在全世界范圍內(nèi)，人類文明在很大程度上依賴于可以隨時(shí)汲取的已在地下深處的沙子、泥土和巖石中儲(chǔ)存了數(shù)千年的巨大水庫。這些廣闊的蓄水層——它們?cè)诤芏嗲闆r下跨越了多個(gè)省份和國家的邊界——提供了飲用和農(nóng)作物灌溉所需的淡水，同時(shí)支撐了生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，例如森林和漁場。

然而在大多數(shù)的世界主要糧食產(chǎn)區(qū)，包括美國加利福尼亞州的中央谷地、埃及的尼羅河三角洲地區(qū)，以及印度和巴基斯坦的上恒河地，對(duì)地下水的需求已經(jīng)超過了這些水庫的補(bǔ)充能力。

這項(xiàng)研究的第一作者、加拿大魁北克省蒙特利爾市麥吉爾大學(xué)的水文地質(zhì)學(xué)家TomGleeson表示：“這種過度使用會(huì)導(dǎo)致飲用和植物生長所需的可用地下水的減少。”他強(qiáng)調(diào)，最終，這“將導(dǎo)致溪流的干涸以及生態(tài)災(zāi)難”。

Gleeson及其同事將一個(gè)全球水文學(xué)模型與一個(gè)地下水使用的數(shù)據(jù)集結(jié)合在一起，從而評(píng)估了在全世界有多少地下水正在被各個(gè)國家所汲取。研究人員同時(shí)還評(píng)估了每個(gè)蓄水層“再充水”的速度——即地下水被重新裝滿的速度。利用這種方法，研究人員能夠確定全世界近800個(gè)蓄水層的地下水“足跡”。

除了計(jì)算每個(gè)地下水源遭受的壓力，Gleeson和同事還詳細(xì)分析了保持生態(tài)系統(tǒng)——例如草地、樹木和溪流——健康所需的水流量。

并未參與此項(xiàng)研究的美國加利福尼亞大學(xué)歐文分校的水文學(xué)家JayFamiglietti表示：“據(jù)我所知，這是第一個(gè)水壓指數(shù)，它實(shí)際上解釋了對(duì)環(huán)境健康的保護(hù)。”他說：“這是一個(gè)關(guān)鍵的步驟。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，全世界有20%的蓄水層正遭受著過度開發(fā)，其中一些是壓倒性的。Gleeson說，例如，上恒河的地下水足跡是其蓄水層規(guī)模的50多倍，“因此這里的地下水開采速度根本是無法支撐的”。

然而Famiglietti指出，這項(xiàng)研究側(cè)重于量化地下水的開采和補(bǔ)充速度，強(qiáng)調(diào)了我們手頭關(guān)于目前全世界蓄水層中地下水總量數(shù)據(jù)的缺乏。他說：“回答這一可持續(xù)性問題的唯一途徑是搞清我們到底擁有多少地下水。”

他預(yù)測，一幅全景圖將揭示全世界有更多的蓄水層正經(jīng)歷著不可持續(xù)的開采。Famiglietti指出，隨著某些地區(qū)面臨著更加頻繁的干旱以及人口的增加，全世界蓄水層的完全描述盡管造價(jià)高昂，但依然是必需的。

然而Gleeson補(bǔ)充說，至少還有一個(gè)希望的重要源頭。這顆星球上差不多99%的新鮮不凍水是地下水。他說：“如果我們真的這樣選擇，我們將有潛力維持這個(gè)巨大水庫的可持續(xù)發(fā)展。”

地下水是貯存于包氣帶以下地層空隙，包括巖石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是水資源的重要組成部分，由于水量穩(wěn)定，水質(zhì)好，是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦和城市的重要水源之一。