氣候變化如何影響中東地區水資源？

在我們生活的這個地球上，氮氣和氧氣佔到了大氣成分的99 %，二氧化碳在大氣中所佔的百分比約為0.037%。從所佔份額上來看，二氧化碳在地球大氣中似乎微不足道，然而二氧化碳卻是一種具有吸熱和隔熱功能的溫室氣體。如果大量的二氧化碳排放到地球大氣之中則會形成一種無形的「玻璃罩」，導致太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發散並對地表起到了不斷加熱的作用，地球也隨之成為了一個巨型的「溫室」，最終導致全球氣候發生變化。

地球大氣組成成分

（圖片來源：California Polytechnic State University）

地球溫室效應示意圖

（圖片來源：California Polytechnic State University）

自第二次工業革命之後，大氣中通過人為途徑排放的二氧化碳（Anthropogenic Carbon Dioxide Emissions）總量急劇上升。在19世紀中期第二次工業革命剛開始時，大氣中的二氧化碳含量約為280 ppm。而據最新的氣象觀測數據顯示，2016年4月份大氣層中的二氧化碳含量已經達到了407.57 ppm。

二氧化碳作為一種重要的溫室氣體，其在地球大氣中含量的持續攀升已經導致了全球氣候變暖的趨勢。根據歷史氣象觀測記錄，全球平均氣溫因為大量的碳排放已經從1850年的13.6℃左右上升至了現在的14.6℃。隨著全球氣溫的升高，世界範圍內的極端天氣事件趨多趨強，氣象災害發生的頻次、造成的傷亡人口以及經濟損失正在逐年增加，嚴重影響到人民生命財產安全和經濟社會可持續發展。

大氣中二氧化碳總含量與人為排放二氧化碳總量圖（1740-2000）

（圖片來源： Oak Ridge National Laboratory）

全球平均氣溫變化趨勢（1850-2007）

（圖片來源：IPCC 2007）

地球由70%的海洋和30%的陸地組成，看似是個水資源十分豐富的星球，然而實際上可用的淡水資源卻十分稀少。不能被人類直接飲用的鹹水佔到了全球水資源的97%，淡水資源僅佔全球水資源的3%。而在全球淡水資源中，又有77%以冰原冰川的存在形式主要分布於地球的南北極地區，難以得到使用。剩下22%的淡水資源為地下水，其開採需要耗費大量的人力物力財力，而且其中不少還是不可再生的地下水資源。而以湖泊、河流為主的地表水僅佔全球淡水資源的1%。

由於淡水資源稀缺，全世界約有7億人口至今仍在飽受水資源短缺的折磨，預計在2025年，全球至少有三分之二的人口會出現用水困難的情況。隨著全球氣候變化愈演愈烈，預計在2030年全球接近一半的人口居住地將會淪為缺水地區。根據聯合國和世界銀行的報告，全球的水資源需求量近幾十年來每21年就會翻一番，全球的水資源已經不能滿足人們日益增大的需求。

此外，全球水資源分配不均也是突出的問題之一。在部分水資源充沛的西方國家，其人均日可用水量達到了550升。而在非洲某些國家，人均日可用水量甚至不足5升，當地的婦女兒童每天需要耗費大量的時間和精力在水資源的獲取上，氣候變化則會加劇這種水資源分配極度不均的問題，並且還會附帶著海平面上升、洪水颶風災害頻次增加等其它問題。

全球水資源分布圖

（圖片來源：science.howstuffworks.com）

中東地區具體指地中海東部與南部區域。傳統意義上的中東地區包含從地中海東部到波斯灣的大片地區，而大中東地區則涵蓋了摩洛哥、阿爾及利亞等馬格里布（Maghreb）國家。中東地區的氣候類型主要有熱帶沙漠氣候、地中海氣候和溫帶大陸性氣候。其中熱帶沙漠氣候是在中東地區分布最為廣泛的氣候類型，全年高溫乾旱是其最顯著的氣候特點。乾旱的氣候條件致使中東大部分地區普遍存在水資源短缺的問題，部分中東國家和地區為爭奪寶貴的淡水資源，常年衝突不斷。近來因大量溫室氣體排放而引起的全球氣候變化則又加劇了中東地區在水資源爭奪方面的衝突摩擦，甚至導致了一些中東國家出現政治危機並引發內戰。

造成中東地區水資源危機的因素主要有：大量溫室氣體排放導致的氣候變化、水資源管理不善、人口爆炸式增長、相關政府部門無能腐敗、缺乏相應的水資源專業研究機構等。

在二氧化碳排放方面，阿拉伯聯合大公國和科威特的人均二氧化碳排放量甚至超過了美國。以色列的國土面積雖然很小，然而其人均二氧化碳排放量也超過了中國和歐盟27國的平均值。

在人口增長方面，埃及、摩洛哥、阿爾及利亞是中東國家中人口增長速度較快的國家，尤其是埃及，其人口增長率據中東國家中的首位，此外還有大約1000萬的埃及人口並未登記在冊，埃及人口在2020年很可能會超過一個億而成為中東人口第一大國。

根據預計的2025年中東國家人均可用水量，幾乎所有中東國家的人均可用水量在2025年都會有大幅削減，中東地區水資源短缺的問題將會更為突出。從水資源的用途方面來看，中東國家的淡水資源絕大部分用於了農業生產。據2000年的數據統計，葉門、敘利亞、摩洛哥、伊拉克、伊朗、阿曼等國家其淡水資源在農業產業上所佔份額甚至超過了90%，遠遠地超過了65%的全球平均水平，中東國家的水資源利用形勢十分嚴峻。

中東部分地區降水量（2016/09 – 2016/11）

（圖片來源：cpc.ncep.noaa.gov）

中東部分國家人均二氧化碳排放量比較（2009）

（圖片來源：International Energy Agency Report）

中東部分國家人口增長趨勢（1955-2030）

（圖片來源：Climatic Change）

中東國家淡水資源使用情況（2000）

（圖片來源：Climatic Change）

2000年中東國家人均可用水量與2025年預計中東國家人均可用水量

（圖片來源：Climatic Change）

全球氣候變化也是導致近來敘利亞危機的重要因素之一。氣候變化已經導致敘利亞境內近年來降水量出現持續性減少、地下水水位不斷下降並伴隨著水質惡化等問題。與此同時，敘利亞的東部沿海地區還要承受著東地中海海平面持續攀升的壓力。2011年「阿拉伯之春（Arab Spring）」爆發之前的2007至2010年間，包括敘利亞在內的新月沃土地區（Fertile Crescent）正遭受著有氣象觀測以來的最嚴重旱災，造成了敘利亞境內出現大規模的糧食減產並導致大量農村人口移民至城市以躲避饑荒，導致敘利亞國內的第一產業勞動力出現明顯短缺。

有氣象學研究表明，因溫室氣體大量排放所導致的氣候變化是造成敘利亞2007-2010年出現嚴重旱災的罪魁禍首。根據氣象學模型分析顯示，因溫室氣體排放所導致的氣候變化而引起的旱災其嚴重程度至少是自然界出現正常氣候波動所致旱災的2-3倍。軟弱無能的敘利亞政府、敘利亞境內粗放型的農業發展模式、幾乎形同虛設的敘利亞環境保護政策再加上連年乾旱所起到的導火索作用，導致了2011年敘利亞危機的爆發並持續至今。

（A）新月沃土地區冬季平均降水量（1900-2015）（B）新月沃土地區年平均地表溫度（1900-2015）

（C）新月沃土地區帕爾默乾旱指數（1900-2015）（D）敘利亞人口增長趨勢（1950-2015）

（圖片來源：PNAS）

敘利亞的鄰國約旦在全球缺水國家中排名第二，是個極度缺水的中東國家。由於氣候和地形等方面的原因，約旦境內的降水量分布也極度不均。全國僅有1.1%的區域年降水量超過500 毫米，而接近91.4%的國土面積年降水量則不足200 毫米。在約旦廣袤的東部和南部沙漠地帶，夏季氣溫常常突破50℃，年平均降水量低於100 毫米。在靠近紅海的亞喀巴（Aqaba）地區，年降水量甚至不足50 毫米。而在約旦北部的濕潤地區，年降水量卻可以超過600 毫米，在冬季甚至還會有降雪的現象發生。

此外，由於2003年的伊拉克戰爭和2011年爆發的敘利亞危機，造成大量的伊拉克和敘利亞難民湧入約旦以躲避戰火。如今在約旦境內存在著許多未經規劃的難民營，難民營的大量存在給約旦這個本就極度缺水的國家增加了沉重的負擔，約旦全國的用水總量相較於難民到來之前增長了3倍，約旦的重要水源約旦河已經不堪重負。由於約旦國內人口爆炸式的增長，約旦對約旦河流域內的水資源依賴程度不斷加深，也直接導致了死海通過約旦河得到的水量補充出現嚴重短缺，死海面臨著在2050年完全枯竭的危險。

死海水位變化（1976-2006）

（圖片來源：sviva.gov.il）

約旦、以色列、巴勒斯坦地區降水量分布

（圖片來源：en.wikipedia.org）

約旦境內Zaatari 難民營

（圖片來源：AFP）

全球氣候變化將導致中東地區水資源分配更加不均並引發糧食減產，糧食減產導致難民危機，難民危機造成人口爆炸，人口爆炸又加劇水資源短缺，水資源短缺有可能又會導致新一輪的武裝衝突並再次引發難民危機，因氣候變化帶來的不良影響可能會在中東地區形成了一個個的惡性循環。

為了應對全球氣候變化在中東地區水資源分配和利用方面帶來的挑戰，目前在中東地區得到普及的水資源獲取和利用措施主要有：修建大壩、開採地下水、跨流域調水、海水淡化、應用滴灌技術、水資源循環利用。

1、修建大壩

埃及尼羅河上的阿斯旺大壩（Aswan Dam）是中東地區最為著名的大壩之一，為世界七大水壩之一，近年來為埃及解決因氣候變化引起的尼羅河水量出現大幅波動的問題立下了汗馬功勞。

阿斯旺大壩長3880米，高111米，由1960年在前蘇聯的援助下動工興建，耗資約10億美元，使用建築材料體積達到了4300萬立方米，相當於大金字塔的17倍，歷時十餘年於1971年建成並投入運營，是一項集灌溉、航運、發電為一體的綜合利用工程。阿斯旺大壩的建成調節了埃及在豐水期和枯水期的水量，一改尼羅河對其流域地區的泛濫性灌溉問題，結束了埃及依賴尼羅河的自然泛濫以進行農業灌溉的歷史。與此同時，大壩興建後形成的尼羅河水位落差也為埃及帶來了豐富的水電，為埃及邁向現代工業文明提供了重要動力，是埃及現代化的起點。

建設大壩雖然是應對全球氣候變化的可行之舉，但同時也會帶來種種問題。首先，大壩的興建往往會導致大量的垃圾在其上游漂浮，會對水體環境造成嚴重破壞，造成水質惡化。其次，如果大壩在施工前未進行全面充分的地質學和氣象學考證，可能會因興建大壩而帶來地震等地質學災害，並且還可能會改變庫區附近的氣候條件。此外，興建大壩還需要對庫區居民進行移民，需要耗費巨大的人力物力財力。

阿斯旺水壩在修建後也引起了不少的問題。在大壩修建之前，尼羅河每年的定期泛濫所攜帶的大量泥沙無形中為沿岸土地提供了豐富的天然肥料，而大壩的修建卻堵截了由河水帶來的具有良好肥力的淤泥，致使大壩下游耕地失去了這些天然肥料而變得更為貧瘠。尼羅河兩岸的土壤也因缺少河水的沖刷而導致土壤鹽鹼化程度日益嚴重，可耕地面積正在逐年減少，反而抵消了因修建大壩而增加的農田面積。

埃及阿斯旺大壩

（圖片來源：en.wikipedia.org）

約旦政府為了優化本國的水資源配置，也在約旦河流域內也修建了11座大壩。這些大壩雖然在很大程度上解決了約旦國內淡水資源在空間和時間上分配不均的問題，但同時也大大減少了約旦河的徑流量，導致死海通過約旦河所得到的水量補充出現嚴重短缺，加快了死海枯竭的步伐。

約旦境內修建的大壩

（圖片來源：MWI Jordan Valley Authority）

2、開採地下水

地下含水層（Aquifer）中所富含的地下水是中東地區水資源的重要來源之一。含水層指儲有地下水的透水層。凡透水性能好，空隙大的岩石以及卵石、粗沙、疏鬆的沉積物、富有裂隙的岩石，岩溶發育的岩石均可作為含水層。在含水層中的地下水又分為可再生地下水（Renewable Groundwater）和不可再生的「化石地下水（Fossil Water）」，即古地下水。

可再生地下水能夠通過大氣水循環等水體交換過程得以補充，巴以地區的山脈含水層（Mountain Aquifer）和海岸含水層（Coastal Aquifer）中的地下水就屬於可再生地下水。而化石地下水是一種很長時期密封於蓄水層里的地下水，通常歷經了數千年至數百萬年不等的歷史，其水量不能夠通過大氣水循環來得到補充，如同石油和天然氣一樣是一種不可再生的資源。

Disi含水層是約旦和沙烏地阿拉伯共享的重要地下水資源，該地下水資源屬於不可再生的「化石地下水」。上世紀80年代，沙烏地阿拉伯曾經大量抽取Disi含水層的地下水用於其沙漠地區的小麥農田灌溉，這種不可持續的水資源利用模式最終導致Disi沙漠農場在2007年完全荒廢。

1985年的Disi沙漠農場

（圖片來源：Google Earth）

2007年已經荒廢的Disi農場

（圖片來源：Google Earth）

在北非，由利比亞、埃及、查德、蘇丹四國共享的努比亞砂岩含水層（Nubian Sandstone Aquifer）是世界上最大最著名的化石水含水層，其預計地下水含量達到了150,000 立方千米。近年來因人口增長、氣候乾燥等因素導致了該地區的用水量激增，給努比亞含水層系統帶來了巨大的壓力。此外，不時發生的水體污染事件、含水層周邊地區的生態環境遭到破壞也給努比亞含水層帶來了嚴重的威脅。如何對努比亞含水層實行可持續的利用是值得相關國家商榷的重要議題。

努比亞砂岩含水層系統（NSAS）

（圖片來源：internationalwaterlaw.org）

化石地下水作為世界上保存時間最久的一種水資源，也是人類水資源中最為寶貴也是最不能輕易動用的一種水資源。無節制地對化石水資源進行開採利用，不僅會危及水體質量，同時還會破壞相關地區的生態結構並導致土地退化。雖然解決了水資源出現短缺的「近憂」，但卻不能化解實現水資源得到可持續利用的「遠慮」，動輒對化石地下水進行大規模開採利用無異於飲鴆止渴。

3、跨流域調水

跨流域調水能夠對有限的水資源進行空間和時間上的優化分配，對由於氣候變化引起的水資源分配不均的問題能夠起到明顯的緩解作用。

1964年在以色列開始建設的全國輸水系統（National Water Carrier, NWC）是中東地區著名的跨流域調水工程之一，它利用以色列東北部加利利湖（Sea of Galilee）作為主要淡水來源，興修了從加利利地區到以色列南部地區的輸水管道。全國輸水系統的興建解決了以色列水資源分布極度不均的問題，其輸水管道還能與現今的以色列境內的海水淡化廠和地下水管網進行合并，最大程度的實現了水資源合理分配利用，解決了以色列南部缺水地帶居民無自來水和灌溉用水可用的困境。

有歷史學家曾經分析過，正是1964年以色列建設了全國輸水系統，國家掌握了對水資源的控制，從而使以色列在三年後的「六日戰爭（Six-Day War）」中打了勝仗。在上世紀90年代之前，以色列全國輸水系統所供給的淡水80%被用於農業生產，現在則有將近一半的淡水資源用於城鎮居民生活，至今仍在為以色列水資源的分配管理髮揮著巨大的作用。

約旦和沙烏地阿拉伯之間的Disi輸水工程（Disi Water Conveyance）以及約旦境內的阿卜杜拉國王運河（King Abdullah Canal）是目前在中東地區的其它著名跨流域調水工程。

約旦阿卜杜拉國王運河

（圖片來源：US AID）

以色列全國輸水系統

（圖片來源：en.wikipedia.org）

然而，如同興修大壩那樣，跨流域調水也有著其局限之處。以色列全國輸水系統的興建雖然大大地緩解了以色列國內用水難的問題，但同時也因人為地將加利利湖的淡水大規模引入以色列境內，致使加利利湖在自然條件下對周邊國家和地區的淡水補充大為減少，導致黎巴嫩、敘利亞、約旦和約旦河西岸等加利利湖周邊地區居民的用水權（Water Right）受到了侵犯，這種大規模的跨境引水作業也與相關的國際法精神相違背。與此同時，對加利利的湖淡水資源的大量引用也在很大程度上加快了死海枯竭的步伐，致使原本加利利湖注入約旦河的淡水總量減少了80%，導致死海通過加利利湖所得到的水量補充嚴重不足。

4、海水淡化

海水淡化（Seawater Desalination），即利用海水脫鹽生產淡水，是實現水資源利用的開源增量技術，可以不受時空和氣候影響來人為的增加淡水總量，能夠保障沿海地區居民飲用水和工業設施等的穩定供水。現在所用的海水淡化方法主要有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法、以及可實現盈利的碳酸銨離子交換法，目前得到廣泛應用的反滲透法以其設備簡單、易於維護和設備模塊化的優點迅速佔領市場，逐步取代蒸餾法成為應用最廣泛的方法。

如今在以色列境內約有30%的淡水來源於海水淡化廠。在以色列海濱城市阿什克隆（Ashqelon）有一座年產淡水120萬立方米的海水淡化廠，此外在以色列哈德拉（Hadera）和阿什杜德（Ashdod）也分別有在建的海水淡化廠，預計年產淡水量分別可以達到120萬立方米和100萬立方米。

就目前的趨勢來看，通過海水淡化所得到的淡水在以色列的淡水總量中所佔的比重在不斷擴大，2015年以色列通過海水淡化得到的淡水總量達到了500萬立方米，預計在2020年能夠達到650萬立方米。以色列也因掌握了海水淡化的技術，在不久的將來也將擺脫中東缺水國家的行列。與此同時，以色列正積極地將淡化的海水輸送到約旦這樣極度缺水的國家，在中東地緣政治和維護地區和平穩定上具有重要的意義。

以色列阿什杜德市的海水淡化廠

（圖片來源：sacyr.com）

海水淡化技術雖然能夠不受時空和氣候的影響源源不斷地為所在地區提供淡水，降低了對地下水和地表水利用的依賴程度，但是也有著其局限之處。

首先，海水淡化技術主要適用於沿海缺水國家，並不適用於類似約旦、伊拉克和約旦河西岸這樣的中東內陸國家和地區。其次，海水淡化需要雄厚的資金和技術支持，同時也是能源消耗大戶，不少相對貧窮的中東國家對海水淡化這種緩解本國淡水資源危機的方法也只能望而卻步。

值得一提的還有海水淡化可能帶來的環境問題，海水淡化廠在大規模抽取海水的時候會導致作業海域的溫度、鹽度、密度發生劇烈變化，對海水淡化廠周邊的海洋生態環境造成威脅。此外，由海水淡化所帶來的含有大量重金屬離子的副產物鹽滷（Brine）也會對當地生態環境帶來危害。如何處理好海水淡化與環境保護之間的關係是擺在人們面前的一道難題。

5、水資源循環利用

實現水資源的循環回收利用也是一種減輕由氣候變化帶來的水資源分配異常的重要措施之一，中東地區在水資源循環利用方面最具有代表性的是以色列的Shafdan水處理公司。

以色列的國土70%的被沙漠所覆蓋，但是卻有驚人的植被覆蓋率，其秘訣之一就在於以色列先進的廢水循環利用技術。據統計，在以色列約有90%左右的廢水得到了循環利用。在以色列里雄萊錫安（Rishon LeZion）市，有著世界上最大的污水循環處理中心Shafdan。它的服務範圍涵蓋特拉維夫及其周邊的幾座城市，服務人口達到了200萬，年污水處理量近200萬立方米。

經Shafdan水處理公司處理過的污水通常會免費直接輸送到以色列南部內蓋夫（Negev）地區用於農業灌溉。如今在以色列境內有接近70%的灌溉用水來自於Shafdan處理過的污水，對污水的循環利用，使以色列大大的減輕了對東北部加利利湖和地下水這兩大天然淡水來源的依賴程度，也間接的保護了加利利湖周邊的生態環境並節約了寶貴的地下水資源。對現有的水資源進行循環回收利用是中東各國需要採取的重要節水措施之一，能夠在很大程度上保證中東各國有著穩定的水資源供應而免受氣候變化在水資源分配方面所帶來的不利影響。

以色列Shafdan水處理公司

（筆者 攝）

以色列的水資源使用情況（2013）

（圖片來源: water.fanack.com）

6、應用滴灌技術

滴灌技術是亮點頗多節水技術之一，對在全球氣候變化的大背景下進行水資源節約利用具有里程碑式的意義。滴灌技術由以色列Simcha Blass和Yeshayahu兩父子發明，並於1959年在以色列第一次得到應用，後來在以色列的一些基布茲（Kibbutz）也得到了普及推廣。

滴灌技術大大降低了傳統灌溉技術可能帶來的水土流失和雜草蔓延的風險，並且能夠使化肥農藥的使用量最小化，對生態環境的保護具有重大意義。據統計，採用傳統灌溉模式的農田有高達50%的灌溉用水因滲漏或蒸發等原因而從未對莊稼予以有效給水。

而採用滴灌技術的農田在給水能力方面具有高度的均一性，每一棵莊稼都能得到同等的水量，不會出現傳統灌溉模式所可能造成的莊稼生長參差不齊的情況，對水資源的利用率極高。傳統的農田灌溉技術並不能適用於形狀不規則的農田，而滴灌技術的主體是膠管，其鋪設布局具有高度的靈活性，可以運用於各種形狀不規則的耕地，大大地提升了耕地的使用率。與此同時，滴灌用水還可以使用非飲用水來進行灌溉，經過廢水處理廠處理過的廢水就能夠完全適用於滴灌，跟傳統灌溉相比大大降低了對淡水資源的依賴，能夠節省出更多的淡水供百姓生活使用。

目前採用滴灌技術的農田通常配有相應的計算機終端系統進行操作調控，相較於傳統灌溉農業可以大大地節省人力資源成本，農民們不再需要過著面朝黃土背朝天的傳統農耕時代的生活，只需在控制中心操作電腦就行了。在經濟成本方面，採用滴灌技術的農田其建設投資和後續的運營成本顯著地低于海水淡化廠和廢水循環處理廠，十分適於經濟欠發達的中東內陸缺水國家和地區進行推廣使用。

以色列特拉維夫大學環境學院滴灌試驗田

(筆者 攝)

面對氣候變化對中東地區水資源分配帶來的影響，除了上述的種種應對措施以外，水資源貿易也是潛在的解決方式之一。不過水資源貿易目前在中東地區尚未得到大規模的應用，並且在法律、政治、社會倫理等多個層面存在重重障礙，是一種爭議極大的水資源分配利用方式。

全球水資源貿易

（圖片來源：afedmag.com）

通過興修大壩、跨流域調水、開採地下水甚至水資源貿易來解決中東地區的水資源危機只能夠起到暫時性的緩解作用。要從根本上消除氣候變化對中東地區水資源的不利影響，控制人口增長、制訂嚴格的水資源管理相關法律法規、最大程度實現水資源的循環利用、培養公民的節約用水意識、中東各國攜手努力通過節能減排來扭轉全球氣候變化的趨勢才是問題根本的解決方式。

參考文獻

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Sowers, Jeannie, and Erika Weinthal. "Climate change adaptation in the Middle East and North Africa: Challenges and opportunities." Dubai School of Government (2010).

Sowers, Jeannie, Avner Vengosh, and Erika Weinthal. "Climate change, water resources, and the politics of adaptation in the Middle East and North Africa." Climatic Change 104.3-4 (2011): 599-627.

Kelley, Colin P., et al. "Climate change in the Fertile Crescent and implications of the recent Syrian drought." Proceedings of the National Academy of Sciences 112.11 (2015): 3241-3246.

今日主筆 羅錦程