全球淡水生物多样性一直在迅速减少，需要恢复和维护溪流和河流中的环境流量 (EF)。EFs 提供了许多有益于人类的生态系统服务。为水生生态系统保留此类 EF，意味着可用于直接人类用水(如农业、工业、城市和能源)的可再生水资源减少。在这里，我们表明，根据 EF 保护水平，与不保留 EF 时相比，全球每年可供人类使用的可再生水减少 41% 到 80%。在低 EF 保护下，目前有 53 个国家经历不同程度的缺水，高 EF 保护的国家增加到 101 个。各国必须谨慎平衡分配给人类和环境的水量。
在全球范围内，1970 年至 2016 年间，受监测的哺乳动物、鱼类、鸟类、爬行动物和两栖动物的种群规模平均下降了 68%1。淡水物种受到了不成比例的影响，减少了 84%。几乎三分之一的淡水物种面临灭绝的威胁1，这一数字始终高于其陆地同类物种2。由于人类的水足迹 3、4、5 对环境流量 (EFs) 的破坏是水生生物多样性迅速下降的主要原因6.需要此类 EF 来维持溪流、河流、湿地、河岸带和河口的生态系统完整性。EF 还提供许多额外的生态系统服务，与具体的可持续发展目标 (SDG)7、8直接相关。例如，EFs 维持鱼类资源和其他水生生物，作为营养生物量直接为可持续发展目标 2“零饥饿”做出贡献。在湄公河流域，世界第二大水生生物多样性河流流域9，淡水鱼类生物量占动物蛋白摄入量的大部分。因此，一道有鱼和米饭的菜需要 EFs 以及足够的农业用水。因此，恢复和维护 EFs 对人类至关重要10。
尽管在当地已经得出了不同程度的流量变化和生态响应之间的经验定量关系，但对于绝大多数淡水和河口生态系统11来说，EFs 仍然未知。现有 200 多种 EFs 方法10，量化应该保留多少水来维持生态系统以及有多少水可供人类直接使用(如农业、工业、城市和能源)是一项挑战。
在这里，我们通过两种成熟的 EF 方法评估了世界范围内国家人均可再生水的可用性，分别解释了水生态系统保护的高和低。作为高度生态系统保护的措施，我们使用 Richter 等人的 EF 推定标准。11，将 80% 的自然月河流流量归因于 EF (EFPROT)。作为最小流量建议 (EFMIN) 的度量代表，我们使用每月 Q95，即每月 95% 的流量超过。然后，我们从国家可再生可用水中减去 EF，并确定每个国家相应的人类缺水程度。EFPROT4,12,13,14,15,16,17,18,19和 EFMIN18,20,21,22,23,24,25广泛用于不同的水管理研究。
我们使用已建立的水文开放获取模型 Lisflood 26以高空间和时间细节计算可再生水的可用性。自然或原始水资源可用性是指无需人工干预的水资源可用性，例如用水或水基础设施(水坝、管道……)。该模型在 0.1 度(赤道 11.1 公里)的空间分辨率下工作，在 1980-2018 年期间以每日时间步长运行，并以可再生地表水和地下水的总和形式生成自然水可用性。
我们将每日模拟水资源汇总到每月值，以考虑水资源可用性和 EF 的年内变化，并计算由此产生的人均水资源可用性和年度水平的短缺。我们区分天然或原始水的可用性，称为没有 EF 保护的可再生水可用性(WA_noEF，表1)，具有低 EF 保护的人类可再生水可用性(WA_EFMIN = WA_noEF - EFMIN)和具有高 EF 的人类可再生水可用性保护(WA_EFPROT = WA_noEF - EFPROT)。
