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地下蓄水层地下水是粮食安全的重要因素

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-02  浏览次数:25
核心提示:干旱的城市、农田和牲畜从地下蓄水层(地下水的天然来源)中大量饮水。但一项针对美国三个开采最频繁的含水层的研究显示,从这些资

干旱的城市、农田和牲畜从地下蓄水层(地下水的天然来源)中大量饮水。但一项针对美国三个开采最频繁的含水层的研究显示,从这些资源中过度开采可能会导致艰难的选择,不仅影响国内粮食安全,还会影响国际市场。

 

伊利诺伊大学土木和环境工程教授xiing Cai和Megan Konar,以及研究生Landon Marston和Lehigh大学教授Tara Troy,研究了三个主要含水层系统的地下水消耗。从2000年到2008年,对这些含水层的依赖程度大大增加,导致美国93%的地下水枯竭。他们在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上发表了他们的研究结果。


美国地质调查局(U.S. Geological Survey)认定,加州的中央山谷含水层、大平原州的高平原含水层和中西部较低地区的密西西比湾含水层的管理是不可持续的,这意味着从含水层中抽取的水比补充的水要快。


“深层地下水就像天然气。如果你使用它,需要一段时间来充电。“不可持续的使用意味着地下水位下降,这使得抽水变得更加困难和昂贵,因为我们必须继续往更深的地方抽水。”它还会影响与地下水位相关的生态系统,如河流和湿地。


研究人员跟踪了含水层的用水量,从地理位置和使用情况两方面了解了水的去向。例如,当用水灌溉作物时,研究人员跟踪这些作物的运输地点。


“当我们想到水的时候,我们想到的是直接的水,从水龙头里流出来的水。但是我们实际上在日常生活中使用了大量的水——水的足迹来生产产品。“我们关注的是产品中的水分在州与国之间的隐性转移。”


研究人员发现,这三个含水层的地下水绝大多数(91%)留在美国境内,其余9%出口到国外。他们确定了最依赖每个含水层的国家,以及利用每个含水层的水生产的产品的分解情况。例如,来自高原含水层的水灌溉谷物的比例最大,而来自加州中央山谷含水层的水用于生产肉类的比例最大。有关详细发现,请参见信息图。


研究人员希望,掌握有关含水层水如何利用的详细信息,以及这种利用对经济和环境的复杂影响,能够帮助决策者在水资源管理方面作出决定。


“这里的问题是权衡。这是决策者面临的困难。“在环境和经济利益之间有一个权衡,在当前使用和未来使用之间有一个权衡。环境受到影响,食品市场受到影响,渔业资源受到影响。这有助于决策者理解这个问题。我认为这些信息对于公众理解这个问题也很重要。


研究人员认为,这项研究对国际领导人也很重要,因为任何决定都会影响全球粮食生产和价格。研究发现,尽管国际出口只占总用水量的一小部分,但出口产品在进口国占有很大的市场份额。


接下来,研究人员计划研究美国的主要流域,以便更全面地了解美国的自然水资源。他们感兴趣的是详细说明在不同条件下的用水情况,包括经济和环境影响。


科纳尔说:“为未来管理水资源尤为重要,因为未来的降雨模式将更加多变,预计将出现更多干旱。”“正如我们在加州看到的,他们真的很幸运,在干旱期间有蓄水层可以依靠。”我们不想耗尽这些含水层的供应,所以当我们遇到干旱的情况时,我们有一些紧急备用。


 
 
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