當“生命之源”遇上氣候變化

連接天地的“生命之源”

地球是個名副其實的水球，71%被水覆蓋，總量約為13.8億立方千米，主要分為海洋水、陸地水和大氣水。其中，海洋水是主要部分，約占97%；陸地水一般分為河流、湖泊、土壤水、生物水和冰川等。因為水在不同條件下能實現固、液、氣三態的轉化，所以可在各圈層間時刻保持運動，也就是我們常說的“水循環”。

具體來說，水循環就是地球上的各種水體，在太陽輻射的作用下大量蒸發形成水汽；水汽上升到空中，在一定條件下形成降水；落到地面的水，或被蒸發、蒸騰，或滲入土壤形成壤中流、與地表徑流匯入河道后又匯入海洋，或滲入地下補充地下水，部分形成地下徑流返回海洋的過程。

全球主要水體（單位：1000立方千米）（圖片來源/聯合國政府間氣候變化專門委員會，供圖/許紅梅）

水循環示意圖

水循環就像一條紐帶，承擔著能量傳輸的重要作用，也不斷補充著地表水和地下水，維持著全球水量的動態平衡，為人類提供寶貴的淡水資源，支撐農業灌溉、能源生產和工業制造等活動。

“紐帶”有了新變化

近百年來，受人與自然的共同影響，全球正經歷著以變暖為顯著特征的氣候變化。氣溫日益升高，引發水循環加強，并對降水、蒸發和徑流等造成直接影響。這些影響不僅引起水資源總量的改變，更在時空上重新分配了水資源。

1901年－2021年中國地表年平均氣溫距平（相對1981年－2010年平均值）（圖片來源/《中國氣候變化藍皮書（2022）》）

以降水量為例，全球地面氣溫每升高1攝氏度，全球平均降水將增加2%～3%，海洋降水將增加3%～5%，降水極值增加4%～8%。在降水量分布區域上，最近40年，非洲熱帶地區、歐洲東部、北美東部、中亞和海洋大陸降水顯著增加，南美中部、北美西部、北非和中東地區顯著減少，氣候更加極端——干的地方越干，濕的地方越濕。

此外，土地利用和灌溉等人類干預也影響降水和徑流的變化。例如，大規模的森林砍伐可能造成區域蒸發和降水減少，而水土流失則會使徑流增加；大水漫灌會增加局部地區蒸發、蒸騰，導致徑流及地下水補給減少，加速水文干旱（主要指地表或地下水水量的短缺）。

不斷增加的水需求

自古以來，水的供需關系就備受人們關注。過去的100年中，全球用水量增加了6倍左右；而在中國，過去的70年中，用水總量從1000億立方米左右增加至5920億立方米左右。

1900年－2010年全球用水量（圖片來源/糧農組織全球水與農業信息系統，2010；供圖/許紅梅；繪圖/周游）

其中，農業需水對氣候和氣候變化十分敏感。宏觀上，由于降水、氣溫等氣象因子直接影響作物的生長，氣候變化對農業生產的整體布局及其區域分布會產生一定的影響；微觀上，由于二氧化碳的施肥效應（指二氧化碳濃度增加對植物生長的助長作用）、氣溫和降水的變化等，也將影響作物的灌溉需水量。在變暖的大背景下，氣溫升高將導致作物生長期延長、蒸散量增加，從而增加作物需水量，而降水量及時間分配，又直接影響作物可利用的有效降水。

氣候變化對工業用水也有重要影響。例如，氣溫升高會增大工業冷卻水需水量，以火電行業為例，初步研究表明氣溫每升高1攝氏度，冷卻水需水量將增加1%～2%，并且這種影響在缺水的北方地區更為顯著。

生活用水方面，氣溫升高也會導致用水量增長。在中國，生活用水定額與氣溫分布有較好的一致性，氣溫較高的南方地區生活用水定額明顯高于北方地區。氣候對典型城鎮生活用水量影響調查表明，生活用水量呈現出冬季少、夏季多的現象，具有較強的季節性。有國內外典型城市的初步研究成果表明，氣溫每升高1攝氏度，生活用水量增加1%左右。

趨利避害 奔赴未來

古往今來，人類對氣候與水的認識不斷深化，并在此基礎上觀云測雨、因勢利導。趨利避害是適應氣候變化的基本原則，中國在水資源適應氣候變化領域遵循的也是此原則，即通過人類的干預，對預期發生的氣候和影響進行調整，降低氣候變化帶來的影響和風險。

目前，通過大江大河綜合治理、山區水土保持、集雨節水、農田基本建設（例如智能灌溉系統）、跨流域區域水資源調蓄和配置（例如南水北調工程）、綠地建設等措施，極大提高了中國城鄉應對水資源短缺的能力。

此外，國際社會水資源適應氣候變化的先進技術和措施，例如，開發應對氣候風險的配水機制和技術、開展氣候適應型流域管理等，中國也在吸收與學習。

“一周無水，人則虛；一年無水，則國損；百年無水，將如何？”一滴水固然渺小，但成千上萬滴水凝聚成的力量卻可以穿石。對于青少年，我們最重要的就是從小事做起，節約用水。在日常學習中，大家可牢記“問渠那得清如許？為有源頭活水來”，積極學習科學，努力豐富自己，在未來將點滴知識匯聚成“大?！?，為水資源的保護貢獻自己的力量。

水是生存之本、文明之源。千百年來，人們逐水而居，在大江大河流域建立起了燦爛文明。氣候變化大背景下，未來我們要遵循主動、科學、系統和協同適應的原則，提高水資源適應氣候變化能力，保證氣候變化下水資源供需平衡，一起守護這顆珍貴的藍色星球！

（責任編輯/陳琛 美術編輯/周游）

智能灌溉系統根據作物需水要求來科學有效地控制灌溉，適時適量地灌水，對農業用水進行適當的調度