全球水危机与生态修复

全球⽔危机与⽔⽣态修复1全球淡水资源危机2中国水资源的问题3 生态修复历史机遇汇报内

容4生态修复理论实践全球淡水资源危机地球上的⽔97.5%是海⽔，⽆法被⼈类所直接利⽤，只有2.5%的淡⽔资源供⼈类使⽤地球上的⽔97.5%是海⽔，⽆法被⼈类所直接利⽤，只有2.5%的淡⽔资源供⼈类使⽤Athirdofthepopulation

alreadysufferedfromwater

scarcityLittleornowaterscarcityPhysicalwater

scarcityApproachingphysicalwaterscarcityEconomicwater

scarcityNotestimatedSource:DeFraitureetal.,

IWMI全球⽔资源短缺Source:DeFraitureetal.,

IWMI未来⽔资源短缺⼈⼝增长、经济发展、灌溉扩⼤等强⼈类活动与⽓候变化导致全球⽔⽣态系统发⽣深刻变异，严重威胁⽔安全与社会可持续发展全球⽔安全与⽣态安全Vörösmartyetal.Nature,2010,467:

555-561Globalthreatstohumanwatersecurityandriver

biodiversity全球约48亿⼈⼝⽔安全面临威胁河道离碎化与河流调控Source:NilssonC.etal.,Science308,405–408

(2005).Aglobaloverviewofdam-basedimpactsonlargeriversystemsshowsthatoverhalf(172outof292)areaffectedbydams地下水位下降Source:Aeschbach-HertigW.,andGleesonT.NatureGeoscience5,853–861

(2012).地下水含水层面积与地下水足迹Source:GleesonT.etal.,Nature488,197–200

(2012).达沃斯世界经济论坛《全球⻛险报告》指出，⽔资源危机是全球最主要风险因子对全球经济的影响程度全球风险景观图⻛险。由于对稀缺的⽔资源管理不当及竞争加剧，⼈们越来越意识到全球的⽔资源危机。水资源危机联合国秘书⻓古特雷斯2017年3⽉23⽇在联合国⽓候变化和可持续发展⽇程⾼层会议上谈到，全球三分之⼀的⼈民已经⽣活在⽔短缺国家。随着⽔资源变得⽇益紧缺，⽔资源成为区域间冲突的的催化剂。古特雷斯2017年6⽉6⽇在安理会举⾏的预防外交和跨界⽔问题公开会上，敦促各国加强合作，以确保⽔资源得到公平和可持续利⽤。2016年联合国⼤会⼀致通过2018-2028年“⽔促进可持续发展”国际⾏动⼗年决议，宣布该⾏动从2018年3⽉22⽇世界⽔⽇开始启动。该倡议是塔吉克斯坦总统埃莫⻢利·拉赫蒙出席在韩国⼤邱市举⾏的第七届世界⽔论坛时⾸次提出的。中国水资源的问题我国以6%的可更新水资源和9%耕地，养活了全球21%的人口我国人均水资源量少，时空发布不均衡，水危机始终是国家安全的心腹之患。主要面临五方面的水问题：水少、水多、水脏、水浑、水生态退化。中国水问题Source:Liuetal.,GlobalEnv.Change2013中国水资源短缺问题⼤部分地区汛期降⾬量占60％—80％，洪涝灾害严重。洪涝损失约占全国GDP1％

江河的防洪⼯程系统尚未完全达到规划标准，尤其是蓄滞洪区建设严重滞后⼤量中⼩河流已建成的⽔库中有3万多座为病险⽔库，防洪危险极⼤局部⼭洪、泥⽯流、滑坡灾害点多⾯⼲，防御难度⼤，台⻛造成的灾害难以防御城市洪涝灾害⽇益严重，逢⼤⾬必涝，已成为我国城市的⼀种通病洪涝灾害：水多水污染严重：水质性缺水Source:

Liu

et

al.,Earth’sFuture2017

刘俊国等，2017我国是世界上⽔⼟流失最为严重点国家之⼀。由于缺乏统筹规划，⽔资源和⼟地资源都有过度开发的现象

⼭区毁林，草原过牧，湿地围垦等造成严重⽔⼟流失，导致⼟地退化、⽣态恶化，造成河道、湖泊泥沙淤积，加剧江河下游地区洪涝灾害随着国家重视程度的不断提⾼，⽔⼟流失问题在⼀定程度上得到了改善，但仅是流失速度在减缓，没有从本质上解决问题水土流失：水浑⽔资源过度开发利⽤及⽔污染等，使淡⽔⽣态系统成为全球⽣物多样性丧失速度最快的⽣态系统，众多珍稀的⽔⽣⽣物数量锐减(如⻓江流域的⽩鱀豚、江豚、鲥⻥、胭脂⻥、银⻥等)在不合理的开发模式下，⽔⽣态过程遭到破坏，河流系统在众多的⽔利⼯程的雕刻下，不断渠道化、破碎化，造成洪⽔调蓄能⼒、污染物净化能⼒、⽔⽣⽣物的⽣产能⼒等不断下降水生态退化40年前，中国⼤约有5万条河流，每条覆盖⾄少150平⽅公里的流域根据2013年⽔利部发布的首个全国⽔利普查报告，如今仅有22000条河流了。湖泊萎缩千湖之省的消失江汉平原我国天然湿地仅占国⼟⾯积的4%，相当于世界⽔平的⼀半

湿地⾯积在过去⼀个世纪减少了40%以上

湿地退化导致⽣态系统服务功能降低，⾃然灾害频发昔日“北大荒”、今日“北大仓”湿地萎缩三、生态修复历史机遇全球⽣态修复承诺“爱知”

目标生物多样性公约伯恩挑战纽约宣言“联合国⽣态系统恢复⼗年”倡议2019年3⽉1⽇，联合国⼤会宣布了“联合国⽣态系统恢复⼗年”倡议，以⼤规模地开展恢复退化和遭破坏⽣态系统的⼯作。恢复⽣态系统这⼀举措已被证实能够有效应对⽓候危机和改善粮⾷安全、⽤⽔供应和⽣物多样性。绿水青山就是金山银山建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计加强生态系统保护和修复国家⽣态⽂明建设宝贵历史机遇党的⼗九⼤报告全⾯总结了⼗⼋⼤以来⽣态⽂明建设取得的显著成效，强调“要加⼤⽣态系统保护⼒度。实施重要⽣态系统保护和修复重⼤⼯程。”党的十九大与生态修复保护生态修复已经成为近年来最热门话题习近平：要把修复长江生态环境摆在压倒性位置京津冀一体化发展，生态是三大领域之一生态修复已经成为近年来最热门话题全面打响蓝天碧⽔净⼟保卫战坚决打赢蓝天保卫战着力打好碧水保卫战扎实推进净土保卫战新时代“三⼤战役”生态修复理论与实践国际⽣态修复科学研究发展态势Guan,KangandLiu*,2018.RestorationEcology依靠生态修复工程，采用基于自然的解决方案，保证水安全和生态安全(Palmer*,Liu*,etal.2015.Science349

(6248):584-585)绿色基础设施海绵城市生态修复退耕还林湿地保护绿色屋顶Aug

7 VOL349

Science⽣态修复和基于自然的解决⽅案基于自然的解决⽅案应对⽔挑战我们发表在《Science》上的文章，对联合国发布的《2018年世界水资源开发报告》，尤其是

“基于自然的解决方案来应对水资源挑战”，起到了重要的支撑作用。NBSprovidingalternativesorcomplementstogreyinfrastructure,asthesecanbeequallyormorecost-effectiveandprovidemanyco-benefitsthatareoftenforgottenwhenwatermanagementbecomestoonarrowlydefinedandimplemented(Palmeretal.,

2015).⽣态修复标准⽣态修复需要的9项标准⼯作① 修复前出具详细描述受损⽣态系统状况的报告② 确定参照系统的⽣物多样性和环境状况③ 消除或控制存在的胁迫因⼦④ 改善修复区域内的环境状况⑤ 引⼊⽣态系统需要的物种，清除或控制⽣态系统不需要的物种⑥ 按照参照恢复受损⽣态系统的⽣物群落结构⑦ 修复后的区域能与毗邻区域重新连接⑧ 直到⽣态功能恢复正常，⽣态系统可⾃发恢复⑨ 建⽴永久性项⺫档案2019版国际⽣态恢复标准GannGD,McDonaldT,WalderB,AronsonJ,NelsonCR,JonsonJ,HallettJG,EisenbergC,GuariguataMR,LiuJ,HuaF,EcheverríaC,GonzalesE,ShawN,DecleerK,DixonKW(2019)Internationalprinciplesandstandardsforthepracticeofecologicalrestoration.Secondedition.RestorationEcology27(S1):

S1–S46.ModifiedfromFig.15.1inGroometal.

(2006)Biomass&nutrient

cyclingSpecies&

complexityEcosystem

structureORIGINALECOSYSTEMRestorationRehabilitationEnhancementNo

action?DEGRADED

ECOSYSTEMNoaction?ReplacementEcosystemprocessesQ1:

能否回到生态系统初始状态?Q2:能否希望回到生态系统初始状态?In,1890,thesouthwestcitygateofoldBeijing,Youanmen,sufferedfromfloodsfromtheYongding

River1890年永定河洪水Inearly2000s,YongdingRiverrandryin

downstream现在永定河下游已经干涸挑战一：参考系统中修复目标如何设置In,1890,thesouthwestcitygateofoldBeijing,Youanmen,sufferedfromfloodsfromtheYongding

River1890年永定河洪水Inearly2000s,YongdingRiverrandryin

downstream永定河断流0510152025301920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010官厅水量/(亿m3)出库水量来水量官厅水库梁各庄Q1:能否回到生态系统初始状态?Q2:能否希望回到生态系统初始状态?修复未来，而不是修复历史Biomass&nutrient

cyclingSpecies&

complexity生态结构ORIGINAL

ECOSYSTEM原始生态系统DEGRADED

ECOSYSTEM退化生态系统生态过程TargetEcosystem目标生态系统挑战二：大数据支撑生态修复工程效果评价美国37099项生态修复工程的数据只有10%的工程存在监测设施急需结合监测和大数据的生态修复评价Source:Bernhardtetal.,Science308,636–637

(2005)挑战三：新技术在生态修复领域的应用永定河⽣态修复YongdingRiver–MontherRiverof

Beijing永定河⽣态修复永定河⽣态修复永定河⽣态修复月潭瀑布Beforev.s.

After矿区⽣态修复