人类活动正在扰乱淡水循环,该如何扭转这一局面

Radiation from the sun evaporates green water in the soil, cooling the environment and returning moisture to the atmosphere where it forms clouds and rain.
Radiation from the sun evaporates green water in the soil, cooling the environment and returning moisture to the atmosphere where it forms clouds and rain.Image: Unsplash/ Md. Hasanuzzaman Himel
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  • 一项新研究指出,绿色水资源——土壤中可供植物利用的雨水——已越过临界限值。

  • 森林砍伐正在扰乱绿色水资源冷却环境的循环,导致气温升高、湿度增加,并扰乱粮食生产。

  • 可持续农业实践、有效政策和植物性饮食仍有助于防止水系统发生危险变化。

绿色水资源——土壤中可供植物利用的雨水——对于陆地及地下的生命不可或缺。但在一项新研究中,我们发现,对这一资源的广泛压力已越过临界限值。

行星边界框架——科学家于2009年首次提出的概念——确定了九个过程。在过去11,700年里,这些过程在地球系统中一直保持着显著稳定。其中包括相对稳定的全球气候和完整的生物圈,它们使以农业为基础的文明得以繁荣发展。研究人员提出,这些过程各自都有一道边界,一旦越界,地球系统或其重要组成部分就有遭到扰乱的风险。

全面科学评估于2015年发现,人类活动已突破九大行星边界中的四项。温室气体排放正在推动气候变暖;物种第六次大灭绝正在瓦解构成全球生物圈的生命之网;集约化农业正在污染环境,自然栖息地也正在大规模遭到破坏。2022年早些时候,研究人员宣布,随着化学污染物和塑料的排放与累积,第五条行星边界已被越过。

迄今为止,有观点认为,人类对淡水的利用在全球范围内仍处于安全限度之内。但早期评估只考虑了所谓的蓝水,即流经河流、储存在地下含水层中的水。即便如此,由于过去一个世纪蓝水开采量增加了六倍,许多流域可能已经越过区域边界。除了灌溉作物以满足人类和牲畜日益增长的需求外,人口增长和生活水平提高也推高了全球家庭和工业用水量,扰乱水生生态系统,并大幅减少其中的生命。将绿色水资源纳入评估后,我们发现,淡水维持地球系统稳定的能力所面临的威胁,比最初报告的更大。将绿色水资源纳入评估后,我们发现,淡水维持地球系统稳定的能力所面临的威胁,比最初报告的更大。

Azote/斯德哥尔摩韧性中心

绿色水资源警报Image: 太阳辐射使土壤中的绿色水资源蒸发,从而冷却环境,并将水分送回大气,形成

云和降雨

。这一循环维系着地球上一些最重要的生态系统,例如亚马逊雨林;它约占全球热带森林的40%,储存约1120亿吨碳,并栖息着陆地生命的25%。研究表明,清除森林会减少水分进入大气的流量,削弱地球系统循环水的效率,最终使亚马逊等生态系统

面临崩溃风险。全球变暖和土地利用方式的变化,尤其是森林砍伐,是导致人类突破这条行星边界的主要因素。二者的综合影响表明,各行星边界彼此相互作用,应作为一个相互关联的系统来对待。森林砍伐可能阻断水文循环中绿色水资源的流动。Unsplash/Karsten Winegeart

粮食生产也依赖绿色水资源。全球约有Image: 60%的主粮生产

和80%的耕地依靠雨水灌溉。在这些地区,作物获得的水完全来自降雨。即使是灌溉作物,也在一定程度上依赖雨水。我们发现,自工业革命以来,尤其是自20世纪50年代以来,全球越来越多地区的土壤明显变得更干或更湿。水在维系有韧性的社会和生态系统

方面不可或缺,因此这种向极端条件转变的趋势令人担忧。干旱期变得更加频繁、严重,意味着许多地区的

干旱将持续更久、程度更重,例如目前受影响的智利和美国西部。这会限制植物的光合作用,使其吸收更少的加热地球大气的二氧化碳。因此,目前吸收约30%的年度二氧化碳排放量的陆地碳汇会减弱,未来甚至可能成为碳的净排放源。土壤中的水分过多也不好。土壤水分饱和会增加洪水发生的可能性,并抑制作物生长。湿润土壤蒸发出的水量异常增多,可能会

推迟季风来临,例如印度等地;当地旱季延长,农业因此受到扰乱。高湿度与高温相结合也会引发致命热浪,因为空气极其潮湿时,人体无法通过出汗散热,很快就会过热。南亚、中东沿海地区以及加利福尼亚湾和墨西哥等多个地区,正在比预期更早地遭遇这种致命组合。在政策和法律框架中明确管理绿色水资源并保护它,也可能是必要之举。

EPA-EFE/Rajat GuptaImage: 可以采取哪些行动?

越来越多的科学证据表明,与过去11,700年中的任何时期相比,如今地球既更干,也更湿。这威胁着维持生命的生态和气候条件。

我们的分析显示,第六条行星边界已被越过。但采取雄心勃勃的行动减缓气候变化并遏制森林砍伐,仍可能防止地球

绿色水资源循环发生危险变化。与此同时,将农业实践转向可持续的替代方式等其他措施,也能防止更多土壤退化和水分流失。在政策和法律框架中明确管理绿色水资源并保护它也可能是必要之举。

研究表明,农业是导致多项行星边界遭到突破的主要原因。转向可持续的植物性饮食,是让人类保持在这些边界以内的简单而高效的选择。

人类已不再处于安全区。我们需要立即采取行动,维持有韧性、能够滋养生命的淡水循环。

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