防治；自然资源管理与生态保护；生物多样性保护与生态系统服务；环境健康与灾害风险评估；可持续发展与城乡系统韧性；环境研究的技术创新与数据科学应用；人类健康与环境系统交互；粮食安全的环境驱动机制；土地利用转型的生态响应；极端事件与复合风险研究等。

• 期刊主编

Prof. Dr. Charles Jones

加州大学圣塔芭芭拉分校地理系

Interests: climate variability; climate change; predictability; monsoons; regional modeling; extreme fire-weather (气候变率；气候变化；可预见性；季风；区域建模；极端火灾天气)。

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The 1st International Online Conference on Earth Science (IOCEA2026)，将于2026年9月2日至4日在MDPI会议平台Sciforum上在线举办，本届电子会议主席由Charles Jones教授、Hossein Bonakdari教授以及Riccardo Buccolieri教授共同担任。

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