水資源和水安全領域的幾個概念創新*

人民教育出版社有限公司 丁堯清

一、虛擬水

吃一個漢堡，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，英國倫敦大學國王學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水稀缺問題的一個選項，后于2008年獲得斯德哥爾摩水獎。艾倫認為，我們不僅在飲用和淋浴時需要消耗水，在消費其他產品時也會消耗大量的水。例如，在英國，一杯咖啡在種植、生產、包裝和運輸的過程中需要消耗140升水，這相當于一個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、外來水或者蘊含水。因為它類似于蘊含能、土地或勞動，是嵌在或隱含在產品中的，與實體水（real water）相比，它是看不見的。其便于運輸的特點使農產品貿易變成了一種緩解水資源短缺的有用工具和方式。

“虛擬水”戰略將國家和地區之間的農產品貿易看作是水資源的進口或出口。中東等缺水地區每年靠糧食補貼從富水國家或地區購買水密集型農產品——尤其是糧食——“虛擬水”數量，相當于整個尼羅河的年徑流量。

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占全球虛擬水凈出口80%以上，北美占全球將近一半，美國的虛擬水凈出口占其國內用水量的三分之一。

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

中國政府強調糧食自給，但“不經意間”成了虛擬水的凈進口國。

二、綠水和藍水

按進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，在聯合國糧農組織的一個水和農業會議上，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“藍水”（Blue Water）概念，呼吁改變傳統水管理習慣和方式，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。

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，以蒸發或蒸騰的形式由植被利用。

綠水和藍水示意

藍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。

從水循環角度來看，全球總降水的65%通過森林、草地、濕地和雨養農田作物的蒸散（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%的降水儲存于河流、湖泊以及含水層中，即藍水。

在全球范圍內，80%農田的水分依賴降水，這些雨養農田提供了全球2/3糧食產量。畜牧業肉奶類產品和林產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、物搞工程建設和維護，只因為其形態特殊，綠水在水資源的管理和研究中長期被忽視。

印度的綠水和藍水水資源結構示意

關注和管理綠水，提高“綠水”的利用效率，是建設節水型社會的一個關鍵。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。從生態的角度來看，應合理調整經濟結構和農業結構，使農業生產與自然條件相匹配。

三、水足跡

2002年，荷蘭特文特大學工程技術學院的阿爾杰·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(一個國家、一個地區或一個人)在一定時間內消費的所有產品和服務所需要的水資源數量，或者說，一個產品（貨物或服務）的虛擬水是為生產這個產品在整個供應鏈中的淡水利用量。

胡克斯特拉教授

水足跡由生態足跡理論衍生而來，是建立在虛擬水概念基礎上的。一種產品的虛擬水含量與這個產品的水足跡是相同的。和傳統用水量指標——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、河道等取用的水，水足跡包括了落入土壤、滋養作物的雨水，以及為將工農業污水稀釋到環保標準而耗費的天然水。（2）水足跡不僅測量藍水（傳統的取水量），同時也計算綠水和灰水（grey water,即輕度污染的廢水）。（3）水足跡通過綜合整個生產和供應鏈中所有的水量消耗和污染，衡量了產品和服務總的用水量。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。通過供應鏈計量的角度，水足跡刻畫了一個地方消耗或生產的產品與全球水資源占用之間的聯系，而傳統指標卻不能揭示這種關系。

以作物為例，生產過程中需要三種類型的水：綠水、藍水、灰水。因此可將作物生產水足跡分為綠水、藍水和灰水水足跡。綠水足跡是農作物在生長過程中蒸發的儲存在土壤中的雨水；藍水足跡是消耗的淡水水體，主要包括農田灌溉用水的蒸發；灰水足跡是指以現有水環境水質標準為基準，消納產品生產過程中產生的污染物負荷所需要的淡水。

水足跡可以幫助我們理解糧食貿易結構中的水流動和明智化水務管理，履行個人和企業的倫理責任。以糧食水足跡為例，中國北方雖然缺水，但是目前的糧食貿易結構卻是虛擬水從北方向南方的凈流動量更大。

在北京和鄰近的河北地區，政府正在探索采用水信用制度和生態補償支付制度等，協調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助，幫助農民調整種植結構。

個人水足跡構成示意

食物生產用水所耗費的巨額水資源量

我國人均用水和世界水平比較

對企業來說，其水足跡不僅包括直接用水——生產者管理或制造活動中的用水量，還有間接用水——生產者供應鏈中的用水量，即產出產品的水足跡總和。一個企業的水足跡可能與其他企業的水足跡重迭。例如，一個零售商的供應鏈水足跡將部分與其供貨商的水足跡重合。這個聯系讓一個產品的所有關聯方共同承擔責任，并接受挑戰，努力減少他們或其產品的水足跡。

恩德貝勒先生（左）

四、水中和

在2002年約翰內斯堡世界可持續發展首腦峰會上，南非電力發展集團主席潘喬·恩德貝勒（Pancho Ndebele）提出了水中和（water neutral）一詞。他據此量化峰會代表在會議期間的水消費，并將它們轉化成真實的貨幣，呼吁并鼓勵代表、企業和市民社會團體購買水中和證書來抵消這十天的水消費，實現峰會水中和，這些補償將用于為南非貧困地區安裝水泵和節水行動等指定用途的投資。

2006年，潘喬等人討論了水中和與水足跡概念的聯系，希望使用水中和概念作為一個潛在的將水足跡轉化為行動模式的工具，并發展了一種簡單的水中和計算器，幫助到南非的游客估算他們逗留期間的水足跡，并計算需要支付的補償價格。這個計算器目前作為約翰內斯堡水中和基金的戰略的一部分，通過賣水補償證書來積攢基金，用于更加持續公平的用水項目，以此補償到南非的游客的水足跡。

水中和概念類似碳中和或碳抵消概念，是一種提升意識、鼓勵減少水足跡的措施工具，因為他們都是用于響應氣候變化的挑戰。它鼓勵盡可能地減少水足跡，并為剩余水足跡支付合理數量的貨幣。

相對于豐水地區或時期而言，同樣大小的水足跡在一個缺水地區或缺水時期情況可能更糟糕，因此要求更大的補償努力。

一個流域的水消耗或污染不能通過在其他流域的節水或污染控制來中和。補償應在發生影響的水文單元中進行。在這方面，水補償概念與碳補償概念不一樣，因為減少碳排放的目的與這種減少在地球上哪個地方獲得是沒有關系的。跡。

水中和宣傳品