災難的藍圖:人類已將地球的淡水循環推向崩潰邊緣
新的研究表明,全球淡水循環發生了重大變化,遠遠脫離了工業化先前觀察到的狀況。最近對全球淡水資源進行的一項研究顯示,人類活動極大地改變了地球的淡水循環,造成的變化遠遠超過了工業化之前的狀況。
研究顯示,淡水變化的最新地球邊界在二十世紀中葉就已經被超越。換句話說,在過去的一個世紀裡,人類一直在推動地球淡水系統的發展,遠遠超出了工業化之前的穩定狀態。
這是首次在如此長的時間尺度內,以適當的參考基線對全球水循環變化進行評估。發表在《自然-水》(Nature Water)上的研究結果表明,大壩建設、大規模灌溉和全球暖化等人類壓力已經改變了淡水資源,以至於淡水資源調節重要生態和氣候過程的能力岌岌可危。
國際研究小組利用綜合人類對淡水循環的所有主要影響的水文模型數據,以大約50×50 公里的空間分辨率計算了每月的溪流流量和土壤濕度。作為基線,他們確定了前工業化時期(1661-1860 年)的條件。然後,他們將工業時期(1861-2005 年)與這一基線進行了比較。
他們的分析表明,異常乾旱或潮濕的情況–河流流量和土壤濕度的偏差–出現的頻率增加了。與工業化前時期相比,自20世紀初以來,出現乾濕偏差的區域持續擴大。整體而言,與工業化前相比,出現偏差的全球陸地面積幾乎翻了一番。
阿爾託大學的博士研究員、論文的主要作者之一維利-維爾基(Vili Virkki)說:「我們發現,現在的特殊情況比以前更加頻繁和普遍,這清楚地表明了人類活動如何改變了全球淡水循環的狀況。”
由於分析是在高空間和時間分辨率下進行的,研究人員可以探索偏差的地理差異。在許多熱帶和亞熱帶地區,異常乾燥的溪流和土壤濕度條件變得更加頻繁,而在許多北方和溫帶地區,異常潮濕的條件有所增加,尤其是在土壤濕度方面。這些模式與氣候變遷導致的水供應變化相吻合。
在人類使用土地和農業歷史悠久的許多地區,模式更為複雜。例如,尼羅河、印度河和密西西比河流域都經歷過異常乾旱的河流流量和潮濕的土壤水分條件,這表明灌溉驅動了變化。
米娜-波卡(Miina Porkka)解釋說:”使用一種在不同水文變量和地理尺度上具有一致性和可比性的方法,對於理解推動我們所看到的淡水變化的生物物理過程和人類行為至關重要。”
有了對溪流和土壤濕度變化的全面了解,研究人員就能更好地研究淡水循環變化的原因和後果。研究的資深作者、阿爾託大學副教授馬蒂-庫姆(Matti Kummu)說:”更詳細地了解這些動態變化有助於製定政策,減輕由此造成的危害,但我們的當務之急應該是減少人類對淡水系統造成的壓力,因為淡水系統對地球上的生命至關重要。”
編譯自: ScitechDaily