水坝为可持续粮食系统带来希望，但我们应谨慎行事

虽然大坝是一项工程奇迹，为世界各地数百万人提供能源，但其中一些大坝也给环境带来了负面影响，包括分离动物种群造成更多近亲繁殖，破坏河流沉积物流动，导致湿地资源匮乏。

在太平洋西北部，斯内克河是哥伦比亚河最大的支流，也是四座备受争议的大坝的所在地，这些大坝被称为下斯内克河大坝。几十年来，环保人士一直呼吁拆除这些大坝，这在很大程度上是因为这些大坝对该地区鲑鱼种群的影响。虽然大坝包括梯子和其他鱼类通道，但它们仍然使鱼类难以到达太平洋。该河的三种鲑鱼物种濒临灭绝或受到威胁，而该地区的虎鲸种群也快没有鲑鱼可供食用了。美国国家海洋和大气管理局 2022 年的一份报告称，重建该地区的鲑鱼种群需要采取大规模行动，包括拆除大坝。

根据今天发表在《美国国家科学院院刊》 （PNAS）上的一项研究，虽然每座大坝及其相关水盆都各有不同，但一些现有大坝可能成为更可持续未来的一部分，因为水库中的水可用于灌溉农田。该研究调查了在不耗尽水资源或侵占自然资源的情况下，需要储存多少水才能最大限度地灌溉农作物，以及这种灌溉技术可以养活多少人。他们发现，筑坝水库可用于储存此类灌溉所需水量的 50% 以上。

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研究人员分析了自然水文循环（或水循环），以了解这一自然过程产生和更新了多少地表水和地下水体中的淡水，以及与当前农田的用水需求相比如何。通过分析，他们估计，充分利用蓄水灌溉的潜力可以帮助种植足够的粮食，养活全球约 11.5 亿人

作者还发现，如果之前在全球范围内规划的 3,700 个潜在水坝地点全部建成并部分用于农作物灌溉，那么它们可以提供足够的水来灌溉大约 6.41 亿人的农作物。

尽管大坝具有潜力，但作者警告不要将其作为主要的可持续解决方案，因为它们会带来社会环境后果。在某些情况下，大坝会破坏河流，迫使人们流离失所。此外，大坝的成本更高，水分蒸发量大，还会造成生态后果。

研究人员在一份联合声明中表示：“在提高粮食和水资源安全的所有供需方选择中，修建更多水坝应该是最后手段。”

此外，作者强调，即使修建大型水库，它们也只是解决方案的一部分。他们建议认真评估替代方案，而不是修建新水坝。

研究人员表示，一些更环保的灌溉用水储存替代方案包括使用小型水坝收集水、利用冬季风暴或春季融雪的水补充地下水系统以及更好地管理田地土壤水分。该团队强调，更好的灌溉技术或更符合水资源供应的作物可以减少对储存水的需求。

“迫切需要探索替代的蓄水解决方案，但我们必须承认，许多水坝已经存在，”这项研究的主要作者、斯坦福自然资本项目的研究工程师拉斐尔·施密特在一份声明中表示。“我们的研究阐明了它们在确保未来粮食安全方面的关键作用。”

利用水坝水库的更好蓄水技术将有助于建立更可持续的农业未来。世界上许多地方的农业实践污染和耗尽水资源，会破坏自然景观，并产生全球约三分之一的温室气体排放。全球约三分之二的农田依赖降雨，在干旱时期，缺口通过不可持续的水资源（如不可再生的地下水或阻碍环境流动）来弥补。

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“营养安全是人类可持续发展面临的核心挑战，”该研究的资深作者、斯坦福自然资本项目联合创始人兼教职主任格雷琴·戴利在一份声明中表示。“我们的研究强调了对灌溉和水资源管理进行自然积极投资的迫切需要和机遇，以减少农业的有害影响，同时支持农田和淡水生态系统的其他重要益处。”

北卡罗来纳州立大学农业与资源经济学系助理教授埃里克·爱德华兹 (Eric Edwards) 并未参与此项研究，他告诉PopSci ，这篇论文正在解决一个重要的粮食生产问题，“关注灌溉是一个关键问题，因为气候变化将使降水模式更加多变，这可能会影响世界粮食供应的安全。”

然而，爱德华兹警告说，这项研究并不是一项成本效益分析，而且水资源问题只是地方性的，因此更广泛和全球性的解决方案并不那么有效。“个别水坝项目仍可能造成严重的生态问题，或者相对于其提供的货币效益而言成本过高，”他说。“水坝和相关的灌溉水分配基础设施非常昂贵。通常，这些项目并不是基于它们对农业生产的改善而合理实施的，而最好解释为政府对农业利益的补贴。”

爱德华兹表示，这篇论文还可以帮助其他研究人员和政策制定者进一步研究如何更好地利用水流域。