文章信息：Long, D., Xu, Y., Cui, Y., Cui, Y., Butler, J. J., Jr., Dong, L., ..    . & 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：2026年7月13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：地下水枯竭是一个全球性重大挑战，尤其是在密集耕作的干旱地区，成功恢复的案例寥寥无几。在这里，我们报道了华北平原长期地下水下降的显著逆转，该平原是世界上最严重的含水层之一。基于过去二十年间2000多个监测井对地下水位的全面分析，我们表明自2020年以来地下水位平均上升率为每年约0.7米，至2024年超过2005年水平。这一恢复主要由大规模从湿润南部的地表水引流和严格的地下水抽取法规共同推动，而雨季（例如2021年）进一步加剧了这一趋势。2005年至2023年间，这些政策将年地下水抽取量减少了~12立方公里，自2021年以来环境用水分配增加到超过7立方公里，促进了含水层补给和环境流动的恢复。我们的发现表明，通过综合水资源管理和针对性政策干预，覆盖广阔区域（~13万平方公里）实现快速、大规模地下水的恢复是可能的。

1. 研究背景

• 地下水枯竭是全球性的重大挑战，尤其是在干旱半干旱的集约农业区。尽管有各种缓解策略（如减少抽水、地表水替代、人工回灌），但此前全球范围内仅有零星的、小范围的恢复案例，且恢复速率较慢。华北平原是中国乃至全球地下水超采最严重的地区之一，长期面临地下水位持续下降的问题。

2. 研究意义

• 本研究的意义在于首次记录并证实了在人类干预下，华北平原这一超大规模区域（约13万平方公里）的地下水系统实现了历史性的、迅速的恢复。这不仅对保障中国北方的水安全、粮食安全和生态安全具有重大现实意义，也为全球其他面临类似挑战的地区（如美国中央谷地、印度恒河平原、伊朗等）提供了可借鉴的、基于政策和工程协同的治理范例。

3. 研究方法

• 数据分析：分析了2005年至2024年间，来自华北平原超过2000个监测井的月均地下水位数据（包括2005-2017年的纸质年鉴数字化数据和2018年后的自动监测数据）。

• 时空统计：采用泰森多边形法进行空间加权平均，利用STL分解法提取长期趋势，并使用Mann-Kendall检验和Theil-Sen斜率估计评估趋势显著性。

• 多源数据整合：结合了GRACE卫星反演的水储量变化数据、水利部门发布的水资源公报数据（供水、用水、降水）以及土地利用变化数据，以归因地下水恢复的驱动因素。

4. 主要结论

• 水位逆转：地下水位在2020年左右出现历史性逆转。截至2024年，浅层地下水位以平均每年0.7米的速度回升，深层承压水头回升速度更快。

• 驱动因素：恢复是“人类干预为主，丰水年（如2021年）为辅”的结果。

• 增加供给：南水北调中线工程（自2014年底通水）提供了大量优质地表水，替代了大部分城市和工业用地下水。

• 减少需求：严格的限采政策、调整农业种植结构（如减少冬小麦面积）、工业节水以及大幅增加环境用水（用于河湖生态补水，间接回补地下水）共同大幅减少了地下水开采量。

5. 研究展望

• 数据局限：2018年之前的监测井数据稀疏且不连续（主要来自纸质年报），影响早期空间插值的精度。城市地区监测井较多可能导致区域平均值偏向城市快速恢复的信号。

• 长期风险评估：需警惕南水北调水源地（丹江口水库）来水的不确定性（如干旱年份），以及深层承压水恢复的滞后性和地面沉降的潜在反弹风险。

• 更精细的定量归因：未来需结合更精细的水文地质模型，定量分离降水波动、外调水增加、农业用水减少等各因素对地下水位回升的具体贡献份额。

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趋势及与先前报告的恢复案例的比较

03 华北平原地下水深度的时间序列与趋势

04 海河流域的年度供水与用水情况

05 无压含水层地下水深度对降水变异的响应

06 逆转地下水枯竭的工程与政策方法

07 海河流域人为干预下的供水与利用情况

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62719-5                              

原文转引：https://mp.weixin.qq.com/s/yNT3OwXFUmRscawrc5lFjw