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民勤地区年均降雨量只有110毫米，而蒸发量却高达2600毫米。该地区的农业严重依赖于灌溉，属于典型的绿洲农业，具有“不灌不植”的特点。灌溉所需的石羊河水作为全流域的“公地”，早已成为全流域各绿洲争抢的目标。民勤地处最下游，所分得的水量则是逐年减少。在上游来水逐渐减少的情况下，民勤自有的地下水资源开始成为县域内各农区争夺的“公地”，最直接的表现就是各地竞相打钻机井，抽取地下水。
1956年，民勤专业抗旱打井队成立，1965年打成第一口锅锥井，深30米。20世纪70年代开始，深水机井的数量呈直线增长态势，到1990年，民勤全县机井数已增加到7495眼，到2003年更是增至11000眼，占到甘肃省机井总数的1/3。井深也由几米、十几米、几十米逐渐演变到几百米。从取水总量来看，20世纪80年代每年抽取地下水约4亿立方米，90年代增至5亿立方米，2001年至2005年每年抽取量达到6亿立方米，2005年以后虽然取水量有所下降，但仍然维持在4亿立方米以上。根据王方琳的研究，为维持正常的生产生活，民勤县的需水量在5.5亿立方米以上 [4] 。在石羊河上游来水不足1亿立方米的条件下，必须抽取4亿立方米以上的地下水才能维持目前的生产生活水平。以目前的开采量计算，浅层地下水最多维持17年的时间，即使是深达300米的深层地下水，也最多维持70年左右的时间 [4] ，此后，民勤将彻底断水。
其实，民勤的生态系统根本无法维持到地下水抽光的那一天。仲生年、柴成武等研究了分布在绿洲外围、绿洲内围、绿洲内部的7眼井从1986年到2006年20年的水位变化，发现地下水位从1986年的平均5米，逐渐下降至2006年的平均20米左右，民勤绿洲已经形成了总面积达1000平方公里的地下漏斗 [10] 。
地下水位下降会导致地表植被枯死，防风固沙的生态屏障消失，平地起沙，直至绿洲完全被沙漠化。20世纪60年代以前，民勤盆地的地下水位在1~3米，青土湖区北部的地下水位小于1米，植被生长环境良好。盆地丘间低地，河湖两畔均为芦苇等湿生草甸植物，70年代开始严重退化。首先是湿生植物退化，到如今几乎全部被旱生植物所代替。大面积的天然林和50年代末种植的沙枣林也逐渐衰败枯死。20世纪50年代初，民勤绿洲周围天然的护沙屏障“柴湾”总面积接近110万亩，现存面积不及当时的1/3，有67.7%已经退化和沙化 [10] 。即使是抗旱能力极强的沙枣林，如果地下水位低于6米，也会枯死。林迎德的研究表明，民勤绿洲已有近5万亩沙枣林因缺水而枯死，近9万亩沙枣林处于半枯死状态，占全县沙枣林总面积的1/5 [11] 。据笔者在当地走访调查发现，即使是根系较深的成年杨树，也因地下水位下降而出现大量“爆头”的现象（当地农民的俗称，指成年杨树从头部开始干枯死亡的现象）。随着植被的干枯死亡，防风固沙的生态系统逐渐消失，两侧的沙漠开始逐步逼近。根据《瞭望》周刊2007年12月的报道，1950年以来，腾格里沙漠南侵50~70公里，巴丹吉林沙漠东移30~60公里。与20世纪50年代相比，绿洲面积缩小了289平方公里，而且风沙正以每年8~10米的速度向绿洲方向推进。