當你擰開一瓶容量為500毫升的可樂，可能想到其背后消耗的水資源多達309升嗎？
生產(chǎn)可樂會產(chǎn)生大量無形水資源消耗，會留下隱秘的足跡：其所需的制糖原料甘蔗可能源自古巴，這些甘蔗的生長汲取了當?shù)卮罅康乃豢蓸分邪牧硪环N成分咖啡因也許來自哥倫比亞，那里的河流可能受到咖啡豆種植園肥料的污染，處理這些污染又要消耗大量的水資源。
不只是可樂，生產(chǎn)商品的耗水量不僅包括直接使用量，還包括供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的原材料消耗與污染所帶來的間接用水量。這些直接和間接的水資源使用量，被稱為水足跡。
3月22日是第三十三個“世界水日”，全球水資源緊缺的嚴峻現(xiàn)實再次被推至聚光燈下。如何重新認識水、用好水？破解水足跡“密碼”，或許可以幫我們開出一張緩解水危機的“綠色處方”。
看不見的水足跡 碳足跡已是家喻戶曉的環(huán)保概念，但水足跡這一環(huán)境影響指標卻鮮為人知。
“水足跡包含那些看不見的虛擬水。根據(jù)世界水足跡網(wǎng)絡(luò)測算數(shù)據(jù)，全球消費的內(nèi)嵌在各類產(chǎn)品和服務(wù)中看不見的虛擬水，占人類消費水資源總量的比重高達96.2%，而直接消耗的物理形態(tài)的水資源僅占3.8%。”3月15日，西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院副院長孫世坤向科技日報記者介紹。
1993年，英國學者安東尼·艾倫提出虛擬水概念，顛覆了傳統(tǒng)的用水認知，揭示了蘊含在產(chǎn)品和服務(wù)中巨大的虛擬水量。
2002年，荷蘭學者、特文特大學教授阿爾杰恩基于虛擬水理念，進一步提出了水足跡理論。他也因此被稱為“水足跡之父”。阿爾杰恩將水足跡細分為藍水（地表及地下水）、綠水（儲藏在土壤中的有效降水）和灰水（污染治理用水），它們涵蓋了產(chǎn)品的全生命周期。他認為，水不僅是寶貴的區(qū)域資源，更是全球共享資源；而商品的買賣，實質(zhì)上就是虛擬水的貿(mào)易流通。
“傳統(tǒng)上，我們監(jiān)測的是‘江河湖泊、地下、土壤中物理形態(tài)的水’，但經(jīng)濟全球化讓‘商品里的水’流動了起來。”孫世坤翻開桌上的研究報告。在一張?zhí)摂M水流動圖譜上，密集的藍色箭頭從中國東北及中西部干旱地區(qū)指向東部沿海。這張圖展示了一個冷知識：在我國中西部和東北地區(qū)，生產(chǎn)一噸糧食大約消耗900噸水，而這些虛擬水隨著糧食貿(mào)易流向全國。
“我們吃的不僅是糧食，還是流動的‘水’。”孫世坤的比喻折射出“北水南調(diào)”的現(xiàn)實。自1990年以來，我國“北糧南運”的格局逐漸形成，每年輸送到南方地區(qū)的糧食中蘊含的水資源量（藍水與綠水之和），已經(jīng)從200億噸增長至近期的1000億噸以上。
西北農(nóng)林科技大學研究員卓拉師從阿爾杰恩，她介紹，作為我國重要的生態(tài)屏障，黃河流域多年的平均降水量僅為全國平均水平的70%，而其水資源量只占全國的2%，然而，其承擔了我國近1/3的糧食產(chǎn)量。同時，黃河流域的灌溉水有效利用系數(shù)距國內(nèi)先進水平仍存在一定差距。
隨著灌溉面積的擴大，流域藍水足跡增幅高于綠水足跡，水資源直接消耗壓力日益加劇。“在黃河流域主要作物生產(chǎn)產(chǎn)生的藍水足跡中，小麥和玉米相關(guān)水足跡達83%。”卓拉說，“若不考慮稻谷，黃河流域為虛擬水凈輸出地區(qū)。自2000年以來，該流域作物生產(chǎn)耗水的40%以上，形成了虛擬水輸出。”
西北農(nóng)林科技大學校長吳普特已從事農(nóng)業(yè)水土工程方面研究40個年頭，是孫世坤和卓拉這兩位青年教師所在團隊的負責人。他一直在思考如何更有效地管理水資源。“未來十年，水資源短缺和水環(huán)境污染問題會持續(xù)加劇，或?qū)⒁l(fā)經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境保護與可持續(xù)性、糧食安全等多方面的連鎖反應(yīng)。”吳普特告訴記者。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占全球水足跡的92%。因此，從農(nóng)業(yè)產(chǎn)品入手開展水足跡研究，無疑是全面系統(tǒng)進行水足跡管理的突破口。
吳普特表示，通過計算和分析水足跡，我們可以精準量化水資源的需求和消耗，為制定更加科學合理的水資源管理政策提供有力支撐。同時，水足跡還可以引導(dǎo)企業(yè)和個人節(jié)約用水，滿足經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展需求。
重新審視水價值 《2024年聯(lián)合國世界水發(fā)展報告》顯示，全球近半數(shù)人口正深陷水資源匱乏困境。更令人憂慮的是，預(yù)計到2050年，全球糧食需求將激增60%，而淡水資源短缺將成為滿足這一需求的巨大阻礙。
迫在眉睫的水危機，促使各界重新審視水的價值。
造紙業(yè)是典型的“水老虎”。吳普特教授團隊與阿爾杰恩聯(lián)合出版的《現(xiàn)代消費社會水足跡》對有關(guān)案例進行了分析，發(fā)現(xiàn)每生產(chǎn)一張標準的A4打印紙，因木材產(chǎn)地差異，其水足跡在2升至13升之間。
回收紙張與降低廢水排放可以有效削減水足跡。“雙面打印或無紙化辦公，省下的不僅是紙張，更是流淌在纖維間的生命之源。”孫世坤說。
卓拉告訴記者，團隊此前發(fā)表在《美國科學院院報》（PNAS）上的一項研究，對我國快遞瓦楞紙箱全生命周期水碳足跡演變特征進行了深入評估。
他們發(fā)現(xiàn)，盡管瓦楞紙箱單位產(chǎn)品的水資源利用效率提升，且生產(chǎn)過程中的減污與減排效果顯著，但國際供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致單位產(chǎn)品綠水足跡回升，環(huán)境壓力外溢。值得注意的是，消費規(guī)模爆炸式增長產(chǎn)生的規(guī)模效應(yīng)，使國家層面的總水足跡與碳足跡分別激增102倍和25倍。
“因此，只有通過供應(yīng)鏈、消費端以及消費后端的聯(lián)合調(diào)控，我們才有可能在2035年實現(xiàn)24%至44%的節(jié)水減排潛力。”卓拉說。
城市水足跡與經(jīng)濟社會發(fā)展也緊密關(guān)聯(lián)。在十三朝古都西安，水足跡畫出了一條先揚后抑的拋物線：2013年，水足跡開始上升；2018年達到17.798億噸峰值后，逐年回落。一項長安大學水利與環(huán)境學院的研究顯示，經(jīng)濟增長與人口擴張是初期水足跡攀升的主因，而節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用有效抑制了這一增長。
這為城市水資源管理提供了寶貴啟示：構(gòu)建水足跡實時監(jiān)測體系，動態(tài)精準調(diào)控水資源，可以確保城市水足跡平穩(wěn)，護航水資源可持續(xù)供應(yīng)。
一些企業(yè)已開始踐行水足跡理念。內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團股份有限公司2022年成為國內(nèi)食品行業(yè)水足跡認證的“拓荒者”。2024年，該公司完成了5家工廠和3款產(chǎn)品的水足跡認證，并帶動51家合作伙伴加入“全球低水足跡倡議聯(lián)盟”。該公司副總裁張軼鵬表示，自然環(huán)境是乳業(yè)根基，水足跡管理關(guān)聯(lián)成本、效率，更承載企業(yè)社會責任與長遠發(fā)展。
光伏企業(yè)同樣面臨挑戰(zhàn)。2023年，隆基綠能科技股份有限公司在內(nèi)蒙古鄂爾多斯投建硅片及電池項目時，引入綜合節(jié)水設(shè)施，投產(chǎn)當年就實現(xiàn)了用水“零排放”。該公司可持續(xù)發(fā)展官張海濛直言，重視產(chǎn)品水足跡，依照產(chǎn)品類型精細規(guī)劃用水計劃、嚴控水耗強度，既可應(yīng)對水荒，又能降本增效，更是助力企業(yè)出海、鍛造國際競爭力的法寶。
實踐應(yīng)用道阻且長 水是經(jīng)濟社會發(fā)展的命脈。然而，公開數(shù)據(jù)揭示出我國水資源緊缺的現(xiàn)狀：人均水資源占有量僅為世界平均水平的35%，且時空分布極不均衡。
在此背景下，強化水足跡管理成為破解資源約束、推動可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵路徑。近年來，以吳普特為代表的科研團隊，在水足跡研究領(lǐng)域取得了顯著進展，不僅在理論框架構(gòu)建方面取得突破，在跨學科方法創(chuàng)新及國際標準參與方面也取得長足發(fā)展。然而，推動學科系統(tǒng)化發(fā)展并促進相關(guān)知識邁向?qū)嵺`應(yīng)用仍道阻且長。
數(shù)據(jù)是水足跡核算的基石。吳普特教授團隊在研究過程中，面臨著數(shù)據(jù)獲取難、時空分辨率低、過度依賴國際開源平臺等壁壘。他說：“目前科研所需大量水資源、氣象數(shù)據(jù)，多依賴國際開源平臺。國內(nèi)數(shù)據(jù)庫建設(shè)滯后，地下水水位、農(nóng)業(yè)灌溉量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，政府間跨部門調(diào)取都困難重重，更別說給外界使用。”
2023年11月，水利部官網(wǎng)的一則公告令人警醒：由于申報時提供的用水總量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)嚴重不實，甘肅民勤兩項節(jié)水榮譽被撤銷。對此，相關(guān)專家表示，因緊密關(guān)聯(lián)政府履職考核，民勤縣的地下水數(shù)據(jù)不便對外公開。而像《中國水利統(tǒng)計年鑒》這類本應(yīng)提供信息支撐的公開資料，也僅公布宏觀層面的概括數(shù)據(jù)。若想進一步深挖，獲取縣級乃至更精細尺度的翔實信息，也是困難重重。
政策與標準體系的短板同樣突出。一方面，國家強制認證標準的缺失使得企業(yè)核算無章可循，科學性難以判斷；另一方面，我國國際話語權(quán)弱，使得我們在全球貿(mào)易虛擬水博弈中處于被動地位。記者查閱文件資料發(fā)現(xiàn)，盡管國內(nèi)多領(lǐng)域已出臺水足跡相關(guān)辦法，但多為行業(yè)、團體標準，尚未上升至國家層面，業(yè)內(nèi)人士認為，這一現(xiàn)狀導(dǎo)致標準缺乏權(quán)威性和普適性，企業(yè)執(zhí)行動力不足。
吳普特說：“現(xiàn)行水資源管理體系過于側(cè)重區(qū)域尺度的生產(chǎn)端藍水調(diào)控，沒有統(tǒng)籌全球化分工引發(fā)的水資源跨域流動。”在他看來，水資源治理的核心矛盾在于“區(qū)域管控剛性”與“全球協(xié)同彈性”的結(jié)構(gòu)性沖突。中亞棉花貿(mào)易致咸海枯竭就是例證，其枯竭原因是區(qū)域管理割裂跨境生態(tài)鏈。
因此，專家們呼吁，當務(wù)之急是加快構(gòu)建國家統(tǒng)一的水足跡管理標準體系，以科學管控水資源，保障可持續(xù)發(fā)展，守護生命之源。
構(gòu)建“水立方”式管理模式 在中糧可口可樂飲料（陜西）有限公司的工廠，工程師對清洗飲料容器的沖洗噴水嘴進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，力求在確保洗凈度的同時，將沖洗用水量降至最低。
由此，該工廠碳酸飲料制造端的綜合水利用率，從2023年的1.60升/升，優(yōu)化至2024年的1.52升/升。
相較于學術(shù)研究領(lǐng)域面臨的數(shù)據(jù)獲取難、標準不統(tǒng)一等困境，企業(yè)的水足跡實踐更為現(xiàn)實。然而，目前市場上認證機構(gòu)良莠不齊，企業(yè)算出的水足跡數(shù)值缺乏權(quán)威衡量標準，真?zhèn)坞y辨；同時，技改往往成本高昂，若無外力推動，企業(yè)自愿推廣的動力顯然不足。
正如張海濛所言，推動企業(yè)開展水足跡核算，首先應(yīng)構(gòu)建水生態(tài)保護補償標準體系。而且政府應(yīng)發(fā)揮引導(dǎo)作用，通過試點先行、獎懲并舉等方式，多管齊下推動企業(yè)積極參與水足跡管理。
吳普特說，當前我國亟須建立完善國家層面的水足跡管理體系，這是關(guān)乎水資源安全的戰(zhàn)略性頂層設(shè)計。
去年10月，西北農(nóng)林科技大學發(fā)布《中國糧食生產(chǎn)水足跡與區(qū)域虛擬水流動報告（1997—2023）》。這份報告深入剖析了近30年來我國糧食生產(chǎn)環(huán)節(jié)中水的消耗過程與區(qū)域虛擬水的流動特征，直擊水土資源不匹配導(dǎo)致的供需矛盾核心。
“我們呼吁將水足跡控制標準納入‘最嚴格水資源管理制度’。比如，通過制定總量（區(qū)域水資源）與效率（單產(chǎn)作物水足跡）上限的雙紅線，來平衡消費端和虛擬水貿(mào)易的調(diào)控矛盾。”吳普特說。
吳普特正籌劃推動水足跡從學術(shù)研究走向?qū)嶋H應(yīng)用，“團隊將積極聯(lián)合有關(guān)協(xié)會推出相關(guān)水足跡行業(yè)標準，優(yōu)先覆蓋農(nóng)業(yè)和重點工業(yè)領(lǐng)域。”他說。
“設(shè)想修建一個大型灌溉工程，上游地區(qū)負責水庫建設(shè)，下游地區(qū)只管田間灌溉。然而，要使整個系統(tǒng)發(fā)揮最大效能，就必須從系統(tǒng)的視角出發(fā)，綜合考慮需求、供給和全環(huán)節(jié)的水資源優(yōu)化調(diào)度。”有專家打了個比方，當前，我國水資源管理模式猶如“鐵路警察各管一段”，不同部門的科技項目申報指南猶如不同體系的密碼本，導(dǎo)致地方在整合資源時“對不上暗號”。
該專家建議，構(gòu)建“水立方”式管理模式，即由國家設(shè)立專項工程，整合水利、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟等多領(lǐng)域資源，將田間節(jié)水技術(shù)、糧食貿(mào)易格局、虛擬水輸出和生態(tài)補償政策納入統(tǒng)一評估框架，形成從水源到餐桌的精準管理方案。
同時，受訪專家們也開出了一劑劑破局良方：加大科研資金投入，促進多學科融合攻關(guān)；完善法規(guī)政策，籌劃建設(shè)水足跡背景數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一水足跡核算標準，豐富水足跡應(yīng)用場景；推動“一帶一路”合作伙伴開展農(nóng)業(yè)合作，輸出中國農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)，強化國際協(xié)同與國內(nèi)區(qū)域協(xié)調(diào)；加強宣傳教育，凝聚節(jié)水合力，形成全社會共同參與水資源保護的良好氛圍。
來源：科技日報
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