Lentis/奧加拉拉蓄水層

奧加拉拉蓄水層是一個主要位於美國高平原之下的蓄水層。這個地下水庫位於約 450,000 平方公里（174,000 平方英里）的土地之下，為 8 個州供水。（新墨西哥州、德克薩斯州、俄克拉荷馬州、堪薩斯州、科羅拉多州、懷俄明州、內布拉斯加州和南達科他州） 因此，它也被稱為高平原蓄水層。

圍繞奧加拉拉蓄水層的衝突，是由於地下水開採遠遠超過平均回灌速度，導致水位下降，以及蓄水層汙染。這個規模龐大的消失的蓄水層，不僅威脅到該國中部三分之一的地區，還威脅到該國其他地區以及全世界。

背景

直到 1911 年，奧加拉拉時代才開始，當時德克薩斯州普萊恩維尤的第一口機動灌溉井鑽入了這個蓄水層。這項對未開發地下水庫的開創性突破，被證明是一項改變遊戲規則的舉措，它使農業產量大幅增加。農民不再完全依賴降雨。地價上漲，使得德克薩斯州西北部轉變為世界上最具生產力的農業地區之一。其他七個州的經濟也很快隨之發展。

工業規模的開採直到二戰後才開始。風車被柴油動力泵取代，這使得產量從每分鐘幾加侖增加到數百加侖。與此同時，抽水技術不斷發展，而節水措施卻進展緩慢。 農民認為這個蓄水層是取之不盡的——他們看不到任何風險，因為它似乎是無限的，因此他們追求的是短期資本收益，而不是擔心長期保護。

經濟影響

所有這八個州都從中受益，他們利用了這條最大的蓄水層之一流經他們州的優勢，取得了農業成功。這條蓄水層使美國成為世界糧倉，為美國總農業產量的至少五分之一提供水源。這意味著如果蓄水層消失，全球市場將面臨約 200 億美元的食物和纖維的風險。 農業佔地下水使用的 90% 以上，為美國生產的玉米、棉花、小麥和牲畜的近五分之一提供支援。如果蓄水層完全枯竭，需要超過 6000 年才能透過雨水和融雪自然回灌。

勘測枯竭

到 1980 年，水位下降到如此之低，以至於政府官員感到震驚，他們努力尋找解決方案來保護蓄水層。美國地質調查局報告稱，1949 年至 1974 年期間，地下水年開採量增加了五倍。一些農民每年開採 4 到 6 英尺的水，而蓄水層以每年半英寸的速度自然回灌。到 1975 年，超採量相當於科羅拉多河的流量，到 2009 年已增至 18 條科羅拉多河。

奧加拉拉蓄水層不可能維持一個世紀而不枯竭到令人擔憂的低水平。該蓄水層正在枯竭和汙染，政府官員終於開始加大保護力度。對抽取的地下水的調查發現，灌溉農業和圈養牲畜飼養場中含有殺蟲劑和硝酸鹽等汙染物的痕跡。高平原的州政府和地方水務部門制定了政策來保護和維持這個龐大的地下水庫。 華盛頓特區也伸出援手，幫助尋找可持續的解決方案。奧加拉拉倡議是美國農業部的一個專案，它為幫助農業行業更具可持續性的研究提供資金。來自美國農業部的科學家收集資料，幫助農民提高水資源利用效率，並將其用於農作物。 儘管採取了這些努力來減緩枯竭速度，但美國必須制定一項戰略，讓子孫後代能夠從這個蓄水層中受益。

主要參與者

農民

農民對蓄水層的影響最大；約 94% 的取水量用於農業。這相當於每年約 57460 億加侖的取水量。 在節水方面，農民的利益可能存在衝突——雖然他們可能“沒有興趣浪費”作為其“命脈”的蓄水層，但他們希望抽取足夠的水來種植農作物。 因此，一些農民反對試圖監管取水量，認為這是對“財產權的侵犯”。 一些農民認為他們應該能夠抽取他們想要的所有水； 這使得節水工作變得複雜，因為蓄水層的深度因地而異。 此外，從一個農場抽水也會枯竭鄰近農場的水源。 與其他農民的競爭加劇了取水問題。 一位農民這樣描述這種困境：“我們知道我們正在超採奧加拉拉蓄水層。但我們都陷入了這些微觀經濟決策的泥潭，無法在更大的範圍內進行管理”。 換句話說，“每個人都希望節約用水，但沒有人願意停止抽水”。

另一方面，農民正在採用技術來減少用水量，同時保持產量。 這些技術在四年內節省了 2800 億加侖的水。 其中一些技術包括中心支點灌溉和地下滴灌、水探測器、變速灌溉和轉基因作物。所有這些技術都能更有效地利用水，甚至可以提高產量。 這些技術符合農民的短期和長期物質利益。然而，許多農民認為他們的努力更像是“管理枯竭”，而不是真正的節水。 特別是考慮到牧場和玉米本身就是耗水量大的作物。

如前所述，一些農民反對可能在經濟上損害他們的強制可持續發展努力。一些代表農民的團體反映了這一議程，例如保護水權聯盟，該聯盟對水務部門“聲稱有權阻止私人土地所有者使用授予他們的地下水權”提出了異議。 另一個例子是堪薩斯州玉米種植者協會，該協會在其 2017 年決議中指出“我們反對堪薩斯州對灌溉用水使用實施全州範圍的限制”。 也許作為對此的回應，環境保護基金等組織正在尋求“農業可持續發展的合作方法”。 尋求透過合作保護奧加拉拉蓄水層的兩個組織是美國自然資源保護局和德克薩斯州水資源保護聯盟。NRCS 在一定程度上為農民提供“技術專長和保護規劃”，以幫助他們保護其使用的資源。 TAWC 的宗旨是“透過合作確定那些……將減少地下水枯竭，同時維持或改善農業生產和經濟機會的農業生產實踐和技術，為子孫後代保護水資源”。

工業

工業只佔從該蓄水層中抽取的水量的約 2.6%。 但儘管工業的提取量相對於農民來說很低，但在一些地區，工業活動仍被認為是對該蓄水層的威脅。 此外，中西部各州正試圖吸引更多行業進駐，以獲得經濟利益。 一般來說，工業面臨著與農民相同的保護挑戰，包括競爭（與其他工業和農民之間的競爭）以及短期和長期經濟收益。

居民

從該蓄水層中抽取的水量的約 2.5% 用於家庭飲用水。 隨著中西部人口的增長，對水的需求將會增加。 居民在其院子裡處理石油產品也會成為補給汙染的重要來源。 一般來說，居民面臨著與農民和工業相同的保護挑戰，包括競爭（主要是與農民之間的競爭）以及短期和長期的生活質量。

社會問題

從奧加拉拉蓄水層的分析中得出了兩個關鍵的概括：過度依賴的弊端以及對複雜社會問題採取多方面方法的價值。

過度依賴

奧加拉拉蓄水層困境突出顯示的一個問題是過度依賴該蓄水層。美國地質調查局發現，農民每年提取的地下水量高達 4-6 英尺。相比之下，大自然的補充量每年僅為半英寸。在堪薩斯州，地下水位下降了 150 英尺或更多。然而，很少有人致力於尋找替代水源。由於中西部地區乾旱很常見，農民繼續從奧加拉拉蓄水層中抽取水。此外，奧加拉拉蓄水層每年為世界市場提供價值 200 億美元的食物和纖維。 但隨著這個數字的不斷增長，對該蓄水層的依賴也隨之增加，以產生更多收入，以供給中西部農民。

如今，農民們已經開始應對蓄水層乾涸帶來的後果。堪薩斯州的農民的灌溉量減少了 25% 到 50%。結果，數千英畝的田地乾涸。在沒有第二種選擇的情況下，農民們一直在努力尋找備用方案。2013 年，美國陸軍工程兵團提議修建一條長達 360 英里的輸水渠，將密蘇里河的水引至堪薩斯州。這條混凝土溝渠將包括 16 個提升站和兩端的巨型水庫。然而，該提案遭到了託皮卡立法機構的強烈反對和嘲笑，原因是其估計的 4 億美元預算。

由於沒有早些時候充分解決對奧加拉拉蓄水層的過度依賴問題，中西部農民現在陷入困境。為了維持生計和收入，他們必須繼續從該蓄水層中提取水。然而，他們也必須應對地下水位的下降。在沒有明確的替代方案的情況下，他們轉向了各種策略。

保護與可持續性

為了解決奧加拉拉蓄水層的枯竭問題，農民和科學家們轉向了多種解決方案。這些解決方案可以分為兩類：保護性解決方案和可持續性解決方案。

保護策略包括讓蓄水層儘可能持久。一種想法是透過基因工程改造作物以減少用水量。麻省理工學院的科學家們研究了對小麥、水稻和玉米進行基因改造以減少用水量。 他們發現，改變水稻中的擬南芥 HARDY (HRD) 基因可以提高水分利用效率。 孟山都公司，一家農業生物技術公司，一直在研究改變玉米的 CspA 和 CspB 蛋白以減少水分流失。另一種保護想法是使用需要更少水的作物。聯合國糧食及農業組織 (FAO) 釋出了一份關於作物水分利用效率的報告，發現小麥、向日葵、玉米和小米的水分利用效率明顯高於玉米等作物。

可持續性解決方案優先考慮蓄水層的可重複使用性。這些解決方案關注的是改變農業技術以減少用水量。一種策略是採用“免耕”農業。這包括在收穫後保留作物殘茬，並在茬稈中種植新作物。免耕農業減少了土壤水分流失，提高了每次收穫的水分利用效率。愛荷華州立大學的研究人員發現，免耕農業可以將用水量減少高達 54%。

保護性解決方案側重於尋找減少用水量的技術解決方案，而可持續性解決方案則側重於改變人們的社會習慣以解決問題。兩者並不一定哪個更有效；兩者都是可以用來尋找解決方案的方法。這表明，社會問題往往很複雜，既可以從技術方面，也可以從社會方面採取不同的方法。

類似案例

在其他有限資源案例研究中也可以找到過度依賴和多種解決方案的理念。例如，石油一直是全球關注的焦點。2010 年，BP 估計全球石油儲量約為 2.407 億噸。考慮到目前的全球產量和消費量，這將使世界維持 50.6 年。 透過越來越依賴石油作為運輸燃料，全球石油儲量一直在下降。

為了減少對石油的依賴，人們採取了許多方法。技術解決方案包括製造每英里耗油量更少的汽車。豐田釋出了其最新的汽車設計，2018 款普銳斯，預計其燃油效率為每加侖 54 英里。 其他技術解決方案包括轉向太陽能和風能。福特 C-Max 混合動力車和 Energi 車計劃使用 75% 的太陽能。

社會方法包括改變人們的習慣以減少他們對石油的依賴。這些方法包括使用公共交通工具和拼車。兩者都限制和減少了高速公路上的汽車數量，降低了石油的使用量。僅在舊金山，拼車每年就能節省高達 350 萬升汽油。 拼車也被發現可以減少高達 5% 的二氧化碳排放。