Science | 地下水正在被抽干，還能補回來嗎？

1

原文信息

隨著農業、生活和工業需求的持續增長，全球各地的地下水正面臨枯竭，且往往是以迅速且不可持續的速度在流失。這種地下水流失是否不可避免？這項研究審視了一系列案例，證明事實并非如此：這些案例表明，設計得當的人為干預能夠減緩、遏制，甚至扭轉地下水枯竭的趨勢。明確哪些方法能夠有效應對地下水枯竭，將有助于推動更多相關的防治工作，從而緩解地面沉降、地下水位下降、農作物減產以及海水侵蝕沿海含水層等問題。

引用：Scott Jasechko ,Global cases of groundwater recovery after interventions.Science391,1218-1228(2026).DOI:10.1126/science.adu1370

2

研究摘要

作為全球規模最大、分布最廣的常年性淡水資源，地下水將在本世紀最具關鍵意義的科學與政治挑戰之一中發揮核心作用：即在氣候變暖的背景下，在維持關鍵生態系統的同時，改善人類獲取淡水的能力，以滿足糧食生產和安全飲用水的需求。地下水對于灌溉農業和生活用水的獲取至關重要。遺憾的是，不可持續的開采正以迅速且不斷加速的速率消耗著地下水儲量，尤其是在干旱地區的耕作區。這種地下水枯竭現象不僅對全球城市化進程構成了挑戰，更可能成為灌溉農業所面臨的全球最大威脅。盡管人類干預手段能夠扭轉地下水枯竭的趨勢，但目前尚未有人對那些成功補充了枯竭含水層的干預案例進行系統的匯編與比較。本篇分析聚焦于一個貫穿地下水資源物理科學與社會科學研究的核心問題：地下水枯竭的趨勢究竟是如何被扭轉的？

3

研究進展

近期研究強調指出，地下水枯竭并非不可避免，通過采取干預措施，完全可以減緩、遏制甚至扭轉這種枯竭趨勢。這項研究梳理了數十個地下水恢復的案例，在這些案例中，地下水位在經歷了長期下降之后均出現了回升。這些案例涵蓋了廣泛的氣候和土地利用條件，充分表明地下水的恢復不僅可以在城市和鄉村地區實現，同樣也能在濕潤和干旱氣候區發生。推動地下水恢復的干預措施大致可歸為三大類。首先，大多數地下水恢復案例都涉及引入替代水源，以此來抵消對地下水的需求。這些替代水源通常源自對河水的引流，這突顯了協調地表水與地下水管理之間關系的關鍵重要性。鑒于此類引流操作會減少河流的徑流量，部分地下水恢復案例在取得成效的同時，也加劇了其他地區的缺水問題。其次，約半數的案例涉及政策或市場條件的調整，旨在通過這些調整來降低對地下水的需求；此類調整包括實施并嚴格執行地下水取水收費制度，或對抽水行為施加限制等。第三，許多地下水恢復案例都涉及人工地下水補給。這種人工補給既可以是刻意為之（例如，將河水引入特意設計為具有滲漏功能的蓄水池中），也可以是無意中形成的（例如，因灌溉渠滲漏而產生的補給）。總體而言，許多地下水恢復案例的成功，都歸功于多種干預措施的同步實施，這充分證明了采取多管齊下的綜合策略對于扭轉地下水枯竭趨勢具有顯著成效。

為枯竭的含水層進行補給，能夠帶來諸多協同效益，例如遏制地面沉降、減緩海水入侵、降低干旱脆弱性、恢復生態系統以及改善用水可及性。然而，當地下水位回升至極淺的深度時，也可能引發新的挑戰，包括土壤過濕、建筑物結構失穩、液化風險增加以及洪澇災害加劇。綜合來看，各類地下水恢復案例既突顯了通過人為干預來遏制地下水枯竭的益處，同時也警示人們應避免過度矯正，以免導致含水層補給過量而引發次生問題。從科學角度而言，針對旨在遏制地下水位下降的干預措施開展更廣泛的跨學科研究，有助于發掘并提煉出可供推廣的有效策略，從而為解決地下水枯竭問題提供借鑒。從戰略角度來看，相關利益方與管理者可考慮借鑒并實施本文所綜述的各類策略中的具體要素——這些策略已在過往的一個或多個案例中被證實行之有效——從而讓過去的成功經驗能夠為當前應對地下水枯竭的各項工作持續賦能。

4

主要圖表

5

結果討論

在許多不同的情境下，通過政策和工程干預，地下水枯竭的趨勢已得到扭轉。然而，本文所匯編的這些干預措施并非補充枯竭含水層的唯一途徑。例如，暫時淹灌耕地以實現“受控含水層補給”，以及轉而采用更高效的灌溉方式——盡管這些策略并未在本文所回顧的案例中被具體提及，但在某些干旱耕作區，它們或許是協助解決地下水枯竭問題的可行策略。此外，近期已有研究表明，通過政策激勵來推動小規模“受控含水層補給”項目，是一種應對地下水過度開采的極具潛力的工具。面對21世紀的地下水枯竭挑戰，相關的應對工作若想取得成效，或許需要——甚至必須——采取一些有別于本文所回顧的67個歷史性地下水恢復案例的新策略。

這67個案例展示了補充枯竭含水層的潛力。然而，仍需牢記幾點注意事項。

首先，每個地區都擁有特定的地形、土地利用和氣候條件；這意味著，在某一地點實施過的干預措施，若要在另一地點推行，至少需要進行相應的調整。那些已被證實能有效扭轉地下水枯竭局面的干預措施，更有可能成功推廣至條件相似的新地點。

其次，在這些案例中，僅有一部分位于耕作型干旱區——而21世紀以來地下水枯竭現象最嚴重的區域恰恰集中于此。因此，我們有理由推測：當前匯編的案例集可能過度代表了那些較易解決地下水枯竭問題的地區（例如，可利用鄰近河流來彌補地下水需求的地區），卻未能充分涵蓋那些缺乏可行解決方案的地區（例如，用水需求巨大且除地下水外別無選擇的耕作型干旱區）。

第三，盡管許多案例從地下水位回升的角度來看堪稱“成功”典范，但相關干預措施有時也會引發不利的社會經濟后果——例如，限制農場的可用水量，或因企業停產而導致就業機會減少。因此，在實施干預措施以應對地下水枯竭問題時，宜同步采取相應的配套措施，以緩解或抵消由此類干預所引發的不利社會經濟影響。

【歡迎關注，歡迎投稿，歡迎留言討論】【投稿郵箱：3289595625@qq.com】【知識傳遞，希望能給廣大學者帶來幫助】