干旱的土地 图片来源：原文
“绿水”是指土壤中植物可吸收利用的雨水，其对于陆地上和土壤中的生物都是不可或缺的重要物质。但在一项新的研究中，我们发现，对绿水资源的用量需求已经超过了其临界限度。
“行星边界（planetary boundaries）”框架是科学家们在2009年首次讨论的概念，其确定了在过去11700年地球系统中保持显著稳定的九个过程。其中包括相对稳定的全球气候和完整的生物圈，这些条件使以农业为基础的文明得以繁荣。研究人员提出，这些过程中的每一个都有一个界限，一旦越过这个界限，地球系统或其主要组成部分就会面临被破坏的风险。
2015年的一项全面科学评估发现，人类活动已经突破了四个行星界限。温室气体排放正在造成气候变暖，第六次物种大灭绝正在破坏构成全球生物圈的生物网，集约农业正在污染环境，自然栖息地正在遭到大规模破坏。早在2022年初期，研究人员就宣布，随着化学污染和塑料的排放和积累，人类已经跨越了第五个行星界限。
到目前为止，有人提出，全球淡水使用量仍然在安全范围内。但早期的评估只考虑了所谓的“蓝水”的开采，即那些在地表河流中流动和储存在地下含水层中的水。即便如此，在过去的一个世纪里，蓝水的开采量增加了六倍，因此许多流域可能已经跨越了区域边界。除了灌溉作物以满足人类和牲畜日益增长的需求外，人口增长和对更高生活水平的追求提高了全球家庭和工业用水量，这不仅破坏了水生生态系统，还对生活在其中的生物造成危害。
通过将“绿水”纳入我们的评估，我们发现相较于最初报道，淡水维持地球系统稳定的能力正遭受着更大的威胁。
“绿水”的红色警报
来自太阳的辐射蒸发了土壤中的“绿水”，使周围环境温度降低，之后水分会返回到大气中，形成云和雨。这一循环维持着地球上一些最重要的生态系统，例如亚马逊雨林，它占据了近40%的全球热带森林面积，储存了约1120亿吨碳，并容纳了25%的陆地生命。
研究表明，森林砍伐减少了流向大气的水分，降低了地球系统循环水分的效率，最终使亚马逊等生态系统面临崩溃的风险。全球变暖和土地使用方式的变化，特别是森林砍伐，是人类跨越这一行星界限的最大因素之一。行星界限的综合影响表明，其是相互作用的整体，且应该被视为一个相互联系的系统。
粮食生产也依赖于“绿水”。全球约60%的主粮生产和80%的耕地是由雨水灌溉的。在这些地区，雨水是农作物的唯一水源。即使是灌溉作物，也在一定程度上依赖雨水。
农业灌溉 图片来源：pixabay
我们发现，自工业革命以来，尤其是自20世纪50年代以来，世界上大部分地区的土壤都明显更干燥或更湿润。这种向极端条件的转变是令人担忧的，因为水在维持社会和生态系统的复原力方面发挥着不可或缺的作用。
更频繁、更严重的干旱期意味着许多地区出现更长期、更严重的干旱，比如目前影响智利和美国西部的干旱。干旱限制了植物的光合作用，植物吸收的能加热地球大气层的二氧化碳变少。目前，陆地碳汇正在减少，在每年的二氧化碳排放量中，仅有约30%会被陆地碳汇吸收。在未来，陆地碳汇甚至可能成为净碳源。
土壤水分过多也不好。含水饱和的土壤更容易引发洪水，阻碍植物的生长。从潮湿土壤中蒸发出的异常大量的水分会推迟季风的开始，这一现象已造成印度等地的旱季延长，扰乱了正常农业节奏。高湿度与高温相结合还会导致致命的热浪，因为在非常潮湿的空气中，人体会因无法排汗而迅速升温、过热。南亚、中东沿海地区、加利福尼亚湾和墨西哥等地正在经历这种致命的恶劣天气，其发生时间比预期的要早得多。
我们能做些什么？
越来越多的科学证据表明，地球比过去11700年的任何时候都要干燥和湿润。这威胁到维持生命的生态和气候条件。
我们的分析表明，第六个行星界限已经被跨越。但是，为减缓气候变化和制止森林砍伐而做出的巨大努力，仍然可以防止地球绿水循环发生危险变化。与其他措施一起，将耕作方式转变为可持续的替代方式将防止更多的土壤退化和水分流失。此外，我们还可能需要在政策和法律框架中明确对绿水的管理及保护。
保护森林就是保护地球 图片来源：pixabay
研究表明，农业是多个行星界限被突破的主要原因。为了不突破行星界限，将饮食习惯转向可持续的植物性饮食是一个简单而高效的选择。
人类已不再处于安全界限内。我们需要立即采取行动，以维持复原力强和营养丰富的淡水循环。
撰文：Arne Tobian,博士研究生，来自斯德哥尔摩大学，研究方向为行星边界；Dieter Gerten,来自德国波茨坦气候影响研究所，现任陆地安全生存空间研究组组长；Lan Wang Erlandsson,来自斯德哥尔摩大学，现任斯德哥尔摩恢复力研究中心研究员、人类世的环境动力学课题负责人。
翻译：彭容
审校：曾小欢
引进来源：Theconversation
本文来自：中国数字科技馆
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