[中配]水資源危機：我們何時會耗盡地下水？

氣候變化使降雨和乾旱變得更加極端和不可預測 這意味着在河流乾涸和雨水缺乏時 我們比以往任何時候都更需要地下水作爲緩衝 以支持我們 因爲它並不依賴於上個季節的降雨 所以在氣候變化下更具韌性 但地下水不同於地表水 它並不是一種可再生資源 它的表現更像是油 一旦抽出來 它往往就永遠消失了 而現在科學家警告我們 正快速接近一個臨界點 稱爲風水時刻 屆時地下水供應將開始不可逆轉的下降 這意味着每年可用的地下水將比之前更少 地下水是現代人類生活的基礎 它提供了幾乎三分之一的世界淡水 和超過40%的全球灌溉用水 但現在這些力量正走向碰撞的軌道 導致乾旱加劇 糧食需求上升 以及含水層減少 一項新的研究精確模擬了全球風水 將何時何地到來 這對一些全球最重要的糧食生產地區來說 並不是好消息 在一個國家這種情況變得如此嚴重 他們正在遷移整個首都 起初 抽取地下水似乎有點像奇蹟 乾淨可隨時獲取的水源 沒有明顯的後果 在美國水源推動了該國一些 最具生產力的農業地區的發展 包括加利福尼亞的中央谷 亞利桑那州和高原地區 適合種植作物的炎熱陽光氣候區域 但降雨量遠不足以單靠自己支持大規模農作 類似的故事在全球各地上演 例如在北印度和巴基斯坦 墨西哥、伊朗以及整個中東這些地區 乾旱卻擁有肥沃的土地和快速增長的人口 地下水是我們最寶貴的資源之一 但它也是最不顯眼的資源之一 地表水是我們可以看到在河流中流動的水 它來自降雨 然後部分水分滲透入地下 儲存在多孔的岩石和土壤中 這種填充或補給過程非常緩慢 以至於儲存在含水層中的水真的很古老 有時甚至長達數萬年 這就是爲什麼它常常被稱爲化石水 這使得它在人的石scale上基本上是不可再生的 但我們並沒有這樣對待它 我們並沒有把地下水視爲有限資源 而是像無盡的那樣抽取它 那麼我們現在處於什麼狀況呢 在加利福尼亞的中央谷 有些地方的水位下降了幾百英尺 成千上萬個水井榦涸 整個社區失去了水源 在某些地方土地因沉降 而每月下沉達到2英寸 在亞利桑那州 巨大的裂縫遍佈整個地貌 在某些情況下 長度超過一英里 在高原地區 一些農民爲了獲取水源不得不鑽得很深 因此一些水井的成本已高達數十萬美元 所以你可能會認爲 隨着地下水壓力的增加 我們會減緩抽取 開始更可持續地管理它 對吧 我們正在分析40個國家的數據 這些地區佔全球地下水提取的75% 這是迄今爲止該領域最全面的研究 總共他們分析了17萬8千口井的數據 地下水位下降並沒有讓我們感到太驚訝 令我們感到震驚的是 許多地方的下降速度正在加快 換句話說 含水層不僅在減少 而且減少的速度比以往任何時候都要快 那麼我們爲什麼不更小心地管理這些水資源呢 好吧 答案的一部分至少與氣候變化有關 地下水本身並不太受氣候變化的影響 但是人們適應氣候變化並利用地下水 而這些水通常是在降雨規律時纔會被提取的 所以我們陷入了一個兩難境地 隨着乾旱變得更加漫長和劇烈 我們越來越依賴地下水來填補這一空缺 這隻能加速其枯竭 但與此同時 我們在未來將比以往任何時候都更需要地下水 正是因爲乾旱情況在加重 這引發了一個重要的問題 我們距離地下水供給達到峯值 並開始無限氣下降的臨界點還有多遠 這正是最新研究要理解的內容 在全球範圍內 一個研究團隊使用世界上最先進的人類地球系統模型之一 進行了900次模擬 這些情景探討了多種可能的未來 包括不同的氣候軌跡 人口增長 能源需求和水資源政策 在幾乎所有的900種情景中 全球地下水提取呈現出明顯的峯值和下降模式 預計全球峯值將在2050年左右到來 僅僅是幾十年後 而許多最有可能達到峯值的地區 正是地球上最重要的糧食生產區域 這將使大約一半的世界人口面臨水資源壓力 這些地區包括美國西部 墨西哥 印度 巴基斯坦 和中國的重要農業區域 以及中東和地中海的其他幾個國家 現在需要明確的是 地下水並不是因爲完全消失而達到峯值 腳下依然蘊藏着大量水資源 但隨着寒水層的抽取 地下水位下降 取水變得更加困難 且成本更高 井必須鑽得更深 能源消耗增加 成本飆升 最終許多用戶達到了崩潰的臨界點 有些人通過更換作物或進口食品來適應 其他人完全停止抽水 這就是科學家所說的風水 提取變得過於困難 成本過高 或對環境造成過大損害 無法以相同速度繼續的時刻 由此地下水的行爲與石油和礦物等 其他可耗節資源相似 那麼如果維持生命和種植糧食 最基本的資源之一 已經進入了不可逆轉的衰退階段 接下來會發生什麼呢 首先食品可能會變得更加昂貴 隨着水資源的獲取變得更加困難 這些主要農業地區可能會難以維持生產 這不僅僅影響本地的糧食安全 它可以波及到全球市場 影響國際貿易 不僅僅是農業面臨風險 依賴地下水的溼地和河流 可能會乾涸 破壞生態系統 並消滅棲息地 隨着水位下降 污染物如鮮和鹽可能會集中 或從周圍層滲入 最後還有一個影響非常嚴重 已經導致世界上最大的首都之一 計劃遷移 沉降 而我們纔剛開始在全球各地的城市中 看到它的影響 隨着地下水層的枯竭 支撐土地的結構框架 開始緩慢地壓縮 壓縮發生是因爲水分被抽走後 土壤和岩石顆粒之間的微小空隙 向內塌陷 使地面越來越緊緻 植物沉降通常是一個地區 已超過臨界點的最明顯的物理指標之一 這種壓實可能導致 存儲能力的永久性喪失 這意味着即使未來地下水位上升 含水層也無法再像以前那樣 容納或儲存同樣數量的水 在倫納德的研究中 他關注了沉降對城市的影響 具體來說他分析了28個主要的美國城市 這些城市的人口都超過60萬 我們發現在所有城市中 地面下沉的幅度 從平均每年1毫米可測到超過5毫米 在這28個城市中 沉降最快的城市是休斯頓 達拉斯沃斯堡 紐約和芝加哥 但更重要的是 在每個城市 我們發現有些地區的年降水量超過了500 在蘭爾所分析的城市中 他發現超過29000座建築 位於高風險和非常高風險區 這些發現很重要 因爲地面不均勻下沉 會損壞道路 管道 鐵路 甚至建築基礎 但地面沉降可能是沿海城市面臨的最大問題 因爲它發生在海平面上升的基礎上 你需要應對兩個主要的危害 而且你會發現特定城市的潮汐洪水 風暴潮的頻率 甚至全面淹沒都有所增加 在美國 蘭爾的研究突出了幾個 已經開始引發關注的城市 包括紐約 休斯頓 和新奧爾良 但在全球範圍內 最引人注目的例子是雅加達 印尼的首都 由於地下水的過度使用 軟土和快速的城市發展 城市某些地區每年下沉高達10到25釐米 如今雅加達超過40%的地區位於海平面以下 成爲了嚴重危險的洪水溢發區 問題已經嚴重到 印尼政府正在建設一座全新的首都 儘管這一切聽起來很糟糕 但也有希望的理由 這些理由奇怪的可能隱藏在問題的一部分中 之前我們討論了氣候變化 如何使水循環變得更加極端 導致更加嚴重的乾旱 和更加猛烈的降雨 新的研究表明 如果我們留意的話 那些極端天氣可能有助於我們的恢復 我們發現地下水補給 在於強烈且往往極端的降雨中 存在偏差 雖然穩定的季節性降雨可能不再那麼可靠 但突然的強度更大的暴雨 仍然可能爲補充庫階的寒水層提供極好的機會 但前提是我們要做好收集這些水的準備 這意味着要識別出土壤最滲透的地方 保護開放空間 建設能夠吸收水分 而不僅僅是引流的基礎設施 無論如何 我們都必須學會更可持續的管理地下水 因爲今後幾十年乾旱將會加劇 而這一資源只會變得更加重要 你們社區依賴地下水嗎 還是經常面臨乾旱 你注意到人們對待水的方式發生了什麼變化嗎 如果有的話 在評論中告訴我們 下次在weather中見