越來越缺水的世界

■ 康旻

在食物供給不穩(wěn)定的地區(qū)，難以預(yù)測的惡劣氣候，為土壤、植物與人口帶來更劇烈的沖擊。面對夏季熱浪干旱侵襲，究竟需要怎樣的水資源策略？

氣候科學(xué)專家認(rèn)為，隨著全球氣溫的升高，在21世紀(jì)下半段，夏季極端的高溫與旱象將成為常態(tài)。而2003年年初歐洲大陸土壤水分的快速減少，似乎預(yù)示了歐洲接下來的夏季熱浪。熱浪使土壤水分快速消失，極其干燥的土壤，又助長了熱浪，二者交互影響。

土壤水分的變化可能影響土壤沖蝕、地表徑流、土壤養(yǎng)分與云霧形成，但科學(xué)家表示，氣溫上升對土壤含水量的真正影響，仍難確定。

難以監(jiān)測

瑞典斯德哥爾摩“國際水資源研究所”水文學(xué)家法肯瑪?shù)葘＜叶颊J(rèn)為，面對無法精確預(yù)測的氣候變遷問題，政府機(jī)構(gòu)必須大幅改變水資源規(guī)劃與管理的方式，也必須徹底放棄過去“船到橋頭自然直”的消極等待態(tài)度。

現(xiàn)有氣候模型都顯示，未來全球的雨量可能增加，然而下雨的頻率卻會減少，土壤含水量極低的時間會持續(xù)延長。若觀察現(xiàn)在情況，我們會發(fā)現(xiàn)北美、歐洲、非洲南部與澳洲，已經(jīng)出現(xiàn)“單一降雨事件雨量增加、旱季延長”的趨勢。

美國國家大氣研究中心氣候?qū)＜颐踪R爾也是聯(lián)合國跨政府氣候變遷小組（IPCC）的成員。他說，IPCC早在20年前就預(yù)測“美洲大陸中央在夏季會出現(xiàn)土壤干燥化的現(xiàn)象”，但是目前還沒有任何證據(jù)能支持或駁斥這個多年前完成的預(yù)測。

學(xué)者建構(gòu)的氣候變遷模型，大都預(yù)測2050年以后，除了南極洲以外，所有陸洲都會發(fā)生夏季土壤變得更加干燥的情況。不過，究竟哪些地區(qū)的土壤干燥化會更嚴(yán)重，而且嚴(yán)重到什么程度，也很難說，因為每一種模型的預(yù)測都不同，沒有一種模型能夠?qū)Ω鞯睾哟饔蚣捌湎聦拥刭|(zhì)的土壤濕度變化進(jìn)行非常詳細(xì)的預(yù)測，問題是，在水資源管理專家眼中，這種規(guī)模細(xì)致的預(yù)測，才是真正有意義的預(yù)測。

土壤含水量的預(yù)測很困難，主要原因是模擬雨量變化比模擬氣溫變化困難許多。云層形成、雨滴形成這類會影響雨量多寡的天氣狀態(tài)，觀測尺度比現(xiàn)有的氣候變遷計算機(jī)模型都要小。各地土壤的組成情形也實在太復(fù)雜，現(xiàn)有的氣候變遷模型并不可靠。況且，雨量、水分蒸發(fā)、二氧化碳濃度、植物生長與土壤濕度的互動，根本很難以計算機(jī)模型呈現(xiàn)。

總之，土壤狀況的監(jiān)測，比氣溫、降水的測量要困難許多，科學(xué)家必須找到一些可以直接并且持續(xù)測量土壤含水量的觀測方法。

技術(shù)突破

有人認(rèn)為衛(wèi)星遙測可能有幫助。歐洲航天局與美國航空航天局都有計劃擴(kuò)大ERS-1、ERS-2這二個衛(wèi)星的觀測項目，以包含土壤濕度的觀測。裝置在這二個衛(wèi)星上的微波傳感器，應(yīng)該能夠捕捉地表土壤濕度的實時變化，其感測范圍幾乎可以涵蓋整個地球。實時圖像中植被濃密而且把土壤覆蓋住的區(qū)塊，則可以用綠色來代替。

在衛(wèi)星技術(shù)之外，計算機(jī)運算能力的提升，也讓學(xué)者有機(jī)會改進(jìn)他們的氣候變遷模型。英國?？巳卮髮W(xué)大學(xué)氣候模擬專家考克斯說，建構(gòu)氣候模型的關(guān)鍵，在于利用各種不同的信息來源，將這些信息融合在一起，建立一個全球數(shù)據(jù)集。

未來，氣候變遷模型與衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)如果能在觀測的規(guī)模與細(xì)致程度（分辨率）上有所整合，研究者就可以把衛(wèi)星數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)模型中，讓模型擁有更強(qiáng)的預(yù)測能力。

水資源短缺問題并非人們想象的那樣簡單，一般大眾也常把缺水旱象與飲用水的短缺相提并論。但是，全球水資源短缺的真正后果，是食物供應(yīng)量的減少，而非飲用水不足。

土壤含水量下降，通常意味著干旱期出現(xiàn)概率的增加，這直接沖擊農(nóng)作物的生長。

研究人員說，極潮濕與極干燥氣候之間的“過渡型氣候區(qū)”，最可能受到土壤干燥化的傷害，非常脆弱。在非常潮濕的地方，土壤水分總是很多，水分蒸發(fā)量、降雨量與土壤中水分含量的關(guān)系也不是太大。另一方面，在非常缺水的干旱地區(qū)，水分蒸發(fā)量本來就很小，蒸發(fā)量少，降雨量自然也隨之減少。

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，若以地理位置做區(qū)隔，北美、撒哈拉以南的非洲、印度北部等等地區(qū)，受到氣候變遷的沖擊可能最大，這些地方的干旱與洪災(zāi)可能會更頻繁，土壤侵蝕也會更加惡化。

“綠水”和“藍(lán)水”

土壤會把降雨儲存在植物的根部附近，這種位于植物根部的水分，可以稱之為“綠水”，它與河川、湖泊、地下水所儲存的“藍(lán)水”有所不同。

在干燥地帶，“藍(lán)水”通常非常稀少。那些灌溉系統(tǒng)不足的熱帶與大草原地區(qū)，旱地農(nóng)作物的生存，必須完全仰賴土壤吸收降雨的能力。

“綠水”、“藍(lán)水”名詞的原創(chuàng)者、水文學(xué)家法肯瑪?shù)葘W(xué)者都認(rèn)為，全球草原帶（各個大陸上干燥或略微潮濕的地帶）的降雨量當(dāng)中，只有10%～30%被有效率地利用。

他們說，世界各國在管理水資源時，除了考慮自然界本身的變遷，更應(yīng)該考慮人類對自然帶來的影響，而發(fā)展中國家最需要的是第二波“綠色革命”，他們必須對“綠水”的管理方式與土壤保持的做法進(jìn)行改革，避免農(nóng)作物受到越來越漫長的旱季的影響，進(jìn)而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

“綠水”與“藍(lán)水”并不是可以截然區(qū)分的水資源，運作順利的灌溉系統(tǒng)，就可以把“藍(lán)水”變成“綠水”。只是，在干燥地帶要借由水壩等工程增加水資源供應(yīng)量并不容易，目前大多數(shù)工程人員的思考方向，也還是偏重“藍(lán)水”的利用，很少從匯集“綠水”的角度來解決缺水問題。

水利工程界的思考模式仍待改進(jìn)，但熟悉農(nóng)業(yè)的學(xué)者，已經(jīng)提出了一些增加“綠水”含量的實際做法。例如，在非洲旱地，農(nóng)夫必須采取“對土壤比較友善”的犁田技術(shù)，讓旱季后的降雨能夠真正滲入土壤。這種技術(shù)已經(jīng)在南美洲發(fā)揮了效果，農(nóng)作物的產(chǎn)量也因此增加。有了南美洲的成功范例，專家開始建議非洲農(nóng)人善用當(dāng)?shù)氐摹暗乇韽搅鳌保ㄓ晁蜓┧吮徽舭l(fā)、被土地吸收、被阻擋的以外，其余沿著地面流動的水），撐過植物成長季節(jié)中的干旱期。

其實，在撒哈拉以南的非洲地區(qū)，就連雨量比較多的年頭，也會出現(xiàn)嚴(yán)重的干旱期，非洲農(nóng)人的難題一直存在。水文學(xué)家法肯瑪就說：“在非洲，‘雨季’這個詞代表可能會下雨，但是不代表一定會下雨?！?/p>

學(xué)者建立的氣候變遷模型大都顯示，全球暖化勢必強(qiáng)化整個“水文循環(huán)”，廣泛影響水分蒸發(fā)、降雨、徑流等現(xiàn)象。將來，全球陸地的降水可能會稍微增加，這在某些高緯度或熱帶地區(qū)尤其明顯。然而，未來的降雨量當(dāng)中，會有更大一部分屬于雨勢很大的滂沱豪雨。

德國馬克斯普朗克生物地球化學(xué)研究所碳循環(huán)專家萊斯坦，研究了這種極端雨量對生態(tài)系統(tǒng)的影響。他說，生態(tài)系統(tǒng)的每一層面、每一種過程，都可能受到雨量變化的沖擊。最近某個跨學(xué)科的研究小組也指出，雨量的變化，將會影響所有氣候區(qū)，只是不同的生態(tài)系統(tǒng)對這些影響的反應(yīng)也會不同。