印度西北部的粮仓是否面临缺水危机?

一项利用卫星数据的新研究表明,该地区地下水的消耗速度快于降雨的补给速度。


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根据一项基于卫星数据并在《自然》杂志在线发表的新研究,为印度大部分地区提供粮食的大麦、大米和小麦田正在面临缺水问题。上个世纪绿色革命的中心地带在2002年8月至2008年10月间,从其印度河平原含水层中损失了109立方千米的水。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)

“据我们估计,印度拉贾斯坦邦、旁遮普邦和哈里亚纳邦,包括首都德里在内的地区,地下水位平均每年下降一英尺,该地区位于印度西北部,面积超过438,000平方公里,”论文的第一作者、美国宇航局水文专家马修·罗德尔说。“我们无法估算[含水层]中储存的地下水总量,因此我们无法说它何时会耗尽,但居民已经感受到了影响,而且情况只会变得更糟。”

后果包括水井干涸、印度首都缺水,以及农业产量可能下降。印度水利部长期以来一直认为,从含水层取水用于灌溉超出了该地区有限的降雨量,而世界银行也警告说,该国正面临水危机。每年,从含水层中抽取近63立方千米的水,而印度政府估计每年约有45立方千米的水补充含水层。

科学家们依赖于来自美国宇航局的“重力恢复和气候实验”卫星(GRACE)的数据,该卫星于2002年发射,用于测量地球引力场的细微变化,这些变化通常是由于地表或深层地下水的转移造成的。除了GRACE卫星在格陵兰和其他极地地区检测到的大规模水损失外,印度西北部是另一个水流失迅速的地区。“基本上,就像我们每月称量地球,并观察变化一样,”加州大学欧文分校的地球物理学家伊莎贝拉·韦利科尼亚解释说,她是研究团队的一员。

这种地下水枯竭的主要原因是灌溉,它推动了绿色革命,改变了该地区的谷物生产,并帮助维持了已达1.14亿人口的增长。1970年至1999年间,印度灌溉田地的总面积增加了两倍,超过3300万公顷。

现在看来,灌溉是不可持续的:“问题在于地下水的消耗没有被限制在可持续的水平,现在将难以遏制需求,”罗德尔指出。

同样显而易见的是,全球变暖加速了附近喜马拉雅冰川的融化,但这并非该地区缺水的主要原因。这些融水滋养了印度西北部及其以外的河流,但这些水很快就会流出该地区并消失。即使慷慨地假设自1962年以来所有喜马拉雅冰川的融化(每年约13.4立方千米)都集中在最靠近研究区域的150公里土地上,而不是分布在整个喜马拉雅山脉,科学家们最多只能解释印度西北部15%的水流失。而且,从2002年到2008年,该干旱地区的降雨量高于每年平均50厘米的水平。

一旦被抽出,印度河平原含水层中的水就会通过灌溉蒸发或灌溉植物的蒸腾作用而流失到该地区之外。GRACE还检测到美国也有类似的消耗,包括西部平原下的奥加拉拉含水层和加州中央谷地的地下水。“世界许多地区的地下水资源正在迅速枯竭,”加州大学欧文分校的水文专家詹姆斯·法米格列蒂说,他也是研究团队的一员。“这些地下水流失的信号,尤其是在中央谷地,非常强烈。”

解决方案可能是限制抽取含水层的水——尤其是在印度西北部,该地区利用它来填充覆盖约38,000平方公里的季节性稻田。“如果农民放弃水密集型作物(如水稻),并实施更高效的灌溉方法,那将有所帮助,”罗德尔说。

然而,随着人口增长的持续和粮食产量的增加,对地下水的需求只会增加,法米格列蒂警告说。尽管如此,他说,这项研究“表明我们可以跟踪世界各地地下水储量减少的速度。”

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