澳大利亞應(yīng)對(duì)氣候變化的措施

［澳大利亞］ M.D.肖特 等

國際科學(xué)界普遍認(rèn)為，人為因素造成的氣候變化正在發(fā)生，且會(huì)對(duì)人類產(chǎn)生重要影響。因此，為了加強(qiáng)自身適應(yīng)氣候變化的能力，各部門需積極行動(dòng)，研究制定應(yīng)對(duì)措施，從而將可能的負(fù)面影響降到最低。為了幫助澳大利亞水資源部門確定適應(yīng)氣候變化的研究議程，相關(guān)部門組織了一次綜合評(píng)估，評(píng)估內(nèi)容是澳大利亞居住區(qū)和基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)氣候變化研究網(wǎng)絡(luò)(ACCARNSI)提出的評(píng)估項(xiàng)目的一部分，該網(wǎng)絡(luò)是國家適應(yīng)氣候變化研究機(jī)構(gòu)(NCCARF)(www.nccarf.edu.au)8個(gè)專題研究網(wǎng)絡(luò)之一。

評(píng)估旨在指出水資源部門目前研究工作中的嚴(yán)重不足和確定未來的研究重點(diǎn)。這些將有助于水利部門將來對(duì)水資源的開發(fā)、水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，以及水安全的適應(yīng)性措施進(jìn)行合理規(guī)劃。美國環(huán)保局早在2008年就指出，由于氣候變化對(duì)水資源的潛在影響范圍之廣，因而具有無限的研究潛力。此項(xiàng)評(píng)估提供了一份高水平的總結(jié)報(bào)告，指出了一些“重點(diǎn)”研究需求，當(dāng)然這些只是水資源部門當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)和將來需要開展的研究項(xiàng)目中的一個(gè)側(cè)重點(diǎn)，而并不代表全部。

1 數(shù)據(jù)和信息

對(duì)水利和其他行業(yè)而言，獲得充分正確的數(shù)據(jù)，會(huì)受諸多因素的制約，也是面臨的重大挑戰(zhàn)。在對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和維護(hù)做出正確決策方面，數(shù)據(jù)起著至關(guān)重要的作用，能否獲得正確的數(shù)據(jù)，通常意味著作出的決策是否持續(xù)有效。

1.1 數(shù)據(jù)收集

因?yàn)閿?shù)據(jù)缺乏，常常會(huì)使研究停滯不前，進(jìn)而影響決策的成敗。要減少氣候模型中存在的不確定性，發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測氣候變化帶來的影響，就需要有更多的數(shù)據(jù)。而要扭轉(zhuǎn)正在萎縮的觀測網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，在收集精確定義天氣記錄所必須的關(guān)鍵水文氣象數(shù)據(jù)時(shí)，則需要在地面氣象站相關(guān)的監(jiān)測中投入更多精力。同樣，還需要改進(jìn)對(duì)大氣狀況的觀測方法，以更好地定義和了解大氣演變過程的機(jī)理，這對(duì)幫助氣候模擬研究人員完成對(duì)未來氣候條件的模擬是不可或缺的。

為了更加了解目前的氣候變化狀態(tài)，應(yīng)讓所有利益相關(guān)者獲取氣候觀測數(shù)據(jù)。此外，需要建立一個(gè)氣候與水資源中心數(shù)據(jù)庫，以取代目前尚不完整且分散和不統(tǒng)一的系統(tǒng)。這有望通過正在實(shí)施的“澳大利亞水資源信息系統(tǒng)”項(xiàng)目得以解決。

1.2 氣候模型尺度及氣候情景

由于其空間分辨率較低，對(duì)水資源管理者來說，目前的大氣環(huán)流模型(GCM)可用價(jià)值有限。這些模型只能預(yù)測網(wǎng)格上的環(huán)流過程，對(duì)流域水資源的規(guī)劃、當(dāng)?shù)丶罢麄€(gè)區(qū)域的影響評(píng)估則太過粗糙而不適用。利用空間降尺度的方法，將粗分辨率的GCM氣候預(yù)測結(jié)果轉(zhuǎn)換為較精細(xì)的空間尺度模型，被流域水資源管理者用來預(yù)測當(dāng)?shù)毓┧绊?。另外，在時(shí)間尺度上，應(yīng)區(qū)分水文影響的季節(jié)性、年際性和長期性，因此，需要進(jìn)行更多的研究?；诋?dāng)?shù)睾腿驓夂蚰Ｐ洼敵龆_展的未來氣候變化預(yù)測，能精確預(yù)計(jì)相對(duì)確定性或不確定性，對(duì)此也需要進(jìn)行大量研究。

有學(xué)者指出，一個(gè)可行的定量GCM建模方案，是將適應(yīng)計(jì)劃和研究建立在虛擬的氣候情景及相關(guān)的定量定性影響情景之上，從而對(duì)水資源和基礎(chǔ)設(shè)施的脆弱性進(jìn)行評(píng)估。

解決不同地區(qū)的影響多樣性，會(huì)受限于當(dāng)?shù)鼗治龇秶?，在高度不確定的情況下，研發(fā)恰當(dāng)?shù)哪M方法仍是首要的研究難點(diǎn)。除了需要建立新的地區(qū)氣候變化情景之外，還需要為水資源規(guī)劃者和管理者建立與以下情況相關(guān)的新情景:未來用水模式、水需求變化、人口和人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變化、水的用途改變、水資源和基礎(chǔ)設(shè)施影響，為脆弱性評(píng)估提供參考。

自然系統(tǒng)始終在充滿變數(shù)的環(huán)境中發(fā)生有限的變化，通常稱之為大自然的“穩(wěn)態(tài)”規(guī)律。有人認(rèn)為氣候穩(wěn)態(tài)顯然已消失，而基于這種規(guī)律的現(xiàn)有氣候和規(guī)劃情景的相關(guān)研究目前遭到質(zhì)疑，因?yàn)槟壳暗臍夂蛉狈Ψ€(wěn)定性。因此，水資源管理者必須研發(fā)新方法來解決氣候不確定性問題。

1.3 水量和水質(zhì)

總的來說，為了更好地進(jìn)行水資源規(guī)劃和管理，必需對(duì)未來的水質(zhì)和水量進(jìn)行廣泛而詳細(xì)的預(yù)測。例如，針對(duì)水庫來水水質(zhì)的變化，應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)的監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)上游流域和水廠排放物進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)，對(duì)與下列事項(xiàng)相關(guān)的氣候變化的影響也應(yīng)開展研究:

(1)流域水質(zhì)變化對(duì)下游水處理過程的影響;

(2)對(duì)區(qū)域、跨區(qū)域或大陸尺度的長時(shí)期空間整合進(jìn)行研究，以解決極端氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和供水的影響;

(3)與水量減少/水質(zhì)變差相關(guān)的不確定性;

(4)溫度和徑流的變化對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的影響;

(5)流域泥沙輸移和污染物沉積速率;

(6)包括污染物生態(tài)毒性在內(nèi)的化學(xué)生物過程影響;

(7)供水中日益嚴(yán)重的藍(lán)藻問題;

(8)下游水華影響;

(9)澳大利亞的水傳播疾病的強(qiáng)度和頻率。

1.4 水和能源的聯(lián)系

水和能源具有固有的聯(lián)系:水以各種方式產(chǎn)生能源，同樣，能源也用于水的抽取、處理和分配。澳大利亞水服務(wù)協(xié)會(huì)(WSAA)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，為了最大程度地降低溫室氣體而投資，必須基于深刻理會(huì)水與能源的關(guān)系。國際水協(xié)會(huì)(IWA)也認(rèn)識(shí)到能源和水務(wù)部門必須尋求聯(lián)合解決方案，而不是繼續(xù)單獨(dú)運(yùn)作，這樣才能促使研制更多的創(chuàng)新性解決方案，以更加協(xié)同的方式來優(yōu)化能源和水資源供應(yīng)效率。此外，為了幫助相關(guān)領(lǐng)域的政策制定者，還應(yīng)對(duì)將水與能源的關(guān)系擴(kuò)展到水-能源-營養(yǎng)素的可能性和有效性進(jìn)行調(diào)研，并對(duì)其互連關(guān)系以及整合模型開展研究。

1.5 水利基礎(chǔ)設(shè)施性能

1.5.1 城市供水基礎(chǔ)設(shè)施

為應(yīng)對(duì)氣候變化，關(guān)鍵是在城市供水基礎(chǔ)設(shè)施方面應(yīng)做好充足的準(zhǔn)備，并進(jìn)行大量的研究，制定能適應(yīng)全球環(huán)境變化的城市發(fā)展政策規(guī)劃。已知的氣候變化和城市化對(duì)城市供水基礎(chǔ)設(shè)施的影響有很大的不確定性，且相關(guān)資料短缺，對(duì)地下基礎(chǔ)設(shè)施的影響則知之更少。因此面臨的挑戰(zhàn)是:研究氣候變化如何對(duì)設(shè)施產(chǎn)生影響，如何確定今后對(duì)設(shè)施進(jìn)行維修與更換。

目前正在對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生故障的原因、老化過程加速的類型及最大程度地延長其壽命的方法進(jìn)行研究。

在極端氣候事件發(fā)生時(shí)，主要基礎(chǔ)設(shè)施可能會(huì)受到疊加或“連帶”影響，有必要開展研究，以確定影響因素(例如風(fēng)暴潮、浪涌及極端降水等多種疊加危害對(duì)沿?；A(chǔ)設(shè)施的影響)，同時(shí)應(yīng)制定周密計(jì)劃來避免這些影響。為使可能發(fā)生的連帶影響降到最低，還應(yīng)研究基礎(chǔ)設(shè)施的比選方案。

1.5.2 洪水管理

可以肯定的是，氣候變化會(huì)給為防洪減災(zāi)而實(shí)施的水資源管理實(shí)踐造成不利影響。因此，根據(jù)實(shí)施的洪水管理方案，應(yīng)對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施性能加以改進(jìn)。此項(xiàng)活動(dòng)進(jìn)展順利與否，取決于其利益相關(guān)者(即當(dāng)?shù)?、州?jí)和聯(lián)邦機(jī)構(gòu))之間的協(xié)調(diào)合作程度。同時(shí)，還必需做到:

(1)針對(duì)預(yù)期極端事件，對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，并對(duì)其可承受的最大降水和設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行重新評(píng)估;

(2)研究連續(xù)模擬法和前期水分條件測定等新方法，用于預(yù)測設(shè)計(jì)洪水強(qiáng)度;

(3)研究用于氣候“非穩(wěn)態(tài)”新范式下的洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法;

(4)將氣候變化的不確定性納入到水利基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和管理中;制定新的設(shè)計(jì)和管理方案，以應(yīng)對(duì)未來極端天氣事件。

目前，澳大利亞工程師協(xié)會(huì)正在考慮與氣候變化相關(guān)的問題，擬對(duì)用來評(píng)估降水、徑流、水資源和洪水的指導(dǎo)性文件《澳大利亞降水和徑流》進(jìn)行修訂。

2 政策及規(guī)制改革

2.1 政策及規(guī)制改革

自1994年推行“水改革框架”以來，澳大利亞水利行業(yè)已經(jīng)歷10多年的改革，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、所有權(quán)和規(guī)制設(shè)定都發(fā)生了變化。2004年又簽訂了政府間“全國水資源計(jì)劃”深化改革協(xié)議，旨在制定一套基于市場、規(guī)制和規(guī)劃的全國地表和地下水資源綜合管理系統(tǒng)。此外，圍繞《澳大利亞飲用水指南》的修訂工作即將結(jié)束，其中的大量內(nèi)容已公開供公眾討論。

根據(jù)WSAA，應(yīng)制定城市水務(wù)部門新的環(huán)境法規(guī)方法。目前，像污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)源法規(guī)等多數(shù)傳統(tǒng)的環(huán)境法規(guī)是基于“單個(gè)問題”，未采用可持續(xù)性原則，所以需要制定更加完整的綜合規(guī)制方法。新方法應(yīng)考慮采用“生命周期”的原理，結(jié)合水利行業(yè)的目標(biāo)，在環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間尋找平衡，且今后所有的立法都應(yīng)使水資源管理者能靈活應(yīng)用，以適應(yīng)氣候變化的影響。

2.2 水的最終利用效率和需求管理

隨著水的最終利用效率不斷提高及水用戶對(duì)水的需求減少，繼續(xù)采用為用戶提供優(yōu)質(zhì)的結(jié)合水和常規(guī)的溫室氣體減排措施，所得到的減排效益往往很低。因此，為了確保能夠應(yīng)對(duì)未來的氣候變化，需要在技術(shù)、公眾意識(shí)以及對(duì)水的利用效率和需求管理措施方面進(jìn)行更多的研究。

減少城市供水管網(wǎng)中的泄漏量并加強(qiáng)管理，同樣會(huì)有很大的節(jié)水潛力。雖然許多澳大利亞的公用事業(yè)部門已經(jīng)在這方面做出了成績，但仍需加倍努力，研究改進(jìn)措施。這對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉尤其重要，有時(shí)通過輸水管網(wǎng)、灌溉網(wǎng)以及農(nóng)田明渠會(huì)導(dǎo)致大量的水流失。在這方面，針對(duì)灌溉技術(shù)的改進(jìn)、抗旱作物和耕作制度，以及制定土壤水分保護(hù)措施，應(yīng)提出研究程序并進(jìn)行反復(fù)商討。在適應(yīng)水資源管理方面，改進(jìn)計(jì)量方法也能發(fā)揮重要作用，且通過用水效率實(shí)踐可以獲得有效成果，確保水的可持續(xù)利用符合水共享計(jì)劃和新的用水許可證條件，協(xié)助泄漏檢測，促進(jìn)水交易市場的發(fā)展。

2.3 水價(jià)和市場

目前必需對(duì)水費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行審查和改進(jìn)，使其能反映水的“真實(shí)成本”，將來應(yīng)以改進(jìn)后的供水和用水模式提供供水服務(wù)。其他一些措施，比如擴(kuò)大水交易市場，采用經(jīng)濟(jì)刺激手段鼓勵(lì)節(jié)約用水、水資源配置改革及其再利用以獲得更高的利用價(jià)值，還需要作進(jìn)一步的探討。通過制定水價(jià)和實(shí)施政策/立法改革措施，更好地理解這些為適應(yīng)環(huán)境公正和社會(huì)公平而采取的措施內(nèi)涵。

2.4 適應(yīng)性管理及不確定性下的適應(yīng)

傳統(tǒng)的應(yīng)對(duì)全球氣候變化風(fēng)險(xiǎn)的戰(zhàn)略規(guī)劃方法，不具有足夠的靈活性和敏銳性來及時(shí)適應(yīng)新情況出現(xiàn)時(shí)發(fā)生的變化。為了使政府機(jī)構(gòu)能更好地適應(yīng)變化，需要制定戰(zhàn)略決策支持系統(tǒng)或決策框架，以便能在短時(shí)間內(nèi)將新的科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化為政策。此外，為了完善適應(yīng)性管理實(shí)踐，重要的是，這些戰(zhàn)略規(guī)劃或決策框架自身同樣也應(yīng)具有適應(yīng)性和及時(shí)反應(yīng)能力。

考慮到供水安全的重要性，新制定的水資源管理策略必須具有足夠的多樣性、靈活性和適應(yīng)性，這樣才能應(yīng)對(duì)與預(yù)測未來氣候變化相關(guān)的高度不確定性。盡管最近對(duì)氣候變化“不確定性”特性有了較深的認(rèn)識(shí)，但還需對(duì)其作進(jìn)一步研究，減少這些不確定性，盡力幫助水資源管理者適應(yīng)未來不確定的水文情勢變化。

2.5 可持續(xù)性適應(yīng)

應(yīng)盡量縮減適應(yīng)和緩解全球氣候變化的范圍。對(duì)適應(yīng)與緩解的關(guān)聯(lián)性開展研究，應(yīng)該能對(duì)未來的適應(yīng)方式有所啟示，并能使不適應(yīng)的可能性減到最小。例如，作為一種適應(yīng)策略的海水淡化，具有很高的能量消耗和溫室氣體排放強(qiáng)度，而這些與緩解氣候變化的目標(biāo)相悖。為使適應(yīng)性行為可能帶來的負(fù)面影響最小化，同時(shí)又能利用氣候變化帶來的所有有利影響，必須深刻認(rèn)識(shí)適應(yīng)與緩解策略之間的復(fù)雜關(guān)系。

類似生命周期評(píng)估這些可持續(xù)利用評(píng)估工具的應(yīng)用，非常有助于水務(wù)部門研制適宜的可改進(jìn)流程的方法和提高適應(yīng)性反應(yīng)能力。此外，鑒于近期專注于分散式處理系統(tǒng)的研究，所以必須對(duì)這些相對(duì)傳統(tǒng)的集中供水式系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估。

3 人類的適應(yīng)

應(yīng)在研究人員之間開展廣泛的跨學(xué)科互動(dòng)交流活動(dòng)，并促進(jìn)科學(xué)家與水資源管理者/決策者之間的交流。例如，水資源管理者必須以可用且可解讀的格式，將氣候模型輸出，使之能兼容到資源管理模型中，并能夠用于各級(jí)(區(qū)域或流域)資源管理活動(dòng)。能否建立一個(gè)信息機(jī)構(gòu)，充當(dāng)氣候科學(xué)家和水務(wù)工作者之間的橋梁，使后者參與科研開發(fā)，當(dāng)然需要對(duì)其可行性進(jìn)行研究。必須強(qiáng)化水利行業(yè)內(nèi)部的知識(shí)和能力建設(shè)，使水資源管理者和具有必要技能的其他利益相關(guān)者能夠更好地勝任水資源分配的管理;規(guī)劃監(jiān)測旱澇方案;開發(fā)更精確的長期供需預(yù)測程序;對(duì)未來氣候情景進(jìn)行更恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)，并使其融入將來對(duì)水資源的管理活動(dòng)。

必須在更廣泛的社區(qū)范圍內(nèi)開展氣候變化的適應(yīng)教育并強(qiáng)化其意識(shí)，旨在交流氣候變化影響和減少風(fēng)險(xiǎn)策略等相關(guān)的信息，以利于了解何種類型的風(fēng)險(xiǎn)最大及必須采取措施減少這些風(fēng)險(xiǎn)，從而達(dá)到改變社區(qū)不良行為的目的。重要的是，應(yīng)采用既有意義又生動(dòng)活潑的形式來交流這類信息，以便社區(qū)團(tuán)體能夠很容易地理解其背景和意義。

4 結(jié)語

人類生存以及衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、能源等部門和系統(tǒng)都依賴于安全可靠的水資源。由于全球氣候變化，可能導(dǎo)致未來水文管理體制、水文情勢和水質(zhì)發(fā)生不利變化，從而造成重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響。因此，目前需要做更多的工作，以便能更好地管理風(fēng)險(xiǎn)和有關(guān)氣候變化對(duì)水資源和水利設(shè)施帶來的不確定性影響;同時(shí)還需要進(jìn)行大量研究，為今后發(fā)展制定適應(yīng)性的實(shí)施策略。本文探討的內(nèi)容，可為該領(lǐng)域未來工作的開展和發(fā)展思路奠定基礎(chǔ)。