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淡水系統承受的越来越大的压力
氣候變遷正在根本地改變地球的水文周期。 全球平均氣溫比工业化前水平上升了1.1°C左右, 大气的水分承受能力每摄氏度增加了7 % 。 物理變遷在一些地区催生了更強大的降水事件,而另一些地方的蒸發和干旱卻在加剧。 其结果是,水世界在有些地方變得潮湿,在另一些地方更加干燥,其后果波及了每個國家的經濟和生态系统。
水是感受到气候变化的許多最显著影响的媒介。 洪水、旱旱、海平面上升和冰川融化都威胁到淡水的提供和质量。 對國家政府來說,這些变化迫使政府重新從根本上重新评估长期存在的水政策,以建立相对稳定的气候。 歷史模式將持续存在的舊猜想不再可行。 决策者現在必須為未來的水文極端作一計劃,以挑战现有的基础设施、法律框架和治理结构。
气候变化如何直接影响水资源
移動降水模式
氣候變遷最直接的影響之一是降水系統的變化。 地中海盆地、非洲南部和北美西南部等已經很干旱的地区,平均降雨量正在下降,多年旱情也更加频繁。 相反,萨赫勒和南亚部分地区的季風雨量正在增加,导致灾难性的洪灾。 即使在一個國家內,降水的分布也可能大為改變,造成勝利者和輸敗者,使國家的水源分配變得複雜。
加速排水和土壤湿度损失
高溫增加了土壤、植被和水面蒸發率。 这意味着即使降水总量保持不变,作物、自然生态系统和水库蓄水量也减少。 在许多農業地区,早雪融化和蒸發需求增加的合力已使生长季节缩短。 農民必須靠改變种植日期、使用抗旱作物或投资提高灌溉效率等手段适应,所有这些都需要政策支持和资金投入。
融化冰川和變更雪包
近20亿人依靠冰川和季节性雪盆的水。在喜马拉雅山、安第斯山和落基山脉,冰川正在以前所未有的速度退缩。這在短短的时间内随着冰的融化而增加河流流量,但冰消逝后,旱季流量急剧下降。對像秘魯、印度和巴基斯坦这样的國家,冰川缓冲器的消失威胁到城市、水力发电和农业供水的可靠性。 曾經假定高空水储存稳定的民族政策現在必须包含冰層萎縮的現實。
海平面上升和海水侵扰
低地三角洲地區如越南的湄公河三角洲和孟加拉的恒河-布拉馬普特拉三角洲都面临双重威脅:上游分流的淡水供應量减少,海水水分流到地表和地下水源。 這些國家的國家水政策現在必須整合沿海區管理、地下水治理以及歷史上被視為不同問題的气候适应策略。
影響到水依赖性關鍵區段
农业和粮食安全
農業占全球淡水抽水量的70%左右,也是最直接受气候變化影响的部门。 水的提供和溫度的變化直接影響了作物的产量、牲畜產量和渔业健康。 在很多发展中国家,大部分農民都依靠靠雨水灌溉的农业,因此尤其容易受雨季變遷和更常的旱情影響。 國家水政策與农业政策相關,其重心是推广用水效率高的技术、提高灌溉效率、以及培育抗旱作物品种。 然而,由于资金缺口和缺乏對小农的技术支持,實施仍然很慢。
能源生产
水力发电提供了世界約16%的電源,许多国家都依靠水力发电。 河流流量减少和水庫水位降低直接降低了发电能力。例如,巴西2021年的嚴重干旱迫使该国增加了对热力的依赖,增加了碳排放和電费。 相反,在水溫升高或河流流量低限制取水時,依靠水冷卻的热力发电厂也面临阻斷。 因此,必须协调国家能源和水政策,以确保能源安全和可持续用水。
人类健康和环境卫生
暴雨可能淹沒了水下排水系統, 导致污水排入水體, 鄉村地区干旱可能迫使人們依赖不安全的水源, 增加霍乱和傷寒等水傳疾病的风险。 世界卫生组织估計, 在2030年至2050年期间, 氣候變遷每年會造成25萬人死亡, 其中许多人死于水相关原因。 包括公共卫生防備、基础设施加固和社区教育在内的水政策對減低這些風險至关重要。
国家对策:使水政策适应不断变化的气候
許多國家都對水法、管理框架和投资優先權進行修改,
提高水的节约和效率
許多國家都引入了的强制性水保措施[,特别是在农业和城市供水方面。在以色列,先进的滴水灌溉和水回收技术使國家得以在增加作物产量的同时减少农业用水。澳洲的穆雷-達林盆地計劃在多年的嚴重干旱後實施,其中包括了水交易制度,在保护环境流的同时,把水分配到其最高值的用途。這些例子表明,水保不只是限制用水,而且要建立更有效率的行為的經濟和管制刺激措施。
投資於儲存和分配的基礎
新的水庫、海水淡化廠、盆內水轉水工程、地下水補充设施正在建設中, 以缓冲气候變化。 原文章指出, 加州在海水淡化和水回收方面投入了大量资金。 新加坡是缺水的城市, 已發展出一套精密的「四國水龍頭」系統: 匯入水、當地集水、開垦水(NEWater)和海水淡化。 然而, 此类基础设施是資本密集型的, 需要數十年才能發展。 国家政策必須优先安排灵活、成本低效益且符合長期气候預測的工程, 而不是簡單的擴增供量。
水资源综合管理
水管理是一個促进水、土地和相關資源协调發展和管理的过程,以便在不損及生态系统可持续性的前提下,最大限度地提高经济和社会福利。 在氣候變遷下,水管理變得更加重要,因为它迫使决策者考慮不同用水使用者以及地表和地下水系統之间的互动。聯合國報告,約76%的國家制定了水管理一体化計劃,但由于机构薄弱、治理不全和资金不足,其实施工作往往不完全。 增强机构能力和确保跨机构合作是有效的國家水政策的关键优先。
增强监测和预警系统
降水、河流流、地下水位和雪盆的准确數據是管理多變气候中的水资源所必不可少的。 许多国家正在擴張其監控網路,并投入以衛星为基础的遥感科技。旱涝预警系统可以讓政府發布警報、啟動应急應應應、在災前分配資源。 例如,印度气象局現在發佈了極大降雨事件地區級預測,使當地當局能疏散脆弱人群。 支持強力監控系統的國家政策是降低由气候引起的水極的人力和經濟損害的成本效益高。
案例研究:加州水政策转型
加州已經成為氣候壓力下水政策革新的實驗室。 2012年至2016年,該州在歷史性旱災後,颁布了《可持续地下水管理法》(SGMA),这是管理地下水抽水的第一部全面法律。SGMA要求當地机构制定在2040年代前平衡流域的計劃。 此外,加州在水回收、暴風雨捕捉和海水淡化方面投入了數十億美元。 該州2020年发布的“水复原力立體 ” 概述了数十項行動,以備足20%的水源。 進展不均,政治衝突依然存在,尤其是农业和城市使用者之间的冲突。 卡利福尼亞的態度表明,在气候不穩定的情况下,采取基于科學的积极主动政策非常重要。
案例研究:荷蘭的适应性三角洲管理
荷蘭是水管理的长期先行者, 采取了一個「適應三角洲管理」策略, 明确包含氣候設計。 荷蘭三角洲方案使用多代計劃地平線, 直至2100年, 設計灵活的基础设施系統, 隨著情況的變化而調整。 主要措施包括:加强堤防、透過洪水平原擴張為河流建設空間、投資淡水供應系統,
案例研究:孟加拉的基于社区的适应
孟加拉是世界上气候最脆弱的國家之一,氣旋、河岸侵蚀和鹽水入侵频仍,影响著數百萬人。 作為對抗措施,政府將水的适应性纳入了以社区为基础的國家气候战略, 以社区方法为重点。 雨水收集、水上农业和林地上建房等都由當地政府及非政府合作伙伴共同推廣。 孟加拉也投入大量資金投資於氣旋住所和预警系统,大幅降低暴風的死亡率。 孟加拉的挑戰性仍然很強,特别是在印度和中國的跨界河流流方面。 孟加拉的氣候表明,即使是资源有限的國家,也能通過增强當地群落的力量,來實施有效的水政策。
有效的水政策
有限
即便在富裕國家,水系改造以适应氣候變化的成本也很大。 世界银行估計,世界每年需要投资1萬亿美元以上的水基建,才能達到發展和氣候目標。 中國家面临最大的缺口,其中許多國家無法為基本維護现有系統提供资金,更別說新的投資。 綠氣基金等國際氣候金融机制已經為水系改造分配了一些資源,但其數量仍然遠低于需要。
政治和体制分裂
水治理常常被分在了各個机构之间,如农业、环境、能源、健康和城市规划。 气候变化需要综合的对策,但官僚的排位和相互爭相的任务可能阻擋進步。 在许多国家,水權历来都是基于过时的稳定供给的假设分配的,因此改革在政治上很困难。 强大的农业游说可能抵制灌溉分配的削减,而城市人口则需要更可靠的供给。 克服這些衝突需要透明的商議、利益相关者的介入以及愿意做出权衡的政治領導者。
跨界水冲突
260多個河流流域跨越国界,而氣候變遷正在激化共享水源的緊張。 建大坝或引水的上游國家可以減少流向下游鄰居, 氣候變遷也使得這些影響更難預測。 尼羅河、印度河、湄公河和科羅拉多河都是水系中相互爭取需求日益激烈的例子。 國際水約對很多流域來說是存在的,但這些約是几十年前制定的,可能不代表氣候變。 重新商討這些協議是許多國家一直不愿承担的外交挑戰。
資料缺口與不确定性
有效的水管理依赖于可靠的資料,但在许多地区,特别是在非洲和亞洲部分地区,監控網路是稀疏和日益恶化的。 即使有資料,氣候模型也投射了广泛的可能未來,使得决策者在可能要花几十年才能得到回报的投资中難于做出選擇。 决策者必須學習接受“不復雜”的選擇:在广泛的未來情景下有益的措施。 其中包括提高水效率、保护自然生态系统和建立机构能力,所有这一切都能产生共同效益,而不管气候是如何演化的。
未来方向:通过创新与合作建立复原力
将气候适应纳入国家计划的主流
水政策不能孤立地制定。它們必須與國家氣候調應計畫、災害風險減少策略、以及可持续发展目標相融合。 許多國家現在都在制定國家調應計畫, 明确涉及水安全。 目前的挑戰是從計劃到實施, 取得資源、訓練人手、建立監控與評估机制。 定期更新NAP, 以最新的氣候科學為基礎, 是讓政策在快速變化的世界中保持關切性所必不可少的。
利用自然解决方案
傳統的「草基建」(dams, levees, preeds)仍然很重要, 但自然基建的解决方案正被公认为成本低效且具有弹性的補充物。 恢复湿地、植树造林、保護海岸紅树林、建立城市綠地等, 都能夠改善水质、降低洪水風險、補充蓄蓄水層。 例如,紐約市在保護貓頭堡流域方面的投資拯救了數十億美元的水处理成本。 包括生态系统恢复和土地可持续利用等刺激措施的國家政策可以幫助利用這些自然服務。
承接數位水科技
智能水表、实时感應器、人工智能和數據分析器正在改變水利公用系統管理方式。這些科技可以探測出漏水、优化壓力、預測需求、改善极端事件時的反應時間。 发展中国家可以采用低成本的感應器網路和移动數據平台,跳過。 然而,數位解决方案需要資本在網路連通和網路安全上的投资,以及經營者的培训。 國家促进创新和知识傳輸的政策将有助于加速這些工具的采用。
合作
氣候變遷是全球問題, 尤其需要全球對水資源共享的反應。 聯合國水政協會和国际水資協會等國際機構都為對話、數據共享和共同管理提供了便利。 双边和多边協議可以降低衝突的風險, 也促进互利, 如水力氣相關計畫或協調大坝操作。 國家必須超越零和的思考, 承認合作可以提升各方的水安全。 氣候變遷的急迫性可能終將推动更新協議和加强跨國治理所需的政治意愿。
結 论
氣候變遷不是水資源的遠期威脅,它已經在重新塑造各大洲的水文系統。 無法解釋這些變化的國家水政策將變得日益不足,导致更大的經濟損失、社會破壞和環境退化。 好消息是,許多國家開始用创新策略來應對,從加州的地下水改革到孟加拉的群體適應方案。 然而,挑战的规模要求更雄心勃勃、更加速的反應。
综合、灵活和包容性的水政策,辅以強健的科學、充足的资金和强有力的机构,是通航未來几十年的必備。 每個國家都必須自問:我們的水政策是针对過去的氣候, 還是為我們預備未來的氣候? 答案會決定清洁水的提供, 以及全球經濟、生态系统和社会的穩定性。 在深入讀取全球水政策对策時, 聯合國環保署的水調适门户网站 提供了國家級的案例研究,而 世界银行的水资源頁提供了投資需求和最佳做法的資料。 气专委的《关于影响、适应和脆弱性的第六次评估报告》 包含了最全面的气候-水相互作用的科學分析, 以及 适应基金 展示了為建立复原力而筹资的具体项目。