淡水思维的演变历程
对淡水作为具有地球边界的有限和脆弱资源的认识在近几十年来有了显著发展。历史上，水主要被视为资源开采的对象，很少考虑可持续性限制或公平获取。20世纪60年代和70年代环境意识的兴起开始改变这一视角，突出了水质、生态系统健康和人类福祉之间的联系。
2009年由洛克斯特伦及其同事提出的地球边界概念，明确将淡水使用纳入定义人类"安全操作空间"的九个关键地球系统过程之一。这一框架为2012年通过乐施会论文《人类的安全与公正空间》1出现的甜甜圈经济学模型提供了科学基础。甜甜圈模型将环境上限（包括淡水限制）与社会基础（包括水的获取）整合在一起，创建了一个同时承认生态限制和人类需求的可视化框架。
近年来，国际水治理持续发展，2010年联合国正式承认水是一项人权，对跨界水资源管理挑战的关注也在增加。气候变化为淡水管理增添了新的紧迫性，因为降水模式的变化、冰川融化和极端天气事件扰乱了传统的水资源可用性和基础设施系统。将淡水纳入甜甜圈经济学框架代表了我们概念化水资源管理方式的重要演变——从孤立的方法转向认识生态健康与人类福祉之间的内在联系23。
全球淡水的现状
消费和取水的现实
全球淡水取水量在过去一个世纪增加了六倍，远远超过人口增长。农业仍然是主要用水部门，约占全球淡水取水量的70%，工业和生活用水占其余部分。这种密集开采导致许多地区出现水资源压力，全球约三分之二的人口每年至少有一个月经历严重缺水45。
水消费的区域差异十分明显。发达国家人均日用水量可超过300升，而许多缺水地区的社区每天只能维持不到20升——低于国际标准规定的基本卫生和福祉最低需求。这些差异突显了社会基础（确保所有人获得最低限度的水）与生态上限（限制整体淡水开采）之间的紧张关系16。
水质与污染的代价
水质恶化代表了淡水挑战的另一个维度。工业污染、含有化肥和农药的农业径流以及废水处理不足都在全球范围内导致水质下降。农业活动产生的氮和磷负荷被认为是特别棘手的问题，在淡水系统中造成富营养化，威胁生态完整性和人类健康。
研究可持续性甜甜圈的研究发现，生物多样性丧失和氮循环都已超过其地球边界，淡水污染在这两方面的越界中发挥着重要作用7。磷和氮负荷的地球边界与淡水系统特别密切相关，因为这些营养物质主要通过水路影响生态系统，在多个地球边界之间产生复杂的相互作用72。
地下水与社会差距
约占全球淡水30%的地下水资源面临特别的可持续性挑战。主要农业区的含水层枯竭速度远远超过自然补给速度，本质上构成了对人类时间尺度上不可再生资源的开采。这种不可持续的开采导致地面沉降、沿海地区海水入侵以及后代水安全的降低。
淡水的社会维度——确保普遍获得清洁水和卫生设施——在全球范围内仍然是一个重大挑战。尽管在可持续发展倡议下取得了进展，但仍有约20亿人无法获得安全管理的饮用水，36亿人缺乏安全管理的卫生服务。社会基础中的这些差距对人类健康、性别平等、教育和经济机会产生深远影响15。
预测变化的流向
变化的模式和上升的风险
气候变化可能是未来淡水可用性和分布最重要的干扰因素。气温上升预计将加剧水文循环，增加洪水风险和干旱严重程度。主要山脉系统中的冰川融化——目前作为下游人口的关键水塔——威胁着数十亿人的长期水安全。
模型预测，到2025年，世界人口的一半可能生活在缺水地区。已经经历缺水的地区，包括中东、北非和美国西南部的部分地区，可能面临更加严峻的挑战。这些变化有可能将许多地区的水资源开采推向超越地球边界，同时削弱水获取的社会基础26。
人口和经济压力
人口增长和经济发展将进一步加剧淡水资源的压力。到2050年，全球水需求预计将增加20-30%，主要由工业增长、灌溉扩张和发展中经济体国内消费增加推动。随着城市持续发展，特别是在亚洲和非洲的缺水地区，城市用水需求预计将增加50-70%。
这些需求增长将需要在相互竞争的用水之间做出艰难的权衡——农业、工业、能源生产和家庭消费——凸显了需要综合的水治理方法，同时考虑生态限制和社会需求48。
技术和治理创新
在水资源管理中实施甜甜圈经济学原则为平衡生态限制与社会需求提供了有前景的方向。阿姆斯特丹采用甜甜圈经济学作为政策框架，包括对水资源管理的具体关注，认识到用水模式的地方和全球影响，并寻求城市水系统的再生方法6。
未来的淡水管理将需要发展的治理系统，能够跨越不同尺度解决水资源挑战的复杂性。综合水资源管理方法与甜甜圈经济学原则非常吻合，通过寻求在确定的边界内平衡多个目标。墨西哥城案例研究展示了如何应用甜甜圈框架来分析水政策并识别以社会生态方法实现可持续性所需的转型48。
可持续淡水的障碍
竞争性需求和复杂选择
淡水管理的根本挑战之一是平衡各部门和利益相关者之间的竞争性需求。农业、工业、能源生产、家庭用水和生态系统需求都对有限的水资源提出要求，造成艰难的权衡。这些权衡通常不仅涉及数量分配，还涉及质量考虑、可用性时间和空间分布。
甜甜圈经济学框架突出了在保持在地球边界内的同时确保所有人都能获得足够水资源以实现福祉之间的紧张关系。这种紧张关系在短缺期间变得尤为尖锐，当满足即时人类需求可能与维持生态系统健康所需的生态流量相冲突时72。
治理和经济障碍
水治理系统通常高度分散，责任分布在多个机构、管辖区和尺度上。这种分散造成协调挑战、政策不一致和实施差距。此外，水治理经常在与能源、农业、土地利用和气候政策等相关政策领域分离的孤岛中运作。
传统经济方法往往无法充分评估水资源或考虑其全部社会和生态成本与效益。水价很少反映稀缺性或环境外部性，导致分配效率低下和过度开发。将甜甜圈经济学应用于水资源管理需要从根本上重新思考将水主要作为生产投入而非社会和生态福祉基础的经济模型31。
知识差距和社会不平等
在地球边界内进行有效的淡水管理需要关于水资源可用性、使用、质量和生态系统需求的可靠数据。然而，重大数据差距仍然存在，特别是关于地下水资源、生态系统用水需求、水质参数和实际用水量（而非取水量）。这些知识差距削弱了建立和监测可持续用水边界限制的努力95。
水资源挑战对社会群体的差异性影响——边缘化社区通常承受不成比例的负担——创造了必须在水治理框架中解决的环境正义问题。如果不明确关注公平维度，水资源管理方法可能会在追求环境可持续性目标的同时加剧现有的社会不平等81。
转型的机遇
综合水资源管理
综合水资源管理（IWRM）方法提供了一个协调水、土地和相关资源管理的框架，以在不损害生态系统可持续性的情况下最大化经济和社会福利。这种综合方法在概念上与甜甜圈经济学一致，通过在确定的边界内寻求平衡社会和生态考虑。
在流域尺度实施IWRM可以实现考虑当地生态条件、水资源可用性和社会需求的因地制宜的解决方案。基于流域的治理结构可以促进利益相关者参与、适应性管理方法以及跨部门和管辖区的更有效协调48。
效率和循环性创新
技术创新为在保持或改善社会成果的同时减轻淡水资源压力提供了巨大潜力。精准农业技术可以在保持或增加产量的同时将农业用水量——全球最大的部门用户——减少20-30%。城市系统中的智能水技术可以识别泄漏、优化分配并实现更高效的使用。
水回用和再循环技术代表了另一个有前景的方向，创建循环水系统而非线性的取用-使用-排放模式。先进的处理技术可以实现安全的水资源多用途回用，从工业应用到景观灌溉再到间接饮用水回用，大大减少淡水开采需求26。
基于权利和包容性的治理
基于权利的水治理方法——承认水的人权和生态系统维持生态流量的权利——为平衡社会和环境要求提供了框架。这些权利的法律承认创建了保护水可持续性两个维度的机制。
有意义地将多元利益相关者纳入决策过程的包容性治理方法可以导致更有效和公平的水资源管理。特别重要的是将传统边缘化群体纳入其中，包括原住民社区、妇女、小农和城市非正规居民，他们带来了关于水资源需求和管理方法的关键视角41。
甜甜圈经济学框架中的淡水
作为地球边界的淡水
在甜甜圈经济学框架内，淡水代表了构成生态上限——甜甜圈外环——的九个地球边界之一。这一边界认识到，在超越临界阈值之前，生态系统的淡水取水存在可量化的限制，可能导致不可逆的环境变化。
最初的地球边界研究提出了淡水使用的全球限制，但水资源可用性的区域差异意味着这一全球边界必须缩小到流域层面才能用于实际管理。一些地区已经超过了可持续开采限制，而其他地区仍然在边界内76。
除了数量之外，淡水资源的质量维度与其他地球边界密切相关，特别是氮和磷循环、生物多样性丧失和土地系统变化。这些边界的相互关联性突出了需要同时考虑多个地球系统的综合环境管理方法75。
社会基础中的水
水也明确出现在社会基础——甜甜圈的内环——中，承认获得清洁水和卫生设施是基本人权和福祉的前提条件。社会基础来源于国际商定的最低社会标准，包括可持续发展目标，特别是SDG 6（清洁水和卫生设施）。
社会基础的水组成部分不仅包括物理上获得水，还包括可负担性、质量、可靠性和文化适宜性等维度。这种多维理解承认水需求因情况而异，真正满足社会基础需要解决这些不同的维度21。
重要的是，水的获取与社会基础的许多其他要素相互关联，包括粮食安全、健康、性别平等以及收入和工作。例如，改善水的获取减少了收集水的时间（特别有利于妇女和女童），降低了水传播疾病的发生率（改善健康结果），并实现了小规模灌溉（增强粮食安全和生计）71。
测量和监测淡水
将甜甜圈经济学框架应用于淡水管理需要开发适当的指标和监测系统，以跟踪环境可持续性和社会公平两方面的进展。已经开发了几种方法论方法来量化特定情境下的甜甜圈模型，包括可持续性窗口方法，该方法评估发展路径是否保持在生态限制和社会基础之内9。
在流域尺度上，指标可能包括：相对于生态需求的河流流量；相对于补给速率的地下水位；水质参数；获得清洁水和卫生设施的人口百分比；水可负担性指数；以及水相关决策中的性别平等。这些指标需要适合具体情境，同时与全球边界概念相联系95。
阿姆斯特丹市采用甜甜圈经济学作为政策框架，使用"城市肖像"方法来评估其在多个维度上的表现，包括本地和全球范围内与水相关的影响。这种方法认识到，通过虚拟水贸易和供应链联系，当地水消费可能对市政边界以外产生影响62。
结论
通过甜甜圈经济学框架对淡水的这一探索揭示了将水资源管理转向更可持续和公平方法的重大挑战和有前景的机遇。从这一分析中出现了几个关键发现：
首先，淡水在甜甜圈经济学模型中占据独特位置，明确出现在生态上限（作为地球边界）和社会基础（作为人权）两方面。这种双重定位突出了水对生态系统功能和人类福祉的根本重要性，以及这些维度之间的内在联系。
其次，许多地区当前的淡水管理方法未能保持在甜甜圈的"安全且公正的空间"内。通过过度开采和污染超越了生态限制，而人类的相当部分仍然无法获得清洁水和卫生设施。这两个维度的不足表明需要同时解决环境可持续性和社会公平的变革性方法。
第三，水资源挑战的复杂、相互关联的性质需要超越孤立管理的综合方法。甜甜圈经济学框架为这种整合提供了有价值的概念模型，鼓励同时考虑多个生态边界和社会需求。这种整体视角与考虑水文、生态和社会因素全范围的基于流域的管理方法非常吻合。
第四，将甜甜圈经济学框架应用于淡水管理需要尊重当地生态条件、社会需求和文化视角的因地制宜实施。虽然全球地球边界提供了重要的参考点，但有效的水治理必须扎根于当地现实，并通过纳入多元利益相关者的包容性过程来发展。
甜甜圈经济学框架为重塑我们与淡水资源的关系提供了令人信服的愿景——超越环境保护与人类发展之间的错误选择，转而寻求两者兼顾的方法。通过概念化淡水管理的"安全且公正的空间"，该框架既提供了目标，也提供了实现变革性变化的指南，走向设计上具有再生性且在利益分配上具有公平性的水系统。