河流的断流现象
发布日期:[2022-03-11]
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人类逐水而居,尼罗河、印度河、黄河等河流都曾孕育出灿烂的人类文明。但随着全球气候变化,世界范围内的河流也受到不同影响:温室效应可能导致一些河流结冰时间缩短,季节性河流开始持续流动;与此同时,另一些地区却正在经历严重、频繁的干旱,常流河出现断流,甚至干涸。

在过去50年里,严格意义上,许多标志性的大河流已经不能称为常流河了——它们在一年中或多或少会出现断流。事实上,遍布世界各大洲、出现在所有气候类型中的大小河流都可能面临断流危机。如果气候变化和水资源问题得不到解决,预计未来几十年,将有更多河流陷入干涸。河流系统的这些变化会严重影响本地的生物多样性:一些物种会因此繁荣发展,另一些则可能走向灭绝。

 

河流断流现象

河流自由流动的能力是由各种通道的连接性决定的,这些通道使水、生物、沉积物、有机物、营养物质和能量在整个河流环境中流动和交换成为可能。河流的连通性在4个维度上延伸:纵向上(河道的上游和下游)、横向上(主河道、洪泛区和河岸区之间)、垂向上(地下水、河流和大气之间)和时间上(水流的季节性)。河流的连通性在时间和空间上也是动态的,主要受自然流动机制的驱动,使水文、地貌和生态过程在河网中得以实现和调节,并为物质和物种沿着河流移动并进入邻近的栖息地提供水生介质。人类已经改变了多种河流自然连接方式,可直接地通过在纵向或横向流动路径上放置结构,如大坝和堤坝,或可间接地通过改变河流的水文、热度和泥沙状况。

对已有的5 615个全球河流水文站——包括4 428个常流河水文站与1 187个非常流河水文站的数据进行分析建模,根据每个河段的气候、土壤、地质和其他环境因素,对全球尺度河流断流情况进行了预测,发现在地球上6 400km的河流中,51% ~ 60%每年至少有1 d会停止流动,44% ~ 53%每年至少有1个月处于干涸。

作为一个自然现象,河流断流的原因是多方面的,如气温升高造成的蒸发量增加、大气环流出现变化、厄尔尼诺导致个别年份降水少以及人类筑起的大坝和堤坝等。世界气象组织(WMO)的数据显示,地球上现在的气温比工业化开始普及之前高了将近1 ℃;联合国最新报告显示,气温上升已接近1.5 ℃的危险上限。最新预测显示,20212025年间出现有史以来最热年份、超过迄今为止的“最强厄尔尼诺年”2016年的几率高达90%。如今,为了满足水电需求,全世界有超过60 000座大型水坝,且还在不断增加。

我国的塔里木河曾在2008年断流228 d、长度超1 200 km,究其原因,自然方面可以归咎为近几十年气候变暖导致高山冰雪融水增加,冰雪储量减少,补给河流的水量逐渐减少,加之蒸发强烈,河流水大量散失,河流下游断流;人为因素方面,逐年递增的大面积农业灌溉区是导致河道断流的直接原因。此外,在塔里木河的几大重要支流修建的大库容水库限制了进入干流的水量,加之水库的调蓄和削峰作用,使支流难以有足够的水量可以输送到下游尾闾湖泊,进而导致河流断流。总体来讲,几乎都可归因于自然因素与人为因素的叠加效应。

 

河流断流的影响

1、饮用水和经济

河流为社会提供了宝贵的资源。估计全球范围内有20亿人直接依赖河流作为饮用水来源,断流将会对当地人的生存造成直接影响。河流还通过渔业、旅游、娱乐和农业等一系列活动支持区域的主要经济,为人们提供食物和生计来源。联合国鱼类及农业组织(FAO2020年的一份报告显示,河流渔业为约6 000万人提供了生计来源。粮农组织2018年的报告估计,河流渔业为全球数亿人提供了蛋白质的主要来源,其价值估计超过430亿美元;在娱乐方面,河流渔业的价值每年在650亿~800亿美元之间。

 

2、河流三角洲

河流及其携带的泥沙等沉积物为自然和人类创造了赖以生存和繁衍的三角洲等环境,运输的营养物质对于滋养附近肥沃的土地以种植食物供野生动物摄食至关重要。地球上有5亿人(即每14人中就有1人)生活在河流沉积物堆积而成的三角洲上。然而,由于上游修筑大坝等基础设施减少了泥沙流量、人类大规模采砂和气候变暖导致的海平面上升,世界上许多大的三角洲现在正在下沉和萎缩。

 

3、生物多样性

当河流与河岸和漫滩紧密相连时,河流生态系统中包含动植物的生存空间远远超出了河流的边界。对河流系统最严重的威胁是不可持续的大坝开发,目前正在建设或规划的水电站大坝有3 700多座,河流及其所承载的重要水生生物正处于危险之中。事实上,断流对生物多样性的影响早已体现,以河豚为标志的淡水物种正在减少,20世纪世界上最高灭绝率的脊椎动物就是淡水鱼。根据世界自然基金会(WWF)的《地球生命报告(Living Planet Report)》,19702016年间,淡水野生动物数量下降了84%,自1970年以来,世界上超过1/3的湿地已经消失。此外,河流及其漫滩将承担着在气候变化的大背景下维持水生物种迁移到新栖息地的关键生命线的作用,并且扮演者陆地物种迁徙走廊的重要角色。断流对于无论水生还是陆生生态系统的打击的后果都将是人类难以承受的。

 

我们该如何应对?

当全球大部分河流,尤其是一些大河出现断流,应该引起人们的高度警惕并需要采取措施。多个大河断流,不仅是加剧水资源危机、破坏沿岸居民生活和工业生产的问题,还会对河流环境产生影响,使生态系统出现严重变化——生物减少、地下水位下降、风沙加剧,最终又进一步引起气候异常效应。

水兴,则生态兴、文明兴。对于目前的现状,可从以下几个方面采取措施:

1、政策制定和监管

当前最重要的是对自由流动河流进行保护。如果认为修建大坝是不可能避免的,则必须采取缓解措施。很多公益组织如WWF正在试点、记录和分享各种类型的保护机制,以保护世界各地的河流,并与当地社区合作,确保在保护区实现效益。

2、公众宣传

利用公众宣传和沟通,倡导政策变革,增进公众对不可持续基础设施的影响以及替代能源和自然基础设施解决方案潜力的了解,并提高其对健康、自由流动河流价值的认识。

3、科学研究

目前人类并不完全清楚河流、野生动物和人类发展是如何相互联系、相互影响的。很多科研机构和组织正在开展工作衡量河流的健康状况,评估特定地区和全球范围内各种政策、市场和社区干预措施的效果。在获得了足够的数据和高质量指标支撑下,河流及其状态才能有效纳入地方、国家、区域和全球范围的政策决策。此外,人类未来需要积极寻求风能或太阳能等的替代能源解决方案,以一种既能最大限度地提高效益又能最大限度地减少对人类和自然影响的方式建设新的基础设施。

 

主要参考文献:

[1] Mapping the Worlds Free-flowing Rivers. Nature, 569: 215-221.

[2] Living Planet Report 2020 bending the curve of biodiversity loss. World Wide Fund for NatureWWF, 2021. ISBN 978-2-940529-99-5.

[3] Free-Flowing Rivers— Sustaining Livelihoods, Cultures and Ecosystems. INTERNATIONAL RIVERS, 2018.

[4] https://www.worldwildlife.org/initiatives/free-flowing-rivers#why-it-matters