全球两成人口面临最大水资源压力

时间:2019-06-12 03:07   编辑:admin


 
全球两成人口面临最大水资源压力  
 

全球约两成的人口和火电及35%的灌溉作物生产,集中在水资源压力最为严峻的地区。美国加州大学欧文分校地球系统科学系的覃栎及同事,建立了一个新的表征水资源压力的指标SFV,并计算得出了这一结论。相关论文6月3日刊登于《自然—可持续发展》。

淡水是现代文明必不可少的基础资源,也是食品和能源生产的基石。但随着对食物和能源需求的不断增加,以及干旱和热浪频发,水压力成为一个日益凸显的全球问题。

由于通常用稀缺性评估水压力,研究人员将水资源归纳为灵活性用水和非灵活性用水。例如,火电厂冷却用水、种植多年生作物的灌溉用水、水库由于储水而引起的蒸发, 以及人类和动物所需要的基本用水归为非灵活性消耗用水。而灵活性用水主要是1年生作物的用水。

“所谓‘灵活’或‘不灵活’是一个相对概念,我们的区分标准是减少这些用水。如果经济成本越高,社会损失越大,那这种用水就被认为‘更不灵活’。”覃栎在接受《中国科学报》采访时表示,例如,当发生短期干旱时,农民更倾向于停止灌溉1年生作物(仅损失当年经济成本),而会尽量持续灌溉经济成本高的多年生作物。因此,识别非灵活性用水也有助于各地根据自己的气候、水资源、经济情况等合理规划用水方案。

基于全球电力数据库,研究人员确定了每个电厂的地理位置,然后再结合分析数据,获得每个电厂的气象条件,由此建立其逐年用水排放系数,同时根据电厂的发电量计算全球电厂用水量。

在农业方面,研究人员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了作物种类的耗水量。同时,他们根据全球水库数据和气象条件估算了相应蒸发量,并根据全球人口分布和畜牧业分布情况,估算其需水量。

在此基础上,研究人员计算了全球主要流域的总耗水占总供水量的比例、总非灵活性用水占总供水量的比例和年际供水量的变化性,由此建立了表征水资源压力的新指标SFV(非/灵活—可变性),评估了全球六大洲主要河流流域的水资源压力趋势。

分析结果显示,10%的水资源压力最大流域包括了全球19%、19%和35%的人口、火力发电和灌溉作物生产,同时其中很多地区的水资源压力呈上升趋势。同一行业不同地区的用水强度通常有数量级差异,但可能通过技术和管理减少一些水资源压力严峻地区的用水。

“但我们发现在很多水资源严峻地区,并没有根据水资源情况,做出合理的用水管理。而且,从同一行业不同地区的用水强度高达数量级的差异,也可以看出哪些地方生产同样单位作物,却消耗了更高的用水。无论这些地区水资源压力大与否,都有改善的可能性。”覃栎说。

因此,研究人员对一些水资源压力大、用水强度大的地区进行了分析。结果发现,这些地方或可通过具体途径,比如改变作物种类,改进灌溉方法,改进冷却用水技术等措施,减少单位生产的耗水。

此外,研究人员表示,由于气候变化能改变水资源分布,也可能增加用水量,因此,识别不同种类的用水,尤其是在可能干旱情况下更难以立刻消减的用水,对管理现有水资源,以及未来农业、能源行业的规划都有重要意义。

“我们将基于现有研究和数据基础,围绕‘粮食—能源—水’开展一系列研究,开展未来气候变化如何影响水资源,由此对人类社会经济活动造成的反馈的相关研究。”覃栎说。(来源:中国科学报 唐凤)

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