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張建云院士:科學應對氣候變化 夯實水生態保護基礎
2020/4/8 12:47:21    新聞來源:中國水利雜志
科學應對氣候變化 夯實水生態保護基礎

——訪中國工程院院士張建云

本刊記者 呂彩霞 韋鳳年

在紀念第二十八屆“世界水日”和第三十三屆“中國水周”之際,圍繞“堅持節水優先,建設幸福河湖”主題,本刊記者專訪了中國工程院院士張建云。

中國水利:2020年“世界水日”的主題是“水與氣候變化”。請您談談氣候變化及其影響,特別是氣候變化對我國水安全有什么影響?我們應該如何應對?

張建云2020年“世界水日”的主題是“水與氣候變化”,重點是以更協調、更可持續的方式管理氣候和水資源,因為水和氣候密不可分,它們都處于可持續發展、氣候變化和減少災害風險等全球目標的核心位置。毋庸置疑,水是21世紀最珍貴的商品之一。氣候變化也已是不爭的科學事實,其對水資源等自然系統產生了重要的影響。

盡管氣候變化在學術界存在一些爭論,但地表溫度持續上升、海平面升高和極端事件增加等方面取得普遍的共識。根據中國《第三次氣候變化國家評估報告》,過去百年(1901年以來)中國地表溫度上升0.9~1.5℃,特別是過去60年全國平均溫度上升1.38℃,平均0.23℃/10a,高于全球平均水平。根據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報告,即使各國加強溫室氣體減排,氣溫仍將保持上升過程相當長一段時期,到本世紀末氣候增溫能否控制在2℃以內是當前各國政府碳排放控制的目標,也是國際學術界討論的熱點問題。20世紀80年代以來,全國多年平均降水量無明顯的變化趨勢,但降水分布發生了顯著性變化,特別是我國北方缺水地區的海河流域、遼河流域、山東半島等地減少了約10%左右。在全球氣候變化的大背景下,我國海平面過去30多年呈現波動性上升趨勢,1980年以來全國海平面平均上升3.2mm/a,高于全球平均2.6mm/a的水平。


氣候變化對我國水安全帶來了更大風險和多方面挑戰:

一是我國北方水資源短缺的問題更加突出。一方面,根據1980年前后兩個水文序列的對比分析,我國北方江河實測河川徑流量總體呈下降趨勢,海河流域、遼河流域減少了35%~80%。根據全國第二次水資源調查評價結果,海河、遼河、黃河、淮河流域的地表水資源分別減少47.2%、13.4%、15.4%和11.0%。另一方面,隨著溫度的上升,農業、工業、生活和生態的用水量都會不同程度地增加。因此,氣候變化進一步加劇了我國北方地區水資源的短缺。

二是全球變暖將加速水循環。由于大氣溫度升高、大氣持水能力提升,大氣穩定性降低,易發生極端天氣,局地強降水多發,并隨著城市化產生的城市熱島效應,使得城市暴雨趨多趨強,城市洪澇問題愈來愈突出。

三是海平面的上升。一方面將降低沿海防洪防風暴潮工程的防御能力,明顯增加沿海地區防洪防風暴潮的風險,另一方面還將對海濱帶及河口地區的生態系統產生重要影響,使得有鹽的范圍擴大,河口地區含鹽度增加,同時還增加沿海地區海水對地下水的侵蝕。此外,還會影響到沿海地區水源地的避咸蓄淡,影響淡水資源的保障。因此,氣候變化對我國水安全的影響是多方面、系統、顯著和復雜的。

氣候變化需要科學應對。

一是要減緩這種變化。IPCC評估報告認為,人類活動產生的溫室氣體濃度升高導致了地表溫度上升,各國都將控制溫室氣體排放作為減緩氣候變化的長期措施。中國政府把節能減排作為優化經濟結構、推動綠色循環低碳發展、加快生態文明建設的重要抓手和突破口,制定了《“十三五”節能減排綜合規劃》,發布了一系列有關政策,采取了一系列行動。建設節約型社會,要從點滴做起,人人有責。

二是科學應對,提高適應變化的能力。在水資源保障方面,一方面加強需求側管理,加快節水型社會建設,降低水資源剛性需求。另一方面,提高系統承載能力,建立以跨流域調水為基本框架的國家水網,優化水資源配置,解決我國水資源空間分布不均問題;通過水資源工程的調節,解決水資源時間分布不均勻問題;加強非常規水資源利用和風險調控,包括海水淡化、污水資源化、洪水資源化和低劣質水處理應用等,提高系統的供給能力。在防洪減災方面,要加強非工程措施建設,加強多尺度全要素信息的監測與預警,提高決策的科學性,加強洪澇的應急管理和社會管理,提升減災能力。要加強工程措施建設,特別對變化環境下的工程防御標準進行全面評估和達標建設,提高系統的抗災能力。在生態環境方面,要堅持綠色發展、生態優先的道路。


中國水利:習近平總書記高度重視流域的生態保護,在重慶和武漢座談會上提出了“共抓大保護,不搞大開發”的要求,在鄭州座談會上發出“生態保護與高質量發展”和“讓黃河成為造福人民的幸福河”的號召,請您談談學習體會和認識。張建云:習近平總書記從中華民族偉大復興和永續發展的千秋大計出發,精辟闡釋了長江流域、黃河流域生態保護的重要性,明確提出了流域生態保護和高質量發展的目標任務??倳浿v話高屋建瓴、內涵豐富,為做好新時代長江、黃河的治理和保護指明了方向、提供了根本遵循。認真學習后,有以下幾點深刻的認識:一是總書記對長江和黃河的重要講話,是對整個水利工作提出的要求,我們應該全面學習其豐富內涵。由于不同的地理、氣候和社會條件,每個流域都有各自的特點和問題,隨著全球氣候變化和經濟社會發展,各個流域均面臨新的水安全問題和挑戰,不僅長江、黃河的生態系統需要保護,其他流域也都需要保護和修復??倳涥P于“讓黃河成為造福人民的幸福河”的號召,也是對每一條江河的希望。二是水是生態之基,是生態系統最活躍的控制性因素,是森林、濕地、草原、荒漠等不同生態格局的決定性要素。水是生物鏈中物質與能量傳遞的核心媒介,水支撐陸地生態系統的光合作用、能量與物質轉換,也是濕地生物系統的最基本要素。水資源的調控和保障則是水生態系統保護與修復的必要手段和重要措施。因此要科學確定流域生態流量,提高生態流量的保障率。三是流域生態保護是流域水安全的重要組成部分,流域的治理是復雜的系統工程,要以問題為導向,需全面考慮、綜合治理。習近平總書記在長江、黃河座談會的講話中,強調了流域防洪的重要性,指出洪水仍是流域最大的風險;強調了流域水資源保障的重要性,指出“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產,把水資源作為最大的剛性約束”;強調了生態環境問題,提出“重在保護,要在治理”的方針,闡明了生態保護與修復的目標與舉措。流域的生態環境問題,根本原因是水資源保障能力不足導致的。四是流域的生態保護與修復不僅需要先進科學技術的支撐,還需要流域發展和管理理念的創新。


中國水利:請您談談流域生態保護的科技需求及相關建議。張建云:就流域生態保護與修復的科技要求,我認為主要有以下幾個方面:一是基礎理論研究需要加強。要加強流域生態退化機理與驅動因素,陸面水文過程與生態過程的耦合作用,流域生態退化成因分析,流域生態系統服務功能評價理論,水資源—能源—糧食—生態互饋關系,資源承載能力分析,系統承載能力、脆弱性及韌性分析等基本認知、基本原理和基本理論的研究。二是關鍵技術亟須突破。流域不同生態系統的保護技術與修復技術,生態系統檢測技術與儀器設備,生態系統診斷分析與預警平臺,系統韌性提升途徑與技術,涉水工程生態效應減緩與補償技術等。三是應用與管理需要創新。流域生態保護首先要厘清保護什么、保護的重點在哪里、保護與修復的目標是什么。習總書記強調流域生態保護“重在保護,要在治理”,因此要加強流域的綜合治理及適應性管理、流域綠色發展模式和治理模式、生態補償機制與政策、生態保護與修復成本分析與效益評價等。如前所述,水是生態之基,是流域生態保護與修復不可或缺的重要物質,水生態保護是流域水安全的重要組成部分。因此在重視流域生態保護與修復相關研究的同時,還要加強水資源的高效利用與保護、流域水安全保障等重大科技問題的研究,為流域生態保護和高質量發展提供科技支撐。


刊于《中國水利》2020年第6期專訪對象/張建云,中國工程院院士、英國皇家工程院外籍院士、水文水資源學家、南京水利科學研究院名譽院長、水利部應對氣候變化研究中心主任、國際水文科學協會中國國家委員會名譽主席、《水科學進展》雜志主編。編排/王慧

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