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》上的一項由加州大學圣巴巴拉分校和蘇黎世聯(lián)邦理工學院的研究人員領導的新研究表明，世界各地含水層的地下水供應正在減少，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)風光。由中國生物多樣性保護與綠色發(fā)展基金會、湖南科技大學地球科學與空間信息工程學院、中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院、可持續(xù)發(fā)展大數(shù)據(jù)國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年來的長期變化規(guī)律，并以流域內(nèi)對生態(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區(qū)域地下水儲量的影響。2023年5月，《地理科學》已刊發(fā)這一論文。供圖：綠會融媒·研究室。）

地下水資源對生態(tài)系統(tǒng)和生計至關重要。過量抽取地下水會導致地下水位下降，導致海水入侵、地面沉降、水流枯竭和水井干涸。研究團隊通過分析衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析了40多個國家170000個監(jiān)測井和1693個含水層系統(tǒng)的地下水位趨勢，這些國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)，進入21世紀，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、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導致地下水位下降，使地下水資源難以獲得。測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)測井網(wǎng)絡進行現(xiàn)場地下水位測量。這種監(jiān)測井網(wǎng)已在地方和區(qū)域范圍內(nèi)用于估計地下水補給。若發(fā)現(xiàn)徑流枯竭，則評估水井干涸的風險，并測試地表水改道或市場和政策干預是否成功減緩了地下水損失。

研究指出，長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世紀末21世紀初，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世紀末下降，但在21世紀初上升）。例如，在泰國曼谷盆地，地下水位在20世紀末加深，但在21世紀初變淺；這種逆轉(zhuǎn)歸因于監(jiān)管措施（地下水抽取費和油井許可證）。另一個例子是伊朗的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世紀地下水位的下降趨勢。在美國亞利桑那州圖森市西部，實施含水層補給項目后，地下水位加深的趨勢發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。這些例子表明，足夠范圍和規(guī)模的干預措施可以扭轉(zhuǎn)地下水下降的趨勢。

在另外13%的含水層系統(tǒng)中，地下水位在20世紀末和21世紀初都有所上升。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。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帶來問題。例如，地下水的上漲會導致沿海城市的洪水、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、灌溉或含水層補給導致地下水抽取量減少或補給率增加。

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。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，但含水層恢復是可能的，特別是通過政策變化，管理含水層補給和轉(zhuǎn)移流域間地表水。

加州大學圣巴巴拉分校的水資源專家Scott Jasechko，作為這項研究的共同負責人，指出：通過巧妙的干預措施，地下水下降的趨勢已經(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，使用分級或更高的用水費用，或故意用其他水源的水補充或補充含水層。

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，包括伊朗的一個農(nóng)業(yè)中心，西卡茲溫平原。

英國地質(zhì)調(diào)查局地下水專家MacAllister說，這篇論文的貢獻之一是該團隊收集了令人難以置信的全球數(shù)據(jù)集，同時也突出了差距。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、巴基斯坦和美國是最大的。地下水在未來對氣候恢復力和應對干旱至關重要。這種類型的全球分析以前從未真正進行過。

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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