專訪中科院陳亞甯：解碼全球幹旱新趨勢，探尋系統性應對之道 —— 從新疆經驗到國際協作

　　當前，全球正步入新的幹旱時期，幹旱呈現 “頻率更高、強度更大、範圍更廣、預測更難” 的系統性風險特征。傳統 “事後響應” 模式已難以應對，亟需從科學層面破解幹旱成因、影響與應對難題。《科技導報》新媒體專訪中國科學院綠洲生态與荒漠環境重點實驗室主任、新疆生态與地理研究所研究員陳亞甯，深入剖析全球幹旱變化趨勢、核心影響及治理路徑，為全球幹旱應對提供科學參考。

　　一、全球幹旱新趨勢：從 “緩旱” 到 “驟旱”，從單一災害到複合危機

　　陳亞甯基于長期觀測研究指出，全球幹旱已從偶發自然現象演變為系統性危機，呈現三大顯著趨勢：

　　“驟旱” 比例顯著上升：傳統幹旱多緩慢發展，而近年全球 74% 的地區幹旱爆發速度加快，數周内即可因高溫、強蒸散發疊加降水短缺形成 “驟旱”。如 2012 年美國中部驟旱 1 個月内導緻土壤濕度驟降，玉米減産 30%，傳統月尺度監測系統難以應對。

　　頻率、強度與範圍三重擴張：1900-2020 年全球受幹旱影響土地面積翻倍，40% 陸地幹旱加劇;未來中高排放情景下，幹旱頻率或達工業化前的 5-7 倍，持續時間延長 130%。

　　“雪旱” 風險凸顯：全球變暖導緻中高緯度區域降雪減少、積雪提前融化，依賴積雪融水的地區(如北美五大湖、我國西北山區)雪旱頻率預計本世紀末增至 3-4 倍。

　　關鍵驅動因素可歸結為三點：一是全球變暖加速蒸散發、改變降水模式，放大極端幹旱;二是人類活動加劇 —— 農業灌溉占全球淡水消耗 70%，過度取水疊加城市化、森林砍伐削弱土地儲水能力，濕地面積減少 18%;三是大氣環流異常(如副熱帶高壓增強、拉尼娜殘留效應)導緻部分地區降水銳減 50%-80%。

　　二、驟旱與複合幹旱：特殊性凸顯，預警應對面臨全新挑戰

　　相較于傳統幹旱，驟旱與複合幹旱(如 “高溫 - 幹旱 - 野火” 鍊式災害)的特殊性，對人類預警與應對能力提出更高要求：

　　突發性與非線性演變：驟旱的 “快速爆發” 特性使傳統幹旱指數(如 SPI)響應滞後，需融合土壤水分、濕度、蒸散發等實時數據的多尺度模型(如歐盟 EDDI 指數将響應時間縮短至 5 天)。

　　多要素耦合的複雜性：複合幹旱的 “多災害鍊式反應” 遠超單一維度影響。2022 年長江流域 “高溫 - 幹旱” 事件中，副熱帶高壓與 “土壤濕度 - 氣溫正反饋” 疊加，經濟損失是單一幹旱的 2.3 倍;2023 年地中海複合幹旱導緻西班牙水庫水位降至 27%，引發農業限水與核電減産雙重危機。

　　系統脆弱性疊加：傳統幹旱影響集中于農業，而複合幹旱同步沖擊能源(水電短缺)、生态(森林退化)、健康(熱相關疾病)多系統，需打破氣象、水利、應急管理的條塊分割(如美國 NASA 與 USGS 聯合建立 “旱情信息系統” 實現數據融合)。

　　陳亞甯強調，應對這類新型幹旱需從 “被動救災” 轉向 “預見 - 适應 - 恢複” 全周期治理，既要升級監測技術，更要構建跨部門協同機制與氣候韌性體系(如推廣耐旱作物、分布式水資源配置)。

　　三、深遠影響：水資源系統危機加劇，觸發生态與社會連鎖反應

　　幹旱對全球水資源系統的影響遠超短期缺水，而是對 “水循環平衡、供需矛盾、生态安全” 的系統性沖擊：

　　水循環再生能力遭破壞：河流斷流、湖泊萎縮(如鹹海消失)迫使人類過度開采地下水，全球 1/4 含水層已不可持續。美國科羅拉多河長期幹旱威脅流域 4000 萬人供水，印度恒河平原地下水超采導緻含水層不可逆退化，這種損耗遠超自然補給速率，可能永久改變區域水文結構。

　　水資源分配矛盾激化：農業耗水占比高，幹旱加劇 “農業灌溉 - 城市 - 工業” 用水沖突，可能引發糧食減産與社會動蕩。世界銀行預測，2050 年中東、北非因水稀缺或損失 6% 以上 GDP，全球約 5 億人已因幹旱面臨用水危機。

　　生态系統崩潰風險升級：濕地萎縮、生物多樣性喪失削弱自然蓄水與淨化功能，形成 “幹旱 - 生态破壞 - 更嚴重幹旱” 正反饋。如亞馬遜雨林部分區域已從碳彙轉為碳源，若持續惡化可能引發氣候移民潮與文明存續危機。

　　四、碳釋放正反饋：威脅全球氣候穩定，多路徑幹預可破局

　　幹旱區碳釋放的正反饋循環(全球變暖→幹旱加劇→植被退化 / 土壤碳分解→CO₂釋放→變暖加劇)是全球氣候穩定的潛在威脅。陳亞甯指出，幹旱區土壤碳庫原本穩定，但變暖提升微生物活性加速有機碳分解(如溫帶半幹旱灌叢土壤呼吸随溫度升高而增強);人類活動(過度放牧、灌溉)進一步破壞土壤碳穩定機制，新疆極端幹旱荒漠 16 年人為幹擾導緻土壤有機碳減少 13.2%，穩定碳庫下降 41.1%。

　　幹預路徑需聚焦增強生态系統固碳能力與韌性：

　　生态恢複：種植耐旱深根系植物，固定土壤并增加植被碳儲量;

　　可持續土地管理：推廣節水農業、免耕技術，減少土壤擾動以降低碳分解;

　　水資源精細化管理：科學調配水資源、人工增雨，保障關鍵區域生态用水;

　　社區參與：引導當地居民轉向綠色生計，減少對脆弱生态的過度利用。

　　五、“荒漠化 - 貧困” 雙重困境：成因與全球熱點區域

　　荒漠化與貧困形成 “貧困緻生态破壞、生态惡化加劇貧困” 的惡性循環，其根源在于自然脆弱性與人類活動不當的疊加：

　　自然基礎：荒漠化多發生于土壤貧瘠、水資源匮乏的生态脆弱區(如我國西北幹旱區、西南喀斯特地區)，植被恢複能力差;

　　人類活動：過度墾殖、放牧、樵采以換取短期生計，形成 “越墾越荒 - 越荒越窮” 循環;

　　制度因素：基礎設施不足、政策支持滞後限制可持續發展模式推廣。

　　未來熱點區域集中在生态與經濟雙重脆弱區：

　　全球範圍：非洲薩赫勒地帶(撒哈拉沙漠南侵)、中亞及蒙古國(76.8% 國土荒漠化)、中東(戰亂疊加氣候危機);

　　我國範圍：新疆塔克拉瑪幹沙漠邊緣(風沙路徑區 + 水資源匮乏)、内蒙古科爾沁 / 渾善達克沙地(農牧交錯帶 + 資源依賴型貧困)、貴州貞豐等西南石漠化區(土層薄 + 生态修複周期長)。

　　六、新疆經驗：地表水體面積增加的治理範式，可推廣性分析

　　新疆通過 “系統治理 + 創新實踐” 實現地表水體面積增加與生态改善，其經驗具有可複制性但需因地制宜：

　　政策統籌與協同治理：以河湖長制為核心，統籌兵地、多部門(發改、财政、生态環境)聯動，形成 “水災害防治 - 水資源利用 - 水生态修複” 一體化格局;

　　技術創新與生态修複：再生水循環利用(年引 5000 萬立方米灌溉防護林)、滴灌技術提升水資源效率;河道綜合治理 + 胡楊荒漠林保護(引洪灌溉 + 生物防治)，提升林草覆蓋率;

　　産業轉型與民生共赢：推廣 “禁牧 + 舍飼養殖”，既恢複草原植被(蓋度大幅提高)，又通過生态旅遊帶動牧工增收;

　　嚴格監管與法治保障：出台草原征占用管理政策，開展專項整治強化生态責任。

　　陳亞甯表示，這些經驗可推廣至我國西北、青藏高原等幹旱區，但需結合當地氣候(如降水差異)、水資源禀賦(如積雪融水占比)、經濟結構(如農業 / 牧業主導)調整，核心是 “綜合治理 + 資源循環 + 綠色轉型” 的結合。

　　七、研究薄弱環節與未來科研重點

　　當前幹旱研究仍存在多方面不足，需針對性加強科研投入：

　　(一)薄弱環節

　　幹旱指标适用性争議：單一指标(如 SPI)可能低估 / 高估風險，需多指标融合(如 SPEI 結合蒸散發);

　　幹旱 - 生态系統非線性關系：生态阈值(如甯夏植被覆蓋度 38% 為脆弱性轉折點)識别不充分，滞後效應、累積影響研究不足;

　　人地交互作用厘清難：生态工程(如三北防護林)與氣候幹旱的協同效應未明确，農業需水與水資源可持續性矛盾未充分納入模型;

　　多尺度觀測與模型整合不足：幹旱區台站分散、數據共享差，氣候模型與生态模型耦合弱，驟旱與複合事件機制研究空白。

　　(二)未來科研重點

　　智能化監測預警：融合遙感、物聯網、AI，構建公裡級 / 日尺度高精度預警系統(參考巴西 GNSS + 降水數據指數);

　　生态修複技術深化：研發極端幹旱區适生植物品種、微生物修複技術，探索 “自然恢複 + 人工輔助” 模式;

　　水資源高效利用：微鹹 / 苦鹹水低成本開發、“空中雲水 - 地表水 - 地下水” 協同調控技術;

　　跨學科融合研究：整合地理學、生态學、社會科學，将社區需求融入技術創新，構建氣候韌性系統;

　　碳彙技術研發：探索幹旱區在碳中和目标下的 “生态 - 碳彙” 雙重功能。

　　結語

　　陳亞甯指出，應對全球幹旱需從 “局部應對” 轉向 “系統治理”，既要依靠科技創新突破監測、修複、水資源管理技術瓶頸，也要通過國際合作制定通用标準、共享數據，更要關注 “生态 - 經濟 - 民生” 協同，避免陷入 “荒漠化 - 貧困” 陷阱。我國新疆等地的治理經驗已為全球幹旱區可持續發展提供中國方案，未來需進一步加強科研投入與國際協作，共築全球幹旱應對的 “韌性防線”。