From river health to sustainable irrigation water resources: a five-year integrated ecological assessment for climate-resilient food systems in semi-arid Iraq

半干旱地区的淡水退化会同时影响河流生态状况与灌溉粮食生产的水资源可靠性。本研究在伊拉克中部的幼发拉底河、希拉河和迪瓦尼耶河三个河系开展了为期5年（2020—2024年）的生态、灌溉用水、水文气候和作物特异性评估的综合研究。研究对15个站点进行季节性监测，共获得300个站点-季节观测数据。在统一的分析框架内，评估了理化变量、主要离子、营养盐、灌溉水指标、底栖硅藻、大型无脊椎动物、栖息地状况、水文气候变量以及作物特异性灌溉限制。三个河系之间呈现出持续的空间梯度。平均电导率从幼发拉底河的855.4 ± 226.3 μS cm⁻¹升至希拉河的1295.5 ± 247.1 μS cm⁻¹和迪瓦尼耶河的1791.9 ± 375.4 μS cm⁻¹，同时伴随Na⁺、Cl⁻、营养盐的增加及灌溉用水限制的加剧。总体而言，90.3%的观测表现为轻度至中度盐度限制，而严重盐度仅出现在迪瓦尼耶河。水文气候变率与盐度的时间风险相关，最强的电导率异常出现在2022年和2024年夏季，且电导率与SPEI-3和SPEI-6均呈显著负相关。生物状况沿同一梯度下降：硅藻和大型无脊椎动物多样性、EPT（蜉蝣目-襀翅目-毛翅目）代表性、栖息地状况和溶解氧在幼发拉底河最高，在迪瓦尼耶河最低。主成分分析在前两个轴上解释了89.67%的总方差，清晰地将生物状况与盐度、离子富集和营养盐浓度形成对比。作物特异性评估进一步表明农业限制日益加剧，其中玉米是最敏感的作物，在迪瓦尼耶河所有站点的100%观测中均受到限制。这些发现表明，河流生态状况、灌溉水可靠性、水文气候变率和作物特异性适宜性密切相关。整合这些维度可支持半干旱粮食生产系统中更具适应性的水资源分配和气候韧性灌溉管理。