當(dāng)你擰開一瓶容量為500毫升的可樂，可能想到其背后消耗的水資源多達(dá)309升嗎？
生產(chǎn)可樂會(huì)產(chǎn)生大量無形水資源消耗，會(huì)留下隱秘的足跡：其所需的制糖原料甘蔗可能源自古巴，這些甘蔗的生長汲取了當(dāng)?shù)卮罅康乃豢蓸分邪牧硪环N成分咖啡因也許來自哥倫比亞，那里的河流可能受到咖啡豆種植園肥料的污染，處理這些污染又要消耗大量的水資源。
不只是可樂，生產(chǎn)商品的耗水量不僅包括直接使用量，還包括供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的原材料消耗與污染所帶來的間接用水量。這些直接和間接的水資源使用量，被稱為水足跡。
3月22日是第三十三個(gè)“世界水日”，全球水資源緊缺的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)再次被推至聚光燈下。如何重新認(rèn)識(shí)水、用好水？破解水足跡“密碼”，或許可以幫我們開出一張緩解水危機(jī)的“綠色處方”。
看不見的水足跡 碳足跡已是家喻戶曉的環(huán)保概念，但水足跡這一環(huán)境影響指標(biāo)卻鮮為人知。
“水足跡包含那些看不見的虛擬水。根據(jù)世界水足跡網(wǎng)絡(luò)測算數(shù)據(jù)，全球消費(fèi)的內(nèi)嵌在各類產(chǎn)品和服務(wù)中看不見的虛擬水，占人類消費(fèi)水資源總量的比重高達(dá)96.2%，而直接消耗的物理形態(tài)的水資源僅占3.8%。”3月15日，西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院副院長孫世坤向科技日?qǐng)?bào)記者介紹。
1993年，英國學(xué)者安東尼·艾倫提出虛擬水概念，顛覆了傳統(tǒng)的用水認(rèn)知，揭示了蘊(yùn)含在產(chǎn)品和服務(wù)中巨大的虛擬水量。
2002年，荷蘭學(xué)者、特文特大學(xué)教授阿爾杰恩基于虛擬水理念，進(jìn)一步提出了水足跡理論。他也因此被稱為“水足跡之父”。阿爾杰恩將水足跡細(xì)分為藍(lán)水（地表及地下水）、綠水（儲(chǔ)藏在土壤中的有效降水）和灰水（污染治理用水），它們涵蓋了產(chǎn)品的全生命周期。他認(rèn)為，水不僅是寶貴的區(qū)域資源，更是全球共享資源；而商品的買賣，實(shí)質(zhì)上就是虛擬水的貿(mào)易流通。
“傳統(tǒng)上，我們監(jiān)測的是‘江河湖泊、地下、土壤中物理形態(tài)的水’，但經(jīng)濟(jì)全球化讓‘商品里的水’流動(dòng)了起來。”孫世坤翻開桌上的研究報(bào)告。在一張?zhí)摂M水流動(dòng)圖譜上，密集的藍(lán)色箭頭從中國東北及中西部干旱地區(qū)指向東部沿海。這張圖展示了一個(gè)冷知識(shí)：在我國中西部和東北地區(qū)，生產(chǎn)一噸糧食大約消耗900噸水，而這些虛擬水隨著糧食貿(mào)易流向全國。
“我們吃的不僅是糧食，還是流動(dòng)的‘水’。”孫世坤的比喻折射出“北水南調(diào)”的現(xiàn)實(shí)。自1990年以來，我國“北糧南運(yùn)”的格局逐漸形成，每年輸送到南方地區(qū)的糧食中蘊(yùn)含的水資源量（藍(lán)水與綠水之和），已經(jīng)從200億噸增長至近期的1000億噸以上。
西北農(nóng)林科技大學(xué)研究員卓拉師從阿爾杰恩，她介紹，作為我國重要的生態(tài)屏障，黃河流域多年的平均降水量僅為全國平均水平的70%，而其水資源量只占全國的2%，然而，其承擔(dān)了我國近1/3的糧食產(chǎn)量。同時(shí)，黃河流域的灌溉水有效利用系數(shù)距國內(nèi)先進(jìn)水平仍存在一定差距。
隨著灌溉面積的擴(kuò)大，流域藍(lán)水足跡增幅高于綠水足跡，水資源直接消耗壓力日益加劇。“在黃河流域主要作物生產(chǎn)產(chǎn)生的藍(lán)水足跡中，小麥和玉米相關(guān)水足跡達(dá)83%。”卓拉說，“若不考慮稻谷，黃河流域?yàn)樘摂M水凈輸出地區(qū)。自2000年以來，該流域作物生產(chǎn)耗水的40%以上，形成了虛擬水輸出。”
西北農(nóng)林科技大學(xué)校長吳普特已從事農(nóng)業(yè)水土工程方面研究40個(gè)年頭，是孫世坤和卓拉這兩位青年教師所在團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人。他一直在思考如何更有效地管理水資源。“未來十年，水資源短缺和水環(huán)境污染問題會(huì)持續(xù)加劇，或?qū)⒁l(fā)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)性、糧食安全等多方面的連鎖反應(yīng)。”吳普特告訴記者。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占全球水足跡的92%。因此，從農(nóng)業(yè)產(chǎn)品入手開展水足跡研究，無疑是全面系統(tǒng)進(jìn)行水足跡管理的突破口。
吳普特表示，通過計(jì)算和分析水足跡，我們可以精準(zhǔn)量化水資源的需求和消耗，為制定更加科學(xué)合理的水資源管理政策提供有力支撐。同時(shí)，水足跡還可以引導(dǎo)企業(yè)和個(gè)人節(jié)約用水，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展需求。
重新審視水價(jià)值 《2024年聯(lián)合國世界水發(fā)展報(bào)告》顯示，全球近半數(shù)人口正深陷水資源匱乏困境。更令人憂慮的是，預(yù)計(jì)到2050年，全球糧食需求將激增60%，而淡水資源短缺將成為滿足這一需求的巨大阻礙。
迫在眉睫的水危機(jī)，促使各界重新審視水的價(jià)值。
造紙業(yè)是典型的“水老虎”。吳普特教授團(tuán)隊(duì)與阿爾杰恩聯(lián)合出版的《現(xiàn)代消費(fèi)社會(huì)水足跡》對(duì)有關(guān)案例進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)每生產(chǎn)一張標(biāo)準(zhǔn)的A4打印紙，因木材產(chǎn)地差異，其水足跡在2升至13升之間。
回收紙張與降低廢水排放可以有效削減水足跡。“雙面打印或無紙化辦公，省下的不僅是紙張，更是流淌在纖維間的生命之源。”孫世坤說。
卓拉告訴記者，團(tuán)隊(duì)此前發(fā)表在《美國科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）上的一項(xiàng)研究，對(duì)我國快遞瓦楞紙箱全生命周期水碳足跡演變特征進(jìn)行了深入評(píng)估。
他們發(fā)現(xiàn)，盡管瓦楞紙箱單位產(chǎn)品的水資源利用效率提升，且生產(chǎn)過程中的減污與減排效果顯著，但國際供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致單位產(chǎn)品綠水足跡回升，環(huán)境壓力外溢。值得注意的是，消費(fèi)規(guī)模爆炸式增長產(chǎn)生的規(guī)模效應(yīng)，使國家層面的總水足跡與碳足跡分別激增102倍和25倍。
“因此，只有通過供應(yīng)鏈、消費(fèi)端以及消費(fèi)后端的聯(lián)合調(diào)控，我們才有可能在2035年實(shí)現(xiàn)24%至44%的節(jié)水減排潛力。”卓拉說。
城市水足跡與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展也緊密關(guān)聯(lián)。在十三朝古都西安，水足跡畫出了一條先揚(yáng)后抑的拋物線：2013年，水足跡開始上升；2018年達(dá)到17.798億噸峰值后，逐年回落。一項(xiàng)長安大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院的研究顯示，經(jīng)濟(jì)增長與人口擴(kuò)張是初期水足跡攀升的主因，而節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用有效抑制了這一增長。
這為城市水資源管理提供了寶貴啟示：構(gòu)建水足跡實(shí)時(shí)監(jiān)測體系，動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)調(diào)控水資源，可以確保城市水足跡平穩(wěn)，護(hù)航水資源可持續(xù)供應(yīng)。
一些企業(yè)已開始踐行水足跡理念。內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司2022年成為國內(nèi)食品行業(yè)水足跡認(rèn)證的“拓荒者”。2024年，該公司完成了5家工廠和3款產(chǎn)品的水足跡認(rèn)證，并帶動(dòng)51家合作伙伴加入“全球低水足跡倡議聯(lián)盟”。該公司副總裁張軼鵬表示，自然環(huán)境是乳業(yè)根基，水足跡管理關(guān)聯(lián)成本、效率，更承載企業(yè)社會(huì)責(zé)任與長遠(yuǎn)發(fā)展。
光伏企業(yè)同樣面臨挑戰(zhàn)。2023年，隆基綠能科技股份有限公司在內(nèi)蒙古鄂爾多斯投建硅片及電池項(xiàng)目時(shí)，引入綜合節(jié)水設(shè)施，投產(chǎn)當(dāng)年就實(shí)現(xiàn)了用水“零排放”。該公司可持續(xù)發(fā)展官張海濛直言，重視產(chǎn)品水足跡，依照產(chǎn)品類型精細(xì)規(guī)劃用水計(jì)劃、嚴(yán)控水耗強(qiáng)度，既可應(yīng)對(duì)水荒，又能降本增效，更是助力企業(yè)出海、鍛造國際競爭力的法寶。
實(shí)踐應(yīng)用道阻且長 水是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的命脈。然而，公開數(shù)據(jù)揭示出我國水資源緊缺的現(xiàn)狀：人均水資源占有量僅為世界平均水平的35%，且時(shí)空分布極不均衡。
在此背景下，強(qiáng)化水足跡管理成為破解資源約束、推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵路徑。近年來，以吳普特為代表的科研團(tuán)隊(duì)，在水足跡研究領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，不僅在理論框架構(gòu)建方面取得突破，在跨學(xué)科方法創(chuàng)新及國際標(biāo)準(zhǔn)參與方面也取得長足發(fā)展。然而，推動(dòng)學(xué)科系統(tǒng)化發(fā)展并促進(jìn)相關(guān)知識(shí)邁向?qū)嵺`應(yīng)用仍道阻且長。
數(shù)據(jù)是水足跡核算的基石。吳普特教授團(tuán)隊(duì)在研究過程中，面臨著數(shù)據(jù)獲取難、時(shí)空分辨率低、過度依賴國際開源平臺(tái)等壁壘。他說：“目前科研所需大量水資源、氣象數(shù)據(jù)，多依賴國際開源平臺(tái)。國內(nèi)數(shù)據(jù)庫建設(shè)滯后，地下水水位、農(nóng)業(yè)灌溉量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，政府間跨部門調(diào)取都困難重重，更別說給外界使用。”
2023年11月，水利部官網(wǎng)的一則公告令人警醒：由于申報(bào)時(shí)提供的用水總量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)嚴(yán)重不實(shí)，甘肅民勤兩項(xiàng)節(jié)水榮譽(yù)被撤銷。對(duì)此，相關(guān)專家表示，因緊密關(guān)聯(lián)政府履職考核，民勤縣的地下水?dāng)?shù)據(jù)不便對(duì)外公開。而像《中國水利統(tǒng)計(jì)年鑒》這類本應(yīng)提供信息支撐的公開資料，也僅公布宏觀層面的概括數(shù)據(jù)。若想進(jìn)一步深挖，獲取縣級(jí)乃至更精細(xì)尺度的翔實(shí)信息，也是困難重重。
政策與標(biāo)準(zhǔn)體系的短板同樣突出。一方面，國家強(qiáng)制認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的缺失使得企業(yè)核算無章可循，科學(xué)性難以判斷；另一方面，我國國際話語權(quán)弱，使得我們?cè)谌蛸Q(mào)易虛擬水博弈中處于被動(dòng)地位。記者查閱文件資料發(fā)現(xiàn)，盡管國內(nèi)多領(lǐng)域已出臺(tái)水足跡相關(guān)辦法，但多為行業(yè)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，尚未上升至國家層面，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這一現(xiàn)狀導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)缺乏權(quán)威性和普適性，企業(yè)執(zhí)行動(dòng)力不足。
吳普特說：“現(xiàn)行水資源管理體系過于側(cè)重區(qū)域尺度的生產(chǎn)端藍(lán)水調(diào)控，沒有統(tǒng)籌全球化分工引發(fā)的水資源跨域流動(dòng)。”在他看來，水資源治理的核心矛盾在于“區(qū)域管控剛性”與“全球協(xié)同彈性”的結(jié)構(gòu)性沖突。中亞棉花貿(mào)易致咸海枯竭就是例證，其枯竭原因是區(qū)域管理割裂跨境生態(tài)鏈。
因此，專家們呼吁，當(dāng)務(wù)之急是加快構(gòu)建國家統(tǒng)一的水足跡管理標(biāo)準(zhǔn)體系，以科學(xué)管控水資源，保障可持續(xù)發(fā)展，守護(hù)生命之源。
構(gòu)建“水立方”式管理模式 在中糧可口可樂飲料（陜西）有限公司的工廠，工程師對(duì)清洗飲料容器的沖洗噴水嘴進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，力求在確保洗凈度的同時(shí)，將沖洗用水量降至最低。
由此，該工廠碳酸飲料制造端的綜合水利用率，從2023年的1.60升/升，優(yōu)化至2024年的1.52升/升。
相較于學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域面臨的數(shù)據(jù)獲取難、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等困境，企業(yè)的水足跡實(shí)踐更為現(xiàn)實(shí)。然而，目前市場上認(rèn)證機(jī)構(gòu)良莠不齊，企業(yè)算出的水足跡數(shù)值缺乏權(quán)威衡量標(biāo)準(zhǔn)，真?zhèn)坞y辨；同時(shí)，技改往往成本高昂，若無外力推動(dòng)，企業(yè)自愿推廣的動(dòng)力顯然不足。
正如張海濛所言，推動(dòng)企業(yè)開展水足跡核算，首先應(yīng)構(gòu)建水生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)體系。而且政府應(yīng)發(fā)揮引導(dǎo)作用，通過試點(diǎn)先行、獎(jiǎng)懲并舉等方式，多管齊下推動(dòng)企業(yè)積極參與水足跡管理。
吳普特說，當(dāng)前我國亟須建立完善國家層面的水足跡管理體系，這是關(guān)乎水資源安全的戰(zhàn)略性頂層設(shè)計(jì)。
去年10月，西北農(nóng)林科技大學(xué)發(fā)布《中國糧食生產(chǎn)水足跡與區(qū)域虛擬水流動(dòng)報(bào)告（1997—2023）》。這份報(bào)告深入剖析了近30年來我國糧食生產(chǎn)環(huán)節(jié)中水的消耗過程與區(qū)域虛擬水的流動(dòng)特征，直擊水土資源不匹配導(dǎo)致的供需矛盾核心。
“我們呼吁將水足跡控制標(biāo)準(zhǔn)納入‘最嚴(yán)格水資源管理制度’。比如，通過制定總量（區(qū)域水資源）與效率（單產(chǎn)作物水足跡）上限的雙紅線，來平衡消費(fèi)端和虛擬水貿(mào)易的調(diào)控矛盾。”吳普特說。
吳普特正籌劃推動(dòng)水足跡從學(xué)術(shù)研究走向?qū)嶋H應(yīng)用，“團(tuán)隊(duì)將積極聯(lián)合有關(guān)協(xié)會(huì)推出相關(guān)水足跡行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先覆蓋農(nóng)業(yè)和重點(diǎn)工業(yè)領(lǐng)域。”他說。
“設(shè)想修建一個(gè)大型灌溉工程，上游地區(qū)負(fù)責(zé)水庫建設(shè)，下游地區(qū)只管田間灌溉。然而，要使整個(gè)系統(tǒng)發(fā)揮最大效能，就必須從系統(tǒng)的視角出發(fā)，綜合考慮需求、供給和全環(huán)節(jié)的水資源優(yōu)化調(diào)度。”有專家打了個(gè)比方，當(dāng)前，我國水資源管理模式猶如“鐵路警察各管一段”，不同部門的科技項(xiàng)目申報(bào)指南猶如不同體系的密碼本，導(dǎo)致地方在整合資源時(shí)“對(duì)不上暗號(hào)”。
該專家建議，構(gòu)建“水立方”式管理模式，即由國家設(shè)立專項(xiàng)工程，整合水利、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)等多領(lǐng)域資源，將田間節(jié)水技術(shù)、糧食貿(mào)易格局、虛擬水輸出和生態(tài)補(bǔ)償政策納入統(tǒng)一評(píng)估框架，形成從水源到餐桌的精準(zhǔn)管理方案。
同時(shí)，受訪專家們也開出了一劑劑破局良方：加大科研資金投入，促進(jìn)多學(xué)科融合攻關(guān)；完善法規(guī)政策，籌劃建設(shè)水足跡背景數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一水足跡核算標(biāo)準(zhǔn)，豐富水足跡應(yīng)用場景；推動(dòng)“一帶一路”合作伙伴開展農(nóng)業(yè)合作，輸出中國農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)，強(qiáng)化國際協(xié)同與國內(nèi)區(qū)域協(xié)調(diào)；加強(qiáng)宣傳教育，凝聚節(jié)水合力，形成全社會(huì)共同參與水資源保護(hù)的良好氛圍。
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