不應(yīng)忽視的“綠水”資源

　　綠水是源于降水、存儲(chǔ)于土壤，并通過植被蒸散消耗掉的水資源，尤其在雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)是重要的水資源。“在我國(guó)西北缺水地區(qū)，當(dāng)?shù)匕傩掌鋵?shí)多年前就已經(jīng)懂得利用綠水資源，包括拿個(gè)水缸接雨水，雖然設(shè)施簡(jiǎn)陋、辦法簡(jiǎn)單，但直接利用了綠水。而如果給予一定的資金支持，科研人員可以設(shè)計(jì)出運(yùn)行模型，來估算綠水流，以科學(xué)方法使綠水資源被合理利用。”程國(guó)棟說。

綠水價(jià)值

　　為了能更好地評(píng)價(jià)半濕潤(rùn)、半干旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水資源的作用，1995年由Falkenm Ark等提出綠水和藍(lán)水的概念，首次將綠水引入農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，更新了水資源的思維。其中，藍(lán)水是指儲(chǔ)存在河流、湖泊以及含水層中的水，而綠水是指直接來源于降水，用于蒸發(fā)、散發(fā)的水。從水循環(huán)的角度分析，全球尺度上總降水的65％通過森林、草地、濕地和雨養(yǎng)農(nóng)田的蒸散返回到大氣中，成為綠水流，僅有35％的降水儲(chǔ)存于河流、湖泊以及含水層中，成為藍(lán)水。

　　綠水雖不易被看見，但具有不可忽視的作用。2006年第三期《地球科學(xué)進(jìn)展》刊登了程國(guó)棟、趙文智合作發(fā)表的“綠水及其研究進(jìn)展”文章，分析了綠水的價(jià)值：首先，綠水是維持陸地生態(tài)系統(tǒng)景觀協(xié)調(diào)和平衡的重要水源。陸地生態(tài)系統(tǒng)是淡水資源的主要載體，保持陸地生態(tài)系統(tǒng)健康是水資源可持續(xù)的關(guān)鍵。

　　其次，綠水支撐著雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)。研究表明，綠水支撐了約占全球耕地面積83％的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，為世界70％的人口提供糧食保障。人類人均每年需要1700立方米的水資源以滿足各種生活需求，但是通常只有約190立方米來自藍(lán)水，用來生產(chǎn)維系其生存所需的水資源多半為綠水資源。大約60％的世界糧食生產(chǎn)依賴于綠水，幾乎全部的畜牧業(yè)肉產(chǎn)品和林產(chǎn)品來源于綠水。

　　最后，綠水在維護(hù)地球陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)功能和服務(wù)功能方面具有不可替代的作用。如，作物、魚類和林木的生產(chǎn)能力，森林和海洋的碳固存、養(yǎng)分吸收和同化，海岸的維護(hù)等。這些功能雖然沒有明顯的定量的價(jià)格，但對(duì)人類社會(huì)的健康發(fā)展具有重要作用。生產(chǎn)這些生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值的淡水需求往往是看不到的，但維持這些功能的確需要大量的綠水。

　　盡管在概念體系和評(píng)價(jià)方法上仍處在發(fā)展階段，但綠水資源已在水資源評(píng)價(jià)和水文學(xué)研究中逐漸被重視。斯德哥爾摩國(guó)際水資源研究中心將綠水資源視為關(guān)系人類福祉的重要資源，并用簡(jiǎn)明的水循環(huán)圖式構(gòu)畫了一種全新的水資源管理策略。國(guó)際農(nóng)業(yè)發(fā)展基金（IFAD）、全球水系統(tǒng)項(xiàng)目組（GW SP）也開始致力于綠水研究。

   “綠水概念及評(píng)價(jià)方法的出現(xiàn)，已經(jīng)引起科學(xué)界對(duì)水資源概念和水文功能的重新思考，但國(guó)內(nèi)尚未開展類似的研究工作。”程國(guó)棟介紹。

人類正在影響綠水

   “綠水資源在國(guó)外也起步較晚，國(guó)內(nèi)目前對(duì)其認(rèn)識(shí)也非常有限，可以說還停留在概念上。”程國(guó)棟說。

　　在全球尺度上，綠水流既決定于生物物理?xiàng)l件，如氣候、土壤類型和植物種類等，又受制于各種管理?xiàng)l件，如植物吸收水分時(shí)間、植被密度、土壤養(yǎng)分狀況、土壤物理狀況和土地利用方式。

　　但不論是在全球尺度還是流域尺度，人類活動(dòng)通過改變土地利用格局，一直在深刻影響著綠水流的變化。如耕地的擴(kuò)張影響綠水流，因?yàn)檗r(nóng)作物根系深度遠(yuǎn)小于森林植被，生長(zhǎng)季又較短，導(dǎo)致蒸散減小，生長(zhǎng)季之后接著是較長(zhǎng)的休耕期，這段時(shí)間內(nèi)綠水流為土壤蒸發(fā)代替，森林蒸散要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于農(nóng)田，所以綠水流的減小意味著耕地面積在擴(kuò)大，森林覆蓋面積正在減小。

　　同時(shí)，人類活動(dòng)也加速了藍(lán)水和綠水的互相轉(zhuǎn)化。比如，人工儲(chǔ)水工程消耗了藍(lán)水資源，而這就是一種藍(lán)水轉(zhuǎn)化為綠水的方式。據(jù)研究人員估計(jì)，目前全球人工儲(chǔ)水工程所儲(chǔ)存的水量約為6000立方千米，覆蓋面積超過50萬平方千米。干旱區(qū)水庫(kù)能導(dǎo)致相當(dāng)數(shù)量的水面蒸發(fā)，如阿斯旺大壩建成之后，納塞爾（Nasser）湖每年由于水面蒸發(fā)損失的水量約為蓄水體積的11％，而該大壩能蓄積兩年的徑流量，因此每年大約有20％的徑流量損失于蒸發(fā)。

綠水安全關(guān)乎糧食安全

　　研究表明，生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)量的增長(zhǎng)與綠水的消耗呈線性關(guān)系，全球平均生產(chǎn)每噸谷物大約需要1500～3000立方米的綠水資源。據(jù)估計(jì)，發(fā)展中國(guó)家為了滿足人口增長(zhǎng)的需要，在未來的25年內(nèi)糧食產(chǎn)量必須翻倍。這對(duì)發(fā)展中國(guó)家是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)，尤其是那些多數(shù)土地已經(jīng)被開發(fā)，而數(shù)據(jù)表明其糧食產(chǎn)量又在最近25年內(nèi)停滯不前的國(guó)家。

　　盡管灌溉農(nóng)業(yè)在全球糧食生產(chǎn)中的地位也非常重要，但進(jìn)一步發(fā)展的空間小，因?yàn)槿狈ψ銐虻乃{(lán)水資源或因?yàn)樗�資源非常昂貴而受到限制。而理論分析表明，雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)量仍然有很大的提高空間，但實(shí)現(xiàn)這種提高還需要克服許多困難，如增大降水的入滲能力、減緩因?yàn)榻邓�的不確定性導(dǎo)致的干旱期脅迫（增加時(shí)間尺度上的根系可獲得水資源）、提高土壤肥力增加綠水流利用效率等。因此，為了養(yǎng)活快速增長(zhǎng)的世界人口，有效地利用降水資源，開發(fā)雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)潛力值得科學(xué)界進(jìn)一步重視

　　在全球人口膨脹的背景下、在可預(yù)見的將來，雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)仍是生產(chǎn)絕大多數(shù)人生存所需糧食的基礎(chǔ)。綠水安全與雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)緊密相關(guān)，雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)又與糧食安全關(guān)系密切，因此綠水安全就是與糧食安全相關(guān)的水資源安全。

　　“干旱半干旱區(qū)雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)所要面對(duì)的是嚴(yán)酷的水資源條件，降水的不可*性導(dǎo)致干旱脅迫頻繁發(fā)生，糧食生產(chǎn)穩(wěn)定性受到嚴(yán)重威脅。因此，在這一地帶，科學(xué)的技術(shù)和方法對(duì)水資源的管理非常關(guān)鍵。”程國(guó)棟說。

　　目前，約95％的世界人口增長(zhǎng)發(fā)生在發(fā)展中國(guó)家，超過60％的人口將主要依賴小規(guī)模的農(nóng)場(chǎng)生活，所以，研究人員認(rèn)為，綠水管理的關(guān)鍵在于如何保證這些小規(guī)模的農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行有效的糧食生產(chǎn)。

　　也有科學(xué)家認(rèn)為，在傳統(tǒng)的水資源評(píng)價(jià)中夸大了水資源的短缺程度，盡管人類所要面對(duì)的水資源壓力的確非常緊迫，但是只要將藍(lán)水和綠水資源進(jìn)行綜合管理，在水資源管理以及利用策略上聰明起來，*目前已知水資源，在全球養(yǎng)活100億的人口應(yīng)該是可能的。