全球水循环中的生态系统

柬埔寨洞里萨湖上的一个村落。超过100万人生活在洞里萨湖流域,以捕鱼为生。©Vladimir Smakhtin

 

生态系统通常是指在一定区域内所有生物成分(植物、动物和微生物)和非生物(土壤、气候)成分的集合体,其中每个成分都相互作用,形成一个功能单位。在生态系统中,每一个成分都对维持生态系统的整体健康和生产力起到一定的作用。森林、湿地和草地等生态系统都在全球水循环系统中发挥着重要的作用,认识到生态系统的作用及其与全球水循环之间的相互关系,对于可持续水资源管理至关重要。

人们经常认为,生态系统提供的“服务”可以分为:(一)供给服务,例如提供食物和水等生活资料;(二)调节服务,例如水净化和防侵蚀等;(三)栖息地服务,例如通过维持自然植被和鱼类栖息地底质的数量和质量,为物种生命周期提供环境,维护基因多样性;(四)文化服务,例如提供审美、旅游和精神体验(生态系统和生物多样性经济学,2010)。

2011年,全球生态系统服务所产生的经济价值约为124.8万亿美元,接近同年全球国内生产总值的两倍(科斯坦萨等,2014)。如今,人们普遍承认,各种水生和陆地生态系统正在退化,这主要是由于经济发展。这一方面从不缺乏数据。自1900年以来,世界上约有一半湿地已经消失(联合国世界水资源开发报告系列之三,2009);由于土地使用方式变化,1997-2011年期间,生态系统服务丧失的价值每年达到4.3-20.2万亿美元(科斯坦萨等,2014);据估计,世界上20%的含水层遭到过度开发,导致地面沉降、海水入侵等(格利森等,2012);世界一半以上的大型河流系统受到堤坝的负面影响(尼尔森等,2005);作物生产用水效率低下已经造成全球20%的灌溉土地盐碱化(粮农组织,2011);生态系统退化给人类造成了一系列不利影响,有数十亿人口生活在缺水地区和/或高水质风险地区(格皮和安德森,2017;威立雅和国际粮食政策研究所,2015)。如今,我们经常会听到“生态系统服务付费”、“生态系统方法”、“绿色和灰色基础设施”、“基于自然的解决方案”以及其他直接或间接涉及生态系统概念的词语及其科学论述(劳策,2014),表明人们日益关注全球生态系统的状况,越来越认识到生态系统在发展过程尤其是水资源开发中发挥的关键作用。天然生态系统(例如水生生态系统)被改变,部分原有的服务和相关惠益就会丧失,当然,改变后的生态系统会带来不同的惠益。然而,这个过程中存在一个“临界点”,即当生态系统所有惠益的总和达到最大值时,改变生态系统只会减少总惠益(阿克雷曼,2001)。在实践中,临界点非常难以确定,这可能是导致生态系统持续退化的众多原因之一。

在政治情景中,认定和量化生态系统服务也同样重要。例如,因争夺河流水资源引发的冲突,可以视为河流供给服务分配不均所导致的冲突。在水资源开发项目中,无论项目规模大小,生态系统服务的得失和取舍,以及相关社会冲突都是非常普遍的,例如灌溉和自然保护、水电生产和栖息地维护不能兼顾。

生态系统服务,包括水生生态系统服务,对于农村贫困人口的生存和生计至关重要,失去生态系统服务可能会加剧贫困。为解决这个问题,人们常常提起环境服务付费这一概念。在某个河流流域内,下游的城市可以付费给上游的农村社区,因为上游通过含水层补给管理,储存了更多的水,降低了洪涝灾害风险和规模(帕韦利奇等,2012),或者因为上游采取土壤保持措施,减少沉积物流入下游水库。但是,这样的计划难以落实。更重要的是,生态系统服务问题和给自然定价的想法饱受争议(科索伊和科尔韦拉,2010)。此外,水资源开发对生态系统造成的影响几乎是无法弥补的,例如某个水上朝圣之地将被永久淹没在水下,或者流域捕捞渔业因水污染或者河流断流而被完全破坏。

生态系统退化是导致洪涝和干旱等水相关风险和极端天气事件与日俱增的主要原因。生态系统可以提供自然(绿色)的基础设施,而自然的基础设施可以减少灾害,在一定程度上可以代替或者补充发挥同样作用的人造(灰色)基础设施。为了在同一流域内进行旱涝风险综合管理,相比单靠灰色基础设施,绿色基础设施和灰色基础设施结合使用可以节约成本(《2018年世界水资源开发报告》)。同时,绿色基础设施可以直接改善灰色基础设施的表现,有助于降低后者面临的风险。但是,生态系统本身起不到灰色基础设施降低灾害风险的作用,未来也不可能完全取代灰色基础设施。因此,要想单靠生态系统减缓与水相关灾害,可能是把问题过于简单化,可能会导致做出不起作用的决策(麦卡特尼和芬利森,2017)。

要在水管理中大规模实施以生态系统为中心的方法,可能要面临多重挑战。例如,许多国家灰色基础设施解决方案占现行方法的绝大多数,它们缺乏评价生态系统解决方案的数据,也缺乏实施生态系统解决方案的能力。上述很多概念是非常复杂的,在实际运用中还不完善,很多从业人员和政策制定者对此一无所知。因此,尽管关于生态系统的科学论述非常多,但都未涉及做法和政策。

但是,范式转移已经发生,人们逐渐认识到生态系统是发展解决方案的必然组成部分。范式转移在很多全球多边可持续发展协定中都得到了体现,如《2030年可持续发展议程》(2015年),《2015-2030年仙台减少灾害风险框架》(2015年)和《巴黎协定》(2015年)。在2030年可持续发展议程的17个可持续发展目标中,至少有3个目标都明确关注生态系统,而其他很多目标也关注生态系统,虽然比较含蓄。可持续发展目标6标志着全球在水资源开发议程上迈出了革命性的一步。目标6是首个不仅应对普及安全饮用水和卫生设施挑战,包括解决几十年来遗留下来的问题,也应对资源管理、效率和淡水生态系统问题的全球目标。

目标6的具体目标6.3关注改善全球水质,具体目标6.4旨在促进不同经济行业提高用水效率。其中一个可衡量指标是计算每个国家的缺水量,从而量化可再生淡水资源的需求。缺水量以年为单位计算,即所有经济行业抽取的淡水总量除以可再生淡水资源总量与环境用水需求量的差。后者主要用于维持淡水生态系统的健康状态(斯马赫京,雷文加,德尔,2004)。生态系统用水需求之所以被明确纳入全球发展议程,主要是因为人们已经认识到,随着人口和相关用水需求的日益增长,在世界上的很多流域内,水生环境和其他方面的用水需求平衡至关重要。

具体目标6.6的另外一个相关指标明确关注水相关生态系统的范围,这个目标的制订目的明确,旨在保护水相关生态系统,让它们能继续提供生态系统服务,造福人类。保护水相关生态系统包括保护湿地、河流、地下含水层和湖泊。具体目标6.6的这个指标与具体目标6.4的缺水量指标有明确的关联。

具体目标6.5提出了水资源综合管理,但是,想要做到真正全面、综合的管理,那么,生态系统维护自然不可或缺,虽然这个要求没有被明确提出来。要合理践行水资源综合管理,那么,每一个国家或者流域的当局就有必要了解每一个生态系统的需水量,从而在可持续的限度内对河流取水和地下水抽取进行管理。

可持续发展目标中所有涉及生态系统的目标都是自愿目标,并未具体量化。很多建议指标都是极其简化的宏大或普遍目标。实施2030年可持续发展议程的时间框架本身就是一个挑战。因此,我们能否达成部分目标,还是要继续面对日益恶化、悲观的生态系统相关数据,我们还要拭目以待。但是,希望仍存,勿须置疑。

 

参考文献

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