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本報記者 穆曉晴
水資源是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源。1977年聯合國大會強調，水將成為21世紀一個嚴重的社會危機。而水資源短缺在中國亦成為制約經濟社會可持續發展的瓶頸之一。中國科學院蘭州分院院長、中國科學院寒區旱區環境與工程研究所凍土工程國家重點實驗室學術委員會主任、研究員程國棟院士，在參加「十七大」前夕接受本報獨家專訪時談到「綠水」這一全新概念，指出綠水在糧食生產和生態系統等方面極具重要作用，他不無憂慮地認為綠水安全與糧食安全相關的水資源安全極其悠關。
綠水資源事關人類福祉
地球的淡水資源僅佔其總水量的2.5%，而在這極少的淡水中，人類真正能夠利用的是江河湖泊和部分地下水，約佔地球總水量的0.26%。21世紀水資源正在變成一種寶貴的稀缺資源。目前，全球80多個國家的15億人口面臨淡水不足，26個國家的3億人口完全生活在缺水狀態。中國水資源安全形勢十分嚴峻，水資源總量僅佔全球水資源的6%。過去20多年來，黃河流域水資源日益短缺，西北內陸河流域河流乾涸，嚴重制約區域社會經濟發展。全國600多個城市中有一半缺水，農村則有7000萬人口飲水困難。
據了解，一般意義上的水資源是指水循環中能夠為生態環境和人類社會所利用的淡水，其補給來源主要為大氣降水，儲存形式為地表水、地下水和土壤水，可通過水循環逐年得到更新。「現在對水資源評價多集中於可見的、能被人類直接利用的藍水資源，而綠水資源的評價和管理卻被忽略」。程國棟認為應將綠水資源納入未來的水資源評價中，使之真正發揮作用。「在糧食生產與維繫生態系統服務之間分享綠水，將成為21世紀的又一生態水文挑戰，也是科學家研究關注的重點。」據程國棟介紹，將綠水概念引入農業科學研究，更新了水資源的思維。近年來綠水資源及其功能評價研究正在起步，儘管在概念體系和評價方法上仍處在發展階段，但綠水資源已在水資源評價和水文學研究中逐漸得到重視。斯得哥爾摩國際水資源研究中心將綠水資源視為關係人類福祉的重要資源，並用簡明的水循環圖式構畫了一種全新的水資源管理策略。
我們無法想像綠水在生態系統中究竟有多大的作用？對此程國棟詮釋說：相對真實存在於河流、湖泊等水資源，綠水是一種不易被看見的水，但它具有重要作用。綠水是維持生態系統景觀協調和平衡的重要水源，能否保持生態系統的健康是水資源可持續的關鍵，綠水則在此發揮重要作用。有數據表明，人類用來生產維繫其生存所需的水資源多半為綠水資源。大約60%的世界糧食生產依賴於綠水，幾乎全部的畜牧業肉產品生產來源於綠水。並且在可預見的將來，綠水資源仍是世界糧食生產最重要的水源；綠水在維護地球陸地生態系統生產功能和服務功能方面有不可替代的作用。
40餘年的西北工作和生活，使程國棟熟知：「在西北缺水地區，老百姓其實多少年來早就懂得利用綠水資源，比如用築水窖集雨，水缸、臉盆接雨水等。「科研人員完全可以設計出運行模型來估算綠水資源，以科學的方法使綠水資源被合理利用。」
綠水為人類活動所影響
據程國棟介紹，人類活動不斷在影響著綠水資源。在全球範圍內，綠水流既決定於生物物理條件，如氣候、土壤類型和植物種類等，又受制於各種因素，例如植物吸收水份時間、植被密度、土壤養分狀況、土壤物理狀況和土地利用方式。但無論是全球範圍還是局部地區，人類活動通過改變土地利用格局一直深刻影響著綠水的變化。綠水流的減少意味著耕地面積在擴大，森林覆蓋面積正在減少。
此外，人類活動也加速了藍水和綠水的互相轉化。比如，人工儲水工程消耗了藍水資源，這就是一種藍水轉化為綠水的方式。據估計，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。乾旱區水庫能導致相當數量的水面蒸發，如阿斯旺大壩建成後，納塞爾湖每年因水面蒸發損失的水量約為蓄水體積的11%。
綠水資源事關糧食安全
程國棟直言不諱：「乾旱半乾旱區雨養農業所要面對的是嚴酷的水資源條件，降水的不可靠性導致乾旱脅迫頻繁發生，糧食生產穩定性受到嚴重威脅。因此，科學的技術和方法對這一帶水資源的管理非常關鍵。」
在全球人口膨脹的背景下，雨養農業在可預見的將來仍然是維繫世界糧食安全所在。綠水安全與雨養農業緊密相關，雨養農業又與糧食安全緊密相聯，因此綠水安全就是與糧食安全相關的水資源安全。理論分析表明，雨養農業糧食產量仍然有很大的提高空間，如增大降水的入滲能力、減緩因降水不確定性而導致的乾旱期脅迫、提高土壤肥力、增加綠水流利用效率等。所以，為了養活快速增長的世界人口，有效地利用降水資源，開發雨養農業潛力值得科學界進一步重視。研究表明，生態系統生產量的增長與綠水的消耗呈線性關係，全球平均生產每噸穀物大約需要1500-3000立方米的綠水資源。據估計，發展中國家為了滿足人口增長的需要，在未來的25年內糧食產量必須翻番。這對於發展中國家是一個極大的挑戰！目前，大約有95%的世界人口增長發生在發展中國家，超過60%的人口將主要依賴小規模的農場生活。所以，綠水管理的關鍵在於如何保證這些小規模的農場進行有效的糧食生產。
綠水資源研究恰逢其時
據程國棟介紹：「綠水資源研究在國外起步較晚，國內目前對其認識也非常有限，可以說還停留在概念上。」然而，中國科學院寒區旱區環境與工程研究所在甘肅臨澤農田生態系統國家野外科學觀測研究站近年來所做的科研工作，卻為綠水研究準備了大量可靠、翔實的技術數據。據和程國棟一同研究綠水的臨澤站站長趙文智研究員介紹：臨澤站位於河西走廊中部臨澤平川荒漠綠洲邊緣，自1975年建站以來，沙漠化防治和沙漠化土地的改造一直是研究站一項重點建設內容。經過不懈治理，臨澤站周圍流沙面積由54.6%減少到9.4%，綠洲向北擴展了1000-1500米。通過一些項目建設，不僅促進了草蓄產業的發展，使種植結構趨於合理，緩解了水資源緊缺的矛盾，也使治理區生態環境明顯改善。
臨澤站多年來積累的數據資源，不僅為當地制定灌溉定額、配水計劃提供依據，而且曾經為國家「九五」科技攻關項目、國家自然科學基金等項目的開展提供了基礎資料，為黑河分水方案的制定提供依據，眼下正在為3項重點基金和10餘項所創新課題提供基礎性研究，數據庫部分數據已實現網上資源共享。臨澤站科研基地是開展水文、生態、大氣、土壤、冰川、凍土、沙漠化、人類活動等綜合交叉研究的理想場地。在荒漠綠洲生態與環境研究示範、內陸河流域綜合研究等方面發揮著重要作用，在乾旱區水資源、水循環研究方面發揮著不可替代的作用。
潮平兩岸闊，風正一帆懸。未來的綠水研究將隨著以程國棟和他的科研團隊孜孜不倦的努力和國家科技資金的大力扶持，在維持區域生態平衡、糧食生產和生態系統功能以及服務價值等方面，綠水資源定會被科學、合理利用。
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