全球地下水快速下降，但有望減緩或逆轉(zhuǎn)？

近日，“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編注意到：發(fā)表在《自然》上的一項(xiàng)由加州大學(xué)圣巴巴拉分校和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的新研究表明，世界各地含水層的地下水供應(yīng)正在減少，在過去40年中，近三分之一的含水層的下降速度加快。

（羅布泊地區(qū)風(fēng)光。由中國(guó)生物多樣性保護(hù)與綠色發(fā)展基金會(huì)、湖南科技大學(xué)地球科學(xué)與空間信息工程學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、可持續(xù)發(fā)展大數(shù)據(jù)國(guó)際研究中心等單位合作完成的《1989—2019 年新疆塔里木河流域地表?地下水變化分析》研究論文，綜合利用衛(wèi)星遙感和水文模型數(shù)據(jù)分析了塔里木河流域地表水面積近30年來的長(zhǎng)期變化規(guī)律，并以流域內(nèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境變化具有特定指示意義的羅布泊為例，分析了各水系地表水變化對(duì)區(qū)域地下水儲(chǔ)量的影響。2023年5月，《地理科學(xué)》已刊發(fā)這一論文。供圖：綠會(huì)融媒·研究室。）

地下水資源對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和生計(jì)至關(guān)重要。過量抽取地下水會(huì)導(dǎo)致地下水位下降，導(dǎo)致海水入侵、地面沉降、水流枯竭和水井干涸。研究團(tuán)隊(duì)通過分析衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析了40多個(gè)國(guó)家170000個(gè)監(jiān)測(cè)井和1693個(gè)含水層系統(tǒng)的地下水位趨勢(shì)，這些國(guó)家的地下水抽取量約占全球地下水抽取量的75%。研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入21世紀(jì)，地下水位迅速下降（大于0.5 米 /年），尤其是在擁有廣闊農(nóng)田的干旱地區(qū)。過去40年中，世界30%的區(qū)域含水層的地下水位下降速度加快。地下水位普遍加速加深，突顯出迫切需要采取更有效的措施來解決地下水枯竭問題。

地下水是全球許多家庭、農(nóng)場(chǎng)、工業(yè)和城市的主要水源。不可持續(xù)的地下水開采和氣候變化會(huì)導(dǎo)致地下水位下降，使地下水資源難以獲得。測(cè)量幾十年來的地下水位下降并管理其后果（包括海水入侵、地面沉降、水流枯竭和水井干涸）需要通過監(jiān)測(cè)井網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地下水位測(cè)量。這種監(jiān)測(cè)井網(wǎng)已在地方和區(qū)域范圍內(nèi)用于估計(jì)地下水補(bǔ)給。若發(fā)現(xiàn)徑流枯竭，則評(píng)估水井干涸的風(fēng)險(xiǎn)，并測(cè)試地表水改道或市場(chǎng)和政策干預(yù)是否成功減緩了地下水損失。

研究指出，長(zhǎng)期地下水損失既不是普遍的，也不是不可避免的。具體而言，在分析的542個(gè)含水層系統(tǒng)中，有一半（49%）的地下水位下降速度減慢（20%）或逆轉(zhuǎn)（16%），或地下水位持續(xù)上升（13%）。

20世紀(jì)末21世紀(jì)初，20%的含水層系統(tǒng)，其地下水位持續(xù)下降，但地下水位的加深速度有所放緩。這表明，減緩甚至逆轉(zhuǎn)地下水位下降是可能的。分析顯示，沙特阿拉伯東部含水層的地下水位加深明顯放緩，部分原因可能是旨在減少農(nóng)業(yè)用水需求的政策。

在16%的含水層系統(tǒng)中，地下水位下降發(fā)生逆轉(zhuǎn)（地下水位在20世紀(jì)末下降，但在21世紀(jì)初上升）。例如，在泰國(guó)曼谷盆地，地下水位在20世紀(jì)末加深，但在21世紀(jì)初變淺；這種逆轉(zhuǎn)歸因于監(jiān)管措施（地下水抽取費(fèi)和油井許可證）。另一個(gè)例子是伊朗的Abbas-e-Sharghi盆地，該盆地的水從Kharkeh大壩分流到該盆地，扭轉(zhuǎn)了20世紀(jì)地下水位的下降趨勢(shì)。在美國(guó)亞利桑那州圖森市西部，實(shí)施含水層補(bǔ)給項(xiàng)目后，地下水位加深的趨勢(shì)發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。這些例子表明，足夠范圍和規(guī)模的干預(yù)措施可以扭轉(zhuǎn)地下水下降的趨勢(shì)。

在另外13%的含水層系統(tǒng)中，地下水位在20世紀(jì)末和21世紀(jì)初都有所上升。其中一些案例表明，1980年之前被大量開采的含水層正在恢復(fù)。含水層回收可以潛在地改善地下水抽水的后果（例如，土地沉降）。然而，在其他情況下，地下水位上升可能會(huì)帶來問題。例如，地下水的上漲會(huì)導(dǎo)致沿海城市的洪水、農(nóng)田的內(nèi)澇以及地下水和土壤的鹽堿化。地下水位上升可能是由于土地清理、灌溉或含水層補(bǔ)給導(dǎo)致地下水抽取量減少或補(bǔ)給率增加。

盡管這些例子表明地下水的下降是可以減緩或逆轉(zhuǎn)的，但必須牢記以下幾點(diǎn)。一般來說，地下水位變淺的速度比地下水位下降的速度慢得多。隨著21世紀(jì)地下水位的上升，只有6%的含水層的上升速度快0.2米/年。相比之下，21世紀(jì)地下水位不斷加深的含水層系統(tǒng)中，25%的含水層下降速度快于0.2 米/年。 此外，在這些含水層系統(tǒng)中，21世紀(jì)的平均加深率（0.2 米/年）是平均變淺率（0.05 米/年）的四倍。因此，地下水位迅速上升是罕見的，但含水層恢復(fù)是可能的，特別是通過政策變化，管理含水層補(bǔ)給和轉(zhuǎn)移流域間地表水。

加州大學(xué)圣巴巴拉分校的水資源專家Scott Jasechko，作為這項(xiàng)研究的共同負(fù)責(zé)人，指出：通過巧妙的干預(yù)措施，地下水下降的趨勢(shì)已經(jīng)逆轉(zhuǎn)。逆轉(zhuǎn)在很大程度上是由于執(zhí)行了轉(zhuǎn)向替代水源的政策或法規(guī)，如循環(huán)水或改道，使用分級(jí)或更高的用水費(fèi)用，或故意用其他水源的水補(bǔ)充或補(bǔ)充含水層。

分析表明，地下水位每年快速下降0.5米的現(xiàn)象普遍存在。美國(guó)中央山谷南部和鄰近的丘亞馬谷（Cuyama Valley）的一些地區(qū)的地下水位下降率是全球最高的。印度的含水層也出現(xiàn)了嚴(yán)重的下降。研究較少的地區(qū)也出現(xiàn)了下降，包括伊朗的一個(gè)農(nóng)業(yè)中心，西卡茲溫平原。

英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地下水專家MacAllister說，這篇論文的貢獻(xiàn)之一是該團(tuán)隊(duì)收集了令人難以置信的全球數(shù)據(jù)集，同時(shí)也突出了差距。但地球表面仍有很大一部分沒有被它覆蓋。這項(xiàng)研究涵蓋了全球約四分之三的地下水抽取量，包括所有的重大清除量，其中印度、巴基斯坦和美國(guó)是最大的。地下水在未來對(duì)氣候恢復(fù)力和應(yīng)對(duì)干旱至關(guān)重要。這種類型的全球分析以前從未真正進(jìn)行過。

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文 | Daisy

審 | 綠茵

排版 | 綠葉

【參考鏈接】

1.https://insideclimatenews.org/news/24012024/world-groundwater-levels-dropping-quickly/

2.https://www.nature.com/articles/s41586-023-06879-8

3.https://www.eurekalert.org/news-releases/1032274