科学应对气候变化夯实水生态保护基础——访中国工程院院士张建云

张建云中国工程院院士、英国皇家工程院外籍院士、水文水资源学家、南京水利科学研究院名誉院长、水利部应对气候变化研究中心主任、国际水文科学协会中国国家委员会名誉主席、《水科学进展》杂志主编。

联合国确定2020 年“世界水日”的主题为“水与气候变化”，我国纪念2020 年“世界水日”和开展“中国水周”活动的宣传主题为“坚持节水优先，建设幸福河湖”，围绕这两个主题，本刊记者专访了中国工程院院士张建云。

中国水利：2020 年“世界水日”的主题是“水与气候变化”。 请您谈谈气候变化及其影响，特别是气候变化对我国水安全有什么影响？ 我们应该如何应对？

张建云：2020 年 “世界水日” 的主题是 “水与气候变化”，重点是以更协调、更可持续的方式管理气候和水资源，因为水和气候密不可分，它们都处于可持续发展、气候变化和减少灾害风险等全球目标的核心位置。 毋庸置疑，水是21 世纪最珍贵的商品之一。 气候变化也已是不争的科学事实，其对水资源等自然系统产生了重要的影响。

尽管气候变化在学术界存在一些争论，但地表温度持续上升、海平面升高和极端事件增加等方面取得普遍的共识。 根据中国《第三次气候变化国家评估报告》，过去百年（1901 年以来）中国地表温度上升0.9～1.5°C，特别是过去60 年全国平均温度上升1.38°C，平均0.23°C/10a，高于全球平均水平。 根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告，即使各国加强温室气体减排，气温仍将保持上升过程相当长一段时期，到本世纪末气候增温能否控制在2°C 以内是当前各国政府碳排放控制的目标，也是国际学术界讨论的热点问题。20 世纪80 年代以来，全国多年平均降水量无明显的变化趋势，但降水分布发生了显著性变化，特别是我国北方缺水地区的海河流域、辽河流域、山东半岛等地减少了约10%左右。 在全球气候变化的大背景下，我国海平面过去30 多年呈现波动性上升趋势，1980年以来全国海平面平均上升3.2 mm/a， 高于全球平均2.6 mm/a 的水平。

气候变化对我国水安全带来了更大风险和多方面挑战：

一是我国北方水资源短缺的问题更加突出。 一方面，根据1980 年前后两个水文序列的对比分析， 我国北方江河实测河川径流量总体呈下降趋势，海河流域、辽河流域减少了35%～80%。 根据全国第二次水资源调查评价结果，海河、辽河、黄河、淮河流域的地表水资源分别减少47.2%、13.4%、15.4%和11.0%。 另一方面，随着温度的上升，农业、工业、生活和生态的用水量都会不同程度地增加。 因此，气候变化进一步加剧了我国北方地区水资源的短缺。

二是全球变暖将加速水循环。 由于大气温度升高、大气持水能力提升，大气稳定性降低，易发生极端天气，局地强降水多发，并随着城市化产生的城市热岛效应，使得城市暴雨趋多趋强，城市洪涝问题愈来愈突出。

三是海平面的上升。 一方面将降低沿海防洪防风暴潮工程的防御能力， 明显增加沿海地区防洪防风暴潮的风险，另一方面还将对海滨带及河口地区的生态系统产生重要影响，使得有盐的范围扩大，河口地区含盐度增加，同时还增加沿海地区海水对地下水的侵蚀。 此外，还会影响到沿海地区水源地的避咸蓄淡，影响淡水资源的保障。 因此，气候变化对我国水安全的影响是多方面、系统、显著和复杂的。

气候变化需要科学应对。 一是要减缓这种变化。 IPCC评估报告认为，人类活动产生的温室气体浓度升高导致了地表温度上升，各国都将控制温室气体排放作为减缓气候变化的长期措施。 中国政府把节能减排作为优化经济结构、推动绿色循环低碳发展、加快生态文明建设的重要抓手和突破口，制定了《“十三五”节能减排综合规划》，发布了一系列有关政策，采取了一系列行动。 建设节约型社会，要从点滴做起，人人有责。 二是科学应对，提高适应变化的能力。 在水资源保障方面，一方面加强需求侧管理，加快节水型社会建设，降低水资源刚性需求。 另一方面，提高系统承载能力， 建立以跨流域调水为基本框架的国家水网，优化水资源配置，解决我国水资源空间分布不均问题；通过水资源工程的调节， 解决水资源时间分布不均匀问题；加强非常规水资源利用和风险调控，包括海水淡化、污水资源化、洪水资源化和低劣质水处理应用等，提高系统的供给能力。 在防洪减灾方面，要加强非工程措施建设，加强多尺度全要素信息的监测与预警，提高决策的科学性，加强洪涝的应急管理和社会管理，提升减灾能力。 要加强工程措施建设，特别对变化环境下的工程防御标准进行全面评估和达标建设，提高系统的抗灾能力。 在生态环境方面，要坚持绿色发展、生态优先的道路。

中国水利：习近平总书记高度重视流域的生态保护，在重庆和武汉座谈会上提出了“共抓大保护，不搞大开发”的要求， 在郑州座谈会上发出 “生态保护与高质量发展”和“让黄河成为造福人民的幸福河”的号召，请您谈谈学习体会和认识。

张建云：习近平总书记从中华民族伟大复兴和永续发展的千秋大计出发，精辟阐释了长江流域、黄河流域生态保护的重要性，明确提出了流域生态保护和高质量发展的目标任务。 总书记讲话高屋建瓴、内涵丰富，为做好新时代长江、黄河的治理和保护指明了方向、提供了根本遵循。 认真学习后，有以下几点深刻的认识：

一是总书记对长江和黄河的重要讲话，是对整个水利工作提出的要求，我们应该全面学习其丰富内涵。 由于不同的地理、气候和社会条件，每个流域都有各自的特点和问题，随着全球气候变化和经济社会发展，各个流域均面临新的水安全问题和挑战，不仅长江、黄河的生态系统需要保护，其他流域也都需要保护和修复。 总书记关于“让黄河成为造福人民的幸福河”的号召，也是对每一条江河的希望。

二是水是生态之基， 是生态系统最活跃的控制性因素，是森林、湿地、草原、荒漠等不同生态格局的决定性要素。 水是生物链中物质与能量传递的核心媒介，水支撑陆地生态系统的光合作用、能量与物质转换，也是湿地生物系统的最基本要素。 水资源的调控和保障则是水生态系统保护与修复的必要手段和重要措施。 因此要科学确定流域生态流量，提高生态流量的保障率。

三是流域生态保护是流域水安全的重要组成部分，流域的治理是复杂的系统工程，要以问题为导向，需全面考虑、综合治理。 习近平总书记在长江、黄河座谈会的讲话中，强调了流域防洪的重要性，指出洪水仍是流域最大的风险；强调了流域水资源保障的重要性，指出“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，把水资源作为最大的刚性约束”；强调了生态环境问题，提出“重在保护，要在治理”的方针，阐明了生态保护与修复的目标与举措。 流域的生态环境问题，根本原因是水资源保障能力不足导致的。

四是流域的生态保护与修复不仅需要先进科学技术的支撑，还需要流域发展和管理理念的创新。

中国水利：请您谈谈流域生态保护的科技需求及相关建议。

张建云：就流域生态保护与修复的科技要求，我认为主要有以下几个方面：

一是基础理论研究需要加强。 要加强流域生态退化机理与驱动因素， 陆面水文过程与生态过程的耦合作用，流域生态退化成因分析， 流域生态系统服务功能评价理论，水资源—能源—粮食—生态互馈关系， 资源承载能力分析，系统承载能力、脆弱性及韧性分析等基本认知、基本原理和基本理论的研究。

二是关键技术亟须突破。 流域不同生态系统的保护技术与修复技术，生态系统检测技术与仪器设备，生态系统诊断分析与预警平台，系统韧性提升途径与技术，涉水工程生态效应减缓与补偿技术等。

三是应用与管理需要创新。 流域生态保护首先要厘清保护什么、保护的重点在哪里、保护与修复的目标是什么。习总书记强调流域生态保护“重在保护，要在治理”，因此要加强流域的综合治理及适应性管理、流域绿色发展模式和治理模式、生态补偿机制与政策、生态保护与修复成本分析与效益评价等。

如前所述，水是生态之基，是流域生态保护与修复不可或缺的重要物质，水生态保护是流域水安全的重要组成部分。 因此在重视流域生态保护与修复相关研究的同时，还要加强水资源的高效利用与保护、流域水安全保障等重大科技问题的研究，为流域生态保护和高质量发展提供科技支撑。

本刊记者 吕彩霞 韦凤年