2021年7月,欧洲莱茵河畔的村庄在突如其来的暴雨中被洪水吞没,两天的降水量超过平常一个月,街道成为暗流,汽车像纸船般漂浮。同年,美国西部大平原却经历持续数月的干旱,高温炙烤下玉米叶卷成褐色细条,牧场地面龟裂。2022年,巴基斯坦夏季洪灾席卷大面积国土、数百万人流离失所;几乎同时,东非的索马里、埃塞俄比亚和肯尼亚连续多年降雨不足,大片农田颗粒无收。2023年初,巴西南里奥格兰德州遭百年一遇暴雨,数千公里外的阿根廷潘帕斯草原却因极端干旱导致畜牧业受到冲击。
类似的极端气候反差事件在全球各地一再上演:印度季风带的强降雨可以在数天内倾泻全年四分之一的降水,而地中海东岸的黎凡特地区却经历多年的极端干旱。气候变化的影响日益显著可以理解,但令人困惑的是——为什么洪水愈发猛烈的同时,干旱也更加持久?难道气候变化的走向不该是要么更湿润、要么更干燥吗?
联合国政府间气候变化专门委员会第六次评估报告为这种看似矛盾的现象提供了一个全球视角:如果本世纪末全球升温接近4℃,那么约10%的陆地将同时面临极端高径流增加与极端低径流减少的双重压力,涉及人口可能超过20亿。换句话说,洪水和干旱并不是此消彼长的两极,而是同一套气候水循环失衡的不同表现。
要真正理解这一悖论,需要走进土壤与大气之间那条看不见的水循环生命线——绿水与蓝水的微妙平衡。
绿水vs蓝水:主动脉与毛细血管
水是地球生命的底色,也是人类文明得以延续的根本。地球表面约71%被水体覆盖,但绝大多数是咸水。全球水量中,海洋约占97.5%,真正的淡水不到2.5%。在这有限的淡水里,近七成被深锁在两极冰川和高山雪原,约三成储存在地下深处,能够直接被人类利用的地表淡水(江河湖泊)不足全球总水量的0.5%。也就是说,支撑全球80多亿人口日常饮水、农业灌溉、工业生产的“现成水”,只是地球全部水资源中的一小滴。
然而,如果我们只盯着这0.5%的江河湖泊淡水,就很容易忽略一个更关键的事实:真正参与并决定农业粮食生产和生态系统运行的“陆地水”,远不止这些可见的水体。事实上,每一场降水落到地表后,只有一部分汇入河流、湖泊和浅层地下水,被人类直接取用;更多的雨水会渗入土壤,被植物根系吸收,再通过蒸腾作用返回大气中。这些“看不见”的水,才是森林、草地、雨养农业赖以生存的生命线,然而,它们却长期缺席于传统水资源统计表格中。
为了更清晰地描述陆地水循环的路径与分配,瑞典水文学家Malin Falkenmark在20世纪90年代提出了“绿水-蓝水”的概念:
-蓝水(Blue Water)是我们最熟悉的液态淡水,如河流、湖泊、水库和可开采的地下水,是日常饮用、农业灌溉、工业生产可直接取用的水源。
-绿水(Green Water)则比较隐秘,指的是降雨渗入土壤后储存在土壤孔隙中,被植物吸收并以蒸腾蒸发形式返回大气中的那部分水。它无法被直接取用,甚至难以观测,但陆地降水的三分之二会转化成绿水。它支撑着全球超过60%的粮食生产和大面积自然生态系统,如森林、草原和农田的正常运转。
因此,传统意义上的可利用淡水大体对应着蓝水的范畴,而绿水则是深藏于土壤和植被中支撑地球生态循环的隐形水源。如果把地球比作一个巨大的生命体,蓝水就好比输送能量与资源的大动脉,承担着快速资源调配的重任。那么绿水则如同无处不在的毛细血管,默默滋养着每一寸生态“肌理”。只有当这两套循环保持动态平衡,地球的水循坏系统才能稳定而长久的运转。
绿水危机
气候变化这只无形的大手,正在加速打破传统陆地降水的“绿水-蓝水”分配平衡。
全球变暖使大气含水能力显著增强。温度每升高1℃,大气可容纳的水汽量就会提升约7%。这就像一块贪婪的大海绵,日夜持续从土壤和植被中“抽取”水分。哪怕降雨量没有减少,土壤中的绿水储备也会在增强的蒸腾作用下加速流失。21世纪以来,全球多地遥感监测都已捕捉到这一趋势:从非洲萨赫勒到地中海沿岸,从中国北方到澳大利亚内陆,土壤水分呈现出长期下降的“干化信号”。这不仅意味着更频繁的干旱,也暗示着一种深层和难以逆转的生态风险——绿水枯竭。
绿水流失首先冲击的是全球粮食系统。全球60%以上的农作物依赖土壤中的绿水生长。例如:生产1千克小麦需要大约1500升水,其中九成来自土壤绿水,仅一成来自蓝水灌溉。水稻、玉米、大豆等主要粮食作物同样如此。绿水一旦短缺,作物从萌芽到成熟的关键时期就会缺乏稳定的水分供应,直接导致减产。
除去粮食作物,森林、草地和湿地等生态系统的稳定都依赖土壤水分的持续补给。当土壤失去水分并逐渐干硬板结,它就从一块蓄水缓冲的“海绵”退化成几乎不透水的“水泥板”。这将导致雨水无法渗入土壤,只能迅速汇入河道,径流增加从而使得暴雨洪水风险上升。
此外,绿水下渗补给减少还意味着蓝水储量的降低、土壤生物多样性下降、植被根系弱化、荒漠化和沙化加剧。这些变化往往是渐进的,却可能在跨越生态阈值时触发不可逆的系统崩塌。亚马逊雨林和刚果盆地的研究表明,持续的土壤干化可能让大片热带雨林失去吸碳能力,甚至转变为碳源,反过来加速全球变暖。
蓝水脉冲
如果说绿水的流失是无声的长期“干化”,那么蓝水的变化更像是突发的心颤。随着气候变暖打破陆地水循环的平衡,蓝水——河流、湖泊、水库以及可开采的地下水,正在呈现出愈发剧烈的脉冲式波动。
首先,气温升高不仅加速了绿水蒸发,也改变着降水的时空分布。更暖的大气可以容纳更多水汽,当水汽在冷锋、急流摆动或季风异常的作用下集中释放,就会形成更短时、更猛烈的暴雨。大量雨水倾泻到已经干硬的地面,来不及被土壤吸收,就迅速汇入河道,导致洪峰骤涨。全球水文监测显示,过去50年极端日降水量增加了约10%–20%,许多流域的洪水重现期明显缩短。对于河流、湖泊和城市排水系统来说,这种短促而强烈的蓝水“脉冲”式爆发,往往超出了原有排水系统设计的承受范围,直接推高了城市洪涝灾害的风险。
其次,蓝水脉冲的影响不仅体现在地表,更隐伏在地下水系统中。暴雨带来瞬时径流,却未能有效补给地下含水层;与此同时,长期绿水匮乏迫使农田和城市愈发依赖地下水“解渴”。这里需要区分:浅层地下水较易受到降雨补给,而深层地下水(化石水)补给极慢,几乎不可再生。以加利福尼亚中央谷地为例,连续干旱期间地下水抽取量暴增,导致地面年均下沉超过20厘米,局部甚至形成不可逆的塌陷。类似现象也出现在印度恒河平原和中东干旱区。
蓝水脉冲不仅是水资源管理的难题,更对生态系统和经济运行产生深远影响。洪水加剧河岸侵蚀、改变泥沙输运和河口生态;水库被迫频繁超负荷调度,影响下游灌溉和航运;城市也将面临排水系统崩溃和饮用水源污染的风险……
水文鞭打:如何让鞭子停下来?
绿水枯竭、蓝水奔涌让干旱与洪涝在全球频频同时出现,原本温和有序的陆地水循环仿佛变身一根被猛烈甩动的鞭子,在极湿与极干之间往复得愈发剧烈频繁。美国加州曾在数年超级干旱后骤迎创纪录暴雨,地中海东岸也经历过类似的极端“旱转涝”。科学家口中的“水文鞭打(HydrologicalWhiplash)”不是局部偶发事件,而是气候变暖打乱绿水与蓝水平衡的必然结果。
传统以蓝水为中心的治水思路——加高堤坝、扩建水库、跨流域调水——已难以有效应对今天面临的问题。当绿水持续流失,任何工程都无法替代生态系统自身的原始调节力。真正的水安全,应从修复水循环的“减震器”入手:保护和恢复湿地、森林、草原等天然缓冲区,让它们在暴雨时削峰,在干旱时释水;建设“海绵城市”,让雨水下渗滞蓄而非迅速排走;推广耐旱节水的作物和保水耕作,减少地下水透支。而根本上,还需在政策和管理上把绿水与蓝水同等对待,把维护两者的动态平衡纳入水资源治理核心。
全球变暖并没有让地球简单地“更湿”或“更干”,而是悄然瓦解了土壤、植被和水体之间原本的联动,造成了令我们意想不到的连锁反应。这再次证明,自然生态系统从来不是线性的单行道,而是一个多层反馈、彼此交织的生命网络。一处失衡,往往会在另一端激起涟漪。如果我们还是习惯以“头痛医头、脚痛医脚”的思路应对危机,自然系统的失序只会被加速。真正的水安全,不只来自守护看得见的江河湖泊,更在于尊重那隐藏于土壤孔隙与根系水脉中的隐形血管——它们才是维系生态自我调节的根本。唯有深入理解并敬畏这种复杂关联,并以系统性治理和长期减排行动修复被扰乱的水循环,人类才能在日益频繁、剧烈的极端气候中,找到真正的安全感。
来源: 五分钟聊碳