全球危机:全球地下水位下降速度越来越快

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随着包括美国在内的国家过度抽取地下水,威胁到未来的水安全,一场全球危机正在展开。苏黎世联邦理工学院和UCSB的研究表明,农业、气候变化和人口增长加剧了地下水位的急剧下降。尽管在恢复方面取得了一些成功,但仍需要采取紧急的全球行动来解决这种不可持续的使用问题,并防止对环境的长期影响。

11月初,《纽约时报》刊登了标题,“美国正在耗尽地下水,就像没有明天一样。这家著名媒体的记者发表了一份关于美国地下水储量状况的调查报告。他们得出的结论是,美国抽取了太多的地下水。

但美国并不是一个孤立的案例。“世界其他地方也在浪费地下水,就像没有明天一样,”苏黎世联邦理工学院环境系统科学系高级科学家Hansjörg Seybold说。他是刚刚发表在《自然》杂志上的一项研究的合著者。

水资源迅速枯竭的科学证据

他与加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的研究人员一起证实了记者们令人担忧的发现。不仅在北美,有太多的地下水被抽出,而且在人类定居的世界其他地区也是如此。

 

在过去40年中,研究人员进行了前所未有的艰苦努力,汇编并分析了来自170,000多个地下水监测井和1,700个地下水系统的数据。

这些测量数据表明,近几十年来,人类在全球范围内大规模扩大了地下水开采。自 1980 年以来,世界上大多数含地下水的岩层(称为含水层)的水位几乎在世界任何地方都急剧下降。自2000年以来,地下水储量的下降加速了。这种影响在世界干旱地区的含水层中最为明显,包括美国的加利福尼亚和高原,以及西班牙、伊朗和澳大利亚。

“我们对全球地下水位急剧下降并不感到惊讶,但我们对过去二十年来地下水位的加快感到震惊,”Seybold说。

Seybold认为干旱地区地下水位加速下降的原因之一是,人们将这些地区集中用于农业,并且将(太)大部分地下水抽到地表以灌溉农作物,例如在加利福尼亚州的中央山谷。

粮食种植和气候变化加剧了这一问题

此外,世界人口正在增长,这意味着需要生产更多的粮食,例如在伊朗的干旱地区。这是地下水储量下降最多的国家之一。

但气候变化也加剧了地下水危机:近几十年来,一些地区变得更加干燥和炎热,这意味着农作物需要更频繁地灌溉。在气候变化导致降水减少的地方,地下水资源的恢复速度更慢,如果有的话。

由于气候变化,一些地方的暴雨更频繁地发生,也没有任何帮助。如果水量很大,土壤往往无法吸收。相反,水在地表排出,而不会渗入地下水。这个问题在土壤密封度高的地方尤为严重,例如大城市。

趋势可以逆转

“这项研究还揭示了好消息,”合著者Debra Perrone说。“一些地区的含水层在政策发生变化或有替代水源可供直接使用或补充含水层的地方已经恢复。

一个积极的例子是日内瓦含水层,它为日内瓦州和邻近的法国上萨瓦省的约70万人提供饮用水。从1960年到1970年,由于瑞士和法国都以不协调的方式抽水,其水位急剧下降。有些水井甚至干涸,不得不关闭。

为了保护共享的水资源,两国的政治家和当局同意用阿尔维河的水人工补充含水层。其目的是首先稳定地下水位,然后提高地下水位,干预措施取得了成功。“虽然这个含水层中的水位可能还没有恢复到原来的水平,但这个例子表明,地下水位并不总是必须只有一种方式:下降,”Seybold说。

其他国家也在做出反应

当局也不得不在其他国家采取行动:在西班牙,已经建造了一条大型管道,将水从比利牛斯山脉输送到西班牙中部,在那里为洛斯阿雷纳莱斯含水层供水。在亚利桑那州,水从科罗拉多河转移到其他水体以补充地下水库——尽管这确实会导致科罗拉多河三角洲有时干涸。

“这样的例子是一线希望,”UCSB研究员和主要作者Scott Jasechko说。尽管如此,他和他的同事们迫切呼吁采取更多措施来应对地下水供应的枯竭。“一旦严重枯竭,半沙漠和沙漠中的含水层可能需要数百年才能恢复,因为根本没有足够的降雨来迅速补充这些含水层,”Jasechko说。

沿海地区还有一个额外的危险:如果地下水位低于一定水平,海水就会侵入含水层。这会使水井盐碱化,使抽出的水既不能用于饮用水,也不能用于灌溉田地;根部伸入地下水流的树木死亡。在美国东海岸,已经有大片的幽灵森林,没有一棵活树。

“这就是为什么我们不能把这个问题放在次要位置,”Seybold说。“世界必须采取紧急行动。”

 

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