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让生命之水重回大地:水管理的新范式

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译者导语:最近在整理一些跟可持续水系统有关的文章,这篇是关于理论,是众多可持续水系统实践背后的基础,理解了它才能理解为什么要收集雨水、做等高线洼沟、关键线、小型水库和人工湿地等等实践。水是生命之源,而建立可持续水系统,不只关乎我们有多少水可以使用,更和恢复生物多样性、保护土壤、固碳、改善小气候乃至逆转全球气候变化等密切相关,这些本就是一个整体。

在水管理的新范式中,一个特别值得关注的观点是,全球变暖并非我们面临的主要气候问题,极端天气才是,而人类活动对水循环的干扰,是极端天气越发频繁的重要原因之一;但是如果采取合适的水管理方法,人类其实完全有能力在短期内逆转破坏。本文(此处有少量删节)原发表于Holistic Science(整全科学)期刊,原作者是农业科学家Richard Widows。想节约时间的读者,可先看文末的水管理新旧范式的差别比较。

水管理的新范式

“21世纪的战争将是因争夺水而爆发。”——这是前联合国秘书长布特罗斯·加利所说的话,现在正被越来越多的人反复引用。但是,有没有可能,水不是催化战争,而是催化形成一个深层次的、整全的、可持续的人类社会?

发展和采用新的、整全的水管理范式,认识到并尝试理解人类对“小型水循环”的影响,并在某些情况下扭转这些影响,可能是我们面临的最重要挑战之一。好消息是,在最基本的层面上,方法的改变可以简短总结为:从当前的旧范式转变为新范式,在旧范式中,水蒸发被视为系统的损失,是要极力避免的,而在新范式中,水蒸发被视为所有降水的来源,并相应地进行水管理。

要理解这一说法,我们必须首先认识到,水循环有两个主要部分 ——“大型水循环”和“小型水循环”。

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从图中可以看出,小型水循环可以被理解为,在陆地(或水体)上蒸发的水,在相同环境下形成降雨。关于小型水循环的理论并没有任何争议。这只是一个在当前的水管理旧范式中很少被使用的术语。

虽然它被称为“小型”水循环,但不要被其名称误导。对于局部降水模式而言,小型水循环实际上比大型水循环更重要。事实上,据估计,全球陆地平均年降水量为720毫米,其中310毫米来自大型水循环,410毫米来自小型水循环的重复蒸发-降水过程。

陆地上大部分降水实际上来自小型水循环。仅仅承认这个简单的现实,就足以彻底改变我们对全球水资源管理的方法。此外,正是小型水循环被人类活动所打断,因此通过意识到人类的影响力,我们也可以行动起来恢复小型水循环。

我想通过一个例子来阐述目前的水管理旧范式。即澳大利亚的墨累达令盆地水管理计划,这也是我曾参与工作的计划。墨累达令盆地是世界上最大、最干旱的河流系统之一,约占澳大利亚陆地面积的14%。这里包含澳大利亚大约40%的农场和约70%的灌溉土地,这里也是许多重要城镇的主水源。

基本上,墨累达令盆地水管理计划是一项数十亿美元的联邦政府计划,旨在重新分配水资源,以期重振流域环境。这一计划是在一场史无前例的十年干旱之后开始的,并且也考虑到了气候变化导致气候越发不稳定的科学预测。在最广泛的层面上,人们认为,为一些地方分配更多的水,是我们能做的最好的“解决”环境问题的措施。

然而,该计划从未涉及水管理的更深层次问题,例如:人类活动是否在增加气候的不稳定性?如果是这样,我们可以做些什么来开始扭转这个趋势?在参与该计划的四年多时间里,我几乎没有听说过关于水循环以及人类活动如何影响水循环的讨论。这是我认为我们的水管理方法需要改变的地方。

幸运的是,在澳大利亚,也有那些采用整全水管理方法的先驱者。例如,约曼斯(P.A.Yeomans)于1954年发表了他的第一本书《关键线设计》(The Keyline Plan,本书下载地址见注释[1])。这种方法的主要目的是增加土壤的深度、稳定性和肥力。在过去的三四十年,关键线的实践已成为澳大利亚乡村地貌的重要组成部分,也形成了朴门永续设计体系的基础之一。(译者注:“关键线”系统是一套整全的农场水土管理系统,采用自然地貌的起伏和耕作技术来收集雨水并提高土壤肥力。从水的角度来看,其背后的核心理念是,在尽可能高的位置收集雨水,并通过重力作用,使水分沿着一条条经特殊设计的“关键线”,慢慢从山谷渗透到山脊,而不是任由山脊的水冲往山谷。水的流速减缓,并更均匀地扩散,从而渗透到更广泛、更深层的区域。在大多朴门永续设计相关书籍和课程中都介绍到了关键线。)

约曼斯的著作《关键线设计》、《城市森林》

约曼斯的著作《关键线设计》、《城市森林》

采用关键线系统的农场

采用关键线系统的农场

另一位澳大利亚农业先驱彼得·安德鲁斯(Peter Andrews)提出了自己的补给水源和生态系统恢复理念,即“自然序列农业”(Natural Sequence Farming)。与约曼斯一样,安德鲁斯将重点放在对退化土壤的恢复上。这种方法很特别,因为试图让人工管理的系统模拟自然,并且取得了重大成功。(译者注:自然序列农业的设计中,主要是恢复自然的流域,将溪流、河流和洪泛区重新连接起来,使整个流域中有更多分散的小型集水区,减缓水流速度,补给地下水,减少土壤侵蚀,并遵循自然演替的规律恢复本土的自然植被,将洪泛区积累的土壤养分充分利用和分配。注释[2]中是详细的介绍。)

上图蓝线是经过人工改造的溪流,红线是原本的自然溪流走向。自然的溪流弯弯曲曲,堤岸平缓,且从上游到下游有一系列的小池塘。

上图蓝线是经过人工改造的溪流,红线是原本的自然溪流走向。自然的溪流弯弯曲曲,堤岸平缓,且从上游到下游有一系列的小池塘。

上图是人工改造过的山谷河流剖面示意图(丰水期),可见其堤岸很陡峭,河床平整。

上图是人工改造过的山谷河流剖面示意图(丰水期),可见其堤岸很陡峭,河床平整。

 上图是自然的山谷河流剖面示意图,符合自然序列农业的原则,堤岸平缓,河床中间向上突出,有自然的洪泛区。在丰水期,中间蓝色区域的水流量最多。


上图是自然的山谷河流剖面示意图,符合自然序列农业的原则,堤岸平缓,河床中间向上突出,有自然的洪泛区。在丰水期,中间蓝色区域的水流量最多。

在全球范围内还有更多例子,比如印度的拉金德拉·辛格(Rajendra Singh)和津巴布韦的阿兰·萨弗瑞(Allan Savory)。

1984年,拉金德拉正努力在拉贾斯坦邦建立诊所,但人们告诉他,这里不需要药物或食物,而是需要水。这促使拉金德拉走上了学习和行动之旅。拉金德拉的工作很有意思,不仅因为他专注于传统的水资源保护方法和独特的社区参与行动,也是因为其无可辩驳的大规模的成功。通过与当地社区合作,建造了超过8600个经过精心策划的小型水库,他已经帮助将水源带到1000多个村庄,并恢复了拉贾斯坦五条主要河道的水流。

阿兰·萨弗瑞是津巴布韦出生的生物学家和农民,“整全资源管理”(Holistic Resource Management)系统的创始人。他所研究的重点领域在于“脆弱环境”(世界上多达三分之一的陆地)。在过去的几十年里,通过使用牲畜群来模仿野生食草动物的群体迁徙过程,整体资源管理的实践取得了巨大成功。这特别有意义,因为它是解决荒漠化问题的独特方法。(译者注:推荐观看阿兰·萨弗瑞的TED演讲“如何绿化沙漠并扭转气候变化”。)

阿兰·萨弗瑞的TED演讲截图

阿兰·萨弗瑞的TED演讲截图

两侧图片是在美国怀俄明州一座桥上的不同朝向分别拍摄的,分别是同一条河流的上游和下游,上游地块采用了整全资源管理的实践,下游未采用。

两侧图片是在美国怀俄明州一座桥上的不同朝向分别拍摄的,分别是同一条河流的上游和下游,上游地块采用了整全资源管理的实践,下游未采用。

这些例子当然不全面,只是四位开拓性先驱的突出范例,他们对环境中水的作用有了更整全的认识。而且,重要的是,他们在不同的时间段内取得了显著的成果。这证明我们可以扭转全球荒漠化的趋势并为土地补给水。在我看来,这些成果为人类的未来提供了重要的希望。

有趣的是,我越是看这些和其他类似的方法,我越觉得它们都是内在联系着的。基本上,虽然可能使用不同的技术和手段,但它们都根植于对水在生态系统和环境中的关键作用的整全理解。

作为一种整合不同方法的理念,斯洛伐克水文学家麦克·科罗迪克(Michal Kravčík)博士及其同事呼吁建立“水管理新范式”。

《气候恢复之水——水管理新范式》(下载地址见注释[3])

《气候恢复之水——水管理新范式》(下载地址见注释[3])

我第一次了解到科罗迪克博士是因为读到他于2007年合著的一本书《气候恢复之水——水管理新范式》。这时我已经在水政策领域工作了四年,而直到此时我才第一次听到有人提到小型水循环。

科罗迪克是1999年高盛环境奖的获得者,因为他曾致力于阻止一项大型水坝项目。他提出了一系列有效的、民主的、低成本的替代方案,包括建设小型水坝,分散式水管理,以及恢复农田。但也许同样重要的是,科罗迪克及其同事提供了一些可能对水管理产生更广泛影响的成果—— 一种将全世界的整全式水管理实践整合起来的新语言。

水管理新范式的一个有趣的方面是,正如科罗迪克及其同事所描述的那样,“……不是建立在新的具革命性的知识之上;它的创新性更多地来自于利用现有知识思考事物的后果”。水管理新范式中最重要的概念是,其支持者认为,从陆地到海洋的淡水流失,不仅是全球荒漠化的最重要因素之一,而且也是全球气候变化的最重要因素之一。基本来说,水管理新范式解释了,人类活动(如砍伐森林、农业和城市化)是如何逐步减少了土壤水分、地下水和植被,从而减少了陆地上的水蒸发,完全打断了小型水循环。

如果水资源新范式有任何革命性的话,那就是,它关注的是小型水循环。这个新范式基本上就是“通过将雨水留存在陆地上,使小型水循环重新运转的计划”。事实上,如果你觉得很难谈论水管理新范式这个概念,那就别管它,只要开始思考和讨论小型水循环就可以了。

水管理新范式,不是专注于水坝和河流,而是更关注减缓水流通过整个陆地水系统的速度,将水保持在土壤中、植被中和地下水系统中,其基础理论是,小型水循环将确保水在最终返回海洋之前、反复地在陆地上循环。简单来说,水管理新范式强调,通过小型水循环,从陆地上的水中获取最大价值。

正如前文所述,正是小型水循环被人类活动打断了,而在政策讨论中人们完全忽略了这一点,这突显了当前水管理范式的固有缺陷。为了突出说明这一点,我能想到的最好的例子,是澳大利亚的一个热门争议话题——“柳树之战”。这场争论围绕着一个前提,即柳树是特别需水的树木,而且,由于它们是外国引入的入侵性物种,所以如果清理掉所有柳树的话,每公顷树冠面积每年可以节约高达5.5兆升的水。

这是澳大利亚顶尖科学机构CSIRO提出的一个论点,因此高度代表了目前的水管理范式。问题是,这个论点没有考虑到,水被柳树“消耗”后发生了什么,它完全忽略了小型水循环。这就是重点,几乎所有与水管理有关的政策都忽略了小型水循环。

一旦水分蒸发了,就目前的范式而言,它就已经“消失”了。目前的水管理范式主要关注在河流和水坝中的水,地下水则次之,认为这些才是“真正的水”。几乎所有的水政策都围绕着对河流和水坝中的水的调节,这是可以理解的,因为水是一种非常有价值的商品。问题在于,这种旧的水管理方法使我们忘记了在环境中保存水的其他区域,例如土壤、植被和大气。或者更糟糕的是,如在柳树之战的例子中那样,对保存水的其他区域持歧视态度。

《气候恢复之水——水管理新范式》(下载地址见注释[3])

《气候恢复之水——水管理新范式》(下载地址见注释[3])

当我们考虑水管理新范式时,我们要理解树木(和所有植被)不是水的“消耗者”,而是环境中关键的水资源调节器。实际上,我们既要考虑植物在水循环中的作用,也要考虑其在太阳能转换中所起的作用,即作为温度调节器。

相关知识的复杂程度已超出了本文的范围。无论如何,如果忽视水在更广泛的环境中所起的作用,就不可能整全地理解水。

《水管理新范式》作者的一个关键论点是,水和植被在“温室效应”和“全球气候变化”等概念中所起的作用一直被严重忽视。造成这种忽视的主要原因是,水循环极其动态和复杂,往往涉及无数相互关联的过程。水没有被视为重要的温室气体,而是被视为某种气候常数,因此不包括在许多气候模型中。然而,这种计算方法大大低估了水在气候中的重要性。

虽然水在气候中的作用可能未得到充分研究,但可以肯定的是,减缓气候变化的一个关键条件是,恢复与陆地上水和植被相关的、基本的生态功能。这些功能主要包括,“通过水循环,让太阳能温和地分散开”,以及与植被增加相关的生态功能,即固定二氧化碳和保护土壤养分。

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通过开始意识到人类活动如何导致从陆地到海洋的水流失,我们可以开始采用一些政策和实践来扭转这些趋势。通过增加陆地上的淡水量,我们自然而然会增加生态系统的多样性和复原力。随之,我们将开始增加土壤有机质含量,从大气中固定大量的碳。

“水管理新范式”的细节远比本文中提及的要复杂得多。不过好在,有许多全球知名范例,例如上文的四个例子,它们是跟新范式相一致的,且经过了试验验证的。我们现在的工作就是要将这些范例整合在一起,并通过水管理新范式的视角来看待它们,以总结出这些实践的方法和成功原因。

我们面临的选择很简单。我们可以继续忽视人类对全球小型水循环的破坏,并试图应用越来越多的贴膏药式的解决方法,正如我在墨累达令盆地水管理计划中所经历的那样。或者,我们可以接受水管理新范式的众多先驱们提供的倡议,并真正尝试去创造一个可持续的未来。

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水管理新旧范式的差别

下文摘自《气候恢复之水——水管理新范式》,全书(英文版)下载地址见注释[3]。

旧范式:陆地上的水与全球变暖无关,全球变暖是由人类活动产生的温室气体量增加而造成的。
新范式:全球变暖的一个重要因素可能是,人类活动导致陆地变得越来越干燥,以及随之而来的陆地气温上升。

旧:研究全球变暖对水循环的影响。
新:研究水循环的变化对全球变暖的影响。

旧:国家的城市化、工业化和经济开发对水循环的影响微乎其微。
新:国家的城市化、工业化和经济开发(全球总量已超过所有大陆面积的40%)对水循环具有根本性影响。

旧:人类对水循环的影响可以忽略不计,人类活动不能扭转水循环的变化。
新:目前人类对水循环的影响是相当大的,而这影响可以是正负两面的。

旧:气候将变得越来越不利,可能会在数百年后才减缓。
新:如果采用新的水管理方法,预期几十年内气候就能恢复。

旧:关注大型水循环(但人类对其很难产生影响),而小型水循环的重要性却被忽略了。
新:主要关注小型水循环。

旧:极端天气产生的原因是全球变暖。
新:极端天气产生的原因是水循环的变化。

旧:全球变暖和极端天气两者密不可分。
新:全球变暖可以独立于极端天气而存在,同样,在没有全球变暖的情况下也可以发生极端天气。

旧:全球变暖是人类面临的主要气候问题。
新:极端天气是人类面临的主要气候问题。

旧:从全球变暖的角度来看,植被并不好,因为它的反照率很低;而水蒸气再次增加了温室效应。
新:水和植被减轻了不必要的温度差异;云层减缓了落在地表的太阳辐射强度。

旧:将大气层看做造成温室效应的覆盖物。
新:将大气层看做地球的保护性覆盖物。

旧:海平面上升是由冰川融化导致的。
新:海平面上升既是由冰川融化导致的,也是土壤湿度下降、地下水位下降以及陆地上其他水域水位下降导致的结果。

旧:雨水是不好的,需要被迅速排走。
新:雨水是一种资产,需要被保留在土壤/植物中。

旧:水的主要来源和储备是地表水。
新:水的主要来源和储备是地下水。

旧:土地的所有者和使用者(市民、公司和市政部门)不认为当地的雨水管理与自己个人相关。
新:让雨水管理实名化,创造共同承担水资源责任的精神。

旧:一份水仅用于一种用途,仅使用一次后就被排走。
新:一份水可依次用于多种目的,然后被净化和多次重复利用。

旧:供水系统主要向社区提供饮用品质的水。
新:供水系统分为饮用水和其他用水。(饮用水在日常用水中所占比例微乎其微。)

旧:与水有关的各个公共政策是互不相关的。
新:与水有关的政策是基于对全国的水循环的全面认识。

旧:分割式的水管理。
新:在一个区域内进行整合式的水管理。

本文参考文献略,请见原文链接

https://permaculturenews.org/2015/04/13/rehydrating-the-earth-a-new-paradigm-for-water-management/

注释

[1]https://soilandhealth.org/wp-content/uploads/GoodBooks/The%20Keyline%20Plan.pdf

[2]http://www.nsfarming.com/principles.html

[3]https://www.waterparadigm.org/indexen.php?web=./home/homeen.html

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