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根據一項基於衛星資料並在《自然》雜誌線上發表的新研究,為印度大部分地區提供糧食的大麥、大米和小麥田正在面臨缺水問題。上個世紀綠色革命的中心地帶在2002年8月至2008年10月間,從其印度河平原含水層中損失了109立方千米的水。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)
“據我們估計,印度拉賈斯坦邦、旁遮普邦和哈里亞納邦,包括首都德里在內的地區,地下水位平均每年下降一英尺,該地區位於印度西北部,面積超過438,000平方公里,”論文的第一作者、美國宇航局水文專家馬修·羅德爾說。“我們無法估算[含水層]中儲存的地下水總量,因此我們無法說它何時會耗盡,但居民已經感受到了影響,而且情況只會變得更糟。”
後果包括水井榦涸、印度首都缺水,以及農業產量可能下降。印度水利部長期以來一直認為,從含水層取水用於灌溉超出了該地區有限的降雨量,而世界銀行也警告說,該國正面臨水危機。每年,從含水層中抽取近63立方千米的水,而印度政府估計每年約有45立方千米的水補充含水層。
科學家們依賴於來自美國宇航局的“重力恢復和氣候實驗”衛星(GRACE)的資料,該衛星於2002年發射,用於測量地球引力場的細微變化,這些變化通常是由於地表或深層地下水的轉移造成的。除了GRACE衛星在格陵蘭和其他極地地區檢測到的大規模水損失外,印度西北部是另一個水流失迅速的地區。“基本上,就像我們每月稱量地球,並觀察變化一樣,”加州大學歐文分校的地球物理學家伊莎貝拉·韋利科尼亞解釋說,她是研究團隊的一員。
這種地下水枯竭的主要原因是灌溉,它推動了綠色革命,改變了該地區的穀物生產,並幫助維持了已達1.14億人口的增長。1970年至1999年間,印度灌溉田地的總面積增加了兩倍,超過3300萬公頃。
現在看來,灌溉是不可持續的:“問題在於地下水的消耗沒有被限制在可持續的水平,現在將難以遏制需求,”羅德爾指出。
同樣顯而易見的是,全球變暖加速了附近喜馬拉雅冰川的融化,但這並非該地區缺水的主要原因。這些融水滋養了印度西北部及其以外的河流,但這些水很快就會流出該地區並消失。即使慷慨地假設自1962年以來所有喜馬拉雅冰川的融化(每年約13.4立方千米)都集中在最靠近研究區域的150公里土地上,而不是分佈在整個喜馬拉雅山脈,科學家們最多隻能解釋印度西北部15%的水流失。而且,從2002年到2008年,該乾旱地區的降雨量高於每年平均50釐米的水平。
一旦被抽出,印度河平原含水層中的水就會透過灌溉蒸發或灌溉植物的蒸騰作用而流失到該地區之外。GRACE還檢測到美國也有類似的消耗,包括西部平原下的奧加拉拉含水層和加州中央谷地的地下水。“世界許多地區的地下水資源正在迅速枯竭,”加州大學歐文分校的水文專家詹姆斯·法米格列蒂說,他也是研究團隊的一員。“這些地下水流失的訊號,尤其是在中央谷地,非常強烈。”
解決方案可能是限制抽取含水層的水——尤其是在印度西北部,該地區利用它來填充覆蓋約38,000平方公里的季節性稻田。“如果農民放棄水密集型作物(如水稻),並實施更高效的灌溉方法,那將有所幫助,”羅德爾說。
然而,隨著人口增長的持續和糧食產量的增加,對地下水的需求只會增加,法米格列蒂警告說。儘管如此,他說,這項研究“表明我們可以跟蹤世界各地地下水儲量減少的速度。”