波茨坦气候影响研究所 信用:CC0公共领域 一项新的研究显示，为了避免水资源短缺的大幅增加，用于能源生产的生物质种植园需要可持续的水资源管理
生物能源经常被认为是实现巴黎气候目标的减少温室气体的选择之一，特别是如果与从生物质发电厂捕获CO2并将其储存在地下相结合的话
然而，在世界范围内发展大规模的生物能源种植园不仅需要土地，还需要大量的淡水用于灌溉——这可能与尊重地球的行星边界相矛盾
科学家们现在在他们迄今为止最详细的计算机模拟中计算出，在传统灌溉和可持续淡水利用的时代，世界各地的人们会承受多少额外的水压力
“根据我们的计算机模拟，在没有可持续水资源管理的情况下灌溉未来的生物质种植园用于能源生产，加上人口增长，到本世纪末，全球面积和经历严重水资源压力的人数都可能翻一番，”波茨坦气候影响研究所的主要作者法比安·斯滕泽尔说，他在国际应用系统分析研究所的青年科学家夏季项目中提出了这一研究想法
“然而，可持续的水资源管理几乎可以将额外的水资源压力减半，相比之下，另一个经过分析的强气候变化情景没有受到生物能源生产的影响
" 政治监管和农场改善都需要 “可持续的水资源管理意味着政治监管——比如定价或水资源分配计划——以减少从河流中抽取的水量，也意味着农场的改善，以更有效地利用水资源，”国际水资源学会的合著者西尔维亚·特拉姆贝兰德说
这可能包括收集雨水的蓄水池或减少蒸发的覆盖物
“此外，可持续的水管理包括保护可靠的河流，以确保河流内和河流旁的生态系统不受干扰
上下游河流管理实际上可能需要国际合作，要求更多的跨界河流管理以及不同用水者之间的合作——这是综合水资源管理面临的挑战
" 在模拟中，全球变暖和人口增长在很大程度上未得到缓解，将使处于水压力下的人数增加约80%
通过碳捕获和储存来提高生物能源的利用率可以限制气候变化:当植物生长时，它们会从空气中吸收二氧化碳，并将其转化为树干、树枝和树叶
如果这种生物质在发电厂燃烧，CO2从废气中被捕获并储存在地下(碳捕获和储存，简称CCS)，这最终有助于减少我们大气中的温室气体量——科学家称之为“负排放”
" 在许多情况下，如果直接减排进展太慢，这些被认为是实现雄心勃勃的气候减缓目标所必需的，也是平衡难以或不可能减少的任何剩余温室气体排放所必需的，例如在航空、某些类型的工业或畜牧业生产中
缺水仍然是一个巨大的挑战 “根据现有的设想，如果全球变暖被限制在1
《巴黎协定》的两个温度目标中，到本世纪末达到5摄氏度的目标更为雄心勃勃
“我们使用这些情景输入在我们的高分辨率全球植被和水平衡模型中运行模拟，以探索淡水的影响
包括人口增长在内的生物能源加碳捕获和储存情景中隐含的大量灌溉意味着面临水压力的人数增加了100%，与可持续水管理相结合使这一数字下降到60%
当然，这仍然是一个增长，因此具有挑战性的权衡摆在桌面上
" 如今已经遭受水资源短缺的地区，如地中海、中东、中国东北、东南和西非南部，将受到气候变化的最大影响
在没有可持续水资源管理的生物能源加碳捕获和储存设想方案中，严重的水资源压力延伸到一些未受影响的地区，如巴西东部和撒哈拉以南非洲的大部分地区
这里，在所分析的情景中假设了需要灌溉的大型生物量种植区
必须考虑到可持续发展目标和地球边界 减缓气候变化是世界一致同意实现的可持续发展目标之一
本研究中研究的水-能源-环境关系强调，实现可持续性的途径必须考虑所有受影响的可持续发展目标
“这些数字表明，无论如何，可持续水管理是一个亟待解决的挑战，”合著者沃尔夫冈·吕希特说，他是皮克地球系统分析研究部的负责人
“这项新的研究证实，目前考虑的稳定我们气候的措施，在这种情况下是生物能源加上二氧化碳捕获和储存，必须考虑到我们地球系统的许多其他方面——水循环就是其中之一
在启动建立生物质市场和基础设施的大规模政策之前，必须仔细考虑风险和权衡
行星边界的概念考虑了整个地球系统，包括但不限于气候
尤其是我们生物圈的完整性必须得到承认，以保护人类的安全运行空间
"
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