你看大地片草不生，毫无生气，但是当我对它降下雨水时，它就颤动了，膨胀了，并且生出各种美丽的植物。
——《古兰经》第二十二章第五节
井干方知泉水贵重。
——本·富兰克林（Ben Franklin），《穷理查年鉴》（Poor Richard’s Almanac）
1908年丘吉尔到非洲旅行时，有一天站在维多利亚湖（Lake Victoria）北岸边。他看着这全球第二大湖，流经欧文瀑布（Owen Falls）汇入全球最长的尼罗河。后来他记录下当时对此壮丽景色的观感：“这么巨大的力量都给浪费了……这股操控着非洲自然力量的杠杆完全不受限制，让人不禁烦恼并心生想象。如果能在那古老尼罗河的源头装上涡轮，将是多么有趣。”[1]
这样的想法争论不休了一段时间，中途杀出两次世界大战及经济大萧条，但经过适当的研究与规划后，终于在1946年开始建造欧文瀑布水坝。1954年丘吉尔二度担任英国首相，尼罗河的河水终于开始带动涡轮。维多利亚湖成了水库，乌干达与肯尼亚西部也因此获得15万千瓦的发电量。
丘吉尔的观点反映出20世纪对水源的主流看法。他把水视为一种资源，看到资源未加善用，让他相当苦恼。他认为开发资源会让人类的未来更加美好，在这个案例中则是有利于乌干达与大英帝国。改造自然当然是件有趣的事，特别是对丘吉尔这样有童心的人。吉卜林那一代的英国帝国主义信徒，往往对自身行止的正当性深具信心。水文圈发生变化，就是因为有很多人跟丘吉尔想法一致。列宁、小罗斯福、尼赫鲁、邓小平，还有很多知名度较低的人物，对水的看法如出一辙，在苏联、美国、印度与中国鼓吹大规模的水利工程。之所以如此，是因为他们生在一个国家与社会都认为可通过调整自然水文来提升国力与繁荣的时代。而且，他们也拥有前所未见的技术来实现这些计划。自1850年起，水利工程师与雇用他们的官员重新配置了地球水源的管线。他们这样做，是为了因应经济发展过程中的需求，但也是为了公共卫生、地缘政治、分赃政治、象征政治（symbolic politics），毫无疑问更是为了满足他们自己的虚荣与玩心。要在对的时间、地点供应适量的水任人随意取用，就需要水利工程这种人类最古老的科学之一。20世纪人类使用各种古老与现代方法，建造了数百万座水坝、管井、运河、沟渠与管道，来改变地心引力原本所决定的水源终点。本章将解释1900年之后人类对水文圈造成何种实质改变：我们如何大幅改变了全球淡水水域的路线与节奏，以满足人类各种需求。
地下水
20世纪对许多人来说最为重要也最令人感到不安的水文圈变化，就是地下水的大量使用。人类为灌溉与饮用而凿井已有上千年历史，为此付出大量心力与智慧。古代中国凿井最深可达500米。但最后，人类肌力与自然风力还是对地下水探勘空间造成限制。[2]
20世纪特有的廉价能源，使大量汲取地下水变得可行。虽然几乎每个地方的地下水量均相当丰富（地表深处），但只有在地表水量不足且能源价格低廉时，才会将大量地下水抽至地表。中东与美国西部就是最好的例子。
在美国的高原区，多数时间缺乏足够雨量来种植美国农民与市场偏好的作物。自19世纪末以来，从得克萨斯州到蒙大拿的农民便靠风力抽水机取水。但就算是最好的高原水车，取水深度也无法超过10米，灌溉面积则不超过3公顷左右的小麦田。随着石油工业钻井技术提升，加上便宜的汽油与天然气，到20世纪30年代中期农民不必大量投资便可取得地下水。他们开始抽取奥加拉拉蓄水层（Ogallala Aquifer，奥加拉拉意为“高原”）[3]。这个水体的水量相当于休伦湖，从得克萨斯州西北角狭长地带（Texas Panhandle）一直延伸到南达科他州。奥加拉拉其实是一条流速极慢的地下河流，每天只流数厘米，通过一处深度不及100米的碎石河床后流向东南方。奥加拉拉蓄水层的历史已长达1万～2.5万年。
20世纪30年代的严重干旱加剧了高原地区的缺水问题，战后经济景气使之愈发严重。新近发现的奥加拉拉水源，似乎是所有沙尘暴事件受灾农民衷心期盼的解答，就是相当于所需雨量的稳定水源。1945年后地下水使用量大增，受20世纪50年代与70年代干旱影响，1950年到1980年用量增长4倍。到了20世纪70年代末，奥加拉拉供水占美国灌溉农田用水的1/5。美国所生产的小麦、玉米、苜蓿草，甚至棉花，大部分都必须仰赖它。还有将近40%的牛饮用奥加拉拉水源，所吃的谷类也用那里的水来灌溉。20世纪70年代末，农民以每年略低于1%的速度汲取当地地下水，取水速度是蓄水层最高补充水量速度的10倍。许多人因此发了大财。使用奥加拉拉水量可能高于任何人的农场主人兼农民克拉伦斯·吉戈特（Clarence Gigot），竟然靠着堪萨斯州西南部干旱的沙丘群成为百万富翁。他利用中心支轴式（center-pivot）灌溉法，在没人要的土地上种植谷类并饲养牛群，并且从中获取利润。
但丰沛水源总有用尽之时。在最早开始探勘地下水的美国高原南部，农民很快就被迫越凿越深以取得地下水，许多人发现这样的成本并不划算。1974年后得州北部灌溉比例下滑，整体高原区也在1983年后逐渐式微。虽然农民是否采用灌溉取决于诸多因素，例如能源成本与作物价格，但奥加拉拉水位降低扮演了更重要的角色。自20世纪70年代末起，各州之间针对限制抽取奥加拉拉水量达成协议，取水量因而趋稳。但数字仍未下降。在农作物生长季，整个高原地区有15万台水泵日夜运作。1970年时，堪萨斯州萨布雷（Sublette）的农民认为当地地下水大约还可用上300年。1980年他们估计只剩下70年的供给量，1990年已不到30年。到了1993年，可用地下水已有半数用罄，水文学家与农民都认为好景只能再维持个20～30年，如果节约成功还可撑更久，若遇干旱就会更快用光。奥加拉拉经过数千年累积的水源，还能造福人类的时间确定不会超过一个世纪。[4]
阿拉伯半岛与利比亚也兼具大量地下水与廉价能源的双重条件。20世纪70年代在石油市场赚取数十亿美元后，沙特阿拉伯人将部分获利投资在蓄水层探勘计划，所使用的淡水中有70%～90%为地下水。虽然每生产一吨小麦需要1000吨的水（假设没有浪费任何一滴水），1975年后沙特阿拉伯的政策却是要在沙漠中种植小麦，价格是国际市场的5倍之多，理由是为达成粮食自给自足。1984年后，沙特阿拉伯定期出口小麦。阿拉伯地区的蓄水层几乎无法补充水源，因此也无法持久。沙特阿拉伯人希望海水淡化能成为可行的替代做法，让阿拉伯摆脱长久以来的水源供应限制。[5]
利比亚控制水源的计划规模相当壮观。利比亚人口不多但幅员广阔。该国南部位于撒哈拉沙漠中心位置，地下有大量的化石水（fossil water）。20世纪20年代利比亚还是意大利殖民地时，墨索里尼希望仿效英国在伊拉克的成功案例，因此在利比亚开挖石油。大失所望的意大利石油工程师只找到了蓄水层。1951年利比亚独立后，美国石油业者发现了更多的蓄水层。但这些蓄水层都在远离人口密集处：骑骆驼穿越不断移位的沙丘，得花上40天才能到达。因此这些地下水得以原封不动。但1969年革命后卡扎菲（Muammar el-Qaddafi）决心让利比亚的食物与纤维供给自给自足，情势因此有了变化。他说服美国亿万富翁也就是西方石油公司（Occidental Petroleum）老板阿尔曼德·哈默（Armand Hammer）协助兴建管线，将撒哈拉地下水运至利比亚海岸地区。[6]利比亚石油营收中有一大部分（约250亿美元）投入了“大人工河”（Great Man-Made River）。这项工程在沙漠下方埋设两条主要管线，输送水量约相当于尼罗河水流的5%。的黎波里与班加西（Benghazi）附近海岸地区终于能够种植作物，规模是1986年这条河流开流前所不可能达到的。这些水的成本相当于生产出作物价值的4～10倍，以传统方式计算，利比亚绝对吃大亏。1980年初油价崩跌后，利比亚开始无力支付费用。但韩国与美国的营造公司赞成这项计划，卡扎菲也发现以此巩固群众支持相当有效。这才是最值得的回报，解释了何以利比亚要不顾经济效益，甚至因此与埃及和乍得发生争端（两国抗议大人工河可能窃取了它们的水源），依然坚持进行这项计划。[7]
墨西哥、欧洲、印度、中国等地也相继出现规模较小的地下水开发计划。只要水源供应不断，地下水灌溉便能提高农业产出。而且地下水相对较为纯净，对都会供水系统也相当具有吸引力。但这样的水源免不了会用罄，只是迟早罢了，之后一定会出现难以适应的问题。在印度最大邦北方邦（Uttar Pradesh），1970—1985年政府为2700个村落凿井，让居民生活大为便利，直到后来地下水位下降，高达2300口井干涸。尽管投入大笔资金建造供水基础建设，1985年印度多数地区仍比1970年更难以取得饮用水。1990年前欧洲大城市的地下水供给量大多下滑，蓄水层的开发濒临极限，其中又以希腊与西班牙最严重。[8]
全球有许多城市仰赖地下水解决用水需求，但结果各不相同。北京、墨西哥市等地因都会区快速发展造成当地蓄水层枯竭，迫使当局到更远的地方寻求外来水源。20世纪末，两座城市都因为地下水用罄而下陷，曼谷、休斯敦等其他城市亦然。1920—1965年，东京也因为地下水枯竭而下陷了5米，不过1961年后政府开始管控地下水抽取，情势才稳定下来。巴塞罗那虽未下陷，略夫雷加特河（Llobregat River）三角洲地下的淡水蓄水层也在1965年后开始枯竭，海水因而渗透。像是伯明翰、利物浦以及巴黎等欧洲古老工业城市，有些在1970年后便因工业式微而减少地下水抽取。减少抽取地下水也会有问题：隧道、地下室与其他地下建筑在建造时，工业用水处于低水位，现在地下水位升高，淹水的状况因此更为频繁。[9]
20世纪的新科技与廉价能源，让人类能够大规模勘探蓄水层。这使得沙漠也能开花，城市因此快速发展，成就了许多国家的经济繁荣。但这只是水源缺乏的短期治标方法，正如上述得州北方的案例所示，这种对策往往难以持久。在某些案例中，幸运的还能作为廉价海水淡化前的过渡解决方案。除非汲水率低于回补速度，否则以蓄水层解决缺水的做法势必只是过渡期。
水坝与分流
水坝与分流这两种古老的技术，对水文圈带来了更大的改变。目前留有遗迹或纪录上最早的水坝，出现在4900年前古埃及在孟菲斯附近进行的尼罗河分流。中国在汉朝初期（公元前2世纪）建造了土质水坝，最高可达30米。斯里兰卡与美索不达米亚是水坝技术最早的发源地。土与岩石做的水坝有其限制，所以千年以来水坝建筑的作用因此受限。[10]1850年后，土木工程、水力学与流体力学等应用科学为建造大型水坝开辟了一条道路，首先起源于欧洲，接着在19、20世纪之交传到美国。像意大利与殖民时期的印度等国，建起中型水坝的网络。埃及等其他国家兴建的水坝规模则相当雄伟。美国、苏联以及脱离殖民的印度等其他国家则两者兼具。工程与政治上的考虑影响了这些国家的选择。所有建造水坝的人，都希望能改变景观、水文、经济与社会，尽管并非每次都能如愿。
19世纪大部分的水坝建设，跟过去一样均以灌溉为目标，次要目的包括防洪及蓄水。到了19、20世纪之交，建造水坝同时也是为了发电。水坝通常只有一个主要目的，直到20世纪30年代美国率先开发合流盆地管理与多用途水坝。田纳西河流域管理局这个全球首创的案例，引起苏联（伏尔加河）、印度等地竞相模仿。20世纪30年代兴建时堪称全球最大的科罗拉多河巨石水坝［Boulder Dam，后改名为胡佛水坝（Hoover Dam）］，也在全球各地引发仿效热潮。
只要是大型水坝兴建计划，背后都有更大的政治目的。水坝对共产主义者、民主主义者、殖民主义者、反殖民者都具有某种吸引力。政府喜欢水坝所带来的活力、决断形象，显示国家能为社稷福祉而征服河流。水坝还有助于提升执政的合法性与领袖支持度，像美国经济大萧条时期就很需要，也是斯大林、尼赫鲁、纳赛尔（Gamal Abdel Nasser，1956—1970年担任埃及总统）、恩克鲁玛（Nkrumah，1960—1966年担任加纳总统）等其他领袖所追求的。水坝工程有巨大的宣传效果，特别是在1930—1970年。野心勃勃且正迈向现代化的国家，特别是那些正当性令人质疑的殖民地国家与新近独立国家，都非常喜欢兴建水坝。冷战时期的强权亦是如此，急于借此展现自身社会与政治制度的优点。水坝的政治效益，解释了何以存在这么多不符合经济原则、在生态方面也令人质疑的水坝。[11]
图为科罗拉多河巨石水坝（后更名为胡佛水坝）1934年兴建中的情景。该水坝为全世界第一座巨型多用途水坝，并且改造了美国西南部，使其能够满足美国大萧条时期的需求与梦想。它提供了电力、灌溉用水且具有防洪作用，将一条难以控制的河流变成风平浪静的水库。自20世纪30年代起大型水坝在全球广受欢迎，这股风潮一直持续至1980年
20世纪60年代，平均每天有超过一座的大型水坝（指15米以上）完工。这股风潮的历史高峰出现在1968年。虽然已有下滑趋势，但水坝兴建的风潮依旧，到20世纪90年代全球河流约有2/3越过或穿过某种型式的水坝。[12]
印度河与印度 20世纪第一个大型的水利计划，牵涉到全球最大河流之一印度河、当时全球最大的殖民帝国英国，还有英国最重要的殖民地印度。印度河及其主要支流萨特里河（Sutlej）源于喜马拉雅山脉之西，流经现为巴基斯坦东部与印度西北部的不毛之地，最后流入阿拉伯海。这个区域称为旁遮普（Punjab），或“五河之地”。印度河长约3000千米，流量为尼罗河的两倍。4500年来人类利用印度河河水来灌溉。目前全球最大的灌溉计划，就位于巴基斯坦境内的印度河盆地。[13]
这项现代灌溉计划始于1885年，当时英属印度政府计划在旁遮普西部重建并扩大莫卧儿时代（16—18世纪）的水利工程。[14]英国人的确完成了这项工程，而且做得比计划中还多。通过工程技术与努力不懈，将旁遮普的大草原与沙漠变成麦田，创造出以灌溉运河网络为基础的农业屯垦区，称为“运河殖民地”（canal colonies）。到了1947年，这项计划推行已遍及1400万公顷（面积相当于希腊或美国亚拉巴马州），写下英属印度史上最大规模的农业扩张。旁遮普人从四面八方移居到这些新殖民地，取代了过去在这片土地上放牧牛与骆驼、让英国当局苦恼几乎从不交税的牧民。因此，社会转型在此搭上生态转型。英国人认为这是一大成就，因为他们在亚洲创造出一批更为富足的农民，每年能在旁遮普砂质沃土上收获两次。到了1915年，转型后的旁遮普对英国王室的税收贡献，比印度任何一个地区都要多，而且还创造出一批忠心子民。旁遮普人甚至竞相自愿服役投入第一次世界大战，因为退伍后可得到灌溉农田作为回报。英属印度军队在旁遮普大受支持。
英国这项水利计划，在英属印度统治结束后许久，仍影响着旁遮普的生活与土地。印度河的灌溉让印度国大党及日后巴基斯坦境内类似组织无法成功，因为直到1947年独立前夕，运河殖民地的居民仍然效忠英国。这种政治效应对独立的巴基斯坦没有好处。独立后军方领袖与地主继承了权势，部分原因便是拜运河殖民地之赐，而自此之后他们掌控了整个国家，成功地抗拒土地改革并个人化政治。1947年后巴基斯坦扩张灌溉网络，鼓励出口油籽以及棉花等作物。1990年，巴基斯坦灌溉面积约1600万公顷（相当于突尼斯或美国乔治亚州），人均灌溉面积几为全球第一。[15]尽管双方冲突与争端不断，旧有的精英阶级仍克服了挑战他们权力的各种势力。
印度河灌溉系统也在国际上与环境上引发回响。巴基斯坦与印度的旁遮普地区均因灌溉受惠，因此珍贵的水源便足以引起两国摩擦。1960年的一项条约平息了双方的紧张情绪。但这并无法阻止所有灌溉计划常见的命运——盐化现象。即使在大规模灌溉让情况恶化之前，至少从19世纪60年代起，盐化现象便影响着旁遮普的小麦收成。到了20世纪60年代问题日益严重，洪水使得土壤持续泡在水中，地下水位也因此升高，水中盐分进而进入作物根部，抑制植物生长。所幸对旁遮普农民来说，冷战期间的巴基斯坦是美国一大盟友，肯尼迪政府因此派遣技术团队来解决问题。他们建议抽水以降低地下水位，借此保护作物根部不受盐分侵袭。海外援助款也及时用来兴建了数千座管井。[16]但旁遮普地区仍有80%的沟渠殖民地无法摆脱日益高涨的地下水与盐化现象，直到20世纪90年代国外援助排水计划资金用罄，让旁遮普农民孤立无援，农田的盐化现象也越来越严重。[17]
独立后的印度也参与了20世纪的灌溉风潮。自19世纪20年代起，英国人在恒河盆地开始大型灌溉工程，再度重建莫卧儿时代的系统。到了1947年，印度灌溉面积达到2200万公顷，1974年为3200万公顷，到了90年代则为4500万～5000万公顷，面积相当于美国加州或西班牙。印度灌溉面积占全球总量约1/5，与中国并列为全球最大灌溉农地的国家。印度也开始发展它在水利方面的潜力，特别是在1975年后。印度首任总理尼赫鲁称水坝为“现代印度的神庙”。根据某项统计，1947—1982年水坝工程占国家规划支出的15%。[18]灌溉用水坝与水力发电，是“独立后开发计划最重要的部分”。[19]
在20世纪下半叶，水坝兴建计划提升了印度的粮食产量及工业。[20]但这“现代印度的神庙”，让社会与环境付出了极大代价。1947—1992年，水坝与水库迫使大约2000万名印度人迁居。其中一例是20世纪60年代北方省的汉德河（Rihand）计划，被驱逐的农民事先毫不知情，只能仓皇逃命看着水位上升淹没家园。[21]印度的部落人口多半居住在适合发展水利的山坡地区，但他们缺乏政治实力来抵抗水坝兴建计划，因此经常沦为难民。
1947年后，印度的灌溉或水利计划几乎都无法在预算内或预定时间内完成，且鲜少能够实现先前在供电、灌溉或耐用性方面的承诺。水库出现裂缝的时间比规划中快了2～4倍。浸水的土地与盐化作用也在印度肆虐，造成1955—1985年1300万公顷土地弃耕，面积超过印度（1996年）灌溉面积的1/4。[22]许多水库大坝引发了疟疾。有些则消灭了喜马拉雅山山麓或西高止山脉（Western Ghats）的森林。[23]
这些问题出现后，印度的水坝计划引爆了政治异议。第一次大型的农民抗争发生在20世纪20年代初期，其后陆续发生，有些成功地阻止了水坝开发计划，有些则未能奏效。但在20世纪80年代与90年代，人民反抗建筑水坝的行动阻止了一些大型计划。1989年，6万民众游行反对纳尔默达河（Narmada）灌溉计划。这个超大型计划包括30个大型水坝及超过3000个小型水坝。纳尔默达河汇入孟买北方约350千米处苏拉特（Surat）附近海域，沿岸多处圣地均可能因为这项计划而遭灭顶之灾。尽管世界银行退出纳尔默达河计划，印度还是执意要推行灌溉与高知名度的工程计划。纳尔默达河计划至少让10万人被迫迁居。[24]
苏联与咸海 印度河的灌溉计划规模可能是全球最大，该国其他类似工程则最具争议，但最具戏剧性的却是中亚灌溉工程。为了种植棉花，苏联制造了20世纪最严重的一次灌溉灾难。就像印度水坝在建造时遭遇困难，咸海的案例则代表了傲慢的政治与科学精英，以人民之名所专横推行的水源管理计划。咸海的灭亡，是苏联长久而又变化多端的水源管理史上堪称高潮的一页。
沙俄时期相当专制但不注重水利。中亚古老的灌溉系统不是逐渐老旧，就是在19世纪被俄国征服时遭到蓄意破坏。[25]1917年布尔什维克接管这个灌溉与水源管理并不发达的国家，只有一些大城市供应自来水。列宁早期（1918年）颁布的法令之一，就是鼓励在土库曼（Turkmenistan）进行灌溉，但直到20世纪30年代苏维埃的政策完全没有改变当地水文圈。
斯大林及其继任者相信，苏维埃的工程技术能依据快速工业化国家的经济与政治需求，量身定制出适合的水文圈，力图在遭敌人消灭前建立起共产主义制度。在这样的气氛下根本没有折中的空间，所有计划都必须规模惊人、具有宏大的目标，连工程期限都野心勃勃。如此一来自然得抄近路。从斯大林的观点来看，20世纪30年代初期后苏联拥有数百万名免费劳工，也就是劳改营里的政治犯，这让推动大型工程的想法愈发诱人。
新时代随着水力发电装置问世而揭开序幕，1937年的伏尔加河工程便为第一项大型水利建设。其后伏尔加河沿岸出现了更多水坝与灌溉计划，因此冒出一连串大型水库，并在第聂伯河、顿河、德涅斯特河上进行水利建设。到了50年代，分流造成苏联西南部所有大型河流流量减少。由于顿河与乌拉尔河（Ural）缩减，工程师便通过运河，引入伏尔加河水以拉高水位。这造成流入咸海的水量减少，而咸海原本即已因为伏尔加河消耗的水量而减缩。[26]利用顿河与库班河（Kuban）灌溉则剥夺了流入亚速海（Sea of Azov）的淡水，造成盐度升高，一度数量惊人的鲟鱼、鳊鱼与河鲈渔场也遭到破坏。[27]到了1975年，苏联用水量为1913年的8倍，其中多数为灌溉所用。[28]要将苏联的经济潜力发挥到极致必须有水，于是河流只好屈服在国家与其规划者的意志之下。
20世纪50年代在技术能力、意识形态狂热、政治野心等诸多因素结合之下，苏联官员与工程师深信自己能够处理锡尔河（Syr Dar’ya）与阿姆河（Amu Dar’ya）这两条中亚大河。这两条河携带高山溶雪，汇入咸海这当时仍为全球第四大湖泊的封闭盆地。几千年以来，这两条河供应了中亚国家所需的水源。由于20世纪初灌溉面积缓步扩大，这两条河丧失的水量略为提高。但到了50年代，苏维埃的规划者心中有了更远大的计划，也就是设立一条具有灌溉网络的棉花种植地带，好让苏联“在棉花供应方面独立自足”。咸海的灭亡是一种计划性的暗杀。土库曼科学院院长巴巴耶夫（A.Babayev）曾于50年代末期道出当时相当普遍的看法：
我是认为让咸海干涸比保存更有利的科学家。首先，我们可取得这块地区的肥沃土地……光是耕作（棉花），就比现有咸海的渔业、船运等其他工业更具价值；其次，咸海消失也不会改变这个地区的景观。[29]
中亚地区的灌溉面积扩大至700万公顷，相当于爱尔兰的大小，而苏联不只在棉花供应方面独立，也成为全球第二大“白色黄金”的出口国。这是全世界质量最差的棉花之一，只销售给东欧苏联境内别无选择的客户。
这项棉花投资却扼杀了咸海。1960年前咸海平均流入水量为每年55立方千米，流量相当于波河（意大利）、尼日尔河（Niger）或美国斯内克河（Snake），但在1960—1961年大幅下滑，之后每年持续缩减。到了1980年，咸海流入水量只有原来的1/5，到1990年最多只剩1/10，有时甚至完全没有水流汇入。咸海水位开始下降，20世纪60年代速度仍较慢，但约在1973年后加快。到了90年代中期，咸海水位比20世纪60年代之前下降超过15米，覆盖的海底不到原来的一半。1990年北方出现一道大地峡，咸海因此被一分为二，总水量只剩1960年的1/3。1960—1993年，咸海的盐度增加了3倍。[30]
俄国人过去称咸海为“蓝海”。中亚土耳其语系中“Aral Dengiz”意指“岛屿之海”。确实有越来越多的岛屿出现，但很快咸海似乎不再湛蓝，也不再与世隔绝。这里将成为一个面积相当于爱尔兰的盐田，其间点缀着几座咸水池塘。这势必成为水文圈有史以来最大的人为改变。与此同时，中亚也在20世纪80年代出现了一些大范围后果。尽管巴巴耶夫博士那样说，整个咸海地区还是受到影响。咸海调节当地气候的能力跟海的规模一样缩水了。夏季热浪与冬季寒流变得更为极端，棉花种植带的生长季节也缩短了大约两周。由于咸海蒸发量减少，空气变得更为干燥，贡献锡尔河与阿姆河水量的积雪也减少了。吹过海床的风中湿气含量降低，盐分却增加了，因为海水退去后留下含盐的地壳。咸海过去从集水区的河流获取盐分，到20世纪80年代末局面却有所改变，变成海床通过空气将盐分散播至棉花种植带。空气中的盐分会降低作物收成、损害草地、腐蚀电线与水泥结构，并引发眼部疾病。在哈萨克斯坦，距离咸海200千米远的草地上也开始覆上一层盐。[31]
20世纪50年代咸海每年渔获量约4万吨，但到1990年鱼群消失了。木伊那克（Muynak）的罐头工厂一直撑到90年代初期，从波罗的海空运冷冻鱼货作为原料，再从大西洋这端横跨西伯利亚铁路，称得上是现代最不经济的做法之一。24种地方特有鱼种中有20种绝种了。数万个工作机会也没了。1995年，木伊那克的人口从4万人下滑至1.2万人。1970—1990年，河流三角洲地下水位降低了5～10米，地下水盐度也越来越高。冲积而成的森林、湿地与草地也都是如此，长满了能抵抗盐分的植物。本地的纤维与纸箱业者必须从西伯利亚进口原料。到了1990年，1960年还存在的哺乳类已消失近半，外加3/4的鸟类物种。
除了咸海干燥化带来的影响，棉花种植带也尝到大型灌溉计划与单一栽培的苦果。分流的河水当中，约有一半蒸发或渗入土中，对人类完全没有益处。在土库曼，喀拉昆运河（Karakum Canal，为一长1100千米的人工河）渗透严重甚至足以淹没首都阿什哈巴德（Ashkhabad）。1970年后，工程人员钻了许多井来抽取城市中不断升高的地下水。盐化作用损害了农田，影响了乌兹别克半数及土库曼4/5的棉花田。棉花虫害越来越严重，农民只好对作物大量喷洒农药，进而污染了饮用水。苏联中亚地区因灌溉对人类健康所带来的影响，到了20世纪80年代日益恶化。因为母乳中杀虫剂残余量达到危险水平，哈萨克斯坦官员甚至劝阻人民母乳喂养。
这项中亚管道工程的惊人野心，跟1986年苏联搁置的多项计划相比可说黯然失色。之前数十年间，有远见的科学家与官僚便希望从俄罗斯北方湖泊引水至伏尔加河，以解决咸海水位下降的问题。计划越做越大，他们甚至希望改变鄂毕河、叶尼塞河等西伯利亚大河原本往北的流向，好提供给中亚地区更多灌溉用水。前一项工程在1984年启动，但后来戈尔巴乔夫因成本太高而却步，1986年两项计划双双告吹。1991年苏联解体后，这样的计划更加不可能实现，因为乌兹别克的棉花出口收益已经与俄罗斯无关。许多中亚人仍视西伯利亚水源为救星，因而对此感到十分惋惜。[32]
埃及、阿斯旺与尼罗河 正如“历史之父”希罗多德所说，埃及是一个“天赐的国土，尼罗河的礼物”。过去一万年来，这个礼物——主要来自埃塞俄比亚的水与淤泥，造就了适合人居的狭长型埃及沙漠，并逐渐在大陆架上建立起尼罗河三角洲。在20世纪，埃及人却因为想要改善这上天恩赐的其中一半，而放弃了另外一半。
埃及在历史上的傲人成就，源于其独特的地理位置。过去尼罗河就像一条双向高速公路，因为多数季节吹东北风时可让船只逆流而上，而河流本身的水流则顺流向下。更重要的是，这里每年都会因为埃塞俄比亚高原雨季的降雨而爆发洪水。夏末的洪水带来湿气，并每年为河岸、泛滥平原与三角洲带来平均约一厘米厚的肥沃淤泥，因此可以栽种大麦、小麦等冬季作物。5000年前埃及人开始以灌溉渠道改良这份上天的恩赐，后来又开始使用机械装置（桔槔[33]与水车）。洪水让埃及免于盐化作用这种灌溉机制普遍拥有的缺陷。
然而，这份恩赐是有附带条件的。如果埃塞俄比亚的雨季降雨不多，尼罗河水位并未上涨——造成“尼罗河低水位”——农作物便无法生长，进而造成饥荒。如果雨量特别多，尼罗河水位上涨过高，则会淹没沿岸屯垦区。现代埃及的统治者改造了这个国家的农业与经济，而他们所使用的方法，却使这些古老的附带条件令人难以忍受。因此，他们也同时改变了尼罗河。现代最早的灌溉工程，始于奥斯曼帝国一名阿尔巴尼亚军官所建立的穆罕默德·阿里王朝（约1769—1849年）。身为1805年之后的埃及帕夏（pasha，最高领袖），他打算脱离奥斯曼的掌控，壮大国家以免遭到英国或法国占领，并为自己与追随者带来好处。为了达到这些目的，他提议在尼罗河下游（也就是北边），利用吉萨金字塔的石头来兴建灌溉用的拦水坝，或是低矮的土质水坝。后来他被迫放弃了这个计划，但1842年起改以较不珍贵的石头兴建拦水坝。1861年这项工程在穆罕默德·阿里死后完工，让尼罗河能根据棉花栽种的需求来调整水流。棉花是一种夏季作物，在8月或9月收获。过去埃及农业以大麦与小麦为主，夏末出现的洪水虽可能危及生命与财产，却不会破坏春季收成。只有在尼罗河低水位限制栽种时期，才会为埃及带来饥荒。但19世纪这里改以棉花栽种为主，玉米这种夏季粮食作物也越来越重要。洪水高涨可能会在夏季收成前毁掉棉花与玉米作物，一口气毁掉全国粮食供给中的一大部分，还有几乎全数的出口，这不利于饥饿的农民，棉花大王的收入也可能全部消失，国家税收将因此枯竭。随着新作物与新形态经济的出现，大规模水患的代价更甚以往。更糟糕的是，每年有几个月三角洲地势较低的地区会出现一般性水患，现在也成了阻碍国家棉花生产的限制。
穆罕默德·阿里希望以棉花作为摇钱树，取得埃及快速现代化所需的资金。1855—1882年埃及棉花产量增长6倍，但这项计划还是失败了。1876年埃及无法偿付债务，让其他国家有了干预的借口（甚至可能是真正的动机）。
1882年英国开始占领埃及。1883—1907年担任埃及总领事的克罗姆勋爵（Lord Cromer），说服伦敦当局此次绝非短暂占领，因此英国便从穆罕默德·阿里后代暂停的地方开始。英国要驯服尼罗河来保护埃及。1898年英国拿下苏丹，一部分便是出于对埃及水源供应的焦虑。在克罗姆家族银行巴林（Baring Brothers）的协助下，一座较低的阿斯旺水坝在1902年完工。1912年与1934年又增高水坝，这有助于在干旱月份储存用水，但储存的水还是不足以度过长期干旱。这座水坝也无法控制大规模洪水。特别是在1934年后，水坝只能拦截住每年水患的末端，大约是整体水量的1/5。[34]
水坝越大，功能就越多。早在1876年，一名英国军官便向埃及总督（khepe，穆罕默德·阿里的继任者）提议兴建更大型的水坝。这个提议并未纳入官方计划，后来则由希腊裔埃及工程师阿德里安·达尼诺（Adrian Danino）再度提出，希望借此带动埃及电气化。1912年达尼诺提议在阿斯旺建造一座高坝，不过未能引起高层注意。20世纪40年代末期他再度尝试，但当时英国水利专家已决定扣押乌干达、苏丹与埃塞俄比亚境内的尼罗河水。但达尼诺很快便如愿以偿。
1952年纳赛尔上校（1918—1970年）与“自由军官”（埃及军队中的国家主义革命分子）的伙伴掌握了埃及政权，决心除去国内残余的英国势力，并洗刷国家贫穷与弱小的耻辱。政变发生一个月后，达尼诺向两名同时也是自由军官技术顾问团成员的熟识军队工程师，提出兴建更高水坝的构想，再由他们向纳赛尔提出。迅速成为埃及强人的纳赛尔马上就抓住机会，他把阿斯旺水坝当作一种象征，有助于为他自己、他的革命政权及阿拉伯民族主义，建立起充满活力且带有英雄色彩的形象；他也在这项计划中，预见埃及将拥有稳定的水源供给，足够的水力发电也能使埃及转型为工业国家。把自己比拟为法老的纳赛尔表示：“在古代，我们为死去的人兴建金字塔；现在我们为活着的人建筑金字塔。”这座水坝将帮助他为埃及带来真正的独立，以及“长久的繁荣”。[35]
从水利的观点来说，位于埃及南部的阿斯旺并不适合建造高坝，因为那里是全球程度最高的蒸发区（evaporation zone）之一。在此建造水库，只会增加珍贵的尼罗河水蒸发的表面积。适当的储水地点应建在上游高海拔处，那里的冷空气让河水不那么容易蒸发。英国水利学家的计划是在埃塞俄比亚与乌干达建造水坝，以既有的湖泊储水。这项计划在水利上的合理性无懈可击。因为英国掌控了乌干达与苏丹，在埃塞俄比亚与埃及也维持影响力，因此对英国来说，这计划在政治方面也相当合理。这项计划甚至在1949年由埃及内阁通过成为国家政策。
不过在1952年之后，埃及民族主义者的心态有所改变。外国的水坝并不适合纳赛尔，他不认为可以把埃及的命脉交给英国，或者是苏丹、埃塞俄比亚及乌干达等新兴国家。
结果纳赛尔有了很好的借口：英国首相安东尼·艾登（Anthony Eden，1897—1977年）很快就会下台。在诸多原因之下，1952年后英国与埃及的关系恶化。纳赛尔在1955年初与捷克斯洛伐克达成协议取得苏联武器，因此伦敦与华府部分人士担心纳赛尔很快就会成为莫斯科的傀儡。为了说服纳赛尔不要接受苏联对阿斯旺水坝的支持，1955年英国与美国同意资助这项计划。但纳赛尔并未因此合作，于是在1956年夏天，美国与英国宣布将不借款兴建水坝。一周内纳赛尔便拿下当时仍由英国一家公司所经营的苏伊士运河，并宣告将以运河收入来兴建阿斯旺水坝。这个举动导致1956年10月法国、英国与以色列对埃及发动联合攻击，史称苏伊士运河危机。
美国人拒绝支持这次攻击，而英国、法国与以色列又无法独力支付这场战事的经费。伦敦与巴黎只好忍痛取消入侵并撤军。获得胜利的纳赛尔成了埃及、阿拉伯世界及所有殖民地的大英雄。英国与法国遭到严重羞辱，只好加速或计划让帝国里的殖民地脱离殖民。与此同时，苏联的工程师则在20世纪50年代末期规划高坝。这项工程自1960年开始，1971年结束，即纳赛尔过世一年之后。经费由苏联及苏伊士运河的收入支付。阿斯旺高坝诞生不易，其政治后果也遍及全球各地。[36]
阿斯旺对环境造成的影响仅限于区域性，从苏丹延伸到地中海中部。阿斯旺高坝能储存纳赛尔湖（Lake Nasser）150立方千米的水量，相当于尼罗河两年或三年的流量，而且是1934年水坝储量的30倍。它挡住了98%的可能会覆盖埃及人居住地的淤泥。[37]它改革了埃及农业，让水源的使用更系统化，因此每年可栽种两到三种作物。它也完全控制住洪水，保护棉花作物不受严重洪水破坏。大米、玉米及棉花这些夏季作物的生产因而兴盛了起来。阿斯旺以下的尼罗河成了一个巨大的灌溉沟渠，而且完全在人类的掌控之下。在1977—1990年，高坝的涡轮发电量达到埃及整体电力的1/3。[38]在这些层面来说，阿斯旺高坝实现了纳赛尔的期望，即使它并未给埃及带来繁荣与独立。水坝明显改善了尼罗河这上天恩赐的一半。
水坝也让另一半恩赐功效尽失。1963年后来自埃塞俄比亚的土壤补充不再出现。没有了这层肥沃淤泥作为追肥，埃及农业只好转而大量使用化学肥料，因而该国肥料用量在全球数一数二。阿斯旺发电电力多数输往肥料工厂。盐化作用也成为一大威胁。由于每年不再有洪水冲刷，土壤中留存了较多的盐分。三角洲最北端因为海水入侵，有时甚至深入内陆达50千米，当地因此饱受盐分累积之苦；在尼罗河谷，稳定且免费的水源供应导致过度使用、积水、地下水位升高，终究造成盐分累积；所有抽取地下水的地方也都受到影响。从阿斯旺到地中海这大约1200千米的距离，尼罗河只下降了87米。由于坡度不大，灌溉农田的排水问题花费相当大，而且从未解决到令人满意的程度。苏联工程师解决埃及这个问题时，并不比他们在中亚的案例更为成功。对于像埃及这样天然资源不足，而且在20世纪90年代每年人口增加上百万的国家来说，农业的威胁是相当紧急的大事。[39]
更不祥的是，尼罗河三角洲开始缩小。尼罗河三角洲上住了3000万人，占埃及农业区的2/3。尼罗河三角洲诞生于7500年前，到20世纪初面积约有2.4万平方千米，相当于阿尔巴尼亚或美国马里兰州。在19世纪，尼罗河三角洲一度扩大至地中海中5～8千米处。但随着1902年阿斯旺低坝完工，三角洲便不再往前扩大，有些地方甚至开始后退。地中海洋流冲刷长期沉积物的速度略微加快，新淤泥来不及填补流失的部分。在1964年后，海洋因为淤泥完全停止而流经三角洲。部分地区海岸线每年后退的速度高达70～90米，迫使人们向内陆迁移，灯塔的位置成了外海。沉积物转而堆积到纳赛尔湖，形成了新的尼罗河内陆三角洲，到1996年面积已达原本规模的1/10，但地点较不便利。[40]
水坝留住的不只是有用的淤泥，它还让尼罗河携带的养分无法流入地中海，3万名埃及人赖以维生的沙丁鱼及虾类渔业因此遭到破坏。埃及沿岸潟湖的鱼群也因为养分变少、污染增加而减少。没有了洪水的冲刷，埃及的灌溉沟渠开始适合水葫芦这种美丽却有害的野草繁殖。传播血吸虫病（一种攻击肝部、泌尿道与肠道，且会使人衰弱的疾病）的蜗牛爱吃水葫芦，喜居于不流动的水中，因而在现代埃及大量繁殖。因为改成长年灌溉，乡村地区埃及人的血吸虫病感染率增加了5～10倍，1975年后许多居民区的感染率更达百分之百。[41]因此，淤泥流失与阿斯旺高坝的其他效应，让埃及人在环境与健康方面付出了越来越严重的代价。
水坝也淹没并侵蚀了尼罗河谷的文化遗产。现有部分文化遗产躺在纳赛尔湖湖底。尼罗河沿岸其他地方，持续性的灌溉与排水不佳造成地下水位上升，无数遗迹下方的基石因此积水。水汽窜进年代久远的石头内部，然后蒸发留下盐分。这些盐分结晶后会使石头表面产生裂痕，石头表面具有千年历史的雕刻或漆色因而毁损。空气污染在25年内对雅典卫城珍宝所造成的伤害，更甚于2500年的风化过程，盐蠕变（salt creep）对法老时期埃及所留下的文化遗产亦是如此。[42]
水坝解除了尼罗河不定期泛滥的昂贵代价，因此水坝兴建后埃及人口增为原来的两倍。然而尽管尼罗河水整体供应全年不间断，人口倍增却也使得供水无法满足埃及人的需求。正如水利学家所预期的，尼罗河每年流向纳赛尔湖的水量，会因为沙漠空气蒸发1/6以上。这种水分的流失最终还是让埃及付出代价。20世纪70年代，埃及总统萨达特大方地提议以色列可以利用部分尼罗河水。到了90年代，埃及已经没有多余水源，苏丹或埃塞俄比亚可能增加尼罗河水用量的恐惧也挥之不去，同时还得担心尼罗河水流可能会因为气候变迁而减少。
阿斯旺高坝延后了埃及的最后审判日。纳赛尔经常表示，埃及日渐增长的人口是兴建水坝的正当理由。但20世纪末水源再度短缺，埃及得再度依赖他人，而且不论是现代或未来的埃及人，都在环境方面尝到了额外的代价。穆罕默德·阿里、克罗姆勋爵及纳赛尔用人类历史上唯一的大型生态永续灌溉系统，来交换这最后审判日的延迟，而5000年来这系统维持了亿万条性命，让埃及成为横跨法老时期与工业革命、地中海地区最富庶的土地。
水坝的影响并未止于埃及国界。为了建造水坝，纳赛尔要求与苏丹达成分享水源的协议。在历经艰难的协商与喀土穆一场军事政变后，他终于在1959年如愿以偿。喀土穆的新政府面临5万名努比亚人（Nubian，苏丹北部少数民族）的激烈抗争，因为他们的城镇与村落将沉入努比亚湖（Lake Nubia），也就是水库位于苏丹的部分。苏丹被迫动用武力强迫居民迁徙。20年后，这些居民仍想讨回他们位于河边的家园与椰枣林。[43]
各种结果中影响最为持久的，就是阿斯旺高坝改变了地中海的水域与生物圈。1964年之后，只有极少的尼罗河水——大约先前数量的10%——流入地中海，又因为流入地中海的河水本来就不多，尼罗河流入地中海水量减少便大大影响了地中海东部的盐度。在盐度较高的海里，新的物种快速繁衍。自1869年苏伊士运河开放以来，鱼类便可在地中海与红海之间穿梭。只有少数鱼类能够存活，直到地中海盐度升高至适合红海中生物的程度。但有了阿斯旺水坝之后，鱼类、软组织动物等其他生物开始迁徙。它们移居到地中海东部，尤其是黎凡特（Levant）水域，但也一路向西达到西西里岛。这些勒赛普迁徙动物［Lessepsian migrant，以苏伊士运河建造者勒赛普（Ferdinand de Lesseps）命名］有些为商业用途，特别是对以色列的拖网渔船而言。过去因地形而分离的印太地区（Indo-Pacific）与地中海鱼群，因为一场无法挽回的生物入侵而结合，未来也将持续改变地中海的食物网。苏伊士运河与阿斯旺高坝背后的算计，针对的是稍纵即逝的政治环境；它们所带来的生物变迁，却会持续数百万年。[44]
水域的革命：意大利波河河谷 争取政治权力与电力的斗争，也让意大利的水源、经济与社会为之改观。19世纪英国与德国在地缘政治及经济方面大获成功，在全欧洲带动了改革、革命与自然的重组。就像埃及一样，南欧的政治精英也希望释放社会的经济力，带动人口增长，且不计代价追求国家富强。最受欢迎的手段就是工业化。这需要非生物性的能源、充足的基础建设、针对城市工人提供额外的粮食供给，还有重大的社会变迁。
1890年之后，意大利北部集上述所有条件于一身。[45]波河盆地面积占意大利的1/6，人口占全国的1/3。盆地大多地势平坦，几千年以来在这块沃土上耕种的人都会遇上排水问题。罗马的殖民者、中世纪僧侣，以及文艺复兴时期的王侯，都曾试图驯服盆地上蜿蜒的水域。尽管经过多次努力，1890年亚平宁山脉（Apennines）与阿尔卑斯山脉之间的土地上仍有许多沼泽，道路不多，工业也不发达，而且夏季还常暴发疟疾。但只要有政治意愿、资金及适当的技术，这些都是可以改变的。
在波河河谷上游，从19世纪起地主与政府便开始利用湿地与季节性草原的农业潜力。凭借大量资金与努力不懈，伦巴底人（Lombards）改变了当地水道的面貌，兴建排水与灌溉沟渠，让伦巴底多数地区均适合种稻。[46]这番努力随着1866年加富尔运河（Cavour Canal）完工而达到高峰。到1861年才统一的意大利，1882年后政府慷慨地进一步针对排水、灌溉与渠道化（channelization）提供补助。这些补助来得正是时候，因为1870年后意大利农民开始感受到廉价美国小麦与缅甸稻米的冲击。波河河谷的地主很快便利用国家的补助。在1882—1914年，他们在特定的时间与地点限制水源，将沼泽的水排干，调整田地的形状，采用农耕机械与化学肥料，使得农业产出量达到原来的两倍或三倍。当地作物以小麦、玉米及稻米为主，但也有苜蓿、大麻和糖等特殊作物。借由这样的做法，他们几乎完全消灭了波河的沼泽地及附近的渔猎农混合式的生活形态。[47]疟疾也开始减少。
这只是“水域革命”（revolution of the waters）的开端。[48]到了19世纪90年代，米兰一些有远见的人认为“白色煤炭”大有可为，也就是利用流入波河的阿尔卑斯山激流进行水力发电。由于国家热心赞助，皮埃蒙特（Piedmont）与伦巴底兴建了水坝与发电厂，足以供给米兰与都灵快速工业化所需。意大利缺乏煤炭，工厂支付的煤炭价格约为英国的8倍。如果意大利要与20世纪能源密集经济体竞争，只有水力发电能带动意大利生态与社会所必须经历的转型。正如财经界领袖朱塞佩·科隆博（Giuseppe Colombo）所言：
长途输送电力对意大利来说代表了非凡的意义，即使是最具想象力的人也难以预见所有的可能性。这可是件足以完全改变国家面貌的大事，总有一天将带领国家跻身天然资源与工业最为丰富的国家之列。当那些仰赖煤炭而富足的国家资源用罄之日，就是拥有丰富水资源国家的转机到来之时。[49]
意大利拥有从阿尔卑斯山如瀑布落下的水源，并企图抓住转机。意大利第一座水力发电厂可追溯至1885年，第一座大型水力发电厂则在1898年启用。到了1905年，意大利的水力发电量在欧洲居冠。到了1924年，意大利发电量达180万千瓦，接下来15年又增长了1000倍。1937年，意大利几乎所有电力均由水力供应。多数电力来自阿尔卑斯山，因为那里的结冻冰河河谷本身就是水坝。1890年之后出现了许多水坝与人工湖，淹没了森林和草原。阿尔卑斯山地区的柯摩湖（Como）、马焦雷湖（Maggiore）与加达湖（Guarda）成了水库。伦巴底到处可见输送电力的电线。米兰是全世界第二座以电灯作为街灯的城市。19世纪纺织业向上迁至阿尔卑斯山坡地，以便更为接近木材与水力发电，但电气化时代来临后，马上就向下迁移到波河河谷（但也带来了化学染料的污染）。在1901—1927年，米兰、都灵与热那亚之间已经电气化的三角地带，意大利工业劳工有3/4均聚集于此。[50]农村电气化让农民能将水抽送至山坡上，造成1920年之后沼泽排水的盛行。[51]意大利北部的生态变化其实是自己造成的。
1890年后意大利渐成欧洲帝国强权，电气化便是背后主要动力。意大利北部过去便有冶金、铁路、造船、飞机及其他战略性产业，尤其是在第一次世界大战与战后期间。1896年该国军队甚至曾在埃塞俄比亚落败，但20世纪30年代已拥有半工业化军队。在1922—1943年进行独裁统治的墨索里尼，希望能同时达到经济独立并重整军备。意大利工厂大量制造船只、交通工具、弹药与武器，数量足以让墨索里尼攻打埃塞俄比亚（1935—1936年），接着再插手干预西班牙内战（1936—1938年）。到了1936年，意大利已建立并供养了一支海军，不但让地中海地区的英国人严重关切，甚至有可能让地中海再度重生为古罗马时期“我们的海”（mare nostrum）。意大利北部若不是如此持续地进行环境改造，利用阿尔卑斯山的水力发电，墨索里尼的地缘政治便不可能实现，反而只会显得不切实际。[52]
环境变迁的速度虽为社会带来纷扰，却相当契合某些意大利人的心意，特别是好战的前卫知识分子与未来派艺术家。雕塑家兼画家翁贝托·波丘尼（Umberto Boccioni，1882—1916年）曾道出他的看法：
通过铺路、填湖、岛屿沉没、兴建水坝，通过夷平、清空、钻孔、破坏、竖立等动作，由研究与创意所推动的人类破坏力，实在无比壮观。这种神圣的不安于室精神，将我们推向未来。[53]
这确实将意大利推向了法西斯主义。伴随着意大利北部环境重整的社会变迁，来得快且带来痛苦。工业化在米兰与都灵孕育出一群具有阶级意识的无产阶级分子。波河沼泽地出现稻田及玉米田后，手中无田产的乡村劳工人数也越来越多：资本密集企业取代了波河泛滥平原上以家庭为基础的渔猎农业。不论拥有土地大小，波河河谷的地主常觉得自身利益与城市及乡间劳工有所冲突。1919年之后，这些地主、农民形成墨索里尼法西斯运动背后强大的支持。北方凭借水力发电而新近崛起的工业大亨亦是如此。环境与社会的重整就此携手合作。1890年后改变的速度快到失去方向，造成政治怨气升高，而法西斯主义即为这股风潮的顶点。[54]
美国与科罗拉多河 1900年之后，美国西部发起了一场大规模的水源管理计划。美国西部经由三条大河流系统进行排水：科罗拉多河、圣瓦金——沙加缅度河（San Joaquin-Sacramento River）以及斯内克——哥伦比亚河（Snake-Columbia River）。这三条河都在1900年后大幅重新改造。接下来将介绍科罗拉多河的故事。[55]
科罗拉多河排水盆地的面积约略等同于印度河，但它的水流更小。这个盆地鲜少下雨，且多在进入河流前便告蒸发。然而过去科罗拉多河仍严重泛滥。春季期间河水流量是平均值的数倍，带走大量的西南部土壤：其淤泥量为密西西比河的17倍。这是一条失控又难以控制的河流，但1900年后，科罗拉多河激起了激烈的反应。
1900年，加州帝王谷（Imperial Valley）的栽培者开辟了阿拉默运河（Alamo Canal），将来自墨西哥的科罗拉多河河水引入他们的农田。1905年他们又建造了另一条运河，但一场大洪水毁掉了部分供水系统，并且淹没河谷地区，沙尔顿湖（Salton Sea）也因此诞生。[56]未久，老罗斯福总统与南太平洋铁路公司，与加州栽培者携手合作控制科罗拉多河，以保护河谷地区农业。第一座高坝称为罗斯福水坝，于1911年出现在支流盐河（Salt River）之上。之后兴建了更多的水坝与灌溉沟渠，最著名的是1935年位于亚利桑那州与内华达州边境科罗拉多河上的巨石水坝（现称胡佛水坝）。到了1964年，共有19座水坝控制着科罗拉多河水系。
1964年后，科罗拉多河变成一条完全不同的河流。水流平稳得多了，各季节水量的差异也缩小。沿岸的植被也随之改变，因为植物不必适应严重汛情就能存活。因为水坝阻止了淤泥以及大洪水冲刷的效应，河流的实体河床也有了很大的改变。物理与生物面的变化相当严重，以至于1983年后美国当局刻意允许大规模泄洪，以模拟过去发生洪水的状况，希望借此制造出旧有机制下的状态。河中的化学状态也改变了。河水携带了更多的淤泥与盐分。1917—1961年，河水盐分增为原来的三倍，因此流经墨西哥的少数河水几乎都是无用处的盐水。到了20世纪80年代，科罗拉多河水域灌溉面积相当于美国康涅狄格州或黎巴嫩，其中包括大部分的帝王谷农田。当地水域产生了大量电力，并用于美国西南部。约有1500万人直接依靠科罗拉多河这套新制度。
改造河流对某些人来说相当适合，但对其他人则不然。美国有7个州与墨西哥共享科罗拉多河。从20世纪初，美国与墨西哥就为了水量与水质争论不休。墨西哥农民利用科罗拉多河沉淀物来灌溉下加利福尼亚（Baja California）与索诺拉州（Sonora）的农田，尤其是1950年后墨西哥在科罗拉多河下游兴建了莫雷洛斯水坝（Morelos Dam）。由于灌溉水源会回流到河中，盐分成了一大问题。1973年签署的一项协议，要求美国必须通过淡化作业，降低科罗拉多河的盐分。1979年美国变更了部分灌溉用水回流的路线，借此达到相同效果。但灌溉水的持续抽取与回流让问题再度复发。自1905年起，美国各州为了科罗拉多河水争执不休，所衍生的诉讼数量是其他河流所不能及的。据说马克·吐温曾表示，威士忌是拿来喝的，而水是拿来吵架的。至少在20世纪，科罗拉多河水是用来打官司的。
就像印度一样，水坝的兴建在美国西南部引发了政治抗争。这里的反对者却不像印度一样，多半是反对为水库迁居的市井小民。相反地，他们基本上反对河流遭到改变，尤其是风景最美的河段通常也是最陡峭而适合开发水力发电的段落。20世纪50年代，反对者以塞拉俱乐部（Sierra Club）、奥杜邦学会（Audubon Society）等保守主义组织凝聚力量，阻止了大峡谷、（犹他州）恐龙国家公园（Dinosaur National Park）兴建水坝的计划。格兰峡谷水坝（Glen Canyon Dam）这座科罗拉多河第二大水坝的兴建计划，反对者阻止兴建却失败了，而水坝也在1964—1965年完工。但在这之后就未再出现大型的新计划。
科罗拉多水系受控制后，美国西南部也因此重整，就像印度河计划之于旁遮普，苏联计划之于中亚。它让农业得以发展，廉价电力也让冷气成为实用的技术，同时还带动快速开发与人口流入。现代加州与西南部农工业的杰出成就，以及美国崛起成为环太平洋地区大国，其实都是因为成功地控制了科罗拉多河，还有哥伦比亚河。
尼罗河、印度河盆地、锡尔河与科罗拉多河的跨国特性，突显了另一个在20世纪末引起全球各国与人民注意的议题：就是如何确保用水供应无虞。随着人口增加、经济增长加上不知节约用水，用水需求持续增长（请见表4.1）。在水源供应短缺且必须与其他国家共享的地区，经常会爆发冲突。全球多数大河均跨越多国，而且大多是干燥地区唯一重要的水源。邻国之间对水源使用的安排鲜少皆大欢喜，像墨西哥就绝对不会满意，但这些安排还是防止了各国直接诉诸战争。有关尼罗河、约旦河、底格里斯——幼发拉底河（Tigris-Euphrates）、尼日尔河、湄公河、布拉马普特拉河、赞比西河（Zambezi）与拉普拉塔河（la Plata）的争议，未来仍将考验各国的谈判技巧，而这不过是其中几例。[57]
南亚次大陆、中亚、美国西南部及地中海大规模水源管理的经验都是好坏参半：这种做法大幅增加了粮食与电力供应量，同时也制造了一大堆严重的环境问题。世上几乎每个国家都实施某种程度的灌溉，而且历经好坏两极的结果。水坝与灌溉对决策者具有莫大的吸引力。它很快就可以看到明显效果，而且有很大一部分可以为国家、大地主与势力强大的产业所利用。它的代价则常被转嫁到穷人、不具权势者及外国人或其后代子孙身上。由于这些因素，全球灌溉总面积在1900—1995年，从5000万公顷扩大到将近2.5亿公顷（见表5.1）。
表5.1 全球灌溉面积（1900—1990年）
数据源：Gleick 1993：265；Postel 1999：41
正如表中所示，扩张最快的时期在1950—1980年。1950—1976年中国灌溉面积增长为原来两倍以上，是毛泽东领导期间的一项特色。[58]到了1980年，全球最好的水坝建筑地点都已用罄，但各国仍在寻找适当地点。在20世纪末，巴西、魁北克、委内瑞拉与尼泊尔都在兴建或规划更大型的灌溉或水力发电工程，而中国则开始建造最大的水坝。
20世纪90年代，中国重新启动在长江这条亚洲最大河流上游兴建水坝的计划。三峡大坝早在1919年即为孙中山（1866—1925年）所提出，但之后70年仅止于纸上作业。三峡大坝计划的起死回生，后来的确在中国精英间引发争议，但若根据计划完工，这将成为全球史上最大的水利计划。它将创造出一个与密歇根湖等长的湖泊，100万～200万人必须迁居。它也将彻底改变居住在长江水域里鱼群、水鸟与淡水豚（river dolphin）的生存条件。它将拦住这条全球淤泥最多的河流中的沉积物，剥夺中国最肥沃的长江三角洲上经年累积的养分补给。它还会淹没一部分的中国文化遗产，还有该国最为人称羡、几世纪来成为诗人与艺术家灵感来源的秀丽景观。中国希望用这些代价与风险，来改善长江航运，控制这条危险河流的洪水，并增加大约10%的水力发电量。[59]三峡大坝改变长江与中国东部沿海省份程度之深，好比阿斯旺水坝改变了尼罗河与地中海。
水源管理符合了掌权者的政治利益，但它也造福了数百万人。对那些没有被水坝淹没、被水源传染病所苦，或受盐化作用影响的人来说，水坝与河道转向往往大有帮助。在1990年，灌溉农田占全球耕作总面积的16%，占粮食生产总量约30%。1995年水力发电供给全球约7%的商用能源，以及20%的电力。由于这些因素，20世纪的大规模水源管理工程造福了全人类。
相对于粮食与能源生产方面的成功，水源管理却带来了不良的环境记录。20世纪改道的水源当中，超过半数遭到浪费：不是蒸发掉，就是在作物吸收或抵达涡轮之前即已渗入土中。美国或苏联开发出来的建筑水坝技术，未经深思熟虑便被应用到高蒸发量地区，造成大量水源流失。同样的技术也出口到像阿尔及利亚与中国等极易受侵蚀的地区，最后因沉积作用而被迫提早放弃水库，中国甚至有个案例必须在水坝完工前就放弃。到了1980年，印度、巴基斯坦、美国与埃及约有1/4的灌溉面积受盐化作用侵蚀。[60]在20世纪90年代，盐化作用严重影响全球10%的灌溉面积。到了1996年，它毁损土地的速度跟工程师们新增灌溉农地的速度一样快，因此全球灌溉总面积大抵维持不变。[61]积水与养分流失让问题更加恶化。在整个20世纪，灌溉其实是一种可以达到最大效果的短期策略：可以节省排水的经费、人力及省水措施，而农民与工程师其实是拿未来做抵押。
这场全球性的伟大水道改造计划不只危害了未来的农业，也毁掉了20世纪众多人民的生计，有时甚至夺走生命。水坝让数百万人在毫无赔偿的情况下被迫迁居，整个世纪可能有4000万人受害。水库与运河有助于传播病原体或昆虫带原体存在于水中的疾病，包括疟疾、血吸虫病、霍乱、伤寒，还有许多其他臭名昭著的致命疾病；水源管理就这样不知不觉地在20世纪夺走数百万条性命。[62]全球性的河流改造，可以算是20世纪最明显的环境变迁之一。
在马里（Mali）境内尼日尔河边的恩德布古（N’Debougou），法国殖民当局希望开发出灌溉农地。图中这台美制的挖沟机需要6人操作，每天可挖掘1.6千米长的灌溉沟渠。1950年以后，机械的力量为全球各地的干旱土地带来希望与危机。在非洲最后数十年的殖民岁月里，到处可见土地改造以符合经济开发计划的需求。本图约摄于1950年
洪水的控制与湿地的排水
就全球淡水循环最重要的实体改变来说，分流与水坝占了最大的比重。这些工程的主要目的，是要在适当时间为适当地点取得更多水源。但人类也会为了干涉农业或其他用途而将水分自某地排出。在20世纪，这种案例最常发生在湿地的河流泛滥平原。
河流渠道化的目的是控制洪水、方便河运，以利于在肥沃的洼地进行农耕。这种工程代价高昂，因为要在反复无常的河流上兴建沟渠，将水限制在渠道中，还要将水排出泛滥平原。这只有富国才有能力负担。中国在帝制时期便曾致力于控制河川，但到了现代仍以欧洲与北美居冠。1800年后不久，莱茵河便被截短取直。1800年以前伊利诺伊州泛滥平原都只有水獭建造的水坝，不过到了1990年后，该州有1/4的河流成为沟渠，其中还包括伊利诺伊河的一半。今日约有6%～7%的美国河流是在人造河岸之间流动。[63]其中最大者就是限制密西西比河水流的工程。
密西西比河是全球第六长的河流，泥沙量排名第六，水量则排名第八。其流域覆盖美国本土41%的面积。只要密西西比河泛滥，所有人都会知道。18世纪第一批大堤出现在密西西比河下游，而19世纪有许多经费充足的社区，试图将洪水转移到邻居的土地上，因此又出现了其他大堤。1895年后联邦政府补助兴建大堤。但直到1927年后，密西西比河汛情才出现严重的全面性挑战。那年春夏期间密西西比河出现史上最大规模洪水。从俄亥俄州与密西西比河会合处［位于伊利诺伊州开若（Cairo）］以南，河水淹没了170个县的河岸与大坝，数百人因此丧命，并形成一个160千米宽的浅湖。新奥尔良只好炸掉大堤，让洪水扩散到路易斯安那州与密西西比州乡间才得以幸免。当时担任美国商务部长的胡佛成功地组织了大规模的救援行动，也让他赢得高度民意支持，并在1928年当选总统。
这次洪灾之后，美国陆军工程兵团便有系统地处理密西西比河的问题。1928年颁布《防洪法》（Flood Control Acts），1936年又授权在密西西比河下游兴建一个自成系统的大堤、水坝与水库，理论上应可将河水限制在单一渠道内。工程兵团将河流取直以方便河运，并在1932—1955年截短了229千米的河道。工程兵团所建设的防护，在1951年、1965年、1969年与1973年都成功地阻挡了洪水。到了1990年，密西西比河有26座水坝（密苏里河有60座）以及数千千米的堤防与大堤。但大堤的作用还是有限，1993年一场洪水便越过大堤，淹没了9个州共50万公顷的土地，损失金额达120亿美元。渠道化意味着为人类与财产带来严重损害的洪水更少，但也因为它为泛滥平原带来屯垦与投资，同时也意味着大型水患将造成更严重的伤害。1993年那场洪水，促使各界在90年代重新思考渠道化的必要。然而已经有这么多的人力与资金投入密西西比河及其支流，很难想象要放弃这种模式。[64]
1927年晚春，密西西比河漫过了原本设计用来限制河水的河岸与大堤，淹没了美国南部170个县。洪水过后，美国陆军工程兵团加紧努力控制河水。图为路易斯安那州梅维尔（Melville）水灾期间，努力不懈的理发师仍用船载着谋生用具寻找老顾客
1927年密西西比河洪灾造成50万人迁离家园，数百人因此溺毙。图为一处农家全家爬上阁楼避难、家禽躲在屋顶梁脊的情形。小猪一家被孤立在大堤顶端。照片摄于1927年5月18日，但地点不详
渠道化影响了整个冲积生态。它使得密西西比河的主要分支脱离了原来的河岸、牛轭湖（oxbow lake）与泛滥平原，其中的水中生物必须面对新的环境。许多物种失去了产卵地，河中渔获量也大幅减少。过去具有过滤河水并降低污染作用的淡水贻贝数量也下滑。有好几种贻贝就此绝种。最南端的大堤将淤泥带进墨西哥湾，然后沉入大陆架底，密西西比河三角洲因此缺少淤泥。三角洲与河口地区开始下陷并萎缩。[65]
湿地排水 为美国心脏地带的洪水提供缓冲的湿地出现排水现象，是密西西比河洪水难以控制的原因之一。湿地排水的历史可能与农业一样久远。古代文明便已使用这种技术，中世纪欧洲人更是擅长。直到20世纪60年代，几乎没有人认为湿地比排水过的土地有用。因此不论经费、人力或技术是否充足，全球各地的湿地都遭到严重破坏。
北海边缘地带即为一例。这里从中古时期便开始筑堤并排水，尤其以16—17世纪的荷兰扩张特别迅速。建筑在过去曾为泥炭沼泽的土地上、用来汲水的著名荷兰风车，就是从这个时期开始的。但20世纪的科技让人类进行野心更大的作业，而1953年一场暴风雨引发洪灾，封住了莱茵河数条支流河口，之后便密集开发新生地，这股风潮因而达到顶点。拜新生地开发之赐，目前荷兰有半数人口居住在海平面以下。1630年起开启大型排水工程的英国东部沼泽地区（the Fens），也在20世纪历经转型。柴油及电动抽水机代替了蒸汽机与风车，英国东部沼泽地区干涸的面积因而增加。在荷兰与英国，新生地总面积相当于卢森堡，其中大部分是在1900年后取得，且其中有一半取自北海，半数原为内陆的沼泽与湿地。这里成了欧洲数一数二的耕地。英国东部沼泽区现在也开始实施灌溉。[66]
在19世纪，北美洲的曼尼托巴（Manitoba）及南北达科他州到安大略与俄亥俄州之间的地区，是世界上最大的湿地之一。这片广大地区多数有季节性积水，常暴发疟疾且难以耕作。1842年小说家狄更斯造访伊利诺伊州时发现：
在这片阴森森的沼泽，盖到一半的房屋开始腐蚀：空出几米大的空间，然后就长出恶臭而有害健康的植物，在它们恶毒的阴影下，被引诱至此的可怜流浪者倒下、死亡，留下尸骨，这是疾病的温床，丑陋的墓穴，没有一丝希望的坟地；这是一个在空中、地上、水里都没有任何特质值得称赞的地方。[67]
当地人尝试排掉沼泽中的水，种些比较有益健康的植物。挖掘排水沟渠是进度缓慢的工程，有时最多得用上68头牛来拉动除水犁。[68]1870年后，草原上的农民开始采用瓦管排水，也就是以陶瓷材质的管线将地下水引至最近的溪流。到了1880年，伊利诺伊州、印第安纳州与俄亥俄州有超过1000家制瓦厂，将草原黏土制成排水瓦管，农民则将湿地草原与经年存在的沼泽转变成肥沃农地。1900—1920年，还有1940—1970年，新垦地的回报特别高。到了1970年，美国农民排水面积约有1700万公顷（面积约相当于佐治亚州），其中包括一部分美国最佳的农地，不但形成玉米生产带且造成野生动物灭绝。[69]
在美国其他地区，农民与陆军工程兵团也同样积极。1930年之后，南部排水面积相当于比利时大小，特别是在阿肯色州、密西西比州与路易斯安那州等密西西比河低洼地。这其中有一部分属于河流大堤系统（请参见上文）。但1960年后，最适合低洼无霜害地区栽种的黄豆与稻米价格高涨，排水工程更加受到鼓励。1870年后，面积广大的加州中谷（Central Valley）从湿地变成农地与草地。1880年佛罗里达大沼泽（Florida Everglades）面积约有160万公顷（约为新泽西州大小），到了1970年已减少一半。根据最新统计，1780年湿地面积约一亿公顷，相当于美国本土15%的面积；到20世纪80年代只剩下5300万公顷。[70]这些排水工程多半出现在20世纪，几乎所有都在1865年之后。一如往常，农业的收获造成了野生动物的损失：美国濒临绝种动物当中，约有1/3栖息于湿地。[71]
另一个为了先进农业与国家现代化而牺牲湿地的例子，发生在南亚与东南亚海岸的红树林。[72]印度、缅甸与中南半岛上野心勃勃的殖民政权，从19世纪起便希望农民到恒河、布拉马普特拉河、伊洛瓦底江、湄公河等几条河流广大的三角洲上开垦。独立之后，继任政权也渴望持续此一政策。泰国也鼓励以类似方式开发湄南河，目的是生产更多稻米，不但可以供给全球市场，还可以达到自给自足。孙德尔本斯（Sundarbans，也就是恒河与布拉马普特拉河之间的海岸三角洲），以及伊洛瓦底江下游，在1880—1980年转型的规模也不遑多让，两处各约80万公顷的湿地挪作他用，其中多用来栽种稻米。两处三角洲的人口都增加了5倍。这给三角洲的生物圈带来巨大而不为人知的改变。1970年之后，印度尼西亚在加里曼丹及苏门答腊海岸边的红树林，实施更大规模的类似计划。某项统计显示，1900—1980年，六个南亚与东南亚国家的1300万公顷湿地约半数流失。1920—1980年，菲律宾消灭了2/3的海边红树林。[73]1980年后全球对虾的需求暴增，菲律宾、越南、泰国等东南亚国家，纷纷将海边红树林湿地改成密集而高污染的虾养殖场。这一切意味着更多的稻米与虾，但红树林却大幅减少，而多数人并不排斥这样的转变，就像对北美心脏地带湿地转变成农田的反应一样。只有因这些转变失去栖息地的无数动物，还有靠这些动物维生的人，才有不同的看法。
整体而言，20世纪全球大约共计1000万平方千米的湿地中，约有15%被人类排去水分，面积相当于加拿大。美国有半数湿地经过排水，欧洲则有60%～90%，新西兰则超过90%，其中多数发生在20世纪。[74]
大规模排水工程持续转向非洲，20世纪70年代苏丹政府启动一项计划（1983年后因内战延后），要在广大的苏德沼泽地上建造琼莱运河（Jonglei Canal），排除部分积水以降低蒸发水量并改善尼罗河下游的水源供给。这个计划的目的是改善大多数支持政府的阿拉伯族群的生计，但也对南部经常叛变的丁卡族（Dinka）与努尔族带来未知的生态冲击。1998年，全球剩余的湿地半数集中在西伯利亚、阿拉斯加与加拿大北部。在这里进行排水工程并不会带来好处。超过1/4位于南美洲，其中包括全球最大的单一湿地，也就是巴西西部的潘特纳尔湿地（Pantanal），而当地也在20世纪90年代成为排水工程的目标。20世纪兴起湿地排水的风潮，与河流改造并列为我们这个时代最重大的环境变迁之一。就像其他环境变迁，它代表更多空间供给人类、作物与牲畜，但对人类比较无用的生物生存空间却越来越小。
海岸线
人类任意更动水道的行为，最经典的例子可能就是改造海岸线的历史了。这种做法需要围住海水，除了信心还需要技术。在改变海岸线方面，20世纪留下了令人印象深刻的记录，而且遍及各地。海岸是变化最大的自然环境之一。海平面会变化，陆地会下沉或上升，山会落下淤泥，然后随海潮与暴风雨四处移动。20世纪改变海岸线的工程，大多是针对不良自然趋势或事件的简单反应。人类所造成的影响在北海与日本相当严重，但在巴西或莫桑比克则相当轻微。这些长长的海岸线，主要还是受大自然的节奏所支配。
最具野心的海岸改造者就是荷兰。1916年的一场暴风潮，将北海部分海水灌入须德海（Zuider Zee）周围低地。这促使荷兰国会在1890年立法通过一项计划，将须德海海湾封起并进行排水。封闭水坝的工程始于20世纪20年代，1932年宣告完工。接下来60年内持续进行，为荷兰增加13%～14%的土地，并产生了一个新的淡水湖，缩短海岸线达300千米。[75]
全球各地还有类似但规模较小的工程，有十几个国家填海造地，特别是那些像荷兰一样人口众多、土地稀少且财富充足的国家。1970年后，日本、中国香港地区、新加坡、巴林与沙特阿拉伯都对改造海岸特别有兴趣。日本新生地计划规模之大，在20世纪80年代工业有40%设于人造新生地之上。东京湾自19世纪70年代便开始开发新生地，1960—1980年海湾缩小了1/5，已提供日本经济奇迹所需。新加坡通过填海扩张领土达10%。全球总数难以估计，但合理猜测20世纪全球因填海而增加的土地面积约有10万～50万平方千米，面积大概在冰岛与西班牙之间。[76]
结论
在20世纪，人类改变水文圈的程度前所未见。我们利用水源，改变水流方向的程度，是过去所无法想象的。某项数据显示，20世纪末人类直接消耗了整个地球可用淡水径流总量的18%，另有54%以其他方式挪用。[77]有些地方改变水流工程成功，解除了经济发展与人类福祉的限制。灌溉对人类的处境影响甚巨：没有它，我们的食物可能会更少，或者吃的食物会大不相同，又或许地球需要多出1/3的土地用以耕作。在干燥地区，灌溉造成限制的速度几乎跟解除限制一样快，许多案例现在看来似乎并不正确。地下水的使用往往导致抽取地下水，只要水源持续，就能带来地方性或区域性的人口与经济扩张。以水坝及运河限制河流水流，改造栖息地，以便河流更适合人类所用。水循环的实体改变带来的大范围的后果，影响遍及野生动物、人类与社会。我们为了从过去解放自己，也为了人类繁荣而限制了未来。
在遥远的过去，只有能够聚集大量劳力的社会，才有能力改变水文圈；到了20世纪，具有先进技术与足够财富的社会就能办到。富国量身定制属于自己的水文圈，穷国则难以望其项背。殖民强权常聚集大批劳力来执行大规模的公共工程，如旁遮普即为一例。殖民主义式微后，野心勃勃的统治者利用水利工程满足国内与国际的目的，像现代印度或埃及，在需要时利用能源密集的技术与大批劳工。兴建水坝与湿地排水工程的高潮发生在冷战时期的数十年间，当时美国与苏联深陷于经济与公关的斗争，因此不论国内外的水利计划似乎都相当有用。20世纪的环境史经常发生这样的情况，政治议题往往有助于推动水文圈的改造计划。
[1]Worthington 1983：101所引述。
[2]除非是像伊朗、摩洛哥与阿富汗的坎井，以高海拔地下水灌溉较低海拔的农田。
[3]Opie 1993认为奥加拉拉有30亿英亩英尺（acre-feet）水量，相当于安大略湖。但根据Gleick 1993：449 and 162的换算表与湖泊水量数据，30亿英亩英尺比较接近休伦湖而非安大略湖的水量。
[4]Schwarz et al.1990：265–7有简单记述。最详细者当属Opie 1993，本段讨论多半出于此。
[5]Postel 1992：31–2.
[6]很巧合地，1981年之后西方石油拥有了美国高原上最大的肉品包装公司，位于堪萨斯州豪康（Holcomb）。该公司的作业每年需要6亿加仑来自奥加拉拉的水，成为美国化石水最大用户之一（Opie 1993：154）。
[7]根据Hillel 1994：196–200说法这是不可能窃取的，因为这些井距离边界过远，不可能影响乍得或埃及的地下水（Allan 1994：75–6）。
[8]Jayal 1985：96（有关亚洲）；Stanners and Bourdeau 1995：66（有关欧洲）。
[9]GEMS 1989：152；Smil 1993：42–4；Stanners and Bourdeau 1995：67；Walker 1990：289–90.
[10]Garbrecht 1987；Rouse 1963.
[11]成功的水源管理与法统之间的关连性，其实可回溯至法老时代的治水社会历史。这样的联结性在中国最强，因为孔子的政治理论明确指出，谨慎而具生产力的水源管理能够证明政治力的合法性。
[12]NRC 1992：200；Petts 1990a,1990b.
[13]根据Neuvy 1991：173。
[14]下文主要根据Ali 1988；另见Agnihotri 1996及Gilmartin 1994。
[15]1993年，巴基斯坦农田灌溉比例为80%，为全球第四高，仅次于埃及、苏里南与乌兹别克斯坦（WRI 1996：241）。
[16]Michel 1967：455–6.
[17]GEMS 1989：150；Hillel 1991：146–7。旁遮普灌溉计划也为该地区带来了更多的疟疾、霍乱等其他经由水源传染的疾病。（Agnihotri 1996：54）。
[18]Thukral 1992：9；Centre for Science and Environment 1982：59的数据为14%（1947—1979年）。
[19]Gadgil and Guha 1995：78.
[20]印度两大谷物小麦与稻米，1950—1990年间产量分别增加7倍与3倍（Mitchell 1995：196）。新的作物品种、肥料、杀虫剂等也扮演了重要角色。1954—1979年水力发电量增加了12倍。
[21]Thukral 1992：13–14.
[22]Jayal 1985：97。1955—1985年间，积水造成印度损失600万公顷农地，盐化则伤害了700万公顷。The Centre for Science and Environment 1982：6–7所提供的数据不太一样，认为虽因盐化与积水损失1300万公顷农地，但其中只有600万为近代灌溉所导致。但另有1000万公顷处于即刻危险状态。
[23]The Centre for Science and Environment 1982：56–69检视了印度水坝与环境问题；Whitcombe 1995讨论了殖民时代的灌溉。
[24]Baviskar 1995；Dr.ze et al.1997；Gadgil and Guha 1995：66–78.
[25]Moser 1894调查了中亚灌溉情况。中亚在公元前4世纪时的灌溉面积可能高于1917年。相关历史预估的研究请见Klige et al.1996。
[26]1930—1978年间，海平面下降3米，但1978—1994年上升了1.5米（Micklin 1995：279）。
[27]Kostin 1986；Shiklomanov 1990：38；Vendrov and Avakyan 1977；当然这些鱼群的消失也与农业用化学品的污染有关。
[28]Gerasimov and Gindin 1977：61；Gleick 1993：70。在1929—1933年的第一次五年计划，斯大林引进了意大利法西斯主义者的灌溉与湿地排水技术（Cecchini 1987）。
[29]Quoted in Precoda 1991：111.
[30]Gleick 1993：6；Smith 1995：267指1993年盐分为每公升30～37克。咸海存在的1.5万年期间曾历经多次自然波动，其中部分可能为灌溉所致，但规模都比不上1960年之后的改变（Klige et al.a1996）。
[31]根据S.Ospanov（personal communication,May 1998），1998年这层盐厚达50毫米。到了20世纪90年代末期，每天风会从先前为海床的地方吹起40万吨的灰尘与盐分，散播处遍及从喜马拉雅山到白俄罗斯。某项统计显示，这些盐与砂增加了地球大气圈中颗粒物质达5%。（Lubin 1995：297）