全球地下水正在下降,但也有充滿希望的例外

迄今為止最詳細的全球地下水調查顯示,地下水大量流失,但也記錄了一些含水層成功恢復的故事

Corn field with above-ground irrigation system

尚比亞卡布韋玉米的地下水灌溉。

馬克·休斯 (CC BY 4.0)

1997年,阿肯色州南部的尤寧縣面臨一場嚴重的危機:其主要水源斯巴達含水層正以每年高達兩米的速度下降。這個地下水庫的水被困在岩石的孔隙和裂縫中,是該縣唯一的供水來源,而且它正在消失。

“如果我們在五年或更短的時間內不採取行動,我們將失去我們的水源,” 尤寧縣水資源保護委員會的專案經理謝雷爾·約翰遜說,該委員會為應對危機而成立。

僅僅兩年後,該縣的水務委員會就實行了新的地下水抽水費,公民投票通過了一項臨時稅,用於支付價值 6500 萬美元的新基礎設施——改為從附近的瓦希塔河取水和處理水。如今,曾經急劇下降的含水層部分現在比 2004 年高出 36 米。


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週三發表在《自然》雜誌上的一項研究表明,其他地方可能需要借鑑尤寧縣的例子。新的研究表明,世界各地重要的含水層正在枯竭。在 30% 的此類案例中,目前的下降速度比以往任何時候都快。“地下水正在迅速下降,尤其是在廣泛耕種的乾燥地區,” 該研究負責人、加州大學聖巴巴拉分校水資源助理教授斯科特·賈塞科說。

圖片來源:阿曼達·蒙塔涅斯;來源:斯科特·賈塞科等人發表在《自然》雜誌上的文章《全球含水層地下水快速下降和一些恢復案例》。線上釋出於 2024 年 1 月 24 日

在大平原地區,奧加拉拉含水層(一個從德克薩斯州延伸到南達科他州的巨大地下水庫)在許多地方正變得枯竭,因為農民利用該地區的地下水來灌溉農作物,尤其是在乾旱時期。例如,根據堪薩斯州地質調查局的資料,僅在 2022 年,堪薩斯州西部和中南部地區的平均地下水位就下降了 0.6 米。

許多含水層在井口進行監測,但長期以來,科學家們一直用更近似的衛星測量資料來補充這些資料,以獲得全球枯竭情況的粗略圖景。作者說,到目前為止,還沒有人將詳細的實地監測與全球範圍相結合。賈塞科和他的合作者透過收集來自 40 多個國家/地區 1,693 個含水層系統中 170,000 口井的井口監測資料做到了這一點。

這些資料表明,36% 的含水層正以每年超過 0.1 米的速度流失水分,12% 的含水層正以每年超過 0.5 米的速度下降。在有足夠資料將當前趨勢與 1980 年至 2000 年進行比較的含水層中,30% 的含水層顯示出加速流失。正在流失水分的含水層往往位於隨著時間推移降水量也在減少的地區。“在乾旱時期,在乾旱地區,人類往往更依賴地下水,” 賈塞科說。

然而,這項新研究帶來的訊息並非全是壞訊息。在 20% 長期監測的含水層中,下降速度正在放緩而不是加速。在 16% 的含水層中,下降趨勢已經逆轉。在 13% 的含水層中,含水層實際上隨著時間的推移而增長。“我們看到的情況非常複雜,” 該研究的合著者、倫敦大學學院風險和災害減少研究員穆罕默德·沙姆斯杜哈說。

賈塞科說,研究結果表明,地下水枯竭並非不可避免。在地下水流失速度放緩或含水層正在補給的地方,這些趨勢通常是由人類的決定造成的。例如,在曼谷,2000 年代初期開始對私人水井抽水徵收新費用;這扭轉了地下水的流失,並減緩了這座特大城市的地面沉降問題。在亞利桑那州圖森市郊外,一個始於 2008 年的專案現在利用科羅拉多河的水來回灌曾經面臨困境的阿夫拉山谷含水層。

約翰遜說,這些改變可能會引起爭議,他曾帶頭在尤寧縣開展這項工作。“為水付費是最嚴峻的挑戰,” 她說,她指的是最初從含水層免費抽水的行業不得不開始付費這一事實。但約翰遜說,這項基礎設施主要由縣稅和抽水費建設而成,現在為該縣的主要產業供應河水,而且事實證明,這項基礎設施對於吸引新的開發專案是一個福音。

“你必須有值得信賴的領導,” 她說,“以及良好的科學和堅韌不拔的精神。”

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