中国多座城市正面临地面下沉与海平面上升的双重压力。科学家通过监测、补水工程和生态重建寻找应对之道。这场危机跨越国界,需要全球共同努力。
城市越建越高,越扩越大,地面却在悄悄下沉。科研团队仿佛在倾听大地的呼吸,从微小的毫米级变化里读出未来的风险。2024年的研究显示,中国主要城市中接近一半的土地每年下沉超过三毫米,约百分之十六的区域下沉速度甚至超过十毫米。
许多城市临海而建。天津、福州、宁波都在这份名单里。如果趋势不变,到了二一二〇年,中国沿海城市每十个居民中就可能有一个生活在海平面之下。
这种压力已经在现实里裂开一道口子。二〇二三年,天津有数千居民撤离高层住宅,因为街道无预兆裂开。专家认为,地下约一千三百米的地质空洞可能与地热钻井引发的土壤和水体流失有关。
这种故事不是中国独有。世界上最大的十座城市里有八座靠海。上海、纽约、孟买和拉各斯都在下沉。二〇二二年的研究指出,亚洲沿海的特大城市下沉速度全球领先。天津、胡志明市和吉大港的局部区域下沉速度甚至超过每年五十毫米。美国也未能幸免,研究显示至少五分之一的城市区域正在下沉,涉及三千四百万人。
下沉难以独自抵抗,于是不同国家开始借鉴。上海和广州吸收了荷兰的做法,通过雨水收集、绿色屋顶、公共花园,让城市能拖住雨水而不是让它匆匆流走。二〇二三年,深圳还把自身应对地面下沉房屋撤离的经验分享给黎巴嫩的的黎波里。
越来越多的中国研究人员加入国际合作。来自长沙的地球物理学者Liu Jianxin说,数据与技术如今在国界间更频繁地流动。
为什么沿海城市更容易下沉。地质学家Ding Xiaoli解释,许多城市建在河口或海岸平原,沉积物随时间压紧,自然下沉。东京这类位于地震带的城市则还要承受板块活动的影响。
但人类活动也在加剧问题。北京与中国科学院的研究团队指出,地下水过度开采是中国城市下沉的重要原因。水位下降,土壤压实,地面随之塌落。地铁等大型建设也会造成局部沉降。北京大学的Yu Kongjian强调,当城市阻断自然雨水补给,地下水难以恢复,下沉就更难抑制。
城市愈加沉重,也在压低它脚下的世界。上海团队的研究认为,建筑物本身的重量加上地下水下降和土壤性质,是长江三角洲城市持续下沉的三大因素。
与此同时,海平面上升像另一只无声的手托举着风险。过去三十年,全球海平面上升速度翻倍,从每年二点一毫米提升到四点五毫米。到本世纪末,即使全球气温控制在巴黎协定的目标范围内,海平面也将比二十世纪末高出半米以上。
二〇二二年的全球评估发现,大多数沿海城市的下沉速度甚至快于海平面上升速度。若不改变,它们将比模型预测更早遭遇大规模洪水。
印尼首都雅加达就是典型例子。城市超过四成区域已低于海平线。到本世纪中期,最多可能有近百分之九十五的沿海区域被水淹没。正因如此,印尼决定将首都迁往别处。尽管雅加达自二〇一四年起修建三十二公里的巨型海堤,却仍面临一个简单的事实:地面下沉,海堤也会跟着下沉。
中国在应对上更早进入系统化阶段。上海是国内最早认识到下沉问题的城市。二十世纪中叶,上海因抽取地下水过度而下沉超过一米半。但过去六十年里,上海通过限制地下水使用、从长江补源等方法把下沉速度降到每年六毫米以内。
意大利的水文学者Pietro Teatini称,中国最重要的措施之一是人工回补地下水,这一点在上海尤其有效。但成本高昂,难以在经济较弱地区推广。
中国城市配备先进的监测设备,例如可深入千米的伸缩计,测量含水层不同深度的压缩情况。Teatini说,意大利全国也就三四个,而上海有约五十个。
中国北方的情况同样鲜明。南水北调工程大幅减少了地下水开采,使北京的年最大下沉速度从一五九毫米跌至如今的稳定水平。部分区域甚至因为人工补水而开始回升。天津也从中受益。
中国科研团队还发展了InSAR等卫星监测方法,每年为全国生成一次地面高程变化图,用于预判风险。
除了补水,科学家也努力重建城市与水的自然关系。源于Yu Kongjian的“海绵城市”理念试图让土地重新具备吸收、储存和利用雨水的能力。例如在曼谷中心,他们设计了一个能与雨季共生的海绵公园,为一座平均海拔仅一点五米的城市提供缓冲。
研究者之间的跨国合作也在加深。中国团队与科特迪瓦使用卫星数据和人工智能预测下沉,取得不错的结果。上海的科学家与美国、荷兰合作研究如何在长期中维稳。更大范围的交流也通过“一带一路”展开。例如中国与巴基斯坦在伊斯兰堡建立联合地球科学研究中心,用中国的仪器研究拉合尔的快速下沉。
两三十年来,下沉在许多发展中国家愈演愈烈。美国研究者Leonard Ohenhen说,最有影响力的下沉研究往往来自不同国家的联合团队。真正重要的不是谁走在前面,而是谁愿意携手寻找让城市再次稳固的方法。
故事在延伸。地面在轻微颤动,海平面在缓慢抬升,未来在等待下一步的选择。

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