水可能是这个世纪最大的挑战
时间:2020-05-29 源:
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——在2009全球人居环境论坛年会开幕式的演讲
加拿大原环境部长、联合国环境署治理委员会原主席戴维•安德森
2009年11月,中国无锡
摘要:人类赖以生存的是占地球上全部水资源1%的淡水,也正是这1%的淡水让世界许多地区承受着巨大的压力。世界上绝大多数国家面临各种各样的、十分严峻的水资源挑战。
这些国家试图解决其水资源匮乏的方法大致有三:其一,循环用水满足次要需求,其二,从其它地区调水或寻找新水源,其三,节约用水。截流河流湖泊水或开发地下水资源不是解决水资源短缺问题的长久之计。我们可以通过脱盐技术将海水转化为淡水,脱盐技术仍只提供了世界淡水资源总需求量的1%而已。解决水资源短缺的一个更具前景的方法在于世界贸易。在这方面农产品的交易最有机会,因为世界上2/3的淡水资源用于食品生产。在我看来,本世纪所有国家都面临的一个意义重大的核心问题,将是如何改进水利系统和水资源利用以适应由于气候变化带来的全球变暖问题。
戴维•安德森(David Anderson)于1968年开始政治生涯。1993年,安德森先生在联邦选举中当选为维多利亚州自由党议员,并被任命为国民税务部长和负责英属哥伦比亚的部长。1996年,他被任命为运输部长。他加强了交通运输与旅游业的联系,并帮助重组加拿大航空。1997年6月安德森先生再次当选为维多利亚州议员,随即被任命为渔业与海洋部长。1999年8月3日,安德森先生被任命为环境部长。从2001年2月5日, 安德森先生成为首位当选为联合国环境规划署(UNEP)治理委员会主席的加拿大人。
安德森先生在英属哥伦比亚大学(UBC)获得法律学位。
▲戴维 • 安德森先生在GFHS 2009开幕式上演讲
拉比博特先生挥洒3500万美元的目的何在?他的视频在向与会名流传达什么样的信息呢?拉比博特先生称他想要引起人们对世界水资源危机的关注。
拉比博特先生知道存在水危机,他知道如何引起公众注意,他还知道太空是讨论地球水资源问题的极佳场所。
在人类历史上亮相最多的照片莫过于一张地球的照片,这张照片拍摄于1972年12月阿波罗17号登月时。照片中,由于太阳正位于宇宙飞船之后,整个地球表面通亮没有阴影,可以看到非洲、中东地区,还可以看到部分太平洋和印度洋广阔、蔚蓝的水域。从太空望去,地球表面70%都是水,陆地面积极少。看着照片,很难相信我们存在水危机。
然而表面现象是会骗人的。照片上的是咸水,占地球上全部水资源的97%。其余的3%才是淡水,大部分分布在南极洲、格林兰冰盖,高山冰川、北极冰川和积雪覆盖的北方地区。地表淡水、江河湖泊水和地下含水层占地球全部水资源不足1%。人类赖以生存的正是1%的淡水,也正是这1%的淡水让世界许多地区承受着巨大的压力。
我说这部分水资源是为我们所使用的。这话还不足以道出水对于人类生活的重要性。每个人的身体都需要恒定的涓涓细流以维持生存。如果身体的水分比正常水平低1%,我们就会出现饥渴。如果低于5%,我们会生病,低于10%,我们将无法活动,低于12%-15%,我们就会死亡。简而言之,根据我们所生活的地区和工作强度,我们每天消耗2-4升水,否则将无法生存。前苏联总统戈尔巴乔夫,暨现任国际绿十字环境组织主席,用一句乌兹别克谚语来说明这一点:没水了,就是没命了。话语通俗,却是千真万确。
▲GFHS 2009重要活动——无锡节水与水处理技术展览会开幕式
我们管理水资源,却没有管理好。许多地区普遍存在由于工业、农业、人类粪便所造成的严重的水污染,有的后果十分严重。有的地区每年有1500万到2000万的人死于由水引发的疾病。仅痢疾每年就会使近400万人丧命。发展中国家的儿童因痢疾而死亡的风险高。每8秒钟,地球上某个地方就会有一个儿童因水引发的疾病而夭折。因此,水污染是一个严峻的全球问题。
提高水质量是另一个主要难题。同样,不同地区面临的问题各不相同。比如说,我的祖国——加拿大似乎拥有在旁人看来充足的淡水资源。由于统计方法不同,得出的数字也不相同,但是总体来说,我们加拿大人认为世界淡水资源的9%-10%都分布在加拿大。但是这些淡水资源中大部分存在于极地冰川、山地冰川和积雪地区。有些淡水是“死水”存在于湖泊之中,如北美洲五大湖,每年仅接收其总量1%的新水量。换个角度来看,如果五大湖水量的1%流往别处,那么向外流向圣劳伦斯河——北美洲东海岸最大的河流的水流将会干涸。如果这个水系1%以上的水量被调走,那么五大湖自身将最终干涸。显然,五大湖的水资源无法利用,至少是不可持续的。由于地势所致,加拿大所剩水资源中的流动水流向北方,无法为南方人口密集地区所利用。
▲加拿大尼亚加拉瀑布
在国际社会上,加拿大不是唯一一个淡水资源丰富的国家,然而,淡水资源丰富的国家占少数,由于人口压力不断增加,这些国家也越来越少。从1900年至2000年人均用水量翻了一番。世界上绝大多数国家面临各种各样的、十分严峻的水资源挑战。
或许,与加拿大得天独厚的水资源形成鲜明对比的就是非洲西南部的国家纳米比亚。那里,年平均降水量尚不足10英寸。降水量如此之少,以至于其首都温得和克是世界上为数不多的,也许是唯一一个将处理过的污水纳入常规城市水系统循环利用的城市。其循环利用规模大,处理过的污水占城市用水的三分之一或更多。
纳米比亚另一项创造性地弥补本国淡水资源匮乏的举措是使用塑料网筛捕捉来自海洋的雾气和湿气。顺便说一下,此项技术在世界上大约二十个国家被使用。
纳米比亚面临的水资源形势也许最为严峻,但是还有很多国家水资源相当有限。中东地区大多数国家,阿拉伯半岛和北非面临相似的难题。另外,在许多国家里,包括智利、澳大利亚、印度、美国和中国,沙漠面积广阔,部分地区降水量稀少。
这些国家试图解决其水资源匮乏的方法大致有三:其一,循环用水满足次要需求。这与纳米比亚温得和克循环使用污水大致相同,与墨西哥和其它许多地区利用废水直接灌溉农田也大致相同。其二,从其它地区调水或寻找新水源,其三,节约用水。
近期最久负盛名的调水工程是当今中国的南水北调:修建三峡大坝、修运河、挖管道,将三峡大坝的水调往中国北部人口稠密地区。事实上,中国调水灌溉历史可追溯到几千年前。三峡工程是最近的、规模最大的调水工程,也是最具争议的调水工程,因为由于修大坝水库,数百万人搬迁,而且此举还可能对流域生态造成影响。
稍后大会还将有对三峡大坝更了解的专家发言,探讨中国其它地区水利工程的进展。我只是想强调,南水北调伟大不仅仅因其规模宏大,还因这是中国未来最后一次机会去实现如此之大规模的工程了。未来为满足中国人口、工农业需要的调水工程将缺乏水源。
尽管三峡大坝和南水北调工程是同类工程中规模最宏大的,但是我之所以提到它是因为,从原则上讲,这一工程与中国和世界其它地区近千年来所进行的同类工程并无二样。除了在中国,在美索不达米亚、罗马帝国、墨西哥、柬埔寨和中美洲的玛雅地区,都有大规模的截流工程的历史考古记载。事实上,河流截流历来是人类建筑工程方面最古老最伟大的壮举。
上世纪花费最昂贵的一些引水工程建于美国西南部。旧金山的截流工程早在一个多世纪前的19世纪早期就开始了。菲尼克斯和拉斯维加斯几乎完全依赖数百公里之遥的科罗拉多河水源。洛杉矶所利用的当地水资源仅占其用水量的15%。
其它地区也有大型河流截流工程。比如,土耳其正在实施大安纳托利亚规划,在幼发拉底河和底格里斯河上修建水坝,用以发电和灌溉近两百万亩的农田。土耳其一半的电能源于在这两条河上修筑的大坝。
该项目对于位于下游的叙利亚是个不小的威胁,威胁其现有大坝、灌溉工程的有效性及规划的未来水利开发。叙利亚依赖幼发拉底河提供其用水需要量的85%。土耳其现有大坝和正在筹建中的大坝将会造成幼发拉底河在叙利亚的流量减半。
更为复杂的是,伊拉克位于土耳其和叙利亚的下游,那么两河在伊拉克境内的流量和水质将受到叙利亚和土耳其水利开发规划的不良影响。据称,伊拉克规划人员预计,由于上游水利开发,伊拉克将损失3/4的这两条河的可利用水资源。
▲GFHS 2009开幕式
在水利开发问题上,最危险的国际纠纷也许要算中东地区以色列和其阿拉伯邻居之间的纠纷了。叙利亚、伊拉克和土耳其有着同样的穆斯林信仰,但就以色列及其邻国而言,宗教狂热和长达60年的战争、征服、压迫和定居点历史又增加了复杂性。在这里情况要困难得多。
简单来说,形势如下:
以色列在成立没几年就开始修建运河、管道、隧道系统,准确的说,是实施国家蓄水工程。目的在于调集约旦河和雅姆克河河水以及加利利海(淡水湖)的水到内盖夫沙漠和以色列西部海岸地区,约旦河和雅姆克河的上游都在叙利亚境内。这一逻辑在以色列看来合情合理,但是对周边的阿拉伯国家现有的水源供应构成了一个显而易见的威胁,尤其是约旦,约旦除了靠加利利海提供水源外几乎没有其它水源了。以色列却执意要在炎热干燥的新领土上创建农业绿洲,因而一意孤行。
1964年,为了消除以色列构成的威胁,并为本国用水考虑,叙利亚就开始实施源头截流计划,拦截和控制流向以色列的约旦河河水。作为回应,1965年,以色列使用空军和大炮炸毁叙利亚施工地,并破坏了截流设备和机械。
1967年为期6天的巴以之战后,以色列占领戈兰高地,获取约旦河源头大量水源。还占领了约旦河西岸水源,获取西岸山地地下蓄水层,该地下水提供了以色列所用淡水资源的三分之一。结果是,以色列现在拥有的水资源是位于约旦河西岸的巴勒斯坦人的6至8倍,巴勒斯坦人则常常因为没有水浇灌庄稼,而别无选择,只好放弃这片土地。
1967年的巴以之战,以色列还占领了加沙地带。类似的是,通过以色列国家蓄水工程,加沙地带的3千多以色列居民获得了当地水源的75%,而百万巴勒斯坦居民仅拥有水源的25%。为了应对水源短缺的问题,巴勒斯坦居民转向使用地下水,地下水正以每年20至30厘米的不可持续的速度下降。地中海的咸水现已进入含水层,并部分污染了含水层。
阿以水纠纷的是是非非和可能的解决办法远远超出了这次大会的主题。我简单的介绍中东水危机,因为这说明未来的水资源之争可能造成严重冲突的一个鲜明例子。中东仅仅拥有世界淡水总资源的1%,却拥有世界总人口的5%。虽然造成中东局势紧张的原因还有很多,但是很少有像因为水资源匮乏引发的问题那么重要。
中东不是唯一一个因水资源而引发国际冲突的地区。就在非洲南部的纳米比亚,我在几分钟前还提到过,正在筹建用近千里的管道来截流奥卡万戈河,这条河的源头在安哥拉,流经其偏远地区,再流入博茨瓦纳。奥卡万戈河河水滋养了奥卡万戈三角洲,该三角洲周边为喀拉哈里沙漠所环绕,是世界上仅存的面积最大的湿地。奥卡万戈三角洲是数万人的家园,也是非洲大陆随处可见的野生动物最主要的聚集地,它是博茨瓦纳每年价值数亿美元的旅游业的根基。
气候变化的影响和近十几年来非洲南部的连年干旱,使问题越来越复杂。和以前的其它地方一样,这种干旱会结束吗?还是会继续干旱下去,最终改变该地区的生态环境?如果继续干旱下去,有可能挽救湿地吗?反过来,纳米比亚应该加紧修截流管道吗?当然,如果干旱持续下去,奥卡万戈河水量减少,修建管道截流所造成的影响将更加深远。
尽管安哥拉、纳米比亚和博茨瓦纳成立了三国水利管理委员会,来处理水资源利用问题,但接下来的冲突看来似乎在所难免。
通过分流来增加一国供应水的讨论,表明采取此种做法应对水资源短缺会产生两大难题。
其一,对环境造成多大的影响尚不确定。重大截流工程对环境造成的影响难以预料或者被低估了。有时付出的代价比截流本身带来的效益更加昂贵,使得修建大坝的高额花费显得毫无意义,甚至还会对希望从拦截工程中获益的居民造成危害。修坝截流改变的不单单是水流,还会改变河水的盐度、温度、植被和一系列其它因素,这些因素在自然界都处于微妙的平衡状态。改变环境的代价可能会极其高昂,如前苏联截流工程造成了咸海的消失。
其二,水匮乏地区水资源的过度利用。河流下游或其它地区的水源经常被充分利用,截流河流通常会使其他水源利用者流离失所。截流在一国之内造就了受益者和受害者,这可以中国修建三峡大坝为例,但是当相关的水道穿越国际边界时,还会产生国际摩擦和潜在冲突。
一个世纪以前,加拿大和美国就意识到了这个问题,于1909年成立了一个边界水源委员会,被称为国际联合委员会。总的来说,自该委员会成立后,美加边界的水纠纷就已经得到满意的解决了。尽管如此,在我任职加拿大环境部长期间,我一直强烈反对在美国北达科他州截流的提案,因为它将会对位于加拿大马尼托巴省的红河河谷下游造成有害影响。
▲GFHS 2009期间,安德森先生(左四)和嘉宾合影
美国和墨西哥之间的跨境水纠纷更为复杂。美国依靠充分利用、截流科罗拉多河,为大约2500万美国人民提供了水源。科罗拉多河被截流调往美国西南部阳光地带各州之后,水量骤减成一条小溪,只有不到1/8的水量流向位于墨西哥的河口。同中国的黄河一样,科罗拉多河上游截流经常导致河流断流。显而易见,墨西哥下游居民为上游截流承担了后果,也与中国黄河下游居民的情况一样。
如果原先用于浇灌农田的水源现在被拿来奢侈地、浪费地利用的话,那么这个代价就更加让人难以接受了。例如,亚利桑那州的菲尼克斯城,每年每户耗水百万升,用于浇灌草坪、修建喷泉。该城的供水系统——亚利桑那中部工程,水源来自数百公里外的科罗拉多河水源。菲尼克斯城居民忘了他们生活的地区年降水量仅18厘米。
菲尼克斯一半的水资源用在花园和景观上,由于气温高,加上缺乏有效的喷洒系统,许多水分都蒸发掉了。然而,菲尼克斯和其它美国阳光地带正面临一个难题,那就是,没有其它可以轻易利用的水源了。这个地区要继续发展就需要节约用水。几年后,从三峡大坝增加的水源被中国北方地区的人民消耗一空时,中国也将面临同样的困境。
除了截流,补充现有地表淡水资源不足的另一个主要机会是抽取地下水。全世界都在采取这一措施。我之前提到,以色列利用西岸山地地下水,侵占了巴勒斯坦的领地,事实上,这提供了以色列所需淡水资源的大约1/3,而巴勒斯坦居民则利用加沙地带含水层里的地下水。
不幸的是,地下水利用率超出了补给率已司空见惯,在世界范围内,地下蓄水层抽水多,而通过雨水和渗漏补给不足。事实上,据估计,世界范围内,用于农田灌溉的耗水量超出雨水补给量达1600亿立方米。
在20世纪30年代干旱时期发现的奥加拉拉蓄水层,占北美洲地下近50万平方公里,对于美国主要谷物生产区的灌溉具有重大意义。不幸的是,与其它许多蓄水层一样,由于农民过度抽用,来不及补给,水位已持续下降。
鉴于近来全球的经验教训,截流河流湖泊水或开发地下水资源不是解决水资源短缺的长久之计。水自然循环,为人类再用。然而,水资源的总量有限,我们无法生产水。
但是,我们可以通过脱盐技术将海水转化为淡水,世界上某些地区正在这样做。尽管近三十年来,其花费已减少,但是这一过程耗费能源和财力,因而采用此做法的几率有限。那些能源丰富但水资源匮乏的国家,如沙特阿拉伯,将脱盐设备投入使用,其首都利雅得通过500公里的管道输入脱盐的水。据称,脱盐的水占到了沙特阿拉伯饮用水量的2/3。世界上超过一半的脱盐工厂都分布在中东,中东拥有丰富的碳氢化合物和太阳能资源。然而,脱盐技术仍只提供了世界淡水资源总需求量的1%而已。
解决水资源短缺的一个更具前景的方法在于世界贸易。水资源直接贸易是不太可能的,特殊情况除外。相对于其价值而言,水太重了,长距离运输水不切实际。但是,可以买卖那些生产时耗水量大,却能将水的价值集中在体积小、重量轻的产品中,这些产品运输简便、代价也不高。
在这方面农产品的交易最有机会。人类需要水和空气,食物次之。农作物生长需要大量的水。诚然,已在研究如何减少农业生产的需水量,还不断有许多节水方法报道,但是无论如何,人类所用淡水资源的70%被用于生产食品,这看来似乎不太可能有多大的改变。
在亚洲,这个数字是80%,目前,农业耗水量的最大一部分用于种植水稻,水稻是世界上一半人口的主要粮食。生产一公斤水稻,大约需要5千升水,相比之下,生产一公斤土豆,仅需要250升水。生产一吨小麦则需要1千吨水。
如果计算一公斤牛肉所需的用水量的话,这个数字就更加惊人了。牲畜消费美国大部分的玉米作物。获得一公斤牛肉,牛犊的饲料和饮水就要耗用近1.5万升水。对于一个关注耗水量的国家而言,从水量充沛的地区进口像小麦、大米和牛肉那样需水量大的产品,集中生产低用水量的作物、开发农业技术,可大幅度减少国内农业领域的用水量。
对于像中国这样的国家而言,这样做就意味着要改变其倾向于农业自给自足的传统观念。贸易可以用来扩大和补充中国的水资源供应。
较之今天所有关于水资源短缺的讨论更为重要的是气候变化问题。很难预测气候变化会对人类目前面临的水资源问题的产生何等影响,但是可以确定的是,它将使当前的问题更加复杂化。
气候变化将影响雨量分布、水温、河流季节流量、蒸发率和其它一系列与水相关的问题,这反过来会影响农业生产和城市地区。经过几个世纪发展而来的现有的城市取水用水系统以及废水处理系统将需要大规模的改进,在某些情况下,由于缺乏自由流动的水,现有的系统将不再有效,甚至不可能使用了。
▲亚洲第一大瀑布——贵州黄果树大瀑布,2015年
事实上,世界上2/3 的水资源用于农业,而农业生产尤其是粮食生产的拮据增长很难满足不断膨胀的世界人口,气候变化会对水资源最终对农作物造成影响,这就意味着这个问题将成为适应气候变暖新形势的中心问题。
大多数关于水资源问题的讨论都致力于短期问题,几年或几十年。这些问题的确非常重要。然而,在我看来,本世纪所有国家都面临的一个的意义重大的核心问题,将是如何改进水利系统和水资源利用来适应由于气候变化带来的全球变暖问题。