不應忽視的“綠水”資源

　　綠水是源于降水、存儲于土壤，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。“在我國西北缺水地區(qū)，當?shù)匕傩掌鋵嵍嗄昵熬鸵呀?jīng)懂得利用綠水資源，包括拿個水缸接雨水，雖然設施簡陋、辦法簡單，但直接利用了綠水。而如果給予一定的資金支持，科研人員可以設計出運行模型，來估算綠水流，以科學方法使綠水資源被合理利用。”程國棟說。

綠水價值

　　為了能更好地評價半濕潤、半干旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水資源的作用，1995年由Falkenm Ark等提出綠水和藍水的概念，首次將綠水引入農(nóng)業(yè)科學研究，更新了水資源的思維。其中，藍水是指儲存在河流、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％的降水儲存于河流、湖泊以及含水層中，成為藍水。

　　綠水雖不易被看見，但具有不可忽視的作用。2006年第三期《地球科學進展》刊登了程國棟、趙文智合作發(fā)表的“綠水及其研究進展”文章，分析了綠水的價值：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，綠水在維護地球陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)功能和服務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，海岸的維護等。這些功能雖然沒有明顯的定量的價格，但對人類社會的健康發(fā)展具有重要作用。生產(chǎn)這些生態(tài)系統(tǒng)價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價方法上仍處在發(fā)展階段，但綠水資源已在水資源評價和水文學研究中逐漸被重視。斯德哥爾摩國際水資源研究中心將綠水資源視為關系人類福祉的重要資源，并用簡明的水循環(huán)圖式構畫了一種全新的水資源管理策略。國際農(nóng)業(yè)發(fā)展基金（IFAD）、全球水系統(tǒng)項目組（GW SP）也開始致力于綠水研究。

   “綠水概念及評價方法的出現(xiàn)，已經(jīng)引起科學界對水資源概念和水文功能的重新思考，但國內(nèi)尚未開展類似的研究工作。”程國棟介紹。

人類正在影響綠水

   “綠水資源在國外也起步較晚，國內(nèi)目前對其認識也非常有限，可以說還停留在概念上。”程國棟說。

　　在全球尺度上，綠水流既決定于生物物理條件，如氣候、土壤類型和植物種類等，又受制于各種管理條件，如植物吸收水分時間、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。如耕地的擴張影響綠水流，因為農(nóng)作物根系深度遠小于森林植被，生長季又較短，導致蒸散減小，生長季之后接著是較長的休耕期，這段時間內(nèi)綠水流為土壤蒸發(fā)代替，森林蒸散要遠遠高于農(nóng)田，所以綠水流的減小意味著耕地面積在擴大，森林覆蓋面積正在減小。

　　同時，人類活動也加速了藍水和綠水的互相轉(zhuǎn)化。比如，人工儲水工程消耗了藍水資源，而這就是一種藍水轉(zhuǎn)化為綠水的方式。據(jù)研究人員估計，目前全球人工儲水工程所儲存的水量約為6000立方千米，覆蓋面積超過50萬平方千米。干旱區(qū)水庫能導致相當數(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)。

綠水安全關乎糧食安全

　　研究表明，生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)量的增長與綠水的消耗呈線性關系，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，發(fā)展中國家為了滿足人口增長的需要，在未來的25年內(nèi)糧食產(chǎn)量必須翻倍。這對發(fā)展中國家是一個極大的挑戰(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，但進一步發(fā)展的空間小，因為缺乏足夠的藍水資源或因為水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、減緩因為降水的不確定性導致的干旱期脅迫（增加時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)潛力值得科學界進一步重視

　　在全球人口膨脹的背景下、在可預見的將來，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。綠水安全與雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)緊密相關，雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)又與糧食安全關系密切，因此綠水安全就是與糧食安全相關的水資源安全。

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

　　目前，約95％的世界人口增長發(fā)生在發(fā)展中國家，超過60％的人口將主要依賴小規(guī)模的農(nóng)場生活，所以，研究人員認為，綠水管理的關鍵在于如何保證這些小規(guī)模的農(nóng)場進行有效的糧食生產(chǎn)。

　　也有科學家認為，在傳統(tǒng)的水資源評價中夸大了水資源的短缺程度，盡管人類所要面對的水資源壓力的確非常緊迫，但是只要將藍水和綠水資源進行綜合管理，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100億的人口應該是可能的。