水資源和水安全領(lǐng)域的幾個(gè)概念創(chuàng)新*

人民教育出版社有限公司 丁堯清

一、虛擬水

吃一個(gè)漢堡，要用掉2400升水。

喝一杯咖啡，需要140升水。

你相信嗎？

艾倫教授

1993年，英國倫敦大學(xué)國王學(xué)院東方和非洲系的約翰·安東尼·艾倫（John Anthony Allan，1937-）教授提出“虛擬水”（Vritual Water）概念，作為部分解決中東地區(qū)水稀缺問題的一個(gè)選項(xiàng)，后于2008年獲得斯德哥爾摩水獎(jiǎng)。艾倫認(rèn)為，我們不僅在飲用和淋浴時(shí)需要消耗水，在消費(fèi)其他產(chǎn)品時(shí)也會(huì)消耗大量的水。例如，在英國，一杯咖啡在種植、生產(chǎn)、包裝和運(yùn)輸?shù)倪^程中需要消耗140升水，這相當(dāng)于一個(gè)英國人日均飲用和家庭生活用水量。

虛擬水也被稱為嵌入水、外來水或者蘊(yùn)含水。因?yàn)樗愃朴谔N(yùn)含能、土地或勞動(dòng)，是嵌在或隱含在產(chǎn)品中的，與實(shí)體水（real water）相比，它是看不見的。其便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)使農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易變成了一種緩解水資源短缺的有用工具和方式。

“虛擬水”戰(zhàn)略將國家和地區(qū)之間的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易看作是水資源的進(jìn)口或出口。中東等缺水地區(qū)每年靠糧食補(bǔ)貼從富水國家或地區(qū)購買水密集型農(nóng)產(chǎn)品——尤其是糧食——“虛擬水”數(shù)量，相當(dāng)于整個(gè)尼羅河的年徑流量。

在大陸水平上，北美、南美和大洋洲是主要的虛擬水“源”。美國、加拿大、巴西等國的虛擬水出口貢獻(xiàn)占全球虛擬水凈出口80%以上，北美占全球?qū)⒔话?，美國的虛擬水凈出口占其國內(nèi)用水量的三分之一。

東亞、中美洲、西歐、北非和西非、中東等地區(qū)是主要的虛擬水“匯”。東亞是最大的虛擬水進(jìn)口地區(qū)，占全球30%以上，其中斯里蘭卡和日本高居榜首。

中國政府強(qiáng)調(diào)糧食自給，但“不經(jīng)意間”成了虛擬水的凈進(jìn)口國。

二、綠水和藍(lán)水

按進(jìn)口谷物分解的我國水資源輸入量（1961-2004）

福爾肯馬克教授（左）

1995年，在聯(lián)合國糧農(nóng)組織的一個(gè)水和農(nóng)業(yè)會(huì)議上，瑞典斯德哥爾摩國際水研究中心的馬林·福爾肯馬克(Malin Falkenmark, 1932-)教授提出“綠水”（Green Water）和“藍(lán)水”（Blue Water）概念，呼吁改變傳統(tǒng)水管理習(xí)慣和方式，積極普及“綠水”觀念，并有效利用“綠水”資源。她于1998年獲國際水文獎(jiǎng)。

綠水主要是指賦存于土壤非飽和含水層(包氣帶)中的土壤水，以蒸發(fā)或蒸騰的形式由植被利用。

綠水和藍(lán)水示意

藍(lán)水主要是指賦存于江、河、湖泊及含水層中的地表水與地下水的總和，即通常所說的水資源。

從水循環(huán)角度來看，全球總降水的65%通過森林、草地、濕地和雨養(yǎng)農(nóng)田作物的蒸散（水分-水蒸氣由植物體的氣孔排出稱為蒸騰作用）返回大氣，即綠水；僅有35%的降水儲(chǔ)存于河流、湖泊以及含水層中，即藍(lán)水。

在全球范圍內(nèi)，80%農(nóng)田的水分依賴降水，這些雨養(yǎng)農(nóng)田提供了全球2/3糧食產(chǎn)量。畜牧業(yè)肉奶類產(chǎn)品和林產(chǎn)品幾乎均依賴著綠水資源。

盡管如此重要，而且不用投入人、財(cái)、物搞工程建設(shè)和維護(hù)，只因?yàn)槠湫螒B(tài)特殊，綠水在水資源的管理和研究中長期被忽視。

印度的綠水和藍(lán)水水資源結(jié)構(gòu)示意

關(guān)注和管理綠水，提高“綠水”的利用效率，是建設(shè)節(jié)水型社會(huì)的一個(gè)關(guān)鍵。從耕作措施來看，可以采用塑料薄膜覆蓋、雨水收集、避免徑流流失、深耕等。從生態(tài)的角度來看，應(yīng)合理調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與自然條件相匹配。

三、水足跡

2002年，荷蘭特文特大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院的阿爾杰·胡克斯特拉(Arjen Hoekstra, 1967-)教授提出了水足跡（water footprint）概念。水足跡是指任何已知人口(一個(gè)國家、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)人)在一定時(shí)間內(nèi)消費(fèi)的所有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量，或者說，一個(gè)產(chǎn)品（貨物或服務(wù)）的虛擬水是為生產(chǎn)這個(gè)產(chǎn)品在整個(gè)供應(yīng)鏈中的淡水利用量。

胡克斯特拉教授

水足跡由生態(tài)足跡理論衍生而來，是建立在虛擬水概念基礎(chǔ)上的。一種產(chǎn)品的虛擬水含量與這個(gè)產(chǎn)品的水足跡是相同的。和傳統(tǒng)用水量指標(biāo)——取水量相比，水足跡有三方面的不同：（1）取水量僅指通過管網(wǎng)、河道等取用的水，水足跡包括了落入土壤、滋養(yǎng)作物的雨水，以及為將工農(nóng)業(yè)污水稀釋到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)而耗費(fèi)的天然水。（2）水足跡不僅測量藍(lán)水（傳統(tǒng)的取水量），同時(shí)也計(jì)算綠水和灰水（grey water,即輕度污染的廢水）。（3）水足跡通過綜合整個(gè)生產(chǎn)和供應(yīng)鏈中所有的水量消耗和污染，衡量了產(chǎn)品和服務(wù)總的用水量。換句話說，水足跡包括直接的和間接的水利用，取水量僅僅指直接的用水量。通過供應(yīng)鏈計(jì)量的角度，水足跡刻畫了一個(gè)地方消耗或生產(chǎn)的產(chǎn)品與全球水資源占用之間的聯(lián)系，而傳統(tǒng)指標(biāo)卻不能揭示這種關(guān)系。

以作物為例，生產(chǎn)過程中需要三種類型的水：綠水、藍(lán)水、灰水。因此可將作物生產(chǎn)水足跡分為綠水、藍(lán)水和灰水水足跡。綠水足跡是農(nóng)作物在生長過程中蒸發(fā)的儲(chǔ)存在土壤中的雨水；藍(lán)水足跡是消耗的淡水水體，主要包括農(nóng)田灌溉用水的蒸發(fā)；灰水足跡是指以現(xiàn)有水環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，消納產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物負(fù)荷所需要的淡水。

水足跡可以幫助我們理解糧食貿(mào)易結(jié)構(gòu)中的水流動(dòng)和明智化水務(wù)管理，履行個(gè)人和企業(yè)的倫理責(zé)任。以糧食水足跡為例，中國北方雖然缺水，但是目前的糧食貿(mào)易結(jié)構(gòu)卻是虛擬水從北方向南方的凈流動(dòng)量更大。

在北京和鄰近的河北地區(qū)，政府正在探索采用水信用制度和生態(tài)補(bǔ)償支付制度等，協(xié)調(diào)兩地的水資源管理和利用問題。例如，北京周邊的張家口、承德等市縣可以種水稻、小麥、玉米等，但為了保證下游的北京能有足夠的淡水，現(xiàn)在只種玉米或者種植少量的小麥，原因是玉米可以充分利用綠水，不需要灌溉。北京市則向河北提供資金補(bǔ)助，幫助農(nóng)民調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。

個(gè)人水足跡構(gòu)成示意

食物生產(chǎn)用水所耗費(fèi)的巨額水資源量

我國人均用水和世界水平比較

對(duì)企業(yè)來說，其水足跡不僅包括直接用水——生產(chǎn)者管理或制造活動(dòng)中的用水量，還有間接用水——生產(chǎn)者供應(yīng)鏈中的用水量，即產(chǎn)出產(chǎn)品的水足跡總和。一個(gè)企業(yè)的水足跡可能與其他企業(yè)的水足跡重迭。例如，一個(gè)零售商的供應(yīng)鏈水足跡將部分與其供貨商的水足跡重合。這個(gè)聯(lián)系讓一個(gè)產(chǎn)品的所有關(guān)聯(lián)方共同承擔(dān)責(zé)任，并接受挑戰(zhàn)，努力減少他們或其產(chǎn)品的水足跡。

恩德貝勒先生（左）

四、水中和

在2002年約翰內(nèi)斯堡世界可持續(xù)發(fā)展首腦峰會(huì)上，南非電力發(fā)展集團(tuán)主席潘喬·恩德貝勒（Pancho Ndebele）提出了水中和（water neutral）一詞。他據(jù)此量化峰會(huì)代表在會(huì)議期間的水消費(fèi)，并將它們轉(zhuǎn)化成真實(shí)的貨幣，呼吁并鼓勵(lì)代表、企業(yè)和市民社會(huì)團(tuán)體購買水中和證書來抵消這十天的水消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)峰會(huì)水中和，這些補(bǔ)償將用于為南非貧困地區(qū)安裝水泵和節(jié)水行動(dòng)等指定用途的投資。

2006年，潘喬等人討論了水中和與水足跡概念的聯(lián)系，希望使用水中和概念作為一個(gè)潛在的將水足跡轉(zhuǎn)化為行動(dòng)模式的工具，并發(fā)展了一種簡單的水中和計(jì)算器，幫助到南非的游客估算他們逗留期間的水足跡，并計(jì)算需要支付的補(bǔ)償價(jià)格。這個(gè)計(jì)算器目前作為約翰內(nèi)斯堡水中和基金的戰(zhàn)略的一部分，通過賣水補(bǔ)償證書來積攢基金，用于更加持續(xù)公平的用水項(xiàng)目，以此補(bǔ)償?shù)侥戏堑挠慰偷乃阚E。

水中和概念類似碳中和或碳抵消概念，是一種提升意識(shí)、鼓勵(lì)減少水足跡的措施工具，因?yàn)樗麄兌际怯糜陧憫?yīng)氣候變化的挑戰(zhàn)。它鼓勵(lì)盡可能地減少水足跡，并為剩余水足跡支付合理數(shù)量的貨幣。

相對(duì)于豐水地區(qū)或時(shí)期而言，同樣大小的水足跡在一個(gè)缺水地區(qū)或缺水時(shí)期情況可能更糟糕，因此要求更大的補(bǔ)償努力。

一個(gè)流域的水消耗或污染不能通過在其他流域的節(jié)水或污染控制來中和。補(bǔ)償應(yīng)在發(fā)生影響的水文單元中進(jìn)行。在這方面，水補(bǔ)償概念與碳補(bǔ)償概念不一樣，因?yàn)闇p少碳排放的目的與這種減少在地球上哪個(gè)地方獲得是沒有關(guān)系的。跡。

水中和宣傳品