Freshwater Withdrawals

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。 ...