席卷全球多地的干旱，會成為下一個 “大流行” 嗎？
撰文 | 唐顥蘇
責(zé)編 | 馮灝
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5月9日至20日，《聯(lián)合國防治荒漠化公約》締約方會議第十五屆會議召開，期間發(fā)布了《2022年干旱數(shù)字》報(bào)告。該報(bào)告指出，干旱對全球社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)、廣泛且被低估了的影響。自2000年以來，全球干旱出現(xiàn)次數(shù)和持續(xù)時間增加了29%，全世界正處于干旱管理的 “十字路口” [1]。
在接下來的幾十年中，全球129個國家的干旱將增加。如果到2100年全球變暖達(dá)到3 ℃，全球干旱損失可能是現(xiàn)在的五倍。除非人類加強(qiáng)減緩全球變暖的行動，否則：
● 到2030年，預(yù)計(jì)全球?qū)⒂?億人面臨因干旱而流離失所的風(fēng)險(xiǎn)。
● 到2040年，預(yù)計(jì)全球四分之一的兒童將生活在極度缺水的地區(qū)。
● 到2050年，干旱可能會影響世界四分之三以上的人口，估計(jì)每年將有48至57億人生活在每年至少有一個月缺水的地區(qū)（這一數(shù)字目前為36億）。
干旱常指因久晴無雨或少雨，降水量較常年同期明顯偏少而形成的氣象災(zāi)害。干旱是世界上最具破壞性的自然災(zāi)害之一，根據(jù)其特性，一般又被分為以下四類 [2]：
在上述的四類干旱中，氣象干旱直接受自然影響而形成，可以直觀地表現(xiàn)為降水量的減少，而農(nóng)業(yè)、水文和社會經(jīng)濟(jì)干旱則更聚焦于對人類和社會的影響。氣象干旱常常誘發(fā)其他三類干旱，如在氣象干旱形成后，當(dāng)?shù)毓喔仍O(shè)施若不完備，則易會引發(fā)農(nóng)業(yè)干旱。
科學(xué)家們定義了復(fù)雜多樣的干旱評價(jià)指標(biāo)。常用的干旱指數(shù)包括帕默干旱嚴(yán)重程度指數(shù)（PDSI）、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）、標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)（SPEI）和蒸發(fā)干旱需求指數(shù)（EDDI）等。雖然各種指數(shù)的定義不盡相同, 但是都包含一個核心內(nèi)容，即水分缺乏。
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報(bào)告指出：由于人類活動引起的全球變暖，全球地表蒸發(fā)需求普遍增加，區(qū)域降水減少。隨著未來全球變暖的加劇，在一些地區(qū)，氣象干旱會出現(xiàn)顯著的強(qiáng)度和頻率變化，其中增加的區(qū)域多于減少的區(qū)域；一些地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱的強(qiáng)度和頻率會明顯增加；同樣的，水文干旱的頻率和強(qiáng)度也將增加。
具體到我國，整體氣候格局 “南澇北旱”。隨著全球變暖，降水線呈現(xiàn)北移的趨勢。
那么，干旱的西北地區(qū)是否正在暖濕化呢？答案是否定的。
盡管我國西北部分地區(qū)出現(xiàn)了短期降水增多與植被改善現(xiàn)象，但西北大部分區(qū)域降水量仍然遠(yuǎn)低于潛在蒸發(fā)量——幾十毫米的降水增量與上千毫米的蒸發(fā)量基數(shù)相比，仍然微不足道，目前的降水增加并不能從本質(zhì)上改變西北地區(qū)干旱缺水的格局 [5]。在可預(yù)見的未來，水資源短缺仍將是困擾西北地區(qū)發(fā)展的關(guān)鍵問題。
我國西北地區(qū)近年來年徑流量的增加，更多可能來源于全球變暖驅(qū)動的冰川消融與冰雪圈的衰退。而這種冰雪圈的變化并不可持續(xù)，待冰川淡水儲存耗盡，西北地區(qū)未來可能面臨更嚴(yán)峻的干旱風(fēng)險(xiǎn)。
全球變暖將導(dǎo)致未來極端天氣出現(xiàn)得更加頻繁，降水變率增大（降水更加不均勻），極端干旱和暴雨天氣增多 [7]，而可利用的水資源則會減少（極端暴雨/洪水帶來的大量水資源會被疏導(dǎo)掉而無法有效利用，極端干旱時期又需要大量抽取地下水）。
因此，增大的降水變率反而可能給西北地區(qū)帶來更多 “適應(yīng)性” 挑戰(zhàn)。如2021年7月中旬在新疆塔克拉瑪干沙漠邊緣出現(xiàn)的洪水，“沙漠洪水” 的出現(xiàn)，可能在未來愈發(fā)頻繁，給西北地區(qū)的排澇能力提出新的挑戰(zhàn)。
為了改善北方的生態(tài)環(huán)境，我國于1978年啟動了 “三北防護(hù)林工程”，40多年間，種下了660多億棵樹，之后又于1999年發(fā)起了 “退耕還林還草政策”。
最新的衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2000~2020年，我國植被覆蓋穩(wěn)定增加，呈顯著變綠趨勢；2016～2020年，中國年平均歸一化差值植被指數(shù)（NDVI，表征地表植被覆蓋率與生長狀況）較2000～2019年平均值上升6.0%，為2000年以來植被覆蓋狀況最好的五年 [6]。
植樹造林工程以及退耕還林還草政策取得了巨大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會效益，但也存在一些可改善之處。有研究指出，1952到2005年間，中國植樹造林工程中只有不到三分之一的樹木存活了下來，工程成林率相對較低, 防護(hù)林質(zhì)量相對較差、衰退風(fēng)險(xiǎn)較大 [8]。
西北地區(qū)干旱-半干旱問題由地形、氣候、地理位置等多重因素決定，因此，植樹造林工程不只是單純字面意義上的多種樹，必須充分考慮當(dāng)?shù)厮Y源承載力的制約，做到 “適地適樹”。如在一些干旱缺水的荒漠地區(qū)種植的楊樹和云杉，因?yàn)閱棠靖递^長，會吸收較多水分加劇當(dāng)?shù)厮Y源短缺, 較大的樹葉也會增加水分蒸發(fā)面積，因而并不能取得良好的效果；在某些干旱缺水的地方，灌木或草可能才是更適合的植物。
此外，三北部分地區(qū)片面追求造林面積/密度、缺乏后期有效的經(jīng)營管理，也是成林率低的重要原因 [9]。這將進(jìn)一步降低植樹造林工程防風(fēng)固沙功能，導(dǎo)致沙漠化與干旱防治效果有限。
西北地區(qū)外，我國西南地區(qū)也是干旱頻發(fā)地段。
西南地區(qū)水資源理應(yīng)非常豐富，為什么也會干旱頻發(fā)呢?
實(shí)際上，我國西南地區(qū)受東亞季風(fēng)主導(dǎo)，干濕季分明。從11月至次年4月長達(dá)6個月的旱季里，非常容易出現(xiàn)季節(jié)性干旱。此外，西南地區(qū)（云南、貴州等）多是喀斯特地貌，地表水下滲較快，地表徑流量小，容易形成 “雨水蓄不住、地下水用不上” 的狀況。
另外，西南地區(qū)特殊的地形（云貴高原，地勢崎嶇）容易引發(fā) “焚風(fēng)效應(yīng)”，也可能加劇干旱的發(fā)生。所謂 “焚風(fēng)效應(yīng)”，指的是過山氣流在背風(fēng)坡因絕熱下沉運(yùn)動而變得干熱的一種現(xiàn)象。例如，當(dāng)空氣氣團(tuán)從海拔4000至5000米的高山下降至地面時，溫度會升高20 ℃以上。
關(guān)于部分植被種植（如桉樹林）加劇我國西南干旱的猜想，目前尚缺乏明確的科學(xué)依據(jù) [12]。“厄爾尼諾/拉尼娜” 引發(fā)的不利的大氣環(huán)流條件（水汽輸送減少），配合上特殊的地形地貌，可能才是我國西南地區(qū)頻發(fā)干旱最重要的原因。
不僅我國深受干旱災(zāi)害的困擾，大洋彼岸的美國也是如此。
美國干旱監(jiān)測中心的最新數(shù)據(jù)顯示，美國西部正在遭受嚴(yán)重干旱。今年5月初，美國南加利福利亞州宣布進(jìn)入前所未有的缺水緊急狀態(tài)，當(dāng)?shù)?00萬居民被限制用水 [13]。
美國西南部最重要的河流、被譽(yù)為4000萬人“母親河”的科羅拉多河也正在逐漸干涸。科羅拉多河是整個加州淡水的主要來源，也是美國西南部最重要的水源生命線。因?yàn)楹恿鞯母珊?，本次干旱進(jìn)一步導(dǎo)致了科羅拉多河上全美國最大的兩個水庫——鮑威爾湖水庫和米德湖水庫——長期處于低水位狀態(tài)。水庫缺水還影響到了當(dāng)?shù)氐募Z食灌溉和水力發(fā)電。
當(dāng)?shù)乇硭床蛔銜r，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民就會為了澆灌農(nóng)作物而大量甚至過度抽取地下水，來維持農(nóng)作物的生產(chǎn)，長此以往會引發(fā)水質(zhì)退化和地下水枯竭等問題，進(jìn)一步加劇干旱的持續(xù)。中美兩國，正在面臨同樣的危機(jī)。
《自然-氣候變化》上最近發(fā)表的一篇文章指出，美國西南部的這場干旱其實(shí)已經(jīng)持續(xù)了22年。通過對樹木木芯進(jìn)行反演（如某一年降水充沛，樹輪可能就會長得更寬一些，反之則相反），科學(xué)家們得到了過去幾個世紀(jì)的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)本次干旱是該地區(qū)至少1200年以來最嚴(yán)重的特大干旱，而這場特大干旱近一半可歸因于人為氣候變化 [14]。
研究人員認(rèn)為，人類活動不僅部分引起了這種極端干旱，而且讓它持續(xù)時間更加長久。人類活動燃燒化石燃料引起的溫室效應(yīng)會增強(qiáng)地表向空氣的蒸發(fā)，導(dǎo)致這場大旱一直沒有盡頭。此外，當(dāng)前全球變暖下，氣溫的急劇升高也會加劇河流的水分蒸發(fā)，從而加劇旱災(zāi)。
這種極端的干旱條件也將進(jìn)一步增加美國西南部和南部平原的山火風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在伴隨大風(fēng)的情況下。在今年夏末季風(fēng)降雨開始之前，美國西南部的干旱狀況可能會一直惡化下去。
不僅是中美兩國，干旱就像新冠病毒一樣席卷全球各地，影響到廣大的區(qū)域，并造成連鎖性破壞。此外，長期旱災(zāi)將帶來糧食安全風(fēng)險(xiǎn)和食品價(jià)格上漲，進(jìn)而波及其他未遭遇干旱的地區(qū)。
全球各地頻發(fā)的干旱，為人類敲響了警鐘。全球變暖不再是未來的問題，而是當(dāng)下的問題。目前，為了適應(yīng)頻繁干旱的影響，部分干旱區(qū)的樹木與植物也正在不斷進(jìn)化，如改變自身形態(tài)結(jié)構(gòu)（葉片、根系等）以減少水分的蒸發(fā)。
而對于人類來說，在減緩氣候變化的基礎(chǔ)上，未來需要發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)（如使用塑料大棚、滴灌技術(shù)）、優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)布局、選育和種植耐旱品種等，來應(yīng)對愈演愈烈的干旱危機(jī)。
致 謝
制版編輯 | 姜絲鴨
