全球地下水资源枯竭日益严重

从加利福尼亚州的中央山谷到伊朗的农田，过去四十年来，世界干旱粮食产区的地下水消耗加速。

一项对 40 多个国家 170,000 口井的测量结果进行分析的新研究显示，在美国西部、印度、智利、西班牙、墨西哥等国家的许多地区，由于大量抽水灌溉农田，地下水位迅速下降。 。

本周发表在《自然》杂志上的这项研究表明，随着许多地区因气候变化而面临更严重的干旱状况，过度抽水正在对拥有重要储量的含水层造成广泛且日益恶化的损害。

分析显示，加利福尼亚州部分地区的含水层水位下降速度是世界上最快的。

“我们一次又一次地看到地下水正在枯竭的地方，”加州大学圣巴巴拉分校环境研究副教授、该研究的主要作者之一黛布拉·佩罗内（Debra Perrone）说。 “我们真正看到这些趋势的地方是气候干旱的地方。”

许多干旱地区比气候湿润地区更依赖地下水。 当水位因过度抽水而下降时，其后果可能包括井干、溪流减少和地面下沉，以及地下数百年或数千年积累的宝贵水储备的流失。

虽然这项研究呈现了全球地下水持续普遍枯竭的严峻情况，但研究人员还发现，在某些地区解决这一问题的努力正在成​​功遏制地下水下降并提高含水层​​水位。

“我们的工作表明，地下水快速下降是普遍现象，但并非不可避免，”合著者、加州大学圣巴巴拉分校水资源副教授斯科特·贾塞奇科 (Scott Jasechko) 说。 “下降可以减缓、停止甚至逆转，但需要做很多工作来解决地下水枯竭问题。”

十月，灌溉系统正在为加利福尼亚州库亚马谷的胡萝卜田浇水。

（路易斯辛科/洛杉矶时报）

科学家们分析了拥有可用数据的地区监测井的水位测量结果。 他们检查了全球 1,693 个含水层，发现 36% 的含水层从 2000 年到 2022 年显着下降（平均每年至少下降 4 英寸），而 6% 的含水层水位至少上升了这么多，而其他含水层的水位则相对下降小变化。

他们研究了 542 个含水层从 1980 年至今的趋势，并发现其中 51% 的地区下降恶化或加速。

自 2000 年以来，加利福尼亚州的许多地区都属于资源快速消耗和加速消耗的地区。其中包括 库亚马谷 圣巴巴拉以北，以及中央山谷的大部分地区，例如卡威阿 (Kaweah)、乔奇拉 (Chowchilla)、北克恩 (Northern Kern)、图勒 (Tule) 和马德拉 (Madera) 盆地，农业工业利用地下水生产坚果、水果、干草、蔬菜、谷物和其他农作物。

研究发现，在这些地区，水位下降的平均速度为每年约 2 英尺到超过 4 英尺。

其他加速消耗的地方包括美国西部的部分地区，例如 高地平原 ——伊朗、智利和南非。

杰伊·法米格列蒂 (Jay Famiglietti) 表示：“大量粮食生产地区的地下水枯竭速度不断加快，这一事实凸显了粮食安全和水安全之间的重要联系，而这两者在世界范围内面临的风险比大多数人意识到的要大得多。”亚利桑那州立大学可持续发展学院的水文学家和教授，没有参与这项研究。 “这篇论文应该敲响警钟：全世界都需要更好的地下水管理。”

这 学习 研究发现，在过去 40 年中，超过 80% 的含水层水位加速下降的地区降水量也有所减少。 其他研究表明，世界各个干旱地区 近几十年来变得更加干燥 同时化石燃料积累的温室气体推高了气温。

科学家表示，干燥的环境起到了“正反馈”的作用，导致人们更加依赖水井，导致资源枯竭。

Famiglietti 和其他科学家利用 NASA 卫星测量数据（来自重力恢复和气候实验，即 GRACE 和 GRACE 后续任务）来 评估地下水开采的速度 在美国西部以及从南亚到中东的其他地区。

虽然卫星使科学家能够 绘制大范围枯竭图 在粮食生产地区，最新研究通过井水位测量的精细数据揭示了更详细的情况。

法米列蒂表示，这项研究将通过“提供重要的地面现实检验”来帮助改善卫星科学。

法米列蒂说：“在如此长的一段时间内收集的大量井数据使得这篇论文对于地下水的可持续性至关重要。”

该研究提供了迄今为止对全球水井水位最广泛的分析。 科学家们表示，他们在六年的研究中总共收集了约 3 亿次水位测量结果。 他们的团队包括来自美国、英国、瑞士和沙特阿拉伯大学的研究人员。

当科学家们检查每个含水层的趋势时，他们发现某些领域有显着的改善。

自 2000 年以来，20% 的含水层水位下降速度放缓，另有 16% 的含水层水位下降趋势逆转，水位上升。

科学家们发现 水位恢复的例子 阿肯色州、新墨西哥州、亚利桑那州、加利福尼亚州和泰国首都曼谷的部分地区。

研究人员表示，在这些和其他情况下，由于采取了干预措施，例如实施监管措施、进口地表水和减少抽水，或使用从河流输送的水来补给含水层，含水层水位在数十年下降后出现反弹。

佩罗内说：“无论这一行动是供应方解决方案还是需求方解决方案，复苏都需要采取行动。” “这些案例表明地下水枯竭并非不可避免。”

在阿肯色州埃尔多拉多，当地机构开始向工业用水用户收取抽取地下水的费用，这激励企业开发一条管道，从附近的河流取水，并使含水层得以恢复。

阿尔伯克基利用从科罗拉多河输送到里奥格兰德盆地的水，大大减少了地下水的使用。 该市还开始使用进口水进行含水层补给管理项目，帮助提高水位。

在图森以西的亚利桑那州阿夫拉谷，从科罗拉多河引来的水被用于补充含水层，提高了地下水位。

在加州科切拉山谷的部分地区， 水位上升了 通过运河运输进口的科罗拉多河水有助于缓解对地下水的需求，并为含水层提供补给。

佩罗恩说，在这些和其他情况下，恢复通常与使用额外的水源有关。

然而，来自科罗拉多河的供应也面临着越来越大的压力。 研究表明全球变暖显着 削弱了河流的流量，解决短缺问题的努力包括 减少科罗拉多河水的使用 用于补充地下水。

法米列蒂说：“美国西南部的地表水输送曾帮助部分含水层恢复，但由于该地区正在发生干旱，地表水输送肯定会面临减少的风险。” “对于接受科罗拉多河水的地区来说尤其如此。 如果不付出大量额外努力，维持长期复苏将是一项挑战。”

在美国和其他国家的许多地区，地下水仍然管理不善或完全无人管理。

加州正在逐步执行该州2014年的要求 可持续地下水管理法，旨在到2040年解决许多地区地下水枯竭的问题。

在中央山谷的大部分地区，农用井和水泵继续 降低地下水位。 尽管许多种植者仍在继续种植，但产量却出现了下降 钻井 将更多农田改造成利润丰厚的杏仁和开心果果园。

法米列蒂说 中央山谷地下水危机 需要采取更强有力的措施，例如要求井主测量和报告他们的使用量、根据抽水量收取费用以及限制抽水，同时提高灌溉效率并促进更多含水层的补给。

“有一整个厨房水槽是我们需要尝试的东西，”法米列蒂说。 “这对子孙后代很重要。 维持地下水供应非常重要，这样我们才能一代又一代地种植粮食，而不仅仅是一代人。”

德克萨斯大学奥斯汀分校杰克逊地球科学学院的高级研究科学家布里奇特·斯坎伦说，这项研究提供了大量数据，并对不同含水层的地下水位数据进行了全面检查。

斯坎伦没有参与这项研究，此前他曾 研究地区为亚利桑那州和加利福尼亚州 地表水和地下水的协调利用以及含水层补给工作的管理有助于扭转下降趋势。 她说，州立法者的支持对于扩大这些努力至关重要。

斯坎伦说，无法获得地表水的地区，例如亚利桑那州大部分地区和南部高平原的农业区，管理起来要困难得多。 她说，在含水层继续迅速下降的情况下，随着从更深的地下抽水和钻更深的井的成本增加，“经济因素将在调节进一步枯竭方面发挥重要作用”。

十月，一台拖拉机在库亚马山谷犁地。

（路易斯辛科/洛杉矶时报）

在世界其他地区，该研究的作者发现，由于抽水费等措施，曼谷的含水层水位上升。 伊朗的阿巴斯沙尔吉盆地出现了另一种复苏，从大坝引水扭转了水位下降的趋势。 研究人员写道，沙特阿拉伯部分地区的枯竭速度有所放缓，“部分原因可能是旨在减少农业用水需求的政策。”

科学家们写道，他们的分析“展示了枯竭的含水层恢复的潜力，同时展示了保护地下水资源还有多少工作要做。”

该研究没有评估全球已耗尽的水量。 但其他 研究 研究发现，从含水层中大量抽取水对地球自转产生了可测量的影响，并且抽取的水导致海平面上升。

亚塞奇科说，他和他的同事希望他们的研究能够帮助传播有关加州和其他地区解决方案的信息。

不过，他表示，“情况变得更糟的情况远多于情况好转的情况。”