地球上只有不到 3% 的面积被淡水覆盖。虽然这个比例基本保持不变，但人口增长却没有。对于 77 亿（并且还在增长）的人口来说，只有 1% 的淡水是可用的。
随着人们对水资源短缺的担忧日益加剧，2018 年的一项研究记录了多年来淡水可用性的变化情况，帮助水资源专家和管理者准确了解这一关键资源的流量是如何变化的。维多利亚大学和萨斯喀彻温大学全球水安全研究所的博士候选人 Xander Huggins 和他的同事们决定探索这些变化究竟会对地球上的生命意味着什么。他们的研究结果于本月发表在《自然》杂志上。
该团队检查了全球 1204 个流域，以了解水资源可用性如何与社会进程相结合，在社区中造成脆弱性。他们研究的主要因素是淡水压力，即每年使用的 H2O 量与自然流出流域的数量之比；Huggins 表示，压力越大，可供生态系统和满足人类需求的水就越少。随后，他和同事们将这些发现与关于地下含水层和冰川等淡水储存量变化的数据相结合。
Huggins 发现，全球 478 个最受压力的流域中，有 42% 的流域也是那些储存量不成比例减少的流域。这些流域，包括美国南部和西南部、阿根廷中部以及中东地区的流域，是人们和生物已经面临压力的地区。根据他团队的计算，约有 22 亿人和全球 27% 的粮食作物产量位于正在干涸的淡水流域内。
识别脆弱水源
在绘制出风险最高的地区后，Huggins 通过结合压力和储存量之间的关系以及政府应对的准备程度和经济充足度数据，创建了一个脆弱性分析。他希望通过创建一个理解脆弱性的框架并识别这些“热点”流域，水资源短缺问题能在这些地区被政策制定者优先处理。
Huggins 指出，这项指标足够简化，可以在全球范围内使用。在 168 个“非常高”和“高”脆弱性评分区域中，并非所有区域都面临相同的威胁。论文作者发现，最脆弱的流域其水资源管理水平普遍最差，而跨国流域的情况甚至更糟。根据该量表，阿尔及利亚、印度和哈萨克斯坦等国的脆弱性较高，水资源管理水平较低。
尽管 Huggins 的研究显示美国在社会适应性方面得分很高，但它也面临着超出压力和储存量之外的许多淡水问题。淡水资源的公平获取在各州社区中存在差异。 根据致力于保护五大湖区饮用水源的倡导组织 Freshwater Future 的执行主任 Jill Ryan 的说法，最大的两个问题是水污染和成本。伊利诺伊州和俄亥俄州是水管中铅含量最高的州。不断上涨的成本也使得越来越多的家庭无力负担用水——其中一个原因是需要建设新的基础设施来去除铅管。Ryan 表示，这项成本现在越来越多地转嫁给消费者。
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此外，Ryan 指出极端天气是导致不稳定的主要因素。五大湖拥有约占世界地表淡水总量的 20%——正如 Ryan 所说，这是冰川的馈赠。“然而，这是一个波动的系统（水位）。“Ryan 说。“它总是在最大值和最小值之间波动：你会看到 30 年的波动，但现在我们看到更快的波动，而且更严重。无论是高位还是低位，我们几乎每年都接近创纪录水平。”
Ryan 和 Huggins 都指出，地下水井正面临日益严峻的短缺问题。在美国，近 五分之一的井因地下水抽取量增加而面临干涸的风险，距离干涸只有 16 英尺。
Huggins 说：“当水井干涸时，这会加剧经济不平等，因为只有最富有的人才能负担得起挖更深的水井。”“然后，这种经济不平等会通过水资源不安全来体现，因为农村水井所有者可能无法获得像以前那样可靠的淡水。”
西南部地区的水资源短缺
Huggins 的研究重点关注的地区之一是美国西南部。与五大湖一样，科罗拉多河和格兰德河流域也是周边各州多个社区的所在地。American Rivers 美国河流组织西南河流保护项目主任 Michael Fiebig 表示，科罗拉多河流域为各种动植物保护区、原住民的神圣文化遗址以及近 4000 万人的万亿美元经济提供了支持。但该流域的预测却不容乐观：科罗拉多水资源中心的一项估计显示，由于各种气候变化情景，到 2050 年，该流域的水量将减少 20% 到 30%。
Fiebig 表示，过度分配和人为引起的气候变化是导致这场迫在眉睫的危机的两大原因。“基本上，通过条约和协议分配给人们的水量，比流域提供给的水量还要多。”这就是他所说的“纸面水”和“实体水”之间的区别。
随着气温升高，土壤湿度也随之减少。地表径流减少，积雪减少。总而言之，河流和地下水中的水量都减少了。
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水资源专家正在研究一系列解决方案来应对这些问题。例如，Ryan 和 Fiebig 在各自地区的工作重点是韧性，即河流系统在不崩溃的情况下能承受多少压力。在科罗拉多河流域的情况下，这需要考虑极高的温度、干旱和污染。
Fiebig 说：“我们现在正努力稳定系统并量入为出，但到了 2050 年，我们会回头看看 2022 年，认为那是‘好日子’。“‘这是丰衣足食的日子’——但现在感觉不到丰衣足食。”
更正（2022 年 1 月 31 日）：原报道称，新的《自然》研究考察了 1024 个流域。正确的数字是 1204 个。报道还更新了淡水压力的更清晰定义，并添加了对相关研究的直接链接。
