联合国近日发布了《2018年世界水资源开发报告》。根据报告，由于人口增长、经济发展和消费方式转变等因素，全球水资源的需求正在以每年1%的速度增长，而这一速度在未来20年还将大幅加快。各国必须实现从对抗自然到顺应自然的转变，更好地利用基于自然的解决方案来应对水资源方面的挑战。
基于自然的解决方案（Nature-based solutions, NBS）是使用或模仿自然过程，致力于改善水资源管理的解决方案。近年来，基于自然的解决方案引起了广泛关注，主要体现在将这种思路纳入水资源、粮食安全、农业、生物多样性、环境、降低灾害风险、城市居住地，以及气候变化等领域的政策制定中。人们逐渐认识到需要建立共同目标，并围绕共同目标将不同利益进行整合，还需要开展相辅相成的行动。
推广基于自然的解决方案对于实现《2030年可持续发展议程》至关重要。基于自然的解决方案在实现可持续粮食生产、改善人居环境、普及饮用水供应和卫生设施服务、降低涉水灾害风险等方面前景广阔，还可应对气候变化对水资源造成的影响。然而，尽管基于自然的解决方案的应用历史由来已久，水资源政策和管理中忽视基于自然的解决方案的情况仍屡见不鲜。
图1 基于“中间路径情景”（middle-of-the-roadscenario）的2010年水资源短缺情况（上图）和2050年预计水资源短缺情况的变化（下图）。
每年人类使用的总取水量占可再生地表水资源总量的20%—40%时，该区域被认为是缺水的；当水资源严重短缺时，总取水量超过40%。“中间路径情景”基于“水扩展共享社会经济路径”，假设世界发展沿着过去的趋势前进，社会、经济和技术趋势不会明显地偏离历史形态。
自20世纪90年代以来，在拉丁美洲、非洲和亚洲，几乎每条河流的水污染情况都进一步恶化。未来数十年，水质还将进一步恶化，对人类健康、环境和可持续发展的威胁只增不减。全球看来，最为普遍的水质问题是营养物含量的升高（图2、图3）。据预测，低收入和中低收入国家受到污染物影响的上升趋势最为明显，最主要的原因是人口和经济的飞速增长，以及废水管理制度的缺位。
水量和水质的变化趋势与洪水和干旱风险息息相关。面临洪水风险的人口数量预计将从12亿增长到2050年的大约16亿（占全球人口的近20%）。目前，受到土地退化、沙漠化以及干旱影响的人口数量大约为18亿，从死亡人数和人均GDP社会经济影响角度来看，这也使其成为最严重的一类“自然灾害”。
图2 主要流域在基准期（2000—2005年）和2050年的水质风险指数对比（CSIRO中等情景下的氮指数）；CSIRO中等情景考虑了更加干燥的未来（CSIRO气候模式预测结果）和社会经济增长处在中等水平。
图3 2000—2009年经合组织国家农业在硝酸盐和磷排放总量中所占百分比。绿色：农业在硝酸盐排放总量中占比，橙色：农业在亚磷酸排放总量中占比。
生态系统退化
生态系统退化是水资源管理不断面临挑战的一个主要原因。尽管全球30%的土地覆有植被，但其中至少三分之二处于退化状态。全球绝大部分土地资源，特别是农田，处于一般、贫瘠或者非常贫瘠的状态，根据目前的预测，这一状况还将不断恶化。蒸发速度变快、土地蓄水量变低（图4）、地面径流增多、土地侵蚀加剧，都将对水循环造成严重的负面影响。自1900年起，全球大约有64%—71%的自然湿地面积因人类活动因素消失殆尽。上述所有变化都已对地区、区域及全球层面的水文状况造成严重负面影响。
图4 从1980—1999年(上)至2080—2099(下)，未来10cm土壤平均含水量的百分比变化。基于国际耦合模式比较计划(CMIP5)在典型浓度路径(RCP)4.5排放情景下模拟的多模式集合预测。
水循环中生态系统的角色
某地区的生态过程影响水质以及水流经整个生态系统的方式，也影响土壤的形成、侵蚀、沉积物运移和堆积——这些都可能对水文产生重大影响。生物多样性在基于自然的解决方案中具有重要作用，它决定生态系统的过程和功能，因此也决定了生态系统功能的实现。
生态系统对本地乃至整个大陆的降水循环有显著影响力。在全球范围内，有大约40%的陆地降雨来自于上风植物蒸腾以及其他陆地蒸发作用，而且这是很多地区绝大数降雨的来源。
基于自然的解决方案倾向于将生态系统功能成组进行实现——即使所采取的措施起初仅针对一个目标开展，这是这类解决方案的一个关键特征。基于自然的解决方案通常会产生多重涉水效益，帮助应对水量、水质、风险等一众问题，同时还有助于建立系统的整体恢复能力。
基于自然的解决方案——管理水的可获得性
基于自然的解决方案处理供水问题的主要方式是管理降雨量、湿度、储水量、渗透和传输，以改善人类获取水的地点、时间和数量，从而满足需求。
要提高粮食产量，就必须提高农业资源利用效率，降低其外部足迹，而水在其中不可忽视。粮食生产“可持续的生态强化”是基于自然的解决方案的基石，通过改善土壤和植被管理增强农业生态系统服务。目前全球绝大部分人口居住在城市中。包括绿色建筑物在内的城市绿色基础设施正在兴起，在其影响下新的基准和技术标准也正在建立，以推动基于自然的解决方案的广泛应用。工商业界也正在大力推广基于自然的解决方案的应用。
基于自然的解决方案——管理水质
保护水源可降低城市供水商的水处理成本，有助于改善农村社区安全饮用水的普及。若管理方式得当，森林、湿地、土壤、农田均可有助于管理水质，减少沉积量，截留污染物，将营养成分循环起来。针对受污染的水源，人工及自然生态系统均能帮助改善水质。
城市绿色基础设施越来越被广泛地运用在管理和减少城市径流引发的污染当中。具体案例包括绿墙、楼顶花园以及附有植被的下渗区或排水区，以帮助对废水进行处理和减少暴雨径流。
基于自然的解决方案——管理涉水风险
据估计，全球大约有30%的人口居住在经常遭受洪水或干旱影响的地区。在管理洪水方面，基于自然的解决方案可通过管理下渗、坡面漫流等，增强系统各部分与水之间的水文连接性，从而将水进行储存，为水的储存开辟空间（如通过洪泛平原等）。“与洪水共存”的概念涵盖了许多结构和非结构措施，目的是在洪水面前“有所准备”，这可促进基于自然的解决方案的应用，从而减少洪水引发的损失（图5）。
图5 不同NBS干预措施对洪峰削减(左)和对流域洪水量级进行干预的综合影响(右)。
基于自然的解决方案——夯实水安全：扩大效益
在水和卫生设施方面，为废水处理建造的湿地可以成为一种具有成本效益的自然解决方案，为包括灌溉在内的诸多非饮用用途提供符合水质要求的废水，同时还可产生包括能源生产在内的额外效益。
挑战和局限
基于自然的解决方案通常需要不同的机构和利益相关方之间协同合作，这是相当有难度的。从社区到地区规划者、国家政策制定者，自上而下各级对有关基于自然的解决方案到底能带来什么仍缺乏足够的认识、有效沟通和知识储备。目前，仍缺乏技术指导、工具和方法来确定基于自然的解决方案与灰色基础设施应当如何进行协调组合。
结果就是，基于自然的解决方案在政策评估、自然资源和开发规划管理中更加处于边缘地位。造成这种现状的原因部分在于相关研发不足，以及目前缺乏针对相关经验的公正、健全的评估，特别是在其相比灰色基础设施的水文、成本—效益分析方面。
为应对上述挑战，需要创造有利条件，使人们在考虑水资源管理解决方案的过程中给予基于自然的解决方案更加公平的待遇。
利用融资
基于自然的解决方案不一定需要额外追加资金，但通常情况下需要重新分配和有效利用现有资金。由于人们逐渐认识到生态系统服务具有提供广泛而多重解决方案的潜力，长远来看可使投资更具可持续性、更加具有成本效益，因此，针对绿色基础设施的投资正在加以利用。
对环境服务进行付费可激励上游社区、农户、私有土地所有者行动起来，保护和修复自然生态系统，并采用可持续农业和土地使用方式。私人部门也可进一步接受指导并通过激励手段，推动基于自然的解决方案在相关领域的应用。建立专业知识储备、清楚地认识到基于自然的解决方案的有效性能够帮助推进这一工作。转变农业政策为进一步推广应用基于自然的解决方案开辟了重要融资途径。
此外，评估基于自然的解决方案可产生的协同效益（使用更加全面的成本—效益分析）对于实现高效投资、在不同部门之间灵活使用资金至关重要。
创造有利的监管和法律环境
在现有法律法规框架下更加有效地使用基于自然的解决方案就可以产生我们所期待的转变。目前，有些地区暂时尚未确立相关立法。对此，第一步可找出基于自然的解决方案在支撑现有各级规划思路方面能够在何处提供支持，以及如何提供支持。
推动基于自然的解决方案在地方层面应用的相关国家立法尤其重要。越来越多的国家已采取相关监管框架，促进基于自然的解决方案在地方层面的应用。在全球层面，基于自然的解决方案为成员国提供了回应和落实诸多多边环境协定（特别是《生物多样性公约》《联合国气候变化框架公约》《仙台减灾框架》气候变化《巴黎协定》等）的途径，也有助解决经济和社会问题。《2030年可持续发展议程》是推动基于自然的解决方案应用的一个总框架。
促进跨部门协作
相比灰色基础设施，基于自然的解决方案可能需要更高层次开展更大力度的跨部门和机构间合作，特别是在具体景观层面应用时。此外，还能为上述机构在共同的思路或框架下通力协作提供机遇。
改良知识库
改善基于自然的解决方案的知识库是很重要的前提，有时还需要开展严肃的科学研究。已有的证据足以使决策制定者确信，基于自然的解决方案是有效可行的。
有关生态系统功能、自然—社会互动的传统或者本地知识是非常珍贵的资产，需要将这些知识与相关评估以及决策制定较好地结合。一个重要方法便是制定和实施通行标准。这样，基于自然的解决方案和其他水资源管理的方案都可以据此进行评估。
不断前行
扩大基于自然解决方案的应用对于应对当代水资源管理的挑战不可或缺。如若不然，水不安全将持续加剧，状况将加速恶化。这种解决方案为突破旧有模式提供了重要途径。然而，利用基于自然解决方案的必要性和机会并未得到充分重视。
联合国世界水资源开发报告自始至终强调应转变水资源的管理思路。对生态系统在水管理中的作用认识不足更凸显了这种转变的必要性，而应用基于自然的解决方案为此提供了途径。更重要的是，要将其转化成为切实可行的政策，并在最基层形成改良的实践行动。
采用基于自然的解决方案不仅对改善水资源管理、提升水安全十分必要，对产生有利于可持续发展的各种效益也至关重要。尽管基于自然的解决方案并非万能灵药，但它对于为全人类创造一个更美好、更光明、更安全、更平等的未来至关重要。
（来源：《联合国世界水资源开发报告2018》摘要（中文版） 图表编译：李婧华 责任编辑：刘淑乔）
