为何部分地区在遏制地下水枯竭方面取得进展

全球约一半人口的饮用水依赖地下水,地下水还支撑全球约40%的灌溉用水。多项研究显示,超过三分之一的地下含水层水位正在下降,进而增加干旱、地面沉降和海水入侵等风险,并对生态系统与水资源可获得性造成影响。如何保障地下水资源,被视为关系社会、人道与环境安全的重要议题。

加州大学圣塔芭芭拉分校布伦环境科学与管理学院教授斯科特·贾塞科(Scott Jasechko)在《科学》杂志发表研究,系统分析了67个含水层恢复案例,试图从已出现改善的地区提炼可供借鉴的做法。贾塞科表示,这些案例表明地下水枯竭并非不可避免,不同地区通过多种方式尝试扭转地下水位下降趋势。

研究团队在梳理案例时,将干预措施归纳为三类:一是寻找并使用替代水源;二是通过政策与环境市场等手段约束用水行为;三是对含水层实施人工补给。贾塞科将含水层比作“地下水银行账户”,降雨、融雪与地表渗透为其“入账”,而抽取则相当于“支出”。在许多地区“余额”偏低的情况下,管理者可通过降低需求、引入替代供水,或将水回补至含水层等方式改善状况。

从案例特征看,三分之二的恢复案例并非依赖单一措施,而是采用多种干预组合。贾塞科认为,这一结果凸显了“多管齐下”在应对地下水位下降中的重要性。

替代水源在成功案例中出现频率最高。研究显示,超过80%的案例采用了替代水源以抵消地下水需求。贾塞科指出,这类做法之所以常见,部分原因在于对用水行为改变的要求相对较低:当其他水源可用时,可在一定程度上减少抽取地下水的必要性。不过,他同时强调,替代水源往往成本较高,并可能将压力转移至其他地区。

与之相比,政策变革通常能耗与成本较低,且更直接针对导致地下水枯竭的用水行为,但可能对长期依赖地下水的地方经济带来显著影响。人工补给则在一定程度上可减少对“减抽”的依赖,被贾塞科视为对地下水经济依赖度较高社区的可行路径之一,但其前提是仍需获得水源,且回补过程需要能量投入。

研究还总结了十个与恢复相关的共性主题,包括:成功案例多采用多种干预;替代水源使用普遍;减少抽水通常有助于恢复;政策需要有效执行与监管;部分地区恢复仅需数年;恢复缓慢时分阶段推进政策可能更有效;同一区域内恢复差异显著;改善并非永久、可能逆转;管理需同时关注水质与水量;干预措施应纳入气候变化的直接与间接影响。

在具体案例方面,研究提到北京在应对大城市用水压力时采取了组合策略。1950年至2000年间,北京周边地下水抽取导致部分地区水位下降超过20米。2003年起,相关部门建设运河与抽水站,并在2015年前将南方湿润地区的水输送至城市及周边地区。与此同时,北京在21世纪初开始更多使用再生水,主要用于绿化以及补给湖泊和河流;在外调水启动后,工业被禁止从深层含水层抽水。研究称,浅层与深层含水层随后出现恢复迹象,地面沉降速度减缓,部分曾干涸的泉水重新出流;当地灌溉农业维持高产,地下水位下降对其可持续性的威胁有所缓解。

不过,研究也强调恢复并不意味着风险消失。贾塞科以美国威斯康星州绿湾市为例称,该市1957年建成一条43公里管道从密歇根湖引水以缓解含水层压力,但随后因需求增加,水位又持续下降数十年;2006年当地再建一条100公里管道从五大湖引水,含水层才重新走上恢复轨道。贾塞科表示,初步恢复后持续监测至关重要,以便管理者根据需求变化及时调整。

在研究局限性方面,贾塞科指出,该论文并非全面分析,也不是相关性研究,所纳入地区主要来自既有研究与管理实践记录,可能对在英语学术期刊发表地下水研究较多的地区存在“过度代表”。此外,研究并未建立从行动到效果的系统追踪框架。贾塞科称,需要一个数据库记录所有实施过类似干预的地点及其干预前后的地下水位变化;这一目标也在其长期合作者、同校教授黛布拉·佩罗恩(Debra Perrone)的推进工作之中。

贾塞科表示,案例总结并不意味着相关方案可在其他地区直接复制,仍需结合当地条件调整。但他认为,梳理成功经验可为管理者与利益相关方提供“可选方案清单”,以制定更贴合本地实际的策略,并为更广泛的地下水枯竭治理提供参考。


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