備受中國(guó)游客喜愛的旅游名城泰國(guó)清邁近期遭洪水侵襲。10月初，因連日暴雨導(dǎo)致河水水位上漲，五十年以來最大的一次洪水涌入這座泰北城市，古城角落、居民區(qū)、多個(gè)旅游景點(diǎn)被淹沒，造成游客被困和人員傷亡。不只清邁，季風(fēng)季以來，泰國(guó)已有至少23個(gè)省份受災(zāi)。

對(duì)于臨近海洋的泰國(guó)而言，季風(fēng)暴雨帶來的洪澇災(zāi)害并不陌生。但讓許多本地居民困惑的是，2024年的降雨量與往年相比并不突出，卻發(fā)生了嚴(yán)重洪水。泰國(guó)本地媒體《曼谷時(shí)報(bào)》認(rèn)為，清邁省內(nèi)因農(nóng)業(yè)用地?cái)U(kuò)張而引發(fā)的毀林等現(xiàn)象讓當(dāng)?shù)卦诒┯昝媲白兊酶哟嗳酰?光禿禿的山體更容易發(fā)生山洪"。

近年來，從國(guó)內(nèi)汛期頻繁發(fā)生的洪澇災(zāi)害到清邁剛剛遭遇的嚴(yán)重洪水，與水有關(guān)的災(zāi)害越來越多。根據(jù)世界氣象組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在過去五十年里，干旱、風(fēng)暴、洪水等與水相關(guān)的危害在世界范圍內(nèi)造成了最嚴(yán)重的人員和經(jīng)濟(jì)損失。諸多分布在不同國(guó)家、區(qū)域、水系的數(shù)據(jù)均指向了一個(gè)結(jié)論——類似的水災(zāi)害不能再以獨(dú)立事件看待。

科學(xué)家們正在發(fā)出提醒：世界已經(jīng)來到了一個(gè)與水有關(guān)的緊急狀態(tài)，各地生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期以來因?yàn)?對(duì)水的低估"而飽受損害。

這一呼吁已明確到了紙面上。近日，隸屬于荷蘭政府、匯集了多國(guó)研究者的全球水經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（GCEW）在最新發(fā)布的報(bào)告中提出，人類活動(dòng)"有史以來首次"打破了全球水文循環(huán)。

報(bào)告認(rèn)為，數(shù)十年來糟糕的土地利用方式和全球變暖趨勢(shì)讓地球水系統(tǒng)承受著巨大壓力，導(dǎo)致人類歷史上第一次，"作為淡水來源的自然降雨變得不再可靠"。尤其突出的一點(diǎn)是，報(bào)告也首次點(diǎn)明了區(qū)域性毀林、土地濫用通過影響區(qū)域水文循環(huán)對(duì)全球系統(tǒng)的負(fù)面影響。

雖然學(xué)界已有許多關(guān)于水循環(huán)不穩(wěn)定的研究，但這份報(bào)告首次將水失衡提升到全球的尺度。在答復(fù)《知識(shí)分子》的郵件中，GCEW表示，工作組參考的重要指標(biāo)包括特定研究區(qū)域的總水儲(chǔ)量，以及研究區(qū)域的降水量中源自陸地的份額。工作組寫道，"干旱、洪水和暴雨都是水文循環(huán)失衡的局部表現(xiàn)"。

一、失衡的系統(tǒng)

水是如何循環(huán)的？回答這個(gè)問題需要跟著水的流動(dòng)走。

GCEW在網(wǎng)站上繪制了一份模擬水循環(huán)的動(dòng)態(tài)示意圖。在他們筆下，降雨被分為陸地降水與海洋降水兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的過程。

陸地上，大氣降水落到河里，成為學(xué)術(shù)界定義的"藍(lán)水"，補(bǔ)給地表徑流與地下水；或者落在土壤中成為"綠水"，由植被吸收、蒸散，再回到大氣中。這一降水、蒸散的循環(huán)過程也同樣發(fā)生在海洋中，同時(shí)通過大氣與陸地生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系起來。水汽就這樣在大氣、陸地、淡水與海洋之間不斷循環(huán)交換。

水汽在大氣、陸地與海洋生態(tài)系統(tǒng)之間的循環(huán)。圖源：GCEW

報(bào)告指出，各國(guó)在政策上一直傾向于管理河流、湖泊和地下蓄水層的藍(lán)水，而忽略了儲(chǔ)存在土壤、植物和森林中并最終蒸發(fā)、變成降雨的綠水，但后者實(shí)際上貢獻(xiàn)了陸地上幾乎一半的降雨。綠水將水汽來源地與降水區(qū)域通過大氣聯(lián)系在了一起。這是一個(gè)常常被忽視的水循環(huán)過程。它意味著，一個(gè)地區(qū)的森林砍伐、農(nóng)業(yè)擴(kuò)張可能會(huì)擾亂另一個(gè)地區(qū)的降雨。

"這個(gè)報(bào)告是比較超前的，"中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員湯秋鴻告訴《知識(shí)分子》。"我們過去治水也考慮遠(yuǎn)程影響，但我們考慮的是流域上下游水資源分配的影響，比如在黃河流域，你上游用水多了，下游的可用水量就少了，這是很直接的共同利益。但它把大氣系統(tǒng)的聯(lián)系加進(jìn)來之后，那就是真正的全球公共資源了——不僅流域內(nèi)部有互相影響，水循環(huán)還通過大氣水分流動(dòng)把各個(gè)社區(qū)、國(guó)家和地區(qū)都連在了一起，使之相互依存，因此必須視為全球公共資源進(jìn)行治理。"

他解釋道，報(bào)告實(shí)際上提醒人們應(yīng)當(dāng)以一個(gè)全球水系統(tǒng)的視角看待水循環(huán)，意識(shí)到這個(gè)過程是跨越流域和疆界的。比如，一個(gè)地方的土地利用與土地覆蓋變化改變地表反照率、土壤濕度和地表蒸散發(fā)，進(jìn)而影響大氣水分流動(dòng)和其他地區(qū)的降水。

"對(duì)于一般不做這個(gè)研究的人，可能會(huì)難以理解儲(chǔ)存在土壤和植被中的"綠水"通過蒸散發(fā)和大氣過程影響其他地區(qū)的水循環(huán)，但是這個(gè)過程確實(shí)很重要。"湯秋鴻說。"事實(shí)上，在自然循環(huán)中，綠水通過大氣循環(huán)產(chǎn)生了陸地上約一半的降水。在強(qiáng)人類活動(dòng)地區(qū)，農(nóng)業(yè)擴(kuò)張和森林砍伐可能破壞綠水在水循環(huán)中的重要作用，對(duì)水安全和糧食安全造成威脅。"

水循環(huán)失衡帶來的危機(jī)很早就受到學(xué)界關(guān)注。其中，最受關(guān)注的區(qū)域之一是被稱為"亞洲水塔"的青藏高原。亞洲水塔是地球上十多條主要江河和數(shù)以千計(jì)的大小湖泊的源頭，但研究人員們發(fā)現(xiàn)，這一區(qū)域的水資源已經(jīng)出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性失衡。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院第二次青藏科考成果，"水塔"的固態(tài)水正在快速融化，液態(tài)水不斷增加。青藏高原正在變得更暖、更綠、更濕?？茖W(xué)家們預(yù)測(cè)，未來下游的水患風(fēng)險(xiǎn)將加劇。

"水循環(huán)失衡的最具代表性表現(xiàn)是青藏高原，受全球增暖的影響，高原氣候呈現(xiàn)出暖濕化的特征，冰川加速退縮、湖泊顯著擴(kuò)張、冰川徑流增加、降水極端性增強(qiáng)，水循環(huán)加強(qiáng)，原有的自然的穩(wěn)定狀態(tài)已經(jīng)被打破，"中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究員周天軍告訴《知識(shí)分子》。他提到，科學(xué)界關(guān)于植被變化對(duì)全球氣候的影響已經(jīng)有許多研究工作，"但從綠水資源的角度強(qiáng)調(diào)其作用，從氣候變化視角來看非常新穎"。

根據(jù)世界氣象組織此前發(fā)布的一份報(bào)告，2022年，全球50%以上的集水區(qū)就已經(jīng)出現(xiàn)了河流流量異常的情況。也就是說，河流要么干旱的時(shí)間更長(zhǎng)了，要么流量遠(yuǎn)高于正常。大部分情況下，前者居多。

"我對(duì)水循環(huán)失衡的理解是，在自然條件下全球水系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡，但現(xiàn)在全球水系統(tǒng)正在發(fā)生快速變化，水文要素變化超出了自然波動(dòng)范圍，我們就認(rèn)為水循環(huán)失衡了。比如，地下水漏斗、冰川加速消融、河流斷流、湖泊干涸或者快速擴(kuò)張、濕地萎縮等現(xiàn)象就是水循環(huán)失衡的結(jié)果。"湯秋鴻說。"另外，水文極端事件趨多增強(qiáng)，相當(dāng)于原來不易發(fā)生的小概率事件越來越多出現(xiàn)，超出了自然波動(dòng)范圍，這也是失衡的表現(xiàn)。"

除了人類活動(dòng)影響，報(bào)告也確認(rèn)了水循環(huán)失衡與氣候變暖之間的緊密聯(lián)系。GCEW向《知識(shí)分子》表示，研究界最初將水循環(huán)視為氣候變化的"受害者"，但現(xiàn)在人們更應(yīng)該理解兩者間的相互作用：一方面，根據(jù)IPCC報(bào)告，全球增溫趨勢(shì)每提高1度，大氣中的水蒸氣就會(huì)增加7%，因?yàn)闅夂蜃兣瘜?dǎo)致蒸散量增加；另一方面，干燥的土壤捕獲和儲(chǔ)存碳的能力較差，也不利于緩解氣候變化。

"因此，保持土壤水分應(yīng)成為任何氣候緩解戰(zhàn)略的一部分。"工作組告訴《知識(shí)分子》。"如果我們不解決水危機(jī)，不穩(wěn)定水文循環(huán)，就無法實(shí)現(xiàn)緩解氣候變化的目標(biāo)。當(dāng)然，能源轉(zhuǎn)型仍然是基礎(chǔ)，但它應(yīng)該伴隨著保持土壤水分的目標(biāo)。"

二、"綠水"的流動(dòng)

根據(jù)GCEW的預(yù)測(cè)，到2050年，水危機(jī)將危及全球一半以上的糧食生產(chǎn)，這是因?yàn)槿蚪?0億人口和超過一半的糧食產(chǎn)量都位于干旱地區(qū)或水資源總量不穩(wěn)定的區(qū)域。此外，由于地下水流失，一些城市正在不斷下沉。到2050年，水危機(jī)將可能導(dǎo)致世界各國(guó)的GDP平均損失8%，低收入國(guó)家的損失將高達(dá)15%。

在中國(guó)北方，水危機(jī)已經(jīng)十分明顯。一組數(shù)據(jù)可以直觀地表現(xiàn)這一失衡的情況：全國(guó)五分之四的水分布在南方，但一半人口和三分之二的耕地卻集中在北方。

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授李保國(guó)告訴《知識(shí)分子》，報(bào)告中警示的許多問題，國(guó)內(nèi)研究者其實(shí)也早已注意到。他認(rèn)為，水危機(jī)是威脅中國(guó)糧食安全最為緊迫的問題。

幾乎一半的陸地降雨都來自綠水，即陸地生態(tài)系統(tǒng)。圖源：GCEW

現(xiàn)在，北方的許多河流干流常年干涸，地下水超采嚴(yán)重。"我們國(guó)家要保證自己的糧食安全，只能是提高單方水的生產(chǎn)力。"李保國(guó)說。他認(rèn)為，緩解當(dāng)下的水危機(jī)需要更多重視水循環(huán)的過程，目前水利部的管理思路以藍(lán)水為主，但綠水對(duì)于糧食安全的作用需要得到更多重視。

2015年，李保國(guó)和同事黃峰曾發(fā)表一篇論文，提出探索在藍(lán)水和綠水視角下劃定"中國(guó)農(nóng)業(yè)用水紅線"。文章提出，應(yīng)當(dāng)建立完善的測(cè)量、監(jiān)督藍(lán)水與綠水使用的體系，加強(qiáng)以耕地土壤水為中心的農(nóng)業(yè)用水和耗水管理。

"植物只能吸收土壤水，但是被人類利用調(diào)控的都是藍(lán)水，"李保國(guó)說。"對(duì)于糧食水資源緊缺的地區(qū)，比如我們北方以后核算生產(chǎn)力，考核指標(biāo)可以不只是單位面積、土地面積的產(chǎn)出，而是單方水的產(chǎn)出，其中包括灌溉水，也要包括綠水。這是我們一直在提倡的另外一個(gè)維度的算法，要基于綠水流進(jìn)行核算。"

李保國(guó)認(rèn)為，在糧食生產(chǎn)商提高水的生產(chǎn)力可以從三方面入手：除了要提高保水技術(shù)，通過滴灌、微灌等技術(shù)提高灌溉水的利用效率，也需要通過高標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)田建設(shè)、平整土地等措施讓更多的雨水和灌溉水留在土壤里面。此外，李保國(guó)認(rèn)為，也可以通過生物技術(shù)的改良，提高作物利用水的效率。

過去，為了提高糧食產(chǎn)量，很多地方主要依賴于灌溉和化肥使用，但造成了大量的環(huán)境污染。對(duì)此，中國(guó)政府也提出了節(jié)水優(yōu)先原則，在西北地區(qū)大量推行滴灌、微灌等技術(shù)，提高用水效率。目前，一些北方城市也開始探索水循環(huán)利用系統(tǒng)。例如，北京通過對(duì)城鄉(xiāng)污水的重新利用，減少了對(duì)地下水的采集?，F(xiàn)在，北京對(duì)再生水的配置使用已經(jīng)達(dá)到了三成以上。

根據(jù)水利部公布的"用水賬單"，2023年全國(guó)用水總量總體穩(wěn)定在6100億立方米以內(nèi)。有關(guān)綠水的公開數(shù)據(jù)較為有限。李保國(guó)解釋道，這與測(cè)算綠水的復(fù)雜性有關(guān)：首先要清楚降水資源、全國(guó)糧食產(chǎn)量、土地利用率、灌溉水等，在保證這些數(shù)據(jù)可靠性的基礎(chǔ)上再做統(tǒng)一測(cè)算。在2015年的文章中，兩位研究者根據(jù)前15年來的用水?dāng)?shù)據(jù)，推算出到2020年中國(guó)保證糧食安全的綠水分量平均在4500億立方米左右。

湯秋鴻認(rèn)為，藍(lán)水與綠水間的相互轉(zhuǎn)換和統(tǒng)籌管理也需要得到更多關(guān)注。他告訴《知識(shí)分子》，在學(xué)界，很早就出現(xiàn)了要進(jìn)行"ET（蒸散發(fā)）管理"的聲音，"以耗水管理代替目前的取水管理，關(guān)鍵就是不僅要管理藍(lán)水，也要管理綠水"。

他舉例道，干旱區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉需要消耗大量藍(lán)水，植樹造林需要消耗綠水，增加區(qū)域總耗水量和旱區(qū)水循環(huán)失衡風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，蒸散發(fā)增加也能通過水汽再循環(huán)一定程度上補(bǔ)充藍(lán)水資源。因此，如何找到一個(gè)平衡點(diǎn)，是許多研究者思考的問題。"這兩者不能割裂開來，要貫徹系統(tǒng)治理的治水之道，"湯秋鴻說。

三、"價(jià)值"科學(xué)

多位專家向《知識(shí)分子》提到GCEW這份報(bào)告視角獨(dú)特。"明確將水作為一種公共財(cái)富提出來，觀點(diǎn)非常鮮明。"周天軍說。"報(bào)告很重要的一個(gè)特點(diǎn)，是不再局限于自然科學(xué)范疇，而是將水作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的重要一環(huán)，提出了系統(tǒng)的綜合的解決方案。"

周天軍認(rèn)為，GCEW的報(bào)告對(duì)于國(guó)內(nèi)研究的另一借鑒意義在于，如何實(shí)現(xiàn)自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)和科學(xué)決策的有效銜接。他提到，從極端降水、城市內(nèi)澇到沿海洪澇風(fēng)險(xiǎn)，水是當(dāng)下許多氣候環(huán)境與災(zāi)害問題的交叉點(diǎn)，解決這些日漸突出的問題需要不同學(xué)科的有效合作。"極端氣候風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警發(fā)布與應(yīng)對(duì)等，都需要跨學(xué)科跨部門的合作，我們需要提高科學(xué)服務(wù)于社會(huì)的理念和實(shí)踐，"周天軍說。

GCEW工作組告訴《知識(shí)分子》，GCEW是荷蘭政府在2022年為了進(jìn)一步研究氣候變化對(duì)經(jīng)濟(jì)影響研究而成立的研究團(tuán)隊(duì)，由總部位于巴黎的經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）協(xié)調(diào)傳播與溝通工作。目前，工作組正在籌備下一階段的報(bào)告，將重點(diǎn)考慮"可以激發(fā)新工作的研究議程"，包括綠水研究、以及改革用水政策和變革的理論，尤其是農(nóng)業(yè)方面。

報(bào)告強(qiáng)調(diào)，穩(wěn)定的水文循環(huán)是實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)性目標(biāo)的前提，并建議通過糧食系統(tǒng)革命、保護(hù)自然棲息地、水的再利用經(jīng)濟(jì)建設(shè)、清潔能源和AI時(shí)代以及確保飲用水安全五個(gè)關(guān)鍵任務(wù)來應(yīng)對(duì)水危機(jī)。報(bào)告認(rèn)為，普遍存在的水價(jià)過低使得水資源緊張地區(qū)的用水被轉(zhuǎn)移到快速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)中心和燃煤電廠，后者均需為耗水大戶。

"GCEW關(guān)注經(jīng)濟(jì)，并且堅(jiān)持認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)效率、社會(huì)公平和環(huán)境可持續(xù)性應(yīng)該一起實(shí)現(xiàn)，其中任一維度的失敗都會(huì)導(dǎo)致另外兩個(gè)維度的不可持續(xù)"，工作組在答復(fù)《知識(shí)分子》的郵件中寫道。他們建議，政府應(yīng)引入適當(dāng)?shù)亩▋r(jià)和補(bǔ)貼，投資公共產(chǎn)品，比如提高水文數(shù)據(jù)的透明度，以鼓勵(lì)更可持續(xù)和公平的水資源分配，并為不同部門提供決策支持。

本文來自微信公眾號(hào)：知識(shí)分子，作者：袁燁，注：本文首發(fā)于2024年12月13日，頭圖來自：AI生成

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重塑中華甲胄之美

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