全球两成人口面临最大水资源压力

科普小知识2022-10-28 19:13:47

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(记者唐峰)大约20%的世界人口、热能和35%的灌溉作物生产集中在水资源压力最大的地区。加州大学欧文分校地球系统科学系的秦栎和他的同事建立了一个新的指标SFV来描述水资源的压力，并计算了这个结论。相关论文发表在6月3日的《自然——可持续发展》杂志上。

淡水是现代文明必不可少的基本资源，也是粮食和能源生产的基石。然而，随着对食物和能源需求的增加，以及频繁的干旱和热浪，水压已经成为一个日益突出的全球性问题。

由于稀缺性通常被用来评估水压，研究人员将水资源划分为灵活和不灵活两类。例如，火力发电厂的冷却水、多年生作物的灌溉水、水库蓄水引起的蒸发以及人类和动物所需的基本水被归类为非弹性消耗水。柔性水主要用于一年生作物。

“所谓的‘灵活性’或‘不灵活性’是一个相对的概念，我们的区别标准是减少这些水的使用。如果经济成本越高，社会损失越大，那么这种用水方式将被认为是“更不灵活的”秦栎在接受《中国科学》采访时说，例如，当出现短期干旱时，农民更倾向于停止灌溉一年生作物(只是失去了当年的经济成本)，并将试图以较高的经济成本持续灌溉多年生作物。因此，确定非弹性用水也有助于各地区根据自身气候、水资源和经济状况合理规划用水计划。

基于全球电力数据库，研究人员确定了每个发电厂的地理位置，然后结合分析数据获得每个发电厂的气象条件，从而建立其年耗水量排放系数，并根据发电厂的发电能力计算全球发电厂的耗水量。

在农业方面，研究人员使用全球作物水分模型，根据作物种类、气象条件、土地类型、作物生长周期等计算作物种类的耗水量。同时，他们根据全球水库数据和气象条件估算了相应的蒸发量，并根据全球人口分布和畜牧业分布估算了需水量。

在此基础上，研究人员计算了总用水量占总供水量的比例、总非弹性用水量占总供水量的比例以及世界主要河流流域年供水量的可变性，从而建立了一个新的指标SFV(非/弹性可变性)来表征水资源压力，并评估了世界六大洲主要河流流域的水资源压力趋势。

分析结果表明，10%的水资源压力最大的流域包括19%、19%和35%的全球人口、火力发电和灌溉作物生产，而许多地区的水资源压力正在上升。同一行业不同地区的用水强度通常因数量级而异，但通过技术和管理，有可能在水资源压力严重的一些地区减少用水。

“但我们发现，在许多水资源严重的地区，并没有根据水资源状况进行合理的水管理。此外，同一行业不同地区的用水强度相差一个数量级，这些地区生产相同单位的作物，但消耗更多的水。无论这些地区的水资源压力是否巨大，都有改善的可能。”秦橡说道。

因此，研究人员分析了一些水资源压力大、强度大的地区。结果表明，这些地方可以通过改变作物类型、改进灌溉方法、改进冷却水技术等具体措施降低单位生产用水量。

此外，研究人员表示，由于气候变化可以改变水资源的分布，也可能增加用水量，因此确定不同类型的水，特别是那些在可能的干旱条件下更难立即减少的水，对于现有水资源的管理以及未来农业和能源行业的规划具有重要意义。

“我们将在现有研究和数据的基础上开展一系列关于‘食物-能源-水’的研究，并就未来气候变化将如何影响水资源以及人类社会和经济活动的反馈开展相关研究。”秦橡说道。