Lentis/奥加拉拉蓄水层

奥加拉拉蓄水层是一个主要位于美国高平原之下的蓄水层。这个地下水库位于约 450,000 平方公里（174,000 平方英里）的土地之下，为 8 个州供水。（新墨西哥州、德克萨斯州、俄克拉荷马州、堪萨斯州、科罗拉多州、怀俄明州、内布拉斯加州和南达科他州） 因此，它也被称为高平原蓄水层。

围绕奥加拉拉蓄水层的冲突，是由于地下水开采远远超过平均回灌速度，导致水位下降，以及蓄水层污染。这个规模庞大的消失的蓄水层，不仅威胁到该国中部三分之一的地区，还威胁到该国其他地区以及全世界。

背景

直到 1911 年，奥加拉拉时代才开始，当时德克萨斯州普莱恩维尤的第一口机动灌溉井钻入了这个蓄水层。这项对未开发地下水库的开创性突破，被证明是一项改变游戏规则的举措，它使农业产量大幅增加。农民不再完全依赖降雨。地价上涨，使得德克萨斯州西北部转变为世界上最具生产力的农业地区之一。其他七个州的经济也很快随之发展。

工业规模的开采直到二战后才开始。风车被柴油动力泵取代，这使得产量从每分钟几加仑增加到数百加仑。与此同时，抽水技术不断发展，而节水措施却进展缓慢。 农民认为这个蓄水层是取之不尽的——他们看不到任何风险，因为它似乎是无限的，因此他们追求的是短期资本收益，而不是担心长期保护。

经济影响

所有这八个州都从中受益，他们利用了这条最大的蓄水层之一流经他们州的优势，取得了农业成功。这条蓄水层使美国成为世界粮仓，为美国总农业产量的至少五分之一提供水源。这意味着如果蓄水层消失，全球市场将面临约 200 亿美元的食物和纤维的风险。 农业占地下水使用的 90% 以上，为美国生产的玉米、棉花、小麦和牲畜的近五分之一提供支持。如果蓄水层完全枯竭，需要超过 6000 年才能通过雨水和融雪自然回灌。

勘测枯竭

到 1980 年，水位下降到如此之低，以至于政府官员感到震惊，他们努力寻找解决方案来保护蓄水层。美国地质调查局报告称，1949 年至 1974 年期间，地下水年开采量增加了五倍。一些农民每年开采 4 到 6 英尺的水，而蓄水层以每年半英寸的速度自然回灌。到 1975 年，超采量相当于科罗拉多河的流量，到 2009 年已增至 18 条科罗拉多河。

奥加拉拉蓄水层不可能维持一个世纪而不枯竭到令人担忧的低水平。该蓄水层正在枯竭和污染，政府官员终于开始加大保护力度。对抽取的地下水的调查发现，灌溉农业和圈养牲畜饲养场中含有杀虫剂和硝酸盐等污染物的痕迹。高平原的州政府和地方水务部门制定了政策来保护和维持这个庞大的地下水库。 华盛顿特区也伸出援手，帮助寻找可持续的解决方案。奥加拉拉倡议是美国农业部的一个项目，它为帮助农业行业更具可持续性的研究提供资金。来自美国农业部的科学家收集数据，帮助农民提高水资源利用效率，并将其用于农作物。 尽管采取了这些努力来减缓枯竭速度，但美国必须制定一项战略，让子孙后代能够从这个蓄水层中受益。

主要参与者

农民

农民对蓄水层的影响最大；约 94% 的取水量用于农业。这相当于每年约 57460 亿加仑的取水量。 在节水方面，农民的利益可能存在冲突——虽然他们可能“没有兴趣浪费”作为其“命脉”的蓄水层，但他们希望抽取足够的水来种植农作物。 因此，一些农民反对试图监管取水量，认为这是对“财产权的侵犯”。 一些农民认为他们应该能够抽取他们想要的所有水； 这使得节水工作变得复杂，因为蓄水层的深度因地而异。 此外，从一个农场抽水也会枯竭邻近农场的水源。 与其他农民的竞争加剧了取水问题。 一位农民这样描述这种困境：“我们知道我们正在超采奥加拉拉蓄水层。但我们都陷入了这些微观经济决策的泥潭，无法在更大的范围内进行管理”。 换句话说，“每个人都希望节约用水，但没有人愿意停止抽水”。

另一方面，农民正在采用技术来减少用水量，同时保持产量。 这些技术在四年内节省了 2800 亿加仑的水。 其中一些技术包括中心支点灌溉和地下滴灌、水探测器、变速灌溉和转基因作物。所有这些技术都能更有效地利用水，甚至可以提高产量。 这些技术符合农民的短期和长期物质利益。然而，许多农民认为他们的努力更像是“管理枯竭”，而不是真正的节水。 特别是考虑到牧场和玉米本身就是耗水量大的作物。

如前所述，一些农民反对可能在经济上损害他们的强制可持续发展努力。一些代表农民的团体反映了这一议程，例如保护水权联盟，该联盟对水务部门“声称有权阻止私人土地所有者使用授予他们的地下水权”提出了异议。 另一个例子是堪萨斯州玉米种植者协会，该协会在其 2017 年决议中指出“我们反对堪萨斯州对灌溉用水使用实施全州范围的限制”。 也许作为对此的回应，环境保护基金等组织正在寻求“农业可持续发展的合作方法”。 寻求通过合作保护奥加拉拉蓄水层的两个组织是美国自然资源保护局和德克萨斯州水资源保护联盟。NRCS 在一定程度上为农民提供“技术专长和保护规划”，以帮助他们保护其使用的资源。 TAWC 的宗旨是“通过合作确定那些……将减少地下水枯竭，同时维持或改善农业生产和经济机会的农业生产实践和技术，为子孙后代保护水资源”。

工业

工业只占从该蓄水层中抽取的水量的约 2.6%。 但尽管工业的提取量相对于农民来说很低，但在一些地区，工业活动仍被认为是对该蓄水层的威胁。 此外，中西部各州正试图吸引更多行业进驻，以获得经济利益。 一般来说，工业面临着与农民相同的保护挑战，包括竞争（与其他工业和农民之间的竞争）以及短期和长期经济收益。

居民

从该蓄水层中抽取的水量的约 2.5% 用于家庭饮用水。 随着中西部人口的增长，对水的需求将会增加。 居民在其院子里处理石油产品也会成为补给污染的重要来源。 一般来说，居民面临着与农民和工业相同的保护挑战，包括竞争（主要是与农民之间的竞争）以及短期和长期的生活质量。

社会问题

从奥加拉拉蓄水层的分析中得出了两个关键的概括：过度依赖的弊端以及对复杂社会问题采取多方面方法的价值。

过度依赖

奥加拉拉蓄水层困境突出显示的一个问题是过度依赖该蓄水层。美国地质调查局发现，农民每年提取的地下水量高达 4-6 英尺。相比之下，大自然的补充量每年仅为半英寸。在堪萨斯州，地下水位下降了 150 英尺或更多。然而，很少有人致力于寻找替代水源。由于中西部地区干旱很常见，农民继续从奥加拉拉蓄水层中抽取水。此外，奥加拉拉蓄水层每年为世界市场提供价值 200 亿美元的食物和纤维。 但随着这个数字的不断增长，对该蓄水层的依赖也随之增加，以产生更多收入，以供给中西部农民。

如今，农民们已经开始应对蓄水层干涸带来的后果。堪萨斯州的农民的灌溉量减少了 25% 到 50%。结果，数千英亩的田地干涸。在没有第二种选择的情况下，农民们一直在努力寻找备用方案。2013 年，美国陆军工程兵团提议修建一条长达 360 英里的输水渠，将密苏里河的水引至堪萨斯州。这条混凝土沟渠将包括 16 个提升站和两端的巨型水库。然而，该提案遭到了托皮卡立法机构的强烈反对和嘲笑，原因是其估计的 4 亿美元预算。

由于没有早些时候充分解决对奥加拉拉蓄水层的过度依赖问题，中西部农民现在陷入困境。为了维持生计和收入，他们必须继续从该蓄水层中提取水。然而，他们也必须应对地下水位的下降。在没有明确的替代方案的情况下，他们转向了各种策略。

保护与可持续性

为了解决奥加拉拉蓄水层的枯竭问题，农民和科学家们转向了多种解决方案。这些解决方案可以分为两类：保护性解决方案和可持续性解决方案。

保护策略包括让蓄水层尽可能持久。一种想法是通过基因工程改造作物以减少用水量。麻省理工学院的科学家们研究了对小麦、水稻和玉米进行基因改造以减少用水量。 他们发现，改变水稻中的拟南芥 HARDY (HRD) 基因可以提高水分利用效率。 孟山都公司，一家农业生物技术公司，一直在研究改变玉米的 CspA 和 CspB 蛋白以减少水分流失。另一种保护想法是使用需要更少水的作物。联合国粮食及农业组织 (FAO) 发布了一份关于作物水分利用效率的报告，发现小麦、向日葵、玉米和小米的水分利用效率明显高于玉米等作物。

可持续性解决方案优先考虑蓄水层的可重复使用性。这些解决方案关注的是改变农业技术以减少用水量。一种策略是采用“免耕”农业。这包括在收获后保留作物残茬，并在茬秆中种植新作物。免耕农业减少了土壤水分流失，提高了每次收获的水分利用效率。爱荷华州立大学的研究人员发现，免耕农业可以将用水量减少高达 54%。

保护性解决方案侧重于寻找减少用水量的技术解决方案，而可持续性解决方案则侧重于改变人们的社会习惯以解决问题。两者并不一定哪个更有效；两者都是可以用来寻找解决方案的方法。这表明，社会问题往往很复杂，既可以从技术方面，也可以从社会方面采取不同的方法。

类似案例

在其他有限资源案例研究中也可以找到过度依赖和多种解决方案的理念。例如，石油一直是全球关注的焦点。2010 年，BP 估计全球石油储量约为 2.407 亿吨。考虑到目前的全球产量和消费量，这将使世界维持 50.6 年。 通过越来越依赖石油作为运输燃料，全球石油储量一直在下降。

为了减少对石油的依赖，人们采取了许多方法。技术解决方案包括制造每英里耗油量更少的汽车。丰田发布了其最新的汽车设计，2018 款普锐斯，预计其燃油效率为每加仑 54 英里。 其他技术解决方案包括转向太阳能和风能。福特 C-Max 混合动力车和 Energi 车计划使用 75% 的太阳能。

社会方法包括改变人们的习惯以减少他们对石油的依赖。这些方法包括使用公共交通工具和拼车。两者都限制和减少了高速公路上的汽车数量，降低了石油的使用量。仅在旧金山，拼车每年就能节省高达 350 万升汽油。 拼车也被发现可以减少高达 5% 的二氧化碳排放。