全球缺水, 决战淡水危机

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我有一位朋友居住在印度首都新德里的一个中产阶级小区。尽管该地区每年都有相当数量的降雨,但他每天早晨都会被扩音器里刺耳的通知声吵醒——那是在提醒人们,淡水只会在接下来的一个小时内供应。他只能匆匆忙忙地在浴缸和其他容器里灌满水,以维持一整天的用水。新德里大面积缺水的主要原因在于,水资源管理者在几年前决定,把上游河流和水库的水大量取用到农田灌溉,导致了城市用水紧缺。

随着全球人口的迅速增加和人均收入水平的提高,全球淡水资源紧缺的局面正在逐渐显现。

我儿子居住在气候干旱的美国凤凰城,很少看到洒水装置为草坪和高尔夫球场洒水。尽管凤凰城位于美国索诺兰沙漠(Sonoran Desert)腹地,他却享受到了真正无限制供水的快乐。当地政府允许将农场灌溉用水引入城市和郊区提供生活用水,并把再生水用作城市景观用水和其他非饮用水。

与新德里和凤凰城一样,在如何管理水资源方面,世界上任何一个地区的政策制定者都掌握着影响力巨大的决策权。如何明智地行使这项权力变得越来越重要,因为在全球许多地区,淡水资源的需求量正在增长,甚至超过了当地的淡水供给量,而且这种状况没有任何减缓的征兆。全世界每6 个人中,就有一个因无法获得安全的淡水而饱受折磨,总人数超过了10 亿!根据联合国提供的资料,到2025年,全球半数以上的国家将面临巨大的供水压力(即淡水供应量无法满足民众日益增长的用水需求),甚至出现供水不足。到21 世纪中叶,世界上3/4 的人口将面临严重的淡水资源短缺。

科学家估计,缺水问题会变得越来越普遍,主要原因是世界人口正在增长,很多人变得更加富有(因此用水需求也大大增长),全球气候变化也会导致许多地区干旱加剧、供水量减少。此外,许多水源还受到不恰当垃圾处理、工业废弃物排放、农业化肥污染和海水倒灌等的严重威胁,导致可利用的淡水资源进一步减少。淡水短缺能够导致饥饿、疾病、社会动乱甚至武装冲突,因此,一旦对这一问题处置失当,就会引发严重的危机。

值得庆幸的是,已知的科学技术和政策措施能在很大范围内保护现有淡水资源,并且寻找到更多的水源。我会讨论几项看起来特别有效的技术和政策,但现在最紧迫的就是实际行动。各国政府和各级主管部门必须建立和实施具体计划,实施政治、经济和技术上的各项措施,确保现在和未来几十年内的用水安全。

短缺的水资源

许多地区淡水供不应求,一些河流甚至出现经常性断流

要解决世界水资源问题,首先必须了解每个人究竟需要多少淡水,以及世界不同地区影响淡水供需的不同因素。斯德哥尔摩国际水资源研究所(Stockholm International Water Institute)的马林·法尔肯马克(Malin Falkenmark)和其他专家估计,平均来说,地球上每人每年最少需要消耗1,000 立方米淡水——相当于奥运会标准游泳池蓄水量的2/5,以满足饮用、卫生及生产粮食用水。人们是否能够获得足够的淡水,在很大程度上取决于他们居住在哪里,因为全球水资源的分布差异巨大。

落在陆地上的雨水超过半数都不可能被收集或储存,因为它们直接被地面和植物吸收,并蒸发释放到了空气之中,这部分水被称为绿水;其余的雨水汇入了河流、湖泊、湿地和地下水,成为能被我们直接取用的水资源,这部分水被称为蓝水。

在人口众多且干旱肆虐的不发达国家或发展中国家,供应充足淡水成了一项特别艰巨的挑战,因为这些地区水的需求量高而供给量低。尼罗河、约旦河、黄河、恒河等河流不但超负荷供水,近年来甚至出现了经常性长期断流。在新德里、北京和其他许多蓬勃兴起的大都市,地下水位也都明显下降。

即使在发达国家,淡水资源短缺问题也越来越普遍。以美国为例,最近发生的严重干旱,让佐治亚州北部和美国西南大片地区的许多城镇陷入了用水恐慌。米德湖(Mead)和鲍威尔湖(Powell)就是两个最明显的例子。这两个人工湖的湖水都引自早已超负荷供水的科罗拉多河。湖水中的碳酸盐会凝结在湖边峡谷两岸的山壁上,记录下每年的水位高度,就像用久的浴缸壁上会出现层层水垢痕迹。从这些记录中可以看出,两个湖的水位都在持续下降,当年的高水位如今已经高悬在峡谷山壁之上了。

经济规律

让水资源按照经济规律自由分配,往往让穷人没水用,甚至连环境和生态用水都无法保障。

当然,地理位置并不能完全决定某一地区水资源的可利用性,支付能力也会起到相当重要的作用。美国西部流传着这样一句谚语:“水往低处流,钱却能让水往高处走。”换句话说,当某种资源供应不足时,经济规律就会牺牲低效益行为,把这种紧俏资源集中投放到高效益行为中。因此,有钱人有水用,其他人就没水用。

这种分配方式往往让穷人或周边生态系统中的动植物得不到充足的供水,正好验证了西方的另一句格言:再好的初衷也会被追求经济效益最大化的现实所扭曲。

澳大利亚东南部的墨累-达令河流域(Murray-Darling River Basin),是世界上河流水资源分配管理最为成功的地区之一。几十年前,当地政府和农学家按照均衡和经济效益最大化原则,在葡萄种植者、小麦种植者和绵羊饲养者这三种用水者之间,进行了科学合理的水资源分配。为了谋求效益最大化,当地的水资源规划者甚至允许用水者之间进行水权交易。除此之外,当地政府还给周边生态系统及动植物特别预留了部分水资源——这些“用水者”最容易被人忽视,但它们才是确保该地区良性健康发展的关键。以大大小小的水生及沼泽植物为例,正是它们在水流经它们生活的生态系统时努力清除人类排放的废弃物,才让许多水源免受严重污染。

然而事实证明,规划者预留的水量不足以满足当地生态系统的需求。在周期性干旱发生时,特别是过去6 年来,给当地造成重大经济损失的特大旱灾暴发时,生态用水的短缺尤为明显。墨累-达令河流域周边地区水源干涸,近年来又数次遭遇大范围自然火灾的侵袭。

所有能够产生经济效益的用水者都“合理”分配到了充足的淡水,唯独没有考虑到自然环境的需求;当原本就不够充足的水量供应在干旱时降至临界水平,自然环境就付出了惨重的代价。如今,墨累-达令河流域管理委员会正急于寻求解决办法,让该地区从水资源整体分配不合理造成的灾难性后果中解脱出来。

上面这个例子说明,仅在同一个国家内部分配水资源时就会遭遇重重困难。可想而知,对于那些流经多个国家的跨国河流而言,水资源分配问题将会是何等复杂。以约旦河为例,它沿途经过黎巴嫩、叙利亚、以色列、巴勒斯坦和约旦等多个国家,每个国家都宣称对约旦河水资源拥有使用权。但是在这样一个极其干旱的地区,约旦河能够供应的水资源非常有限。对淡水的争夺已经在这一地区引发了多起民事纠纷甚至武装冲突,只是由于各方不断地谈判及相互妥协,才没有让这种紧张局势进一步恶化。

缺水的未来

如果不采取节水措施,2050 年全球淡水需求量将增长两倍,给淡水供应带来极大压力。

与水资源供给一样,不同地区对水资源的需求也存在很大差异。用水需求不仅会随人口总数和人口增长率的增加而增长,还会随人均收入水平的提高而增长:更富有的群体往往会消耗更多的水,特别是在城镇及工业区。富裕地区还要求提供废污水处理和密集型农业灌溉,又会增加更多的水资源消耗。在许多城市,特别是亚洲和非洲一些人口特别稠密的地区,水资源需求量正在迅速增长。

拉斯韦加斯之类的沙漠地区(上图)从科罗拉多河取水用于绿化灌溉,但取水量过大导致美国最大的人造湖水库——米德湖水位不断下降,从而在湖周围的山壁上留下了白色矿物质“水垢”(下图)。

除收入水平外,水价也会决定水资源需求量的规模。20 世纪90 年代末,我和同事在计算机上模拟了2000 年—2050 年的全球用水。我们发现,如果收入和水价一直保持在1998 年的水平,全世界用水需求量将从3,350 立方千米增长到4,900 立方千米。(1立方千米的水相当于40 万个奥运会标准游泳池的蓄水量。)但是,如果最贫困国家的收入水平提高到目前中等收入国家的水平,并且这些国家的政府不采取特别措施限制用水,全世界用水需求量就将增长两倍,达到9,250立方千米。

2007 年, 国际水资源管理研究所(International Water Management Institute,IWMI)发表了一份名为《粮食用水,生命之水》(Water for Food, Water for Life)的研究报告,预言在“维持现状”的情况下,未来增长的用水需求将会给淡水供给带来极大的压力。这一点与我们的结论不谋而合。

决战淡水危机

2008-09-16 《环球科学》2008年09期

撰文 彼得·罗杰斯(Peter Rogers)

翻译 夏军

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作者 tuenhai:这个星球上对大道理解最为深刻的人,著有《道解相对论》《圣医治国——黄帝内经客观点评》《理性即慧根》《父母怎么教育孩子》。咨询微信或QQ (备注 tuenhai.com)

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