水是地球的生命线，对于人类和每一种动植物的生存至关重要。水有助于在空气和土壤中循环碳和营养物质，并调节气候。几千年来，地球的水循环提供了可靠的供应和有利于人类发展的持续条件。然而，人因破坏正在使水周期失去平衡，有可能破坏水循环本身的可靠性。

世界各地已经感受到了这些影响——在毁灭性的洪水中，例如去年在巴基斯坦发生的洪水，造成1 500人死亡，影响了该国三分之二的地区，以及严重的干旱，例如5个连续失败的雨季，使非洲之角的2千万人陷入饥饿。与此同时，仍有20亿人无法获得安全饮用水，每17秒就有一名儿童死于水传播疾病，30亿人因缺水而面临粮食不安全.除非水供应得到改善，否则上述这些问题可能会越来越严重。

例如，水资源管理者总是不得不应对自然变化，建造更大的水库和开发含水层以应对水稀缺。但是，本世纪余下时间的挑战和趋势要求采取完全不同的方法：从地方到全球范围内，彻底改变水的治理、管理和价值，包括重新评估人类用水需求。

今天，这些部门专注于“蓝色”淡水的流动。从陆地流出并储存在河流，湖泊，水库和地下含水层中的液体。公用事业公司在当地收集并提取这些水，用于饮用和卫生、农业灌溉和工业。他们的假设是，淡水将在长期历史范围内自然地不断补充。在许多地方，这一前提已经不再成立。

全球变暖每增加1°C，全球平均降水量就会增加1-3%，与1995-2014年相比，到本世纪末降水量可能增加12%1。随着洪水和干旱的频率和严重程度上升，影响将不均衡。森林砍伐、土地退化和基础设施发展也在改变降水模式，影响水的来源和终点。2.灌溉和工业的过度开采加剧了河流流域的水资源短缺，从美国的科罗拉多州、中国的长江到澳大利亚的墨累-达令河。

为了应对这些日益严峻的挑战，必须将水重新塑造为全球共同利益。这意味着各国都应该有根据国际法确立保护所有人和世代全球水循环的义务，并承认一个地方的行动会对另一个地方产生影响。例如，巴西的森林砍伐会影响秘鲁的降雨。这意味着不仅要评估“蓝色”淡水的作用和经济价值，还要评估空气、生物质和土壤中的“绿色”水的作用和经济价值。这意味着政府和私营部门重新制定其角色和责任，以制定能够重塑市场和更好地管理全球供水的目标、政策和资金。

所有这些挑战都必须在本周在纽约举行的联合国水事会议上讨论，这是近50年来的第一次此类会议。在这里，我们强调迫切需要研究以支持讨论的三个领域。

Why we need a new economics of water as a common good (nature.com)

一、充分了解国家内部和国家之间的所有水流

在全球范围内管理淡水意味着超越我们目前对捕获蓝水的执着，蓝水占陆地上所有淡水的35%，还包括绿水，绿水占剩余的65%。来自土地和植被的水分和蒸汽流动对于调节水循环和确保未来的降雨以及实现土壤和森林中的碳固存至关重要。

在全球范围内，多达一半的陆地降水来自陆地蒸发的绿水，其余来自海洋蒸发。3.因此，景观变化可以改变顺风地区的供水，以及改变当地的气候和溪流。例如，刚果盆地的森林砍伐减少了邻国的降雨量，甚至减少了大西洋彼岸的亚马逊地区的降雨量。印度对农作物的大量灌溉可以通过顺风输送的水分来促进中国长江的流量4.

通过类比陆地上的流域，研究人员指的是大气中的“降水流域”和“蒸发流域”。简而言之，降水领域是雨水的来源，蒸发流域是蒸发的来源。（这里的蒸发是指海洋的总蒸发和陆地的绿水流，包括土壤和水体，以及植被的蒸腾作用。）

研究人员需要更好地了解这些过程如何相互作用，以及大气中的水蒸气流动如何连接不同区域。通过结合气象数据库，包括水蒸气、湿度、风速和风向，和连接可能的源和汇的计算机模型，一种新的互联互通观正在出现。

为了说明这一点，我们使用了这些数据3,5计算几个区域的蒸发量和降水量、比例和流量（参见“大气流域”、“陆地水分跨境流动”和补充信息，图）。一般来说，风从海洋吹来的国家拥有丰富而稳定的水分来源，对其他国家的依赖性很小。内陆国家更容易受到自然变化和它们无法控制的邻国做法的影响。

例如，巴西在绿水和降水方面基本上是自给自足的。我们发现，大约60%的降雨来自大西洋蒸发的水分，35%来自巴西土地的水分，包括亚马逊雨林（图2a）。大部分空气中的水分留在国内，被高安第斯山脉困住。但巴西也向阿根廷、玻利维亚和哥伦比亚等顺风国家输出25%的绿水。如果亚马逊的森林砍伐继续下去，这些国家的降雨量将下降6，但没有任何政治或体制安排来解决这种依赖性。

与此同时，撒哈拉以南非洲的降雨模式紧密交织在一起。尼日利亚64%的降雨水分来自非洲大陆;其中，22%来自内部，42%来自境外，主要来自刚果盆地。反过来，尼日利亚的土地占喀麦隆、几内亚和加纳等邻国降雨量的蒸发水的43%。因此，所有这些国家的供水都面临中部非洲森林砍伐的风险。

中国也严重依赖（74%）陆地蒸发的水来降水。其中，44%来自内部回收的水分，其余来自上风邻国，包括印度，哈萨克斯坦和俄罗斯。来自中国土地的水分对中亚和青藏高原的降雨中起着重要作用。

此外，没有一个国家从本国境内获得一半以上的水分，这意味着即使是最大的国家也依靠其他地区的蒸发来维持降水。即使是降雨量最自力更生的俄罗斯，其45%的水分在内部回收，仍然严重依赖邻国（20%）和海洋（35%）。

这种相互依存的惊人观点超越了围绕河流、湖泊和地下水的现有跨界问题，这些问题通常是水治理和争端的焦点。例如，青尼罗河上的埃塞俄比亚文艺复兴大坝对下游苏丹和埃及的供应产生了影响。研究人员需要研究，一旦更好地理解相互依赖，国家之间的裂痕会如何扩大。

为了为政策提供信息，科学家需要使用卫星、大数据和地球系统模型评估当地和全球的绿水和蓝水的储量和流量。研究人员需要知道全球变化在何处以及通过哪些过程改变淡水循环和供应。极端事件的影响和成本，如土壤干涸和河流极端流动，需要在降水流域和蒸发流域的背景下进行研究。

水文学家、经济学家和政治学家需要为不同尺度的绿水和蓝水设定预算，同时将淡水的来源和模式保持在人类文明进化的过去12，000年（全新世时代）的典型范围内。然而，最近的分析表明，一些地方的土壤湿度等特征已经偏离了历史范围，要么更潮湿，要么更干燥。7.

二、重新思考如何重视水以及谁“拥有”水

将水视为一种集体资源需要重新思考其经济学。目前，蓝水主要作为饮用水和卫生设施的公共产品进行管理和监管。然而，公有制低估了水的价值，因为一个人的获取不会限制另一个人的获取，即使水是一种有限的资源。这助长了过度、不可持续和不公平的使用。它阻碍了私人投资。2015年，全球私营部门对水的投资占电信、能源、交通和其他基本相比之下，绿色水没有经济价值，尽管它推动了经济发展，稳定了气候变化并确保了降水。它可以是公共的、私人的或共同的，这取决于它在哪里。

为了将蓝水和绿水作为全球共同利益进行管理，政府需要重塑水市场，而不是在水市场失败时简单地修复它们。政府必须监测土壤湿度和蒸汽流量，并制定将这些流量视为自然资本的政策。水治理和管理需要跨越所有规模，连接当地流域、河流流域、降水和蒸发流域，并最终连接全球。

为了吸引企业和投资，经济学家需要将水视为一种为人类福祉创造功能和服务的资产。例如，这可以遵循英国政府于2021年发布的《达斯古普塔生物多样性经济学评论》（见 go.nature.com/2om5hho）中建立的框架，该框架设定了自然资本的价值，并在可持续性框架内管理自然资产。研究人员必须评估维持生态系统生物多样性和碳汇所需的绿水量。他们必须评估“水的社会成本”（类似于“碳的社会成本”），它考虑了极端用水造成的损失和损害对社会造成的成本，以及不能满足人类需求的基本供水。服务总资金的不到5%8.

每当私营公司从公共补贴、担保、贷款、救助和采购中受益时，政府就可以在合同中附加条件，以实现公共利益最大化。例如，美国1996年对《安全饮用水法》的修正通过设立饮用水州循环基金来补贴为处境不利社区供水的公司，从而促进公平获得水。同样，2022 年美国 CHIPS 和科学法案在合同上要求受资助者最大限度地提高水、废物和电力方面的效率。

应制定新形式的公私安排，包括许可证、产权和采购，以抵制困扰一些国家水部门的寻租和榨取价值行为。例如，在英格兰，自1989年水务行业私有化以来，已向股东支付了72亿英镑（88亿美元）的股息，而过时的基础设施使供水系统充斥着泄漏和污水排放。

重塑水经济学的一些初步工作已经开始：我们两个人（M.M.和J.R.）是独立的全球水经济学委员会的领导人，该委员会于2022年3月在瑞士达沃斯世界经济论坛上启动。该小组正在评估气候和环境变化对全球水文循环的影响，以及国家相互依存关系和将水视为全球共同利益所需的国际合作。行动呼吁和第一次审查报告在联合国<>年水大会召开前一周发布。

三、从本地开始，在全球范围内构建

将水作为全球共同利益进行有效管理始于当地。各国政府、城市和地区需要定义全球范围内的目标驱动型“使命”。例如，各国可以承诺确保其境内水文循环中的绿色和蓝色水供应保持在可管理的范围内，这是由安全的地球限制或边界所定义的。9.必须制定目标和战略，以启动协调、融资和创新10.

例如，自2000年以来，欧盟的水框架指令要求欧盟成员国与公众共同制定流域管理计划。义务每六年审查一次，不遵守将带来法律制裁。尽管已经取得了进展，但更加协调的努力和监测将有助于实现该指令的全部潜力。11.

所有部门都必须参与。例如，粮食生产占全球淡水消费量的75%左右，印度是最大的消费国。例如，印度可以专注于确保粮食供应的连续性，而不会对国家使用绿色和蓝色水施加压力。应重新设计生产和消费过程，以尽量减少水浪费并最大限度地分享水资源。

在澳大利亚，国家科学机构CSIRO正在努力通过向农民提供气候数据，使他们能够做出明智的用水决策，从而在本十年内将该国干旱的经济影响减少30%。肯尼亚等其他国家正在探索“绿色水信用”，奖励有利于下游地区的上游水资源管理12.

合作和知识交流对于将地方和全球战略结合起来至关重要。与温室气体核算和可持续发展目标一样，联合国和其他机构需要建立监督地球水资源的机制;关于如何做到这一点的讨论必须从本周在纽约市开始。我们在这里提出的一切都不是容易的。但地球血液的未来岌岌可危。

References

1. IPCC. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (eds Masson-Delmotte, V. et al.) (Cambridge Univ. Press, 2021).

2. Staal, A. et al. Environ. Res. Lett. 15, 044024 (2020).

3. Tuinenburg, O. A., Theeuwen, J. J. E. & Staal, A. Earth Syst. Sci. Data 12, 3177–3188 (2020).

4. Wang-Erlandsson, L. et al. Hydrol. Earth Syst. Sci. 22, 4311–4328 (2018).

5. Hersbach, H. et al. Q. J. R. Meteorol. Soc. 146, 1999–2049 (2020).

6. Wunderling, N. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 119, e2120777119 (2022).

7. Wang-Erlandsson, L. et al. Nature Rev. Earth Environ. 3, 380–392 (2022).

8. Kolker, J. E., Kingdom, B., Trémolet, S., Winpenny, J. & Cardone, R. Financing Options for the 2030 Water Agenda: Water Global Practice Knowledge Brief (World Bank, 2016).

9. Zipper, S. C. et al. Earth’s Future 8, e2019EF001377 (2020).

10. Mazzucato, M. Mission Economy: A Moonshot Guide to Changing Capitalism (Allen Lane, 2021).

11. Voulvoulis, N., Arpon, K. D. & Giakoumis, T. Sci. Total Environ. 575, 358–366 (2017).

12. Dent, D. in Soil as World Heritage (ed. Dent, D.) 459–470 (Springer Netherlands, 2014).