美国佛罗里达州斯普林斯地区是世界上最大的温泉集中区（超过1000个）。© Jennifer Adler

 

“眼不见，心不知”。当大多数人想到淡水时，他们想到的是河流、湿地、湖泊或水库。但是，地球上30倍之多的淡水储存于地下，并不在人们的视线之内。事实上，地球上三分之二的淡水被固定在冰川和冰盖中，近三分之一是地下水，只有大约1%可为人类直接利用的淡水在地表可见。

地下水资源供应世界上近一半的饮用水，并支撑养活我们的农田。但这还不是全部。地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库，并推动能源、采矿和制造业等行业的发展。

大多数溪流、河流、湿地和湖泊都由地下水和来自融雪、降雨和径流的水支持。

 

 

什么是地下水？

地下水是指赋存于地面以下土壤或岩石孔隙和缝隙中的水。含水层是储有饱和地下水的多孔岩石或沉积物。

 

地下水数据一览

38%

地下水提供了美国38%的饮用水，几乎占全世界所有饮用水的一半。

70%

在全球范围内，包括美国在内，约70%的地下水用于农业。在一些干旱国家，90%的地下水用于灌溉。

30%

据美国地质调查局估计，地下水提供了约30%左右的全美地表水流。

17%

17%的美国濒危物种依赖于地下水生存。

 

地下水面临的威胁

虽然污染物和水体污染影响着地下水，但其主要压力来自抽水井的过量抽取，虽然有雨水、融雪、河流、湖泊和湿地的水入渗补给，地下水亦很难得到及时补充。

与大型水库达到危险的低水位时产生的担忧不同，许多含水层几十年来一直被悄悄地过度使用，并且没有以能够满足需求的速度补给。在过去的50年里，美国的地下水抽取量增加了两倍多，而许多地方的降水却在减少，世界各地也有类似的趋势。这种过度使用对依赖于地下水的人们、作物、工业、生境以及野生动植物构成了真正的威胁。

很显然，地下水持续管理不善的后果将是深远的。人口增长以及气候变化导致的更加频繁和更加严重的干旱将继续增加对这一关键的、看不见的资源的压力。

许多鲑鱼物种，如美国华盛顿州的这些银鲑鱼，在由较冷的泉水提供的溪流中产卵。© Adam Baus/TNC Photo Contest 2021

濒危的佛罗里达海牛依靠佛罗里达州泉水中22摄氏度的恒定水温在冬季生存。

像这样的水生昆虫是鸟类和其他动物的重要食物来源。© Janel Johnson/Nevada Natural Heritage Program

在美国得克萨斯州的魔鬼河，泉水为河流提供了大量的流量。© Ian Shive

 

地下水可持续性的解决方案

地下水与我们所看到的地表水——如湖泊、溪流和泉水——的相互作用是复杂的，如果没有成熟的科学，就难以理解和预测。大自然保护协会（TNC）正在与当地社区和其他地方、州和联邦政府以及非政府组织伙伴合作，建立科学来预测未来状况并确定如何最好地管理地上和地下的水供应，以满足自然和人类的需求。

管理和保护依赖地下水的生态系统（或GDEs）的第一步是了解地下水的位置，但在许多地方缺乏实地数据。为了填补这一关键的数据空白，TNC正在编制首张全球地图，显示世界各地干旱地区依赖地下水的生态系统的位置。这项最先进的工作利用卫星数据的先进计算，将帮助TNC确定未来地下水保护工作的优先事项。

 

TNC维持地下水和相关生态系统的战略

01

我们加强必要的科学研究，以平衡依赖地下水的生态系统和人类的用水需求。

02

我们参与影响依赖地下水的生态系统的水政策问题，同时帮助确保人类的可持续供水。

03

我们与农民、牧场主、地下水管理者、供水者、其他环保非营利组织、部落政府，以及联邦、州和地方机构合作，制定可持续利用地下水的方法。

04

我们提供有关地下水在保障人类后代和自然界水安全方面作用的教育和宣传。

 

TNC的地下水工作实例

●还水于亚利桑那州圣佩德罗河

圣佩德罗河是美国西南部最后一条未设水坝的河流之一，它的许多河段仍然常年流淌。在墨西哥北部，该河流经美国土地管理局在亚利桑那州的圣佩德罗河滨国家保护区，长达43英里。沿着这条河流的木棉林走廊为数以百万计的迁徙鸟类，以及各种哺乳动物、爬行动物和两栖动物提供了关键的栖息地。

然而，这些郁郁葱葱的溪边森林与该地区的社区以及大型铜矿和农业灌溉一样，都依赖于有限的地下水供应。从预测性水文模型的开发和新的地下水抽水协议，再到土地保护交易和创新地收集雨水径流以补给地下水，了解TNC如何合作保护圣佩德罗河及其支持的人们、栖息地和野生动物。

研究人员绘制亚利桑那州圣佩德罗河的一段地图，以更好地了解地下水的分布。© Tana Kappel/TNC

●水基金保护拉丁美洲的地下水

保护墨西哥城的水源，确保数百万居民的清洁用水。© Janet Rubi Benitez

在拉丁美洲，TNC与一些合作伙伴建立了水基金以帮助保护地下水资源，这些资源为大都市地区提供了大量的用水。例如，危地马拉的“Funcagua”水基金包括地下水地图和监测，以帮助指导这一重要地下资源的保护行动，该资源为该国最大的都市地区之一提供60-70%的用水。

地下水供应墨西哥城三分之二的水。在这里，TNC与合作伙伴一起创建了“Agua Capital”水基金，重点是利用保护和基于自然的解决方案来帮助维持和增加水的渗透，以补充重要的地下水。

●提高灌溉效率可以减少全球地下水的抽取量

绘制世界各地食物生产的多样性，为食物系统转型提供信息。

 

在全球范围内，农业对地表水和地下水的使用约占淡水总消耗量70-90%，使其成为水资源枯竭的最大原因。然而，平均而言，全世界的灌溉效率估计只20-30%左右，这表明有很大的机会来提高效率，减少地表水和地下水过度抽取。从加利福尼亚到印度，TNC与合作伙伴一起研究并展示了提高灌溉效率的方法——通过替代作物、改善基础设施、雨水收集、土地保护、基于自然的解决方案和其他措施来减少地下水的抽取量。

●保护佛罗里达州的泉水

佛罗里达州的泉水和地下水对数百万佛罗里达人和野生动物（如海牛）的饮用水至关重要。© John Winfree/TNC

 

佛罗里达州斯普林斯地区是世界上最大类别的泉水（超过1000个）最集中分布的地区，也是世界上最独特的淡水地区之一。佛罗里达含水层面积约10万平方英里，位于南卡罗来纳州、乔治亚州、密西西比州、阿拉巴马州的部分地区以及佛罗里达州的全境，为佛罗里达州中部和北部的大多数城市提供饮用水。

●TNC土地保护有助于维持得克萨斯州最重要的水源之一

作为世界上最大、最多产的自流含水层之一，爱德华含水层是近200万得克萨斯州人（包括整个圣安东尼奥市）的主要饮用水源，其滋养着泉水、河流和湖泊，并维持着多样的动植物生命，包括稀有和濒危物种。含水层还支持对得克萨斯州经济非常重要的农业、工业和娱乐活动。为了确保含水层上面的景观不被开发，从而导致补给含水层的水质恶化，TNC已经帮助保护了超过16万英亩的土地。

保护像得克萨斯州班德拉的爱河周围的土地，有助于保护关键的地下水资源。© Ian Shive

 

●保护加州的地下水

加州拥有各种依赖地下水的生态系统，包括索诺兰沙漠的棕榈绿洲、莫哈韦沙漠的温泉、中央山谷的季节性湿地，以及萨克拉门托河和圣华金河沿岸的河岸森林。这些生态系统依赖地下水，特别是在加州干燥的夏天和干旱时期。

芦苇草生长在科切拉谷保护区的自流泉池中。© Timothy Wolcott

 

●绘制内华达州依赖地下水的生态系统图

内华达州是美国最干旱的州，平均每年的降水量不到10英寸。由于地表水非常有限，内华达州的许多本地物种依赖于地下水的生态系统。TNC与一些机构合作制作了一个关于这些生态系统的很酷的故事地图，包括故事、照片和关于TNC工作的更多信息。

鉴于内华达州的干旱气候，科学可以帮助指导保护的优先事项。© Simon Williams