以下文章經 The Conversation 許可轉載，這是一個報道最新研究的線上出版物。
海水入侵是指鹹水從海洋或河口進入淡水系統的現象。2023 年夏季和初秋侵入密西西比河 的海水提醒人們，沿海社群正處於陸地和海洋之間脆弱的平衡中。
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淡水對飲用、灌溉和健康的生態系統至關重要。當海水向內陸移動時，其中含有的鹽分會對農田、生態系統、生活和生計造成嚴重破壞。
我是一名沿海水文地質學家，研究陸地和海洋交界處的水已經 25 年了。我認為海水入侵就像一個蹺蹺板：淡水和鹹水相遇的地方是陸地力量和海洋力量之間的平衡點。
來自陸地方面的推力，如強降雨或高河流量，會使平衡點向海洋方向移動。來自海洋方面的推力，無論是海平面上升、風暴潮還是高潮，都會使平衡點向陸地方向移動。乾旱或大量使用淡水也會導致海水向內陸移動。隨著氣候變化和人口增長對淡水供應造成壓力，一個結果將是海水入侵的加劇。
當海洋向上遊移動時
目前密西西比河下游的海水入侵主要是由於中西部乾旱，這減少了河流的流量。河流流量減少的程度和河流低水位的時間長短都會影響鹹水向上遊移動的距離。截至 2023 年 10 月 2 日，密西西比河中的鹹水“楔”已經從河口向上游移動了近 70 英里。
這並不是第一次河流低水位允許海水向內陸移動。但隨著氣候變化導致海平面上升並造成更嚴重的天氣異常，入侵將變得更加普遍，並且會向更上游蔓延。
而且這個問題並非密西西比河獨有。在特拉華州，海水在風暴和最高潮期間沿著較小的潮汐河流向上游蔓延得更遠，淹沒農田並殺死作物。
在印度和孟加拉國的孫德爾本斯地區（世界上最大的沿海紅樹林之一），海水正在侵入恆河河口。那裡的主要原因是上游大壩和從河流引水用於灌溉和航行，以及海平面上升造成的侵蝕。海水入侵可能會威脅到這個聯合國教科文組織世界遺產地中的許多動植物種類，這裡是無數珍稀和瀕危物種的家園。
地下入侵
淡水和鹹水在海岸的另一個交介面不太明顯，因為它在地下。許多沿海社群從地下水（在沙子和土壤顆粒之間的孔隙空間中流動的清潔水）中提取淡水供應。
地下水並不僅在海岸線停止：在海底之下，地下水是鹹的，並且在陸地和海洋之間存在一個地下交匯點。它通常在海岸線的陸地側，因為鹹水比淡水密度大，因此具有更大的力量並自然地向內推。但就像河流一樣，當陸地上的地下水位下降或近海水位上升時，該介面會移動。
在加州中部和南部的地下水盆地中，廣泛的抽水導致某些地區的地下水位下降數百英尺。這正在傾斜蹺蹺板，並導致來自海洋的地下水向內陸移動很遠。可獲取的地下水一直支援著這些地區的灌溉農業，但現在地下水供應減少和海水入侵的雙重危害威脅著草莓和生菜等作物。
海水入侵地下水的情況正在世界各地發生，但也許最受威脅的地方是低窪島嶼上的社群。淡水地下水通常是小島上飲用和灌溉的唯一水源，它以薄透鏡的形式漂浮在鹹水地下水之上。
透鏡會因乾旱、抽水和海平面上升而收縮。它也可能在風暴或高潮期間因洪水滲透而變得鹹化。
例如，在馬紹爾群島，預計到本世紀末，海平面上升和波浪驅動的洪水相結合將使許多島嶼變得不適合居住。
平衡的轉變
隨著鹹水繼續侵入淡水系統，將會產生後果。即使含有 2% 海水的飲用水也可能增加血壓並給腎臟帶來壓力。如果鹹水進入供水管道，它可能會腐蝕管道並在水處理廠產生有毒的消毒副產品。
海水入侵會縮短道路、橋樑和其他基礎設施的使用壽命。它被認為是 2021 年佛羅里達州瑟夫賽德的尚普蘭塔南公寓倒塌的促成因素。海水入侵改變了生態系統，當樹木死亡，沼澤向內陸移動時，會形成幽靈森林。
明智的管理可以將蹺蹺板向海洋方向推回。限制地表水提取和地下水抽水，或將處理過的廢水注入脆弱的含水層，可以增加對抗入侵鹹水的力量。
建造海堤或維護健康的沙丘系統也可以幫助抵禦海水，儘管這些方法只能防止地表上的海水氾濫和滲透，而不能防止地下水。抽出鹹水地下水或安裝地下屏障可以阻止更深的鹹水向內陸移動。
積極主動是最好的，因為一旦地下水受到汙染，就很難去除鹽分。如果鹹水確實滲透到內陸，社群可以透過建造海水淡化廠和改種耐鹽作物來管理水質。
另一種選擇是讓大自然順其自然。隨著海平面上升，允許沼澤向內陸遷移可以彌補海岸線的損失。這可以保護重要的棲息地，增強防洪能力，並以遠高於大多數陸地生態系統的速率儲存碳，從而減緩氣候變化的加速。
本文最初發表於 The Conversation。閱讀 原文。