文章信息：Long, D., Xu, Y., Cui, Y., Cui, Y., Butler, J. J., Jr., Dong, L., Wang, L., Liu, D., Wada, Y., Hu, L., Bai, G., Li, B., Wang, S., Nong, X., Cai, Y., Cheng, C., Mu, Y., Qiao, Y., Wang, J., Wang, H., & Scanlon, B. R. (2025). Unprecedented large-scale aquifer recovery through human intervention. Nature Communications, 16, 7296. https://doi.org/10.1038/s41467-025-62719-5
整理人：徐嘉苗，2025级硕士研究生
整理时间：2025年8月17日
Abstract: Groundwater depletion is a critical global challenge, particularly in intensively cultivated drylands, with few documented cases of successful recovery. Here, we report a striking reversal of long-term groundwater decline in the North China Plain, one of the world’s most severely depleted aquifers. Based on a comprehensive analysis of groundwater levels from over 2000 monitoring wells spanning the past two decades, we show that groundwater levels have risen at an average rate of ~0.7 m year−1 since 2020, surpassing 2005 levels by 2024. This recovery is driven by a combination of large-scale surface water diversion from the humid south and stringent groundwater pumping regulations, further amplified by wet years (e.g., 2021). From 2005 to 2023, these policies reduced annual groundwater abstraction by ~12 km3 and increased environmental water allocations to over 7 km3 since 2021, promoting aquifer recharge and restoring environmental flows. Our findings demonstrate that rapid, large-scale groundwater recovery is achievable through integrated water management and targeted policy interventions across extensive regions (~130,000 km2).
摘要：地下水枯竭是一项重大的全球挑战，特别是在集约化耕作的旱地，很少有成功恢复的案例记录在案。在这里，我们报告了华北平原长期地下水下降的惊人逆转，华北平原是世界上最严重枯竭的含水层之一。根据对过去二十年来 2000 多口监测井的地下水位的综合分析，我们发现，自 2020 年以来，地下水位以 每年约0.7 m 的平均速度上升，到 2024 年超过 2005 年的水平。这种恢复是由潮湿的南部大规模地表水引流和严格的地下水抽水法规共同推动的，潮湿年份（例如 2021 年）进一步放大了这一法规。从 2005 年到 2023 年，这些政策将每年的地下水抽取量减少了12 平方公里，并将环境水分配增加到 7 平方公里以上，自 2021 年以来，促进了含水层补给并恢复了环境流量。我们的研究结果表明，通过综合水管理和针对性政策干预，可以在广阔地区（约130,000 平方公里）实现快速、大规模的地下水恢复。
1. 研究背景
华北平原是世界最典型、最严峻的地下水超采区之一；20 世纪末地下水位以1–2m每年速率持续下降，累计亏空约 60 km³，威胁区域粮食安全与生态安全。
2. 研究意义
集成了迄今为止最翔实的长时序地下水埋深实测数据，覆盖过去20年超2000眼监测井，约19万份埋深记录，以及重力卫星观测技术，全面刻画了华北地下水由长期亏损走向逐步恢复的关键过程与驱动机制。
证实了通过跨流域调水（南水北调）和严格的限采政策，可在130000km² 尺度上实现年均 0.7 m 的地下水位快速回升，为全球类似灌区提供可复制的“治理模板”。
3. 研究方法
汇编 2005–2024 年共 19 万条地下水位观测值；
采用 STL 时间序列分解提取长期趋势，Theil-Sen 斜率估算变化速率；
结合水量平衡、GRACE 卫星总水储量及社会经济用水统计，交叉验证结果；
蒙特卡罗模拟评估监测网空间代表性带来的不确定性。
4. 研究主要结论
2020 年起华北平原地下水位全面反转，至 2024 年已恢复至 2005 年水平；
限采和调水使年均地下水开采量由25km³ 降至13km³，环境补水增至7 km³每年；
地面沉降速率随之减缓，干涸泉眼重新出流；
强降水年（如 2021）仅提供短期增益，长期回升动力主要来自人为干预。
5. 研究展望
未来仍需评估深层承压含水层的滞后恢复及地面回弹风险；将方法推广至印度河-恒河平原、美国 High Plains 等全球超采区；建立高分辨率水文-经济耦合模型，探讨持续干旱情景下调水工程的韧性。
6. 研究主要图表
01 与先前报告的恢复案例比较
02 华北平原监测井地下水深度变化趋势及与以往报道的恢复案例比较
03 华北平原地下水深度时间序列及趋势
04 海河流域年供水量和用水量
05 无承压含水层地下水深度对降水变化的响应
06 扭转地下水枯竭的工程和政策办法
07 海河流域人为干预下的供水和使用
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62719-5
原文转引：https://mp.weixin.qq.com/s/AP3UDCW6NS7bfk3BD8DT2g
