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地下水抽水太多,很多河流面临枯竭

地球关注|2019-10-12 09:14

来源:国家地理|198人参与|0评论

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地下水抽水太多,很多河流面临枯竭

  过去几十年里,由于附近地下水的开采,亚利桑那州圣佩德罗河(San Pedro River)的流量不断减少。随着水位的下降,这条河的栖息地遭到了破坏。

  摄影:WILL SEBERGER/ZUMA PRESS, INC/ALAMY

  撰文: ALEJANDRA BORUNDA

  除了冰川,地下含水层中隐藏的淡水比其他任何水源都要多。从圣佩德罗到恒河,地下水对世界各地的河流起着至关重要的作用,即使在干旱导致水位下降的情况下,地下水也能保证河流的正常运行。

  但近几十年来,人类已经从这些地下水库抽取了数百亿吨水。周三发表在《自然》杂志上的一项研究称,全球数千个河流生态系统因地下水的大量抽取而陷入“缓慢干燥”状态。目前,遭遇地下水开采的水域已达15%到21%,这已经超过了关键的生态阈值,据论文作者称,到2050年,这个数字可能会飙升至40%到79%。

  这意味着世界上成百上千的河流和小溪将会异常缺水,流域附近的动植物群也将处于危急之中,这项研究的主要作者、弗莱堡大学(University of Freiburg)的水文学家 Inge de Graaf说道。

  “我们可以把这种生态效应看作是一颗定时炸弹,”她说道。“我们现在抽取地下水,其影响要到10年甚至更久之后才能看到。因此,我们现在所做的一切将在未来许多年里会一直影响着环境。”

  地下水支撑着现代生活

  圣佩德罗河流经亚利桑那州西南部,是美国西南部最后一条未建坝的河流,其水量一度非常充沛。迁徙的鸟儿常会停在岸边歇脚,发出悦耳的鸣叫。河中还有罕见的鱼儿在游弋。

  上世纪40年代,附近地区开始出现水井,地下蓄水层中干净而凉爽的清水被源源不断地抽上来。

  此后,人们才知道,原来这条河中流淌的大部分水并非来自雨水和上游融雪,而是来自那些地下水源。从含水层抽出的水越多,流入河流的水就越少,而湿地、棉白杨林、动物群和圣佩德罗河的激流都受到了影响。

  地下水如同一个隐藏的支架,支撑着现代生活的方方面面。我们种植的食物在全球范围内约有40%要依靠地下水浇灌。

  但是,许多储存地下水的含水层需要数百年甚至数万年才能填满:当巨大的冰川在2万年前最后一次覆盖纽约市时,地下水可能已经从地球的裂缝中渗出。

  大部分地下水被抽取的速度比补充的速度快得多。这对那些想要在雨量不足的地区种植作物的人来说有着巨大的潜在影响。但在这些影响出现之前,河流、小溪及其周围的栖息地都已经受到了威胁。

  “把含水层想象成一个装满水和沙子的浴缸,”大自然保护协会的淡水科学家Eloise Kendy解释道。然后,想象你的手指轻轻地滑过沙子顶部,留下一段小小的印迹。这道印记上会充满水,因为水通过沙子渗了进来。

  “如果你从浴缸里抽走一点点水,这条人工“小溪”也会干涸,即使浴缸里还剩下很多水,”她说道。“所以说,你已经破坏了健康的河流。但因为河流不会尖叫,不会呼救,我们不一定能立刻知晓它们的困境。”

  水是生命之源

  在这项新的研究中,团队调查了全球范围内地下水抽取速度过快的地区,在这里,河流和小溪的水位下降迅速,跨过了一个关键环境阈值:在旱季,当水位降至不到平均流量的90%时,是地下水对河流水量影响最显著的时候。可持续水域( Sustainable Waters)的水资源专家Brian Richter表示,如果一年有三个多月,连续至少两年超过这个阈值,淡水系统的动植物群将会被危及。

  “在那些敏感时期,水的消耗可能非常小,但从生态角度来说,这是有意义的,”他说道。

  淡水物种,比如那些依赖健康的河流和小溪生存的物种,是世界上最濒危的物种之一。

  在新的分析中,de Graaf和同事们发现在抽取地下水的流域中,已经有15%到21%的水域超过了这个阈值(世界上大约一半的流域都会抽取地下水。)气候变化加剧了世界许多地区的旱情,地下水甚至是河流和小溪可能因此面临更加严峻的挑战,他们说道。

  他们的预测可能相对保守。作为参照,他们查阅了2010年的全球用水需求,并将他们的气候模型向前推进,以观察地下水系统的压力可能会时时彩网投APP发展。但随着人口膨胀和对食物需求的增加,地下水系统的压力可能会因为气候变化以外的因素而增加,从而加速地下水资源的开采。

  但是过度抽取地下水的影响需要几年,甚至几十年才能显现出来。降雨量的变化会对河流流量产生直接而明显的影响,德克萨斯农工大学的水文工程师Gretchen Miller解释说:倾盆大雨后,河水往往会暴涨。但地下水是隐藏的:其影响需要更长的时间才能显现出来,而且并不总是出现在抽水的地方。这使得含水层管理问题变得格外具有挑战性,只有一小部分流域制定了应对这些潜在问题的计划。

  河流和小溪是大自然给我们的预警信号,Richter说道。“为我们敲响了警钟,提示我们正在以一种不可持续的方式使用水资源,我们需要认真审视当下的情况。”

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