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地下水：我們寶貴的隱藏資源
美國佛羅里達州斯普林斯地區(qū)是世界上最大的溫泉集中區(qū)（超過1000個）。© Jennifer Adler
“眼不見，心不知”。當(dāng)大多數(shù)人想到淡水時，他們想到的是河流、濕地、湖泊或水庫。但是，地球上30倍之多的淡水儲存于地下，并不在人們的視線之內(nèi)。事實上，地球上三分之二的淡水被固定在冰川和冰蓋中，近三分之一是地下水，只有大約1%可為人類直接利用的淡水在地表可見。
地下水資源供應(yīng)世界上近一半的飲用水，并支撐養(yǎng)活我們的農(nóng)田。但這還不是全部。地下水的貯存有如在地下形成一個巨大的水庫，并推動能源、采礦和制造業(yè)等行業(yè)的發(fā)展。
大多數(shù)溪流、河流、濕地和湖泊都由地下水和來自融雪、降雨和徑流的水支持。
什么是地下水？
地下水是指賦存于地面以下土壤或巖石孔隙和縫隙中的水。含水層是儲有飽和地下水的多孔巖石或沉積物。
地下水?dāng)?shù)據(jù)一覽
38%
地下水提供了美國38%的飲用水，幾乎占全世界所有飲用水的一半。
70%
在全球范圍內(nèi)，包括美國在內(nèi)，約70%的地下水用于農(nóng)業(yè)。在一些干旱國家，90%的地下水用于灌溉。
30%
據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局估計，地下水提供了約30%左右的全美地表水流。
17%
17%的美國瀕危物種依賴于地下水生存。
地下水面臨的威脅
雖然污染物和水體污染影響著地下水，但其主要壓力來自抽水井的過量抽取，雖然有雨水、融雪、河流、湖泊和濕地的水入滲補給，地下水亦很難得到及時補充。
與大型水庫達到危險的低水位時產(chǎn)生的擔(dān)憂不同，許多含水層幾十年來一直被悄悄地過度使用，并且沒有以能夠滿足需求的速度補給。在過去的50年里，美國的地下水抽取量增加了兩倍多，而許多地方的降水卻在減少，世界各地也有類似的趨勢。這種過度使用對依賴于地下水的人們、作物、工業(yè)、生境以及野生動植物構(gòu)成了真正的威脅。
很顯然，地下水持續(xù)管理不善的后果將是深遠(yuǎn)的。人口增長以及氣候變化導(dǎo)致的更加頻繁和更加嚴(yán)重的干旱將繼續(xù)增加對這一關(guān)鍵的、看不見的資源的壓力。
許多鮭魚物種，如美國華盛頓州的這些銀鮭魚，在由較冷的泉水提供的溪流中產(chǎn)卵。© Adam Baus/TNC Photo Contest 2021
瀕危的佛羅里達海牛依靠佛羅里達州泉水中22攝氏度的恒定水溫在冬季生存。
像這樣的水生昆蟲是鳥類和其他動物的重要食物來源。© Janel Johnson/Nevada Natural Heritage Program
在美國得克薩斯州的魔鬼河，泉水為河流提供了大量的流量。© Ian Shive
地下水可持續(xù)性的解決方案
地下水與我們所看到的地表水——如湖泊、溪流和泉水——的相互作用是復(fù)雜的，如果沒有成熟的科學(xué)，就難以理解和預(yù)測。大自然保護協(xié)會（TNC）正在與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)和其他地方、州和聯(lián)邦政府以及非政府組織伙伴合作，建立科學(xué)來預(yù)測未來狀況并確定如何最好地管理地上和地下的水供應(yīng)，以滿足自然和人類的需求。
管理和保護依賴地下水的生態(tài)系統(tǒng)（或GDEs）的第一步是了解地下水的位置，但在許多地方缺乏實地數(shù)據(jù)。為了填補這一關(guān)鍵的數(shù)據(jù)空白，TNC正在編制首張全球地圖，顯示世界各地干旱地區(qū)依賴地下水的生態(tài)系統(tǒng)的位置。這項最先進的工作利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)的先進計算，將幫助TNC確定未來地下水保護工作的優(yōu)先事項。
TNC維持地下水和相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的戰(zhàn)略
01
我們加強必要的科學(xué)研究，以平衡依賴地下水的生態(tài)系統(tǒng)和人類的用水需求。
02
我們參與影響依賴地下水的生態(tài)系統(tǒng)的水政策問題，同時幫助確保人類的可持續(xù)供水。
03
我們與農(nóng)民、牧場主、地下水管理者、供水者、其他環(huán)保非營利組織、部落政府，以及聯(lián)邦、州和地方機構(gòu)合作，制定可持續(xù)利用地下水的方法。
04
我們提供有關(guān)地下水在保障人類后代和自然界水安全方面作用的教育和宣傳。
TNC的地下水工作實例
●還水于亞利桑那州圣佩德羅河
圣佩德羅河是美國西南部最后一條未設(shè)水壩的河流之一，它的許多河段仍然常年流淌。在墨西哥北部，該河流經(jīng)美國土地管理局在亞利桑那州的圣佩德羅河濱國家保護區(qū)，長達43英里。沿著這條河流的木棉林走廊為數(shù)以百萬計的遷徙鳥類，以及各種哺乳動物、爬行動物和兩棲動物提供了關(guān)鍵的棲息地。
然而，這些郁郁蔥蔥的溪邊森林與該地區(qū)的社區(qū)以及大型銅礦和農(nóng)業(yè)灌溉一樣，都依賴于有限的地下水供應(yīng)。從預(yù)測性水文模型的開發(fā)和新的地下水抽水協(xié)議，再到土地保護交易和創(chuàng)新地收集雨水徑流以補給地下水，了解TNC如何合作保護圣佩德羅河及其支持的人們、棲息地和野生動物。
研究人員繪制亞利桑那州圣佩德羅河的一段地圖，以更好地了解地下水的分布。© Tana Kappel/TNC
●水基金保護拉丁美洲的地下水
保護墨西哥城的水源，確保數(shù)百萬居民的清潔用水。© Janet Rubi Benitez
在拉丁美洲，TNC與一些合作伙伴建立了水基金以幫助保護地下水資源，這些資源為大都市地區(qū)提供了大量的用水。例如，危地馬拉的“Funcagua”水基金包括地下水地圖和監(jiān)測，以幫助指導(dǎo)這一重要地下資源的保護行動，該資源為該國最大的都市地區(qū)之一提供60-70%的用水。
地下水供應(yīng)墨西哥城三分之二的水。在這里，TNC與合作伙伴一起創(chuàng)建了“Agua Capital”水基金，重點是利用保護和基于自然的解決方案來幫助維持和增加水的滲透，以補充重要的地下水。
●提高灌溉效率可以減少全球地下水的抽取量
繪制世界各地食物生產(chǎn)的多樣性，為食物系統(tǒng)轉(zhuǎn)型提供信息。
在全球范圍內(nèi)，農(nóng)業(yè)對地表水和地下水的使用約占淡水總消耗量70-90%，使其成為水資源枯竭的最大原因。然而，平均而言，全世界的灌溉效率估計只20-30%左右，這表明有很大的機會來提高效率，減少地表水和地下水過度抽取。從加利福尼亞到印度，TNC與合作伙伴一起研究并展示了提高灌溉效率的方法——通過替代作物、改善基礎(chǔ)設(shè)施、雨水收集、土地保護、基于自然的解決方案和其他措施來減少地下水的抽取量。
●保護佛羅里達州的泉水
佛羅里達州的泉水和地下水對數(shù)百萬佛羅里達人和野生動物（如海牛）的飲用水至關(guān)重要。© John Winfree/TNC
佛羅里達州斯普林斯地區(qū)是世界上最大類別的泉水（超過1000個）最集中分布的地區(qū)，也是世界上最獨特的淡水地區(qū)之一。佛羅里達含水層面積約10萬平方英里，位于南卡羅來納州、喬治亞州、密西西比州、阿拉巴馬州的部分地區(qū)以及佛羅里達州的全境，為佛羅里達州中部和北部的大多數(shù)城市提供飲用水。
●TNC土地保護有助于維持得克薩斯州最重要的水源之一
作為世界上最大、最多產(chǎn)的自流含水層之一，愛德華含水層是近200萬得克薩斯州人（包括整個圣安東尼奧市）的主要飲用水源，其滋養(yǎng)著泉水、河流和湖泊，并維持著多樣的動植物生命，包括稀有和瀕危物種。含水層還支持對得克薩斯州經(jīng)濟非常重要的農(nóng)業(yè)、工業(yè)和娛樂活動。為了確保含水層上面的景觀不被開發(fā)，從而導(dǎo)致補給含水層的水質(zhì)惡化，TNC已經(jīng)幫助保護了超過16萬英畝的土地。
保護像得克薩斯州班德拉的愛河周圍的土地，有助于保護關(guān)鍵的地下水資源。© Ian Shive
●保護加州的地下水
加州擁有各種依賴地下水的生態(tài)系統(tǒng)，包括索諾蘭沙漠的棕櫚綠洲、莫哈韋沙漠的溫泉、中央山谷的季節(jié)性濕地，以及薩克拉門托河和圣華金河沿岸的河岸森林。這些生態(tài)系統(tǒng)依賴地下水，特別是在加州干燥的夏天和干旱時期。
蘆葦草生長在科切拉谷保護區(qū)的自流泉池中。© Timothy Wolcott
●繪制內(nèi)華達州依賴地下水的生態(tài)系統(tǒng)圖
內(nèi)華達州是美國最干旱的州，平均每年的降水量不到10英寸。由于地表水非常有限，內(nèi)華達州的許多本地物種依賴于地下水的生態(tài)系統(tǒng)。TNC與一些機構(gòu)合作制作了一個關(guān)于這些生態(tài)系統(tǒng)的很酷的故事地圖，包括故事、照片和關(guān)于TNC工作的更多信息。
鑒于內(nèi)華達州的干旱氣候，科學(xué)可以幫助指導(dǎo)保護的優(yōu)先事項。© Simon Williams
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