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全世界超過一半河流每年斷流,地球人缺水喝怎么辦?

發布時間:2021-06-28 12:01 來源:科普中國網

  

  Flickr/Tim J Keegan

  作者|于淼 西奈山伊坎醫學院

  編輯|陳天真

  人類文明逐水而居,不過你可能不知道,尼羅河、印度河、黃河,這些孕育古代文明的河流,在過去50年里,嚴格意義上都已經不能稱為常流河了——它們在一年中都或多或少會出現斷流。

  事實上,斷流現象不僅出現在這些標志性的大河流里。6月16日,《自然》雜志的一項最新研究發現,在地球上數千萬公里的河流中,有接近51-60%每年會出現至少一天的斷流。

  這些河流遍布世界各大洲,出現在所有氣候類型中。如果氣候變化和水資源問題得不到解決,預計未來幾十年,將有更多河流陷入干涸。

  當河流停止流動

  無論是波濤洶涌的大江大河,還是淙淙流淌的小溪,水流量都會受到自然和人為因素干擾。

  研究人員發現,不出所料,干旱是影響河流斷流最重要的因素。在干旱地區,蒸發量高于降水量,河流更容易出現季節性斷流,比如撒哈拉地區的河流在兩次雨季之間會長時間干涸。

  

  干旱地區河流更容易出現季節性斷流。|Science

  不過,即使在非干旱地區也會出現斷流。在寒冷的北極和喜馬拉雅山脈,河流在冬季會因凍結而停止流動。而在溫熱地區,如果上游沒有很好的蓄水地理條件,河流同樣會面臨斷流。

  河流斷流,其實就是液態水減少了,直接原因是氣候變化。鑒于上世紀以來的氣候變化大都是人類活動所致,河流斷流可以算是人類給自己挖的坑。

  除了氣候變化,人類對自然河流的改造也在加劇斷流。例如,大型水利工程,特別是干旱地區為了蓄水修建水壩,經常會直接導致下游斷流,我國塔里木河支流上的很多灌溉水利工程就導致了下游的斷流。

  為了確定全世界有多少河流會出現間歇性斷流,研究人員對已有的5615個全球河流水文站——包括了4428個常流河水文站與1187個非常流河水文站——的數據進行分析建模。

  根據每個河段的氣候、土壤、地質和其他環境因素,他們對全球尺度河流斷流情況進行了預測。結果發現,在地球上6400萬公里的河流中,有接近51-60%每年至少有一天會停止流動,44–53%每年至少有一個月處于干涸。

  

  全球常流河與非常流河的分布,非常流河已經超過一半。|Messager et al., Nature, 2021

  在全球河流斷流成為常態的前提下,無論是構建氣候模型,還是制定生態保護政策,都需要考慮到斷流現象的影響。

  我們當前研究氣候變化很大程度上依賴模型,而在模型里,河流通常被設定為常流河,如果實際情況不是這樣,模型就可能無法給出可靠的結論。例如,有研究發現,如果在氣候模型里不考慮河流的季節性斷流現象,那么二氧化碳排放量會低估10%,很多地球化學循環模型也會因此不再符合模型最初的假設。

  此外,當前的很多生態保護政策也大都建立在常流河數據之上,很多還特意排除掉相對難界定的斷流河。這其實算得上一種“偷懶”,因為管理常流河要比管理季節性河流容易得多。但如果只去管理容易管理的,并不能解決實際問題,甚至會遺漏重要因素。

  飲水直接受影響

  隨著氣候變化問題日益嚴峻,一些地區未來可能發生更嚴重、更頻繁的干旱,從而導致更多河流干涸。與此同時,全球變暖也可能導致一些季節性河流開始持續流動,例如,寒冷氣候下的河流結冰時間可能縮短。河流系統的這些變化可能影響當地的生物多樣性:一些物種會因此繁榮發展,另一些則可能走向滅絕。

  對大多數人而言,河流斷流更重要的影響是飲用水。

  地下水分為淺層地下水(也稱潛水)與深層地下水(也稱承壓水)兩種。淺層地下水可以跟地表水互相補充,也可以由降水補充,算是可再生資源。深層地下水一般位于兩個隔水層之間,循環周期長達上千年,被認為屬于不可再生資源。

  現在全球都處于城市化進程,而城市生活用水基本靠地表水或淺層地下水,深層地下水就算有也不可持續供給,因此,河流斷流會直接影響飲水問題。

  除生活用水外,工農業用水量也會伴隨人口遷移、年齡結構變化等用水需求趨勢的改變而改變。因此,全球尺度河流斷流的普遍出現,將可能成為發展中出現的資源與需求錯配的新問題。

  

  河流斷流會直接影響飲水問題。|來源:Tyler Wohlford

  如何應對斷流?

  不過,解決河流斷流也不是沒有新思路。

  今年,山東省與河南省對黃河干流跨省界斷面的水質年均值及3項關鍵污染物的年均濃度值進行了對賭:如果水質達到三類水,雙方互不補償;但如果水質改善,下游的山東省要給河南省6000萬元獎金;同樣如果水質惡化,河南省要賠山東省6000萬。

  這類制度創新也可以用到河流斷流問題上。比如,我們可以用一條河的斷流天數,與河流沿岸的用水量大戶構建對賭協議,下游因為斷流損失的經濟效益可以讓上游補回來。這樣雖然無法直接解決氣候變化的問題,但至少可以通過市場與金融手段平衡發展機遇上的不平等。

  

  黃河在一年中也會出現斷流。|維基百科

  現代社往往給人一種虛幻的穩定性與安全感,仿佛只要擰開水龍頭,就會有源源不斷的自來水。但這個世界其實一直在變化。

  在地球上的河流已經主要是斷流河的今天,人類只能去適應新的氣候條件,我們沒有回頭路。如果適應的代價是整體生存成本的提高,那么也確實要做好相應的心理準備與策略儲備。

  地球不是為人類設計而存在的,但人類如果不設計好生存策略,就很難在地球上可持續生存。

  參考鏈接

  https://www.nature.com/articles/s41586-021-03565-5

  https://www.nature.com/articles/d41586-021-01528-4

  https://scienmag.com/most-rivers-run-dry-now-and-then/

編輯:徐菁
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