世界水日 | 用自然的力量應(yīng)對氣候變化下的水危機
水是生命之源,保障水安全對于可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。自1993年以來,世界水日(World Water Day)被確定在每年的3月22日,旨在強調(diào)淡水的重要性。今年的主題是關(guān)于“水與氣候變化”,我們知道,水安全與氣候變化息息相關(guān),甚至一方面可以說氣候變化就是水的變化,另一方面可以說水的變化決定氣候的變化。

攝影:© Nick Hall
水資源與氣候變化之間的關(guān)系
氣候變化直接影響這水資源的安全,全球變暖引起降水變化和冰雪融化,改變水文系統(tǒng),影響水資源總量、可用量和水質(zhì)。氣候變化會進一步加劇全球水資源短缺,這主要是因為氣候變化會改變降水的時間和強度,加劇水資源時空分布的不均勻性,如強降水和極端干旱氣候的強度和頻率增加。簡而言之,氣候變化對水資源的總體影響就是使豐水期更加潮濕,增加洪水的風(fēng)險;使枯水期更加干燥,增加干旱的風(fēng)險。氣候變化導(dǎo)致的溫度升高,強降水造成泥沙、營養(yǎng)鹽和污染物負(fù)荷增加,干旱期間污染物濃度增加,洪水期間凈水設(shè)施遭到破壞等,都會影響水質(zhì)。

攝影:© Chris Helzer/TNC
存在于水資源危機背后的是無法適應(yīng)的氣候變化、極端天氣事件、食品危機以及社會動蕩等威脅。這五個交織在一起的危機都有同一個內(nèi)核:水資源短缺。當(dāng)需求超出供給時,人們往往習(xí)慣選擇困難且成本昂貴的解決方案,如修建水庫、從遠處引水、從國外進口水或建造海水淡化工廠。當(dāng)前大多數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施在設(shè)計時并未充分考慮全球氣候變化帶來的不確定影響,從而無法滿足日益變化的需求。而生態(tài)系統(tǒng)退化亦是加重全球水危機的一個重要原因。
全球化使得各地區(qū)經(jīng)濟、社會和生態(tài)系統(tǒng)日益交織、高度復(fù)雜,對氣候變化影響的擔(dān)憂也逐步蔓延?,F(xiàn)代城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要考慮自然地理地貌的變化,把生態(tài)環(huán)境效益與可持續(xù)發(fā)展納入規(guī)劃。我們正經(jīng)歷著前所未有的淡水自然流量變化(陸地淡水儲量變化)和不斷增加的用水壓力,在淡水相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域(水利基礎(chǔ)設(shè)施等),環(huán)境適應(yīng)性方法更為重要。
傳統(tǒng)的水利基礎(chǔ)設(shè)施所面臨的巨大挑戰(zhàn)
工程師們通常根據(jù)過去的事件來預(yù)測未來的需求,并假設(shè)未來的氣候和水文條件將與過去大致相似。但世界各國正面臨著前所未有的氣候變化所帶來的問題和挑戰(zhàn),水資源是受氣候變化影響最為敏感的領(lǐng)域之一,以過去數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的假設(shè)將有可能變得不可靠。

當(dāng)?shù)丨h(huán)境學(xué)家 Juan Butrun 假裝從Morelos大壩下已經(jīng)干涸的科羅拉多河下游河道取水。這里過去曾是富饒的三角洲。
攝影:©JOHN TROTTER SPECIALTO THE BEE
例如,在美國西南部,城市擴張、農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展對水的需求不斷增加,但與此同時干旱的持續(xù)時間卻越來越長。曾經(jīng)水量豐沛的科羅拉多河干涸的可能性越來越大,流域周圍基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃理念陳舊,面臨著難以滿足未來需求的風(fēng)險。我們必須重新考慮長期保障水安全的方法——我們需要具有彈性的綠色基礎(chǔ)設(shè)施,優(yōu)先考慮其生態(tài)可持續(xù)性。
水管理綠色基礎(chǔ)設(shè)施在氣候變化中發(fā)揮作用
流入千萬座城市中的水,其水質(zhì)和水量直接取決于水流過的地質(zhì)地貌狀況。在城市周圍采取智慧土地管理的方式可以阻隔污染物、涵養(yǎng)水源;而森林砍伐、不良的農(nóng)業(yè)實踐和其他破壞性的土地利用等方式則會導(dǎo)致下游水質(zhì)變差和流量下降。

我們通常通過建設(shè)更多的灰色基礎(chǔ)設(shè)施(如輸水渡槽、水庫和污水處理廠等)來應(yīng)對這些系統(tǒng)性管理挑戰(zhàn)。但是,即使是最堅固的混凝土解決方案在我們這個新的氣候不確定性時代也顯示了嚴(yán)重的缺陷:它們是剛性的,并且其設(shè)計和建造規(guī)范無法適應(yīng)未來外部條件變化。

相反,考慮生態(tài)可持續(xù)性則為傳統(tǒng)工程規(guī)劃開辟了新的思路;在過去七年,包括聯(lián)合國教科文組織、荷蘭國家水務(wù)局、美國陸軍工程兵團、荷蘭Deltares研究所、全球水適應(yīng)聯(lián)盟(AGWA)和其他許多單位在內(nèi)的多國聯(lián)合研究團隊致力于將工程的穩(wěn)定性和生態(tài)的靈活性整合到一個名為“氣候風(fēng)險信息決策分析(Climate Risk Informed Decision Analysis , CRIDA)”的彈性管理綜合方法中。這種適應(yīng)不確定性的系統(tǒng)方法是構(gòu)建“彈性“的基礎(chǔ)。
做好“源頭”水資源保護更重要
源頭水資源保護(SourceWater Protection, SWP)策略可以有效維持生態(tài)可持續(xù)性,是通過恢復(fù)自然景觀生態(tài)功能來保障干凈可持續(xù)的淡水資源的一系列保護和修復(fù)策略,例如流域修復(fù)。從南北美洲到東亞地區(qū),SWP方法已使全球數(shù)千百萬人受益。我們的社會和經(jīng)濟發(fā)展依賴于健康的生態(tài)系統(tǒng),它們相互耦合、密不可分。為了保障我們的水安全,我們必須要從各種不確定性和變化中保護淡水生態(tài)系統(tǒng)——無論變化來自何處:氣候變化、人類發(fā)展的增長或是其他因素,也許最重要的目標(biāo)是要避免對淡水生態(tài)系統(tǒng)的完整性造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞,SWP在這一過程中扮演著至關(guān)重要的角色。

2019年,TNC與全球水適應(yīng)聯(lián)盟(the Alliance for Global WaterAdaptation)、全球彈性伙伴關(guān)系(Global Resilience Partnership)合作撰寫了報告《源動力:水源彈性和氣候適應(yīng)》,探索討論了從業(yè)人員如何在變化的氣候條件下通過創(chuàng)新的SWP方法增強社區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)的彈性。在這一過程中我們學(xué)習(xí)到了最重要的幾點經(jīng)驗是:
對于長期管理目標(biāo),必須將淡水資源視為具有重大不確定性的動態(tài)資產(chǎn)。對于水資源管理部門、監(jiān)管部門和自然資源管理部門而言,監(jiān)測和評估過程應(yīng)捕捉標(biāo)志著新過渡、預(yù)示新情況的趨勢和變化?;疑A(chǔ)設(shè)施收益的任何經(jīng)濟評估都應(yīng)反映水質(zhì)、水量和時間方面的不確定性,并應(yīng)考慮規(guī)劃和運營生命周期范圍內(nèi)的可持續(xù)性,例如通過降低折現(xiàn)率來更現(xiàn)實地評價其財務(wù)表現(xiàn)。融資還應(yīng)考慮長期的可持續(xù)性水標(biāo)準(zhǔn)以及投資回報率等。
水資源應(yīng)被視為氣候、水文以及陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)變化的一種表象。在可能的情況下,即使是局部項目也應(yīng)考慮上下游、集水區(qū)和流域范圍以及地表水和地下水的相互作用。應(yīng)用系統(tǒng)級模型和強有力的干預(yù)措施可以幫助評估和減少與氣候相關(guān)的風(fēng)險。
源頭水保護最終還是要將社區(qū)和人類的需求整合到一個共同的管理框架下?;谧匀坏慕鉀Q方案、適應(yīng)性服務(wù)、灰綠基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合以及綠色適應(yīng)性等都是我們可以使用的工具。然而,為了使這些工具有效,它們必須與治理相結(jié)合,為包容性決策、透明度和信任創(chuàng)造空間,以實現(xiàn)將當(dāng)前的生態(tài)系統(tǒng)與未來具有消除貧困、經(jīng)濟發(fā)展、共享彈性的生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系在一起的愿景。

上游生態(tài)環(huán)境受到破壞,導(dǎo)致下游水質(zhì)下降。下游的用水者就需要建造更多的處理設(shè)施,并支付更多后期水處理和過濾的費用。開展水源地保護,能夠有效提高水質(zhì),恢復(fù)河流的自凈能力,同時為上下游帶來多重收益。
我們可以運用自然的力量,通過更有針對性的措施,來為水保駕護航:
①保護河流上游水源地的森林與草原,進行植被修復(fù)。這不僅可以減少水土流失,還可以為野生動物提供棲息地,一舉多得。
②開展智慧型農(nóng)業(yè)。一方面通過可持續(xù)的種植方式和放牧規(guī)劃,保護地表植被;另一方面,將牲畜與河流隔離開來,避免糞便直接進入水源。
③恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)。濕地被稱為地球之腎,可以儲存并凈化水體,并為野生動物提供棲息地。
④增加城市的海綿基礎(chǔ)設(shè)施,減少地表徑流對水體的污染的同時,還可以增強城市應(yīng)對旱澇的能力。
世界所面臨的環(huán)境問題從未像現(xiàn)在一樣復(fù)雜,且刻不容緩。我們必須重視自然在應(yīng)對氣候問題中的作用,增加對基于自然解決方案的投資,可以使我們有機會預(yù)防氣候變暖帶來的災(zāi)難性危害,提高我們對氣候變化的適應(yīng)能力。
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