聯合國近日發佈了《2018年世界水資源開發報告》。 根據報告， 由於人口增長、經濟發展和消費方式轉變等因素， 全球水資源的需求正在以每年1%的速度增長， 而這一速度在未來20年還將大幅加快。 各國必須實現從對抗自然到順應自然的轉變， 更好地利用基於自然的解決方案來應對水資源方面的挑戰。
基於自然的解決方案（Nature-based solutions, NBS）是使用或模仿自然過程， 致力於改善水資源管理的解決方案。 近年來， 基於自然的解決方案引起了廣泛關注， 主要體現在將這種思路納入水資源、糧食安全、農業、生物多樣性、環境、降低災害風險、城市居住地，
推廣基於自然的解決方案對於實現《2030年可持續發展議程》至關重要。 基於自然的解決方案在實現可持續糧食生產、改善人居環境、普及飲用水供應和衛生設施服務、降低涉水災害風險等方面前景廣闊， 還可應對氣候變化對水資源造成的影響。 然而， 儘管基於自然的解決方案的應用歷史由來已久， 水資源政策和管理中忽視基於自然的解決方案的情況仍屢見不鮮。
圖1 基於“中間路徑情景”（middle-of-the-roadscenario）的2010年水資源短缺情況（上圖）和2050年預計水資源短缺情況的變化（下圖）。
每年人類使用的總取水量占可再生地表水資源總量的20%—40%時， 該區域被認為是缺水的；當水資源嚴重短缺時， 總取水量超過40%。 “中間路徑情景”基於“水擴展共用社會經濟路徑”， 假設世界發展沿著過去的趨勢前進， 社會、經濟和技術趨勢不會明顯地偏離歷史形態。
自20世紀90年代以來， 在拉丁美洲、非洲和亞洲， 幾乎每條河流的水污染情況都進一步惡化。 未來數十年， 水質還將進一步惡化， 對人類健康、環境和可持續發展的威脅只增不減。 全球看來， 最為普遍的水質問題是營養物含量的升高（圖2、圖3）。 據預測， 低收入和中低收入國家受到污染物影響的上升趨勢最為明顯， 最主要的原因是人口和經濟的飛速增長， 以及廢水管理制度的缺位。
水量和水質的變化趨勢與洪水和乾旱風險息息相關。 面臨洪水風險的人口數量預計將從12億增長到2050年的大約16億（占全球人口的近20%）。 目前， 受到土地退化、沙漠化以及乾旱影響的人口數量大約為18億， 從死亡人數和人均GDP社會經濟影響角度來看，
圖2 主要流域在基準期（2000—2005年）和2050年的水質風險指數對比（CSIRO中等情景下的氮指數）；CSIRO中等情景考慮了更加乾燥的未來（CSIRO氣候模式預測結果）和社會經濟增長處在中等水準。
圖3 2000—2009年經合組織國家農業在硝酸鹽和磷排放總量中所占百分比。 綠色：農業在硝酸鹽排放總量中占比， 橙色：農業在亞磷酸排放總量中占比。
生態系統退化
生態系統退化是水資源管理不斷面臨挑戰的一個主要原因。 儘管全球30%的土地覆有植被， 但其中至少三分之二處於退化狀態。 全球絕大部分土地資源， 特別是農田，處於一般、貧瘠或者非常貧瘠的狀態，根據目前的預測，這一狀況還將不斷惡化。蒸發速度變快、土地蓄水量變低（圖4）、地面徑流增多、土地侵蝕加劇，都將對水迴圈造成嚴重的負面影響。自1900年起，全球大約有64%—71%的自然濕地面積因人類活動因素消失殆盡。上述所有變化都已對地區、區域及全球層面的水文狀況造成嚴重負面影響。
圖4 從1980—1999年(上)至2080—2099(下)，未來10cm土壤平均含水量的百分比變化。基於國際耦合模式比較計畫(CMIP5)在典型濃度路徑(RCP)4.5排放情景下類比的多模式集合預測。
水迴圈中生態系統的角色
某地區的生態過程影響水質以及水流經整個生態系統的方式，也影響土壤的形成、侵蝕、沉積物運移和堆積——這些都可能對水文產生重大影響。生物多樣性在基於自然的解決方案中具有重要作用，它決定生態系統的過程和功能，因此也決定了生態系統功能的實現。
生態系統對本地乃至整個大陸的降水迴圈有顯著影響力。在全球範圍內，有大約40%的陸地降雨來自於上風植物蒸騰以及其他陸地蒸發作用，而且這是很多地區絕大數降雨的來源。
基於自然的解決方案傾向於將生態系統功能成組進行實現——即使所採取的措施起初僅針對一個目標開展，這是這類解決方案的一個關鍵特徵。基於自然的解決方案通常會產生多重涉水效益，幫助應對水量、水質、風險等一眾問題，同時還有助於建立系統的整體恢復能力。
基於自然的解決方案——管理水的可獲得性
基於自然的解決方案處理供水問題的主要方式是管理降雨量、濕度、儲水量、滲透和傳輸，以改善人類獲取水的地點、時間和數量，從而滿足需求。
要提高糧食產量，就必須提高農業資源利用效率，降低其外部足跡，而水在其中不可忽視。糧食生產“可持續的生態強化”是基於自然的解決方案的基石，通過改善土壤和植被管理增強農業生態系統服務。目前全球絕大部分人口居住在城市中。包括綠色建築物在內的城市綠色基礎設施正在興起，在其影響下新的基準和技術標準也正在建立，以推動基於自然的解決方案的廣泛應用。工商業界也正在大力推廣基於自然的解決方案的應用。
基於自然的解決方案——管理水質
保護水源可降低城市供水商的水處理成本，有助於改善農村社區安全飲用水的普及。若管理方式得當，森林、濕地、土壤、農田均可有助於管理水質，減少沉積量，截留污染物，將營養成分迴圈起來。針對受污染的水源，人工及自然生態系統均能説明改善水質。
城市綠色基礎設施越來越被廣泛地運用在管理和減少城市徑流引發的污染當中。具體案例包括綠牆、樓頂花園以及附有植被的下滲區或排水區，以幫助對廢水進行處理和減少暴雨徑流。
基於自然的解決方案——管理涉水風險
據估計，全球大約有30%的人口居住在經常遭受洪水或乾旱影響的地區。在管理洪水方面，基於自然的解決方案可通過管理下滲、坡面漫流等，增強系統各部分與水之間的水文連線性，從而將水進行儲存，為水的儲存開闢空間（如通過洪泛平原等）。“與洪水共存”的概念涵蓋了許多結構和非結構措施，目的是在洪水面前“有所準備”，這可促進基於自然的解決方案的應用，從而減少洪水引發的損失（圖5）。
圖5 不同NBS干預措施對洪峰削減(左)和對流域洪水量級進行干預的綜合影響(右)。
基於自然的解決方案——夯實水安全：擴大效益
在水和衛生設施方面，為廢水處理建造的濕地可以成為一種具有成本效益的自然解決方案，為包括灌溉在內的諸多非飲用用途提供符合水質要求的廢水，同時還可產生包括能源生產在內的額外效益。
挑戰和局限
基於自然的解決方案通常需要不同的機構和利益相關方之間協同合作，這是相當有難度的。從社區到地區規劃者、國家政策制定者，自上而下各級對有關基於自然的解決方案到底能帶來什麼仍缺乏足夠的認識、有效溝通和知識儲備。目前，仍缺乏技術指導、工具和方法來確定基於自然的解決方案與灰色基礎設施應當如何進行協調組合。
結果就是，基於自然的解決方案在政策評估、自然資源和開發規劃管理中更加處於邊緣地位。造成這種現狀的原因部分在於相關研發不足，以及目前缺乏針對相關經驗的公正、健全的評估，特別是在其相比灰色基礎設施的水文、成本—效益分析方面。
為應對上述挑戰，需要創造有利條件，使人們在考慮水資源管理解決方案的過程中給予基於自然的解決方案更加公平的待遇。
利用融資
基於自然的解決方案不一定需要額外追加資金，但通常情況下需要重新分配和有效利用現有資金。由於人們逐漸認識到生態系統服務具有提供廣泛而多重解決方案的潛力，長遠來看可使投資更具可持續性、更加具有成本效益，因此，針對綠色基礎設施的投資正在加以利用。
對環境服務進行付費可激勵上游社區、農戶、私有土地所有者行動起來，保護和修復自然生態系統，並採用可持續農業和土地使用方式。私人部門也可進一步接受指導並通過激勵手段，推動基於自然的解決方案在相關領域的應用。建立專業知識儲備、清楚地認識到基於自然的解決方案的有效性能夠幫助推進這一工作。轉變農業政策為進一步推廣應用基於自然的解決方案開闢了重要融資途徑。
此外，評估基於自然的解決方案可產生的協同效益（使用更加全面的成本—效益分析）對於實現高效投資、在不同部門之間靈活使用資金至關重要。
創造有利的監管和法律環境
在現有法律法規框架下更加有效地使用基於自然的解決方案就可以產生我們所期待的轉變。目前，有些地區暫時尚未確立相關立法。對此，第一步可找出基於自然的解決方案在支撐現有各級規劃思路方面能夠在何處提供支援，以及如何提供支援。
推動基於自然的解決方案在地方層面應用的相關國家立法尤其重要。越來越多的國家已採取相關監管框架，促進基於自然的解決方案在地方層面的應用。在全球層面，基於自然的解決方案為成員國提供了回應和落實諸多多邊環境協定（特別是《生物多樣性公約》《聯合國氣候變化框架公約》《仙台減災框架》氣候變化《巴黎協定》等）的途徑，也有助解決經濟和社會問題。《2030年可持續發展議程》是推動基於自然的解決方案應用的一個總框架。
促進跨部門協作
相比灰色基礎設施，基於自然的解決方案可能需要更高層次開展更大力度的跨部門和機構間合作，特別是在具體景觀層面應用時。此外，還能為上述機構在共同的思路或框架下通力協作提供機遇。
改良知識庫
改善基於自然的解決方案的知識庫是很重要的前提，有時還需要開展嚴肅的科學研究。已有的證據足以使決策制定者確信，基於自然的解決方案是有效可行的。
有關生態系統功能、自然—社會互動的傳統或者本地知識是非常珍貴的資產，需要將這些知識與相關評估以及決策制定較好地結合。一個重要方法便是制定和實施通行標準。這樣，基於自然的解決方案和其他水資源管理的方案都可以據此進行評估。
不斷前行
擴大基於自然解決方案的應用對於應對當代水資源管理的挑戰不可或缺。如若不然，水不安全將持續加劇，狀況將加速惡化。這種解決方案為突破舊有模式提供了重要途徑。然而，利用基於自然解決方案的必要性和機會並未得到充分重視。
聯合國世界水資源開發報告自始至終強調應轉變水資源的管理思路。對生態系統在水管理中的作用認識不足更凸顯了這種轉變的必要性，而應用基於自然的解決方案為此提供了途徑。更重要的是，要將其轉化成為切實可行的政策，並在最基層形成改良的實踐行動。
採用基於自然的解決方案不僅對改善水資源管理、提升水安全十分必要，對產生有利於可持續發展的各種效益也至關重要。儘管基於自然的解決方案並非萬能靈藥，但它對於為全人類創造一個更美好、更光明、更安全、更平等的未來至關重要。
責任編輯：安焱
特別是農田，處於一般、貧瘠或者非常貧瘠的狀態，根據目前的預測，這一狀況還將不斷惡化。蒸發速度變快、土地蓄水量變低（圖4）、地面徑流增多、土地侵蝕加劇，都將對水迴圈造成嚴重的負面影響。自1900年起，全球大約有64%—71%的自然濕地面積因人類活動因素消失殆盡。上述所有變化都已對地區、區域及全球層面的水文狀況造成嚴重負面影響。
圖4 從1980—1999年(上)至2080—2099(下)，未來10cm土壤平均含水量的百分比變化。基於國際耦合模式比較計畫(CMIP5)在典型濃度路徑(RCP)4.5排放情景下類比的多模式集合預測。
水迴圈中生態系統的角色
某地區的生態過程影響水質以及水流經整個生態系統的方式，也影響土壤的形成、侵蝕、沉積物運移和堆積——這些都可能對水文產生重大影響。生物多樣性在基於自然的解決方案中具有重要作用，它決定生態系統的過程和功能，因此也決定了生態系統功能的實現。
生態系統對本地乃至整個大陸的降水迴圈有顯著影響力。在全球範圍內，有大約40%的陸地降雨來自於上風植物蒸騰以及其他陸地蒸發作用，而且這是很多地區絕大數降雨的來源。
基於自然的解決方案傾向於將生態系統功能成組進行實現——即使所採取的措施起初僅針對一個目標開展，這是這類解決方案的一個關鍵特徵。基於自然的解決方案通常會產生多重涉水效益，幫助應對水量、水質、風險等一眾問題，同時還有助於建立系統的整體恢復能力。
基於自然的解決方案——管理水的可獲得性
基於自然的解決方案處理供水問題的主要方式是管理降雨量、濕度、儲水量、滲透和傳輸，以改善人類獲取水的地點、時間和數量，從而滿足需求。
要提高糧食產量，就必須提高農業資源利用效率，降低其外部足跡，而水在其中不可忽視。糧食生產“可持續的生態強化”是基於自然的解決方案的基石，通過改善土壤和植被管理增強農業生態系統服務。目前全球絕大部分人口居住在城市中。包括綠色建築物在內的城市綠色基礎設施正在興起，在其影響下新的基準和技術標準也正在建立，以推動基於自然的解決方案的廣泛應用。工商業界也正在大力推廣基於自然的解決方案的應用。
基於自然的解決方案——管理水質
保護水源可降低城市供水商的水處理成本，有助於改善農村社區安全飲用水的普及。若管理方式得當，森林、濕地、土壤、農田均可有助於管理水質，減少沉積量，截留污染物，將營養成分迴圈起來。針對受污染的水源，人工及自然生態系統均能説明改善水質。
城市綠色基礎設施越來越被廣泛地運用在管理和減少城市徑流引發的污染當中。具體案例包括綠牆、樓頂花園以及附有植被的下滲區或排水區，以幫助對廢水進行處理和減少暴雨徑流。
基於自然的解決方案——管理涉水風險
據估計，全球大約有30%的人口居住在經常遭受洪水或乾旱影響的地區。在管理洪水方面，基於自然的解決方案可通過管理下滲、坡面漫流等，增強系統各部分與水之間的水文連線性，從而將水進行儲存，為水的儲存開闢空間（如通過洪泛平原等）。“與洪水共存”的概念涵蓋了許多結構和非結構措施，目的是在洪水面前“有所準備”，這可促進基於自然的解決方案的應用，從而減少洪水引發的損失（圖5）。
圖5 不同NBS干預措施對洪峰削減(左)和對流域洪水量級進行干預的綜合影響(右)。
基於自然的解決方案——夯實水安全：擴大效益
在水和衛生設施方面，為廢水處理建造的濕地可以成為一種具有成本效益的自然解決方案，為包括灌溉在內的諸多非飲用用途提供符合水質要求的廢水，同時還可產生包括能源生產在內的額外效益。
挑戰和局限
基於自然的解決方案通常需要不同的機構和利益相關方之間協同合作，這是相當有難度的。從社區到地區規劃者、國家政策制定者，自上而下各級對有關基於自然的解決方案到底能帶來什麼仍缺乏足夠的認識、有效溝通和知識儲備。目前，仍缺乏技術指導、工具和方法來確定基於自然的解決方案與灰色基礎設施應當如何進行協調組合。
結果就是，基於自然的解決方案在政策評估、自然資源和開發規劃管理中更加處於邊緣地位。造成這種現狀的原因部分在於相關研發不足，以及目前缺乏針對相關經驗的公正、健全的評估，特別是在其相比灰色基礎設施的水文、成本—效益分析方面。
為應對上述挑戰，需要創造有利條件，使人們在考慮水資源管理解決方案的過程中給予基於自然的解決方案更加公平的待遇。
利用融資
基於自然的解決方案不一定需要額外追加資金，但通常情況下需要重新分配和有效利用現有資金。由於人們逐漸認識到生態系統服務具有提供廣泛而多重解決方案的潛力，長遠來看可使投資更具可持續性、更加具有成本效益，因此，針對綠色基礎設施的投資正在加以利用。
對環境服務進行付費可激勵上游社區、農戶、私有土地所有者行動起來，保護和修復自然生態系統，並採用可持續農業和土地使用方式。私人部門也可進一步接受指導並通過激勵手段，推動基於自然的解決方案在相關領域的應用。建立專業知識儲備、清楚地認識到基於自然的解決方案的有效性能夠幫助推進這一工作。轉變農業政策為進一步推廣應用基於自然的解決方案開闢了重要融資途徑。
此外，評估基於自然的解決方案可產生的協同效益（使用更加全面的成本—效益分析）對於實現高效投資、在不同部門之間靈活使用資金至關重要。
創造有利的監管和法律環境
在現有法律法規框架下更加有效地使用基於自然的解決方案就可以產生我們所期待的轉變。目前，有些地區暫時尚未確立相關立法。對此，第一步可找出基於自然的解決方案在支撐現有各級規劃思路方面能夠在何處提供支援，以及如何提供支援。
推動基於自然的解決方案在地方層面應用的相關國家立法尤其重要。越來越多的國家已採取相關監管框架，促進基於自然的解決方案在地方層面的應用。在全球層面，基於自然的解決方案為成員國提供了回應和落實諸多多邊環境協定（特別是《生物多樣性公約》《聯合國氣候變化框架公約》《仙台減災框架》氣候變化《巴黎協定》等）的途徑，也有助解決經濟和社會問題。《2030年可持續發展議程》是推動基於自然的解決方案應用的一個總框架。
促進跨部門協作
相比灰色基礎設施，基於自然的解決方案可能需要更高層次開展更大力度的跨部門和機構間合作，特別是在具體景觀層面應用時。此外，還能為上述機構在共同的思路或框架下通力協作提供機遇。
改良知識庫
改善基於自然的解決方案的知識庫是很重要的前提，有時還需要開展嚴肅的科學研究。已有的證據足以使決策制定者確信，基於自然的解決方案是有效可行的。
有關生態系統功能、自然—社會互動的傳統或者本地知識是非常珍貴的資產，需要將這些知識與相關評估以及決策制定較好地結合。一個重要方法便是制定和實施通行標準。這樣，基於自然的解決方案和其他水資源管理的方案都可以據此進行評估。
不斷前行
擴大基於自然解決方案的應用對於應對當代水資源管理的挑戰不可或缺。如若不然，水不安全將持續加劇，狀況將加速惡化。這種解決方案為突破舊有模式提供了重要途徑。然而，利用基於自然解決方案的必要性和機會並未得到充分重視。
聯合國世界水資源開發報告自始至終強調應轉變水資源的管理思路。對生態系統在水管理中的作用認識不足更凸顯了這種轉變的必要性，而應用基於自然的解決方案為此提供了途徑。更重要的是，要將其轉化成為切實可行的政策，並在最基層形成改良的實踐行動。
採用基於自然的解決方案不僅對改善水資源管理、提升水安全十分必要，對產生有利於可持續發展的各種效益也至關重要。儘管基於自然的解決方案並非萬能靈藥，但它對於為全人類創造一個更美好、更光明、更安全、更平等的未來至關重要。
責任編輯：安焱