《Frontiers in Environmental Science》：Impacts of extreme weather events on water resources in South Africa: a systematic review
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引言：水资源在生态系统功能中发挥着至关重要的作用，同时也是南非家庭用水、农业和经济发展的重要基础。极端天气事件频率和强度的增加，是气候变化和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的常见且公认的影响之一，对南部非洲产生显著影响。这些极端天气事件可包括洪水、干旱和热浪，每
引言：水资源在生态系统功能中发挥着至关重要的作用，同时也是南非家庭用水、农业和经济发展的重要基础。极端天气事件频率和强度的增加，是气候变化和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的常见且公认的影响之一，对南部非洲产生显著影响。这些极端天气事件可包括洪水、干旱和热浪，每一种事件都可能影响水质、水量和水基础设施。方法：本综述通过采用PRISMA方法的详细文献回顾，并借助三级评估体系进行评价，考察极端天气事件对水资源的影响程度。于2024年7月至2025年6月在四个数据库中进行文献检索，识别出103条记录，其中47条符合纳入标准。结果：综述发现，南非最常见的三种极端天气事件（洪水、干旱和热浪）在水质、水量和水基础设施方面影响水资源，从而影响供水。这凸显了采取适应性措施以减轻这些事件对水资源和供水影响的紧迫需求。讨论：研究结果表明，南非的水资源需要综合性水资源管理，将气候科学、基础设施韧性、水文学和治理相结合，以适应极端天气事件的持续发生。
1 引言
文章指出水资源对南非生态系统、农业、工业与经济发展至关重要，但南非约98%的水资源已被分配，半干旱气候使其尤为脆弱。极端天气事件（EWE）被日益视为水不安全的关键驱动因素，通过影响水量、水质与基础设施产生作用。已有研究表明南非极端事件频率上升，但降水趋势仍存在矛盾，尤其东部陡崖地区存在更湿润与更干燥两种相反预测。该综述采用PRISMA结构，聚焦2000—2024年南非省级尺度上洪水、干旱和热浪对水质、水量和基础设施的影响。
2 区域框架/理论背景
2.1 气候与水文特征
南非为半干旱国家，气候受ENSO、印度洋变率与副热带高压等影响，空间差异显著。基于K?ppen-Geiger分类，南非可分为13个气候区，直接关系到水资源可得性与极端事件脆弱性。
2.2 降水
南非年均降水约450 mm，远低于全球均值860 mm。降水从西部不足200 mm到东部高地500–900 mm不等，季节性与空间变率大。
2.3 温度
南非年均气温约18.3°C，存在长期增温趋势；夏季最高气温在北开普和卡鲁地区可超过40°C，增温加速蒸发、加剧农业与水文干旱并增加热浪频率。
2.4 水文与水资源
南非地表水分布不均，约三分之二河流为非常年性河流，蒸发损失大，水资源通过大坝和水库高度管理，气候变率进一步影响水质与水量。
3 方法
综述遵循PRISMA 2020报告指南，但未进行正式偏倚风险评估，而是采用三级证据评估框架：第一级为同行评议期刊文章与报告，第二级为学位论文和政府报告，第三级为新闻媒体等情境证据。检索在ScienceDirect、Google Scholar、Springer Link和ResearchGate四个数据库进行，时间为2024年7月至2025年6月，共识别103条记录；排除重复和非英文文献后，47篇文章纳入结果，另纳入南非新闻文章和次级数据，总证据库为99条。
4 结果/综述发现
纳入文献中31%关注气候驱动因素，69%直接评估水文影响。
4.1 气候变化与ENSO变率
4.1.1 气候变化
观测与预测显示南非显著增温与降水格局改变，增温增加潜在蒸散发，加速水库损耗并减少河川径流；但降水极端方向存在分歧。
4.1.2 厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）
ENSO显著但非平稳地影响南非水文。厄尔尼诺常与热浪和干旱相关，拉尼娜常与多雨和洪水相关。2015/16干旱归因存在争议；拉尼娜年夏季降雨区强降水频率与强度正异常。
4.2 南非报告的极端天气事件及其普遍性
EM-DAT数据库和新闻媒体显示洪水是南非报告最多的极端事件，其次为热浪和干旱；夸祖鲁-纳塔尔省洪水多发、西开普省干旱多发、北开普省热浪多发，对应不同气候区。但省级分类掩盖了省内水文气候异质性。
4.2.1 洪水
洪水是南非最常见的极端天气事件，对基础设施、水质和水量有多重甚至矛盾的影响：一方面造成水坝损坏、污水溢出和污染物迁移，另一方面显著补给地下水与基流。夸祖鲁-纳塔尔和东开普强降雨事件增加。
4.2.2 干旱
干旱导致水库水量持续减少（如开普敦“Day Zero”），水质因稀释能力下降而盐度与污染物浓度升高，并因低水位对泵站和过滤系统造成结构性压力。
4.2.3 热浪
热浪通过升温、溶解氧降低、矿化增强和蒸发加剧影响水质与水量；在林波波等半干旱地区显著减少地表水可用量，并与干旱形成复合胁迫。
5 讨论
综述强调气候变化正加剧洪水、干旱和热浪之间的耦合，ENSO影响呈非平稳性。洪水是最具跨部门影响的风险；干旱对水安全构成最严重且持续的威胁；热浪研究相对不足。现有研究缺乏同时涵盖气候驱动、水文响应、基础设施韧性、水质和社会经济脆弱性的综合框架。定量数据如开普敦水库库容下降、2022年夸祖鲁-纳塔尔洪水损失等显示问题严重性，但难以进行跨研究定量综合。
5.1 对政策与实践的启示
需要将综合水资源管理（IWRM）扩展到复合极端事件；气候防护关键水基础设施；更加重视地下水与地表水联合调度；采用跨学科系统方法整合气候科学、水文学、工程与治理。
5.2 局限性
事件清单依赖EM-DAT和新闻媒体，存在阈值漏计与报道偏倚，尤其热浪数据可靠性不一致；省级分布仅反映记录事件而非全部真实极端事件。
6 结论
2000—2024年南非极端天气事件分布受气候带影响：夸祖鲁-纳塔尔亚热带多雨易洪，北开普干旱易热浪，西开普地中海气候易干旱。气候变化与ENSO是关键驱动因素，加剧水资源脆弱性，亟需结合社区参与、制度框架和科学知识的气候适应与水管理策略。
