SH|弗吉尼亚大学 Venkataraman Lakshmi 封面文章探讨伊拉克及邻近国家水资源问题

文摘   2024-11-11 10:24   广东  

引用格式: Pavur, G., Marcellin, M., Loose, D., Cardenas, J., Trump, B.,Linkov, I.,Waheed, S.,Almashhadani, M.,Polmateer, T.,Lambert, J.,Lakshmi, V. 2024. Sensitivity of development goals to water scarcity of Iraq and transboundary regions. Sustainable Horizons 12, 100121.

近期,美国弗吉尼亚大学 Venkataraman Lakshmi 教授团队与美国国际开发署、美国卡内基梅隆大学、美国陆军工程研究与发展中心及伊拉克水利部在 Sustainable Horizons 共同发表封面文章,采用了一种综合方法来评估水资源短缺的空间敏感性,探讨了伊拉克及邻近中东国家面临的水资源短缺问题,以及这些问题对青少年等脆弱群体的长期和短期影响。文章进一步将评估结果与SDGs进行对照分析,并提出了相应的可持续管理策略。

文章亮点

Highlight

• This study develops the use of particular social, hydrological, and other environmental factors in a risk register of basins and vulnerable populations, where societal priorities vary across scenarios of hydrology and water.

• Identification of the least disruptive scenario identify that population density is lowest in basins exposed to the warmest air temperatures.

• An urban-to-rural migration pattern, such as prompted by a public health crisis, would significantly disrupt basin order given priorities of water scarcity and population.

• Results identify populations with the greatest exposure to extreme hydrological conditions of water scarcity in the southern basins of Iraq in or near the Al-Muthanna governorate.

研究背景

Background

伊拉克位于中东,是世界上水资源最匮乏的国家之一,其水资源短缺问题因多种气候条件而加剧:部分历史遗留问题、降水量持续减少、气温不断上升、沙漠化现象日益严重,以及水文极端事件(如干旱和洪水)发生频率和强度增加。在全球水资源短缺、粮食不足以及极端温度脆弱性评估中,伊拉克排名第五。伊拉克高度依赖上游国家的水资源管理策略,这种依赖性又进一步加剧了其水资源供应的不稳定性。

跨界水资源管理是一个复杂且敏感的问题,涉及多个国家及众多利益相关者的合作与利益冲突,是联合国可持续发展目标(SDGs,Sustainable Development Goals)中涉及环境可持续性和消除贫困等多个目标的关键议题。水资源匮乏对伊拉克及其跨界区域产生了广泛而深远的影响。联合国发布的报告强调,中东和北非地区的青少年(尤其是18岁以下儿童)是水资源短缺的极高风险群体。该地区约有90%的儿童生活在水资源匮乏的环境中,并因此面临健康受损、营养不良以及经济发展受限等多重挑战。

研究方法

Method

研究聚焦于伊拉克及其跨界区域,旨在全面审视该区域面临的水资源短缺问题。研究框架综合考量了多重关键驱动因素,包括但不限于人口快速增长带来的需求压力、气候变化引发的降水模式变化与温度升高、经济发展进程中水资源利用的高效性与可持续性挑战、上游国家水资源开发活动对下游国家的影响以及由社会经济结构决定的社会脆弱性等。

团队与伊拉克水资源部等相关政府机构及利益相关方展开了持续协作,在此基础上,团队成功建立了一个详尽的风险登记册,通过科学的方法量化了水资源短缺风险,并将其在空间上进行精准映射,为决策者提供了直观的风险分布视图。为确保数据获取的广泛性和准确性,研究充分利用了公开可获取的卫星遥感地球观测数据。这些数据不仅覆盖了伊拉克及其跨界区域,还跨越了政治边界的限制,提供了全面且连续的水文信息(表1、图1)。此外,团队还采用了先进的量化模型,这些模型能够模拟不同情景下的水资源供需状况,进而评估水资源短缺的空间敏感性。通过设定多种假设条件,模型能够预测未来不同发展路径下水资源短缺的可能趋势,为制定适应性管理策略和减缓措施提供了科学依据。

Fig. 1. (A) Digital elevation model (DEM) derived from NASA Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) for the geographic area of demonstration with basin delineations shown for the Haditha, Mosul, Dokan, and Euphrates-Tigris River basins. The Haditha, Mosul, and Dokan basins were delineated using dam locations, as described in Albarakat et al., 2022. (B) Sub-basin delineations (43 in total) for the geographic area of demonstration, as defined by the Level 05 HydroBASINS dataset. (C) Land use/land cover map of Iraq and surrounding countries derived from Sentinel-2 data.

结果与讨论

Result and Discussion

研究结果显示,在极端高温条件下,盆地内的人口密度呈现出显著的下降趋势,尤其是那些直接暴露在最高气温下的区域(图2)。这一发现揭示了高温环境对人类居住适宜性的负面影响。进一步地,由公共卫生危机等突发事件引发的城乡人口流动模式,对盆地的社会经济结构和秩序产生了深刻且复杂的干扰。这种迁移不仅加剧了城乡发展的不均衡,还可能导致资源分配的不合理,进一步影响盆地的可持续发展。伊拉克南部的盆地,尤其是靠近阿尔-穆塔纳省的区域,其人口面临着极端水文条件和水资源短缺的严峻挑战。这些地区的居民由于地理位置和自然条件的限制,其生活和经济活动更易受到水资源短缺的制约,从而增加了社会的不稳定性和脆弱性。

Fig. 2. Spatial maps of basin-level risk for scenarios of three or more factors. Basins in red indicate increased risk. Basins in green indicate decreased risk.

为全面评估水资源短缺对盆地秩序的影响,研究设计了多种情景分析,综合考虑了经济不安全、粮食安全以及当前和未来水资源短缺的潜在影响。在这些情景中,特别关注了青少年人口因水资源短缺而发生的迁移行为。青少年人口作为社会的重要力量,其迁移决策不仅影响个人的发展机会,也对盆地的社会结构和经济发展产生深远影响。研究分析了青少年人口向城市化地区迁移以及从城市化地区迁出的不同情景,以探讨这些迁移行为对盆地秩序的影响。基于青少年人口的暴露程度和脆弱性评估,研究确定了不同盆地的优先级。结果显示,南部伊拉克的盆地因面临更高的水资源短缺风险和社会脆弱性,而被赋予了更高的优先级。相比之下,北部伊拉克的盆地则因相对较好的水资源状况和社会稳定性,而被认为具有较低的优先级。

总结与展望

Summary & Prospect

本研究针对伊拉克及其跨界区域的水资源短缺问题,进行了空间敏感性的深入分析,揭示了该区域在水资源管理上面临的多元且复杂的挑战。通过综合考虑多种影响因素和潜在情景,我们为理解水资源短缺如何影响不同人口群体提供了有价值的见解。尽管本研究存在一定的局限性,但其结果仍然为未来的水资源管理和投资决策提供了重要的参考和指导。

为了更有效地应对水资源短缺问题,未来的研究需要进一步拓展分析框架,纳入更多相关因素,并开发更加先进的决策支持工具。此外,国际合作和跨学科研究在解决伊拉克及跨界区域水资源短缺问题中发挥着重要作用,有助于实现更可持续和公平的水资源管理策略。

致谢

Acknowledgement

The authors are grateful for the support and engagement of the Commonwealth Center for Advanced Logistics Systems, the United States Army Corps of Engineers (USACE), the United States Agency for International Development (USAID), and Ministries of Iraq including the Ministry of Water Resources, Ministry of Agriculture, and Ministry of Environment. This paper is based on work supported by the National Science Foundation (NSF) Graduate Research Fellowship Program (GRFP) under Grant No. 182490. Any opinions, findings, conclusions, or recommendations expressed in this work are those of the author(s) and do not necessarily reflect the views of the University of Virginia or the National Science Foundation.

Gigi Pavur is a Civil and Environmental Engineering Ph.D. student at the University of Virginia researching hydrology remote sensing with a focus on natural disasters. In 2020, Gigi graduated from the Georgia Institute of Technology with a B.S. in Earth and Atmospheric Sciences. She is a Jefferson Fellow and recipient of the National Science Foundation Graduate Research Fellowship (NSF GRFP).

Venkataraman Lakshmi graduated from University of Roorkee in 1987 with a Bachelor degree in Civil Engineering and a Doctorate in Civil and Environmental Engineering in 1996 from Princeton. His areas of research interest are catchment hydrology, satellite data validation and assimilation, field experiments, land-atmosphere interactions, satellite data downscaling, vadose zone and water resources. He is currently the John L Newcomb Professor of Engineering in the Department of Civil and Environmental Engineering at the University of Virginia. He has served as Cox Visiting Professor at Stanford University 2006–2007 and 2015–2016 and Program Director for Hydrologic Sciences at the National Science Foundation (2017–2018). Venkat is a fellow of the American Society of Civil Engineers (ASCE), Geological Society of America (GSA), American Society of Agronomy (ASA) and he has over 180 peer-reviewed articles and around 600 presentations and thesis supervisor for 25 graduate students.

弗吉尼亚大学(University of Virginia),简称“UVa”,是一所公立综合研究型大学。由美国第三任总统、《独立宣言》起草人托马斯·杰斐逊于1819年创建,是美国历史上首个独立于教会的大学,也是被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》的高等院校。弗吉尼亚大学是美国最顶尖的公立大学之一,“公立常春藤”和25所“新常春藤”成员。学校常年稳居全美最佳大学前30名。

往期论文推荐

期刊简介

Sustainable Horizons 是由宁波东方理工大学(暂名)、中国环境科学学会与爱思唯尔合作出版的开放获取期刊。期刊聚焦当前可持续发展研究热点,对标 SDGs,接收包括但不限于可持续环境/技术/健康/管理相关方向的优质研究成果。期刊现已发表多篇来自五大洲四十余个国家的高水平论文,文章普遍受到国内外的广泛关注,总下载量近八万次,全文浏览量近二十万,每篇文章平均引用次数超十次。

期刊已被 ESCI、Ei Compendex、GEOBASE、Scopus (CiteScore 6.6, CiteScore Tracker 8.8)、CNKI 等数十家国内外主流数据库收录,将于 2025 年 6 月迎来首个影响因子(IF)。当前一审时间约为 3 周,对于 2025 年 12 月 31 日以前接收的论文,将由期刊提供免费开源出版、图表美化以及语言润色服务。

期刊现有国内外多平台对文章进行推广。咨询、投稿、合作、转载请于公众号私信或发送邮件至 sush_publishing@eitech.edu.cn,编辑部将于第一时间回复您的信息。

联系邮箱:

sush_publishing@eitech.edu.cn

期刊官网:

https://journals.elsevier.com/sustainable-horizons

Linkedin Page:

https://www.linkedin.com/company/sustainable-horizons

X Page:

https://twitter.com/Sushorizons

投稿链接:

https://www.editorialmanager.com/horiz/default1.aspx

2022 V1

2022 V2

2022 V3

2022 V4

2023 V5

2023 V6

2023 V7

2023 V8

2024 V9

2024 V10

可持续视野
Sustainable Horizons 《可持续视野》国际期刊官方订阅号
 最新文章