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？

氣候科學專家認為，隨著全球氣溫的升高，在21世紀下半段，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”水文學家法肯瑪?shù)葘＜叶颊J為，面對無法精確預測的氣候變遷問題，政府機構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專家米賀爾也是聯(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測。

學者建構的氣候變遷模型，大都預測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重，而且嚴重到什么程度，也很難說，因為每一種模型的預測都不同，沒有一種模型能夠對各地河川流域及其下層地質的土壤濕度變化進行非常詳細的預測，問題是，在水資源管理專家眼中，這種規(guī)模細致的預測，才是真正有意義的預測。

土壤含水量的預測很困難，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模型都要小。各地土壤的組成情形也實在太復雜，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。

技術突破

有人認為衛(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)星技術之外，計算機運算能力的提升，也讓學者有機會改進他們的氣候變遷模型。英國埃克塞特大學大學氣候模擬專家考克斯說，建構氣候模型的關鍵，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)輸入計算機模型中，讓模型擁有更強的預測能力。

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可能會更頻繁，土壤侵蝕也會更加惡化。

“綠水”和“藍水”

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“藍水”有所不同。

在干燥地帶，“藍水”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”、“藍水”名詞的原創(chuàng)者、水文學家法肯瑪?shù)葘W者都認為，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行改革，避免農(nóng)作物受到越來越漫長的旱季的影響，進而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

“綠水”與“藍水”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，但熟悉農(nóng)業(yè)的學者，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，讓旱季后的降雨能夠真正滲入土壤。這種技術已經(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?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)嚴重的干旱期，非洲農(nóng)人的難題一直存在。水文學家法肯瑪就說：“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。”

學者建立的氣候變遷模型大都顯示，全球暖化勢必強化整個“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)對這些影響的反應也會不同。