隨著人口成長和氣候變遷導致淡水儲備減少,水資源短缺成為焦點
口渴的世界一名兒童在南蘇丹的一口井裡喝水,全國只有一半的人口能夠獲得乾淨的飲用水。
史蒂芬妮·格林斯基/法新社/蓋蒂圖片社
F淡水對於飲用、洗滌、種植糧食、生產能源以及現代生活的幾乎所有其他方面都至關重要。 然而,地球 76 億居民中,有超過 20 億人家中缺乏按需提供的乾淨飲用水。
聯合國 6 月發布的一份重要報告顯示,世界尚未走上實現聯合國目標的軌道:到 2030 年為所有人提供安全用水和衛生設施。 到 2050 年,世界上一半的人口可能不再擁有安全的水。
人們會有足夠的水來生活嗎?
兩個主要因素正在推動地球走向更飢渴的未來:人口成長和氣候變遷。 首先,問題是如何平衡更多的人與有限的可用水量。
家庭附近獲得清潔水的機會最少的 10 個國家


資料來源:水缺口:2018 年世界水狀況/WaterAid; 世界禁令k
印度改善了農村地區的供水狀況,但由於缺乏供水服務的人口數量(1.63 億)仍然名列前茅。 排名第二的衣索比亞有 6,100 萬人缺乏清潔水,自 2000 年上次測量以來,情況有了很大改善,但仍有很高比例的居民無法獲得清潔水。
缺乏任何重大但不太可能的突破,例如淡化大量海水的新技術(SN:2016 年 8 月 20 日,第 16 頁 22 號),人類將不得不湊合使用現有的淡水。
世界上大部分淡水都用於農業,主要用於灌溉農作物,但也用於飼養牲畜和養殖水生生物,例如魚類和植物。 隨著全球人口的成長,農業產量不斷增加,以滿足更多樣化的飲食需求。 近幾十年來,無論是農業、工業還是城市,從地面或湖泊和河流取水的增長速度有所放緩,但仍超過了 1940 年以來的人口增長率。
取水量超過人口成長


資料來源:AQUASTAT/糧農組織; IA希克洛馬諾夫/水國際2000年
這意味著每一滴水都變得越來越珍貴——必須做出艱難的選擇。 在你的田地裡種植甘蔗來生產燃料乙醇,就無法種植農作物來養活家人。 在河流上築壩發電,下游的人們就不能再捕魚了。 為自己抽出地下水,而你的鄰居可能只想爭奪它。 研究人員稱之為食物-水-能源關係,並表示這是我們日益工業化、全球化和缺水的世界面臨的最大挑戰之一。
加州大學柏克萊分校的環境科學家保羅·多多里科 (Paolo D'Odorico) 表示:「水根本無法滿足我們所有的需求。」他的團隊分析了食物-水-能源的關係4 月 20 日線上發表的一篇論文地球物理學評論。
總體而言,預計能源產業在未來幾十年將消耗越來越多的水。 有時,聽起來不錯的想法——例如轉向再生能源以減少碳排放——可能在一個領域有所幫助,但在另一個領域卻有害。 例如,種植生物燃料作物可能比消耗化石燃料需要更多的水。
能源部門的耗水量**


** 耗水量是指使用後未返回水源的水。 這些預測是基於各國明確承諾逐步取消化石燃料補貼和減少溫室氣體排放。
資料來源:2016 年世界能源展望特別報告:水-能源關係/IEA
然後是氣候變遷。 隨著溫室氣體在地球大氣層中積聚,吸收熱量並改變地球的天氣和氣候,水將變得更加珍貴。 全球氣溫上升改變了天氣模式,並改變了地面和大氣之間的水循環方式。 淡水儲存量可能會減少。 洪水和乾旱等極端事件在我們變暖的星球上變得越來越普遍(SN:2018 年 1 月 20 日,第 14 頁 6)。 這意味著人們不需要的地方需要更多的水,而需要的地方則需要更少的水。
下圖顯示了到 2040 年預計水資源壓力(用水量與供水量之比)的情況。 由於氣候已經乾旱和人口不斷增長,供水脆弱的地區預計將面臨最大的壓力。
2040 年各國水資源壓力


城市將首當其沖地承受未來水資源短缺的影響。 今年年初,生活在南非開普敦的超過 400 萬人似乎即將耗盡水資源。 官員們計算出四月是“零日”,屆時水龍頭將乾涸。 城市居民只能採取遲來的、孤注一擲的保護措施,例如削減農作物灌溉用水量,才勉強度日,直到五月雨季開始。 開普敦危機幾乎肯定是眾多危機中的第一場。
到 2050 年,全球約有 35 億至 44 億人的用水機會有限,其中超過 10 億人居住在城市。 一項分析水源和需求的研究顯示,在 482 個城市中,超過四分之一的城市將面臨供不應求的情況。 一般來說,城市成長是城市未來水資源短缺的主要驅動因素。 洛杉磯位居榜首,因為即使氣候變遷導致其水源枯竭,其人口預計仍將激增。 如果其他部門優先獲得用水,城市的情況將會更糟。
2050年城市水資源缺口最大的20個城市


資料來源:M. Flörke、C. Schneider 和 R. McDonald/自然永續性2018年
面對如此無情的變化,人們很容易感到絕望。 但科學以替代的前進道路的形式提供了希望。 例如,麻省理工學院的電腦建模者發現應對氣候變遷的政策,例如2015年巴黎協定美國去年宣布打算退出(SN 線上:2017 年 6 月 1 日),可以減輕未來水資源短缺的嚴重程度。 如果各國遵守與協議中類似的承諾,到 2050 年,亞洲 6,000 萬人可以避免嚴重的水資源短缺,該團隊在 6 月寫道環境研究快報。
但巴黎協定還不夠。 隨著研究越來越清楚地表明,需要做出權衡和決策。 開普敦的經驗表明,政府需要如何更好地應對供水的競爭性需求。 市政當局可能需要將水的成本提高到人們足夠重視並節約用水的程度。
德國卡塞爾大學水文學家和環境科學家 Martina Flörke 表示:“我們可以通過考慮技術解決方案來解決問題,但我們也必須考慮改變我們的行為。” “如果我們能夠明確……水是有價值的,它是我們使用並必須照顧的生態系統服務,那麼我們就會真正考慮如何適應。”
本文發表在 2018 年 8 月 18 日的《科學新聞》上,標題為「口渴的世界:全球有超過 20 億人缺乏乾淨水」。