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摘要：本文以海河流域為重點對象，通過國內(nèi)外學科前沿進展綜述，指出華北地區(qū)缺水及其導致的生態(tài)環(huán)境惡化問題背后的自然和人文因素作用與發(fā)展演化的背景，強調(diào)高強度人類活動作用下的水循環(huán)基礎(chǔ)研究的重要性，提出華北地區(qū)水資源安全的水循環(huán)基礎(chǔ)與應(yīng)用問題研究的若干建議與思考。研究自然和人類活動雙重作用下的華北地區(qū)水循環(huán)過程，水體運動與污染物質(zhì)輸移及其與生態(tài)環(huán)境演變耦合機制，闡明華北地區(qū)“河道斷流，水體污染，濕地消失，地下水枯竭”的成因規(guī)律，特別是人類活動的驅(qū)動分量，提出生態(tài)環(huán)境修復的理論基礎(chǔ)，不僅對變化環(huán)境下流域水環(huán)境演變的地學基礎(chǔ)科學前沿研究有重大的學術(shù)價值，而且對中國可持續(xù)發(fā)展和社會進步具有重要的戰(zhàn)略意義。

關(guān)鍵詞：水循環(huán)水資源水安全華北地區(qū)生態(tài)環(huán)境變化

1.華北地區(qū)嚴重的水問題

華北地區(qū)是我國政治、經(jīng)濟和文化的中心。華北平原2000年人口4.37億，占全國34.8%；gdp3.13萬億元，占全國32.3%；農(nóng)業(yè)灌溉面積3.46億畝，占全國42%。但是，它也是我國水資源供需矛盾十分突出的地區(qū)[1-4]。海河流域多年平均水資源總量約為419億m3，人均水資源占有量僅為335m3，不足全國1/6，世界的1/24。

從自然背景看，華北地區(qū)十年九旱，尤其1972、1999、2000年華北大旱，出現(xiàn)了嚴峻的缺水局面，不得不采取“棄農(nóng)、壓工、保生活”的供水措施。從人文背景看，華北地區(qū)尤其是海河流域，人類活動強度之大、水資源開發(fā)利用程度之高為舉世矚目。20世紀60年代，大力開展水利工程建設(shè)，開發(fā)利用地表水資源；70年代后尤其1972年大旱，流域地表水不足，開始爭奪地下水。90年代，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展人口的增加，水資源嚴重不足導致超采地下水、爭奪雨水。按照國際標準，合理的水資源開發(fā)利用程度一般為40%左右。然而，目前海河流域的水資源開發(fā)利用程度已經(jīng)超過了90%。高強度的水資源開發(fā)利用導致該地區(qū)水資源供需嚴重失衡。目前，海河流域河川徑流衰減十分嚴重。地下水虧空接近900億m3。現(xiàn)狀年缺水80多億m3，主要靠超采地下水和利用不合標準的廢污水來解決。

水資源的短缺不僅影響國民經(jīng)濟發(fā)展，而且還導致華北地區(qū)尤其是海河流域嚴重的生態(tài)環(huán)境問題[3]。突出表現(xiàn)在：

1.1山區(qū)來水大量減少，水資源量衰減嚴重

以首都北京市供水水源地的密云、官廳水庫為例，官廳水庫1955-1984年期間平均來水量11.3億m3，但到1985-1995年期間平均來水量已衰減到2.7億m3，僅為前者1/4。兩個時期的流域平均降水量卻相當（407.5mm）。密云水庫來水減少的趨勢也十分嚴重，相比1960-1979年段，1980-1997年的平均來水量已減少了4億m3。山區(qū)水源地來水量的大量減少，給城市和中下游地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟發(fā)展帶來極大的危害。

1.2地下水過量開采，部分地區(qū)已經(jīng)枯竭

到目前，華北城市化地區(qū)地下水超采嚴重，范圍已近9萬km2，占平原面積的70%。已分別形成了以北京、石家莊、保定、邢臺、邯鄲、唐山為中心，總面積達4.1萬km2的淺層地下水漏斗區(qū)，其中1萬km2范圍的含水層已疏干；形成了以天津、衡水、滄州、廊坊等多個城市為中心、面積達5.6萬km2整體連片的深層地下水漏斗區(qū)。地下水枯竭直接威脅華北城市平原地區(qū)的安全用水儲備，同時引起嚴重的地面沉降、海水入侵，情況十分危急。

1.3河道斷流，功能喪失

目前華北地區(qū)多數(shù)中下游河道枯竭斷流，失去了地下水補給、輸沙、排鹽等作用。土地退化、濕地萎縮等生態(tài)問題十分嚴重。據(jù)統(tǒng)計，總長1萬km的河長中，有4000km河道干涸。海河流域內(nèi)194個萬畝以上天然湖泊、洼淀現(xiàn)在大多已經(jīng)干涸。入海水量由20世紀50年代的年均240億m3銳減為2001年的10多億m3。海河流域的生態(tài)系統(tǒng)已由開放型向封閉型和內(nèi)陸型方向轉(zhuǎn)化，造成河口泥沙淤積和鹽分積累，河口自然生態(tài)遭到破壞，河口海洋生物大量滅絕。

1.4水污染嚴重

目前，水污染已由20年前的局部河段發(fā)展到現(xiàn)在的全流域，由下游蔓延到中上游，由城市擴散到農(nóng)村，由地表侵入地下。據(jù)統(tǒng)計，近年來海河流域的廢污水排放量每年高達60億噸。官廳水庫因水質(zhì)惡化，被迫于1997年開始退出生活供水。流域內(nèi)每年還引用20多億m3污水進行灌溉，對淺層地下水、土壤和農(nóng)作物造成污染。

產(chǎn)生華北地區(qū)水生態(tài)環(huán)境變化有多方面原因，但核心問題是“水”，即在自然和人類活動作用下的華北地區(qū)水循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生了“不健全”的問題。例如，華北地區(qū)持續(xù)干旱引起降水（廣義水資源量）的減少；土地利用/覆被變化正在改變“陸-氣水循環(huán)”的響應(yīng)關(guān)系；城市化過程加速了深層地下水的消耗和水污染問題；流域中眾多的水庫、排洪工程建設(shè)改變了河流自然系統(tǒng)水循環(huán)的流路，減少了中下游地下水的補水與蓄水功能；社會經(jīng)濟活動的各種用水行為加劇了人工側(cè)支水循環(huán)中的“耗水”強度[17]，人類活動大量超采地下水大大降低了區(qū)域水資源的可再生性。

為了緩解華北缺水問題，人們通過各種資源轉(zhuǎn)化技術(shù)和管理措施節(jié)水、通過跨流域調(diào)水增加本地的來水。與自然水循環(huán)系統(tǒng)相比較，現(xiàn)代水文水資源學科面對的高強度人類活動作用下的“人工”側(cè)支水循環(huán)作用也愈來愈突出。因此，開展變化環(huán)境中的華北地區(qū)水循環(huán)機理研究，認識“不健全”的水循環(huán)過程導致華北地區(qū)缺水、水生態(tài)環(huán)境退化的成因，提出可持續(xù)發(fā)展理念下解決華北水資源安全、改善生態(tài)環(huán)境的科學對策，是21世紀國家資源環(huán)境領(lǐng)域急待解決的重大國家需求中的水科學基礎(chǔ)問題[4-6]。

2.水科學研究的發(fā)展前沿

水文循環(huán)是聯(lián)系地球系統(tǒng)地圈~生物圈~大氣圈的紐帶，是全球變化碳循環(huán)、水循環(huán)和食物纖維中的核心問題之一，它與自然變化和人類活動有關(guān)，決定地球水資源形成和環(huán)境的演變規(guī)律[5-9]。水資源安全是國際水資源研究的熱點問題，它不僅與水循環(huán)有直接的聯(lián)系，而且關(guān)系到人類及其生存環(huán)境對水資源的基本需求、生態(tài)環(huán)境需水要求、國家糧食安全、水的價值以及水的科學管理問題[10-11]。因此，人類活動開發(fā)和影響劇烈地區(qū)的水循環(huán)與水資源安全研究，是21世紀國際國內(nèi)資源環(huán)境學科領(lǐng)域一個十分重要的方向性問題。

在國際上，特別是90年代以后國際有關(guān)組織實施了一系列國際水科學計劃，如國際水文計劃（ihp）、世界氣候研究計劃（wcrp）、國際地圈生物圈計劃（igbp）等。目的是從全球、區(qū)域和流域不同尺度和交叉學科途徑，探討環(huán)境變化下的水循環(huán)及其聯(lián)系的資源與環(huán)境問題[5-7]。

國際地圈生物圈計劃（igbp）代表國際地球科學發(fā)展前沿，水文循環(huán)的生物圈方面(biosphereaspectsofhydrologicalcycle，簡稱bahc)是igbp的核心之一。進入90年代末，變化環(huán)境（即全球變化與人類活動影響）中的水文循環(huán)與水資源的脆弱性研究成為熱點。前沿問題突出反映在：水文循環(huán)的生物圈方面，人類活動影響下的水資源演變規(guī)律，水與土地利用/覆被變化、社會經(jīng)濟發(fā)展之間的相互作用影響，水資源可持續(xù)利用與水安全等。變化環(huán)境下的水文循環(huán)及其生態(tài)環(huán)境演化過程、人-地關(guān)系的影響研究，是國際地球科學積極鼓勵的創(chuàng)新前沿領(lǐng)域。

國際知名的英國水文研究所在80年代末開始了生態(tài)水文學方面的科學研究。a.j.baird等針對水循環(huán)與生態(tài)環(huán)境退化問題，出版了“生態(tài)水文學：陸生環(huán)境、水生環(huán)境與水分的關(guān)系”專著[13]。90年代末，英國水文研究所正式改名為“生態(tài)水文學研究中心”。

20世紀末，不滿足可持續(xù)水資源利用的模式和環(huán)境問題導致嚴重的水資源安全問題，業(yè)已引起國際各國政府的高度重視。90年代后，日本十分重視稱之為“健全的水循環(huán)系統(tǒng)”研究，即“以流域為整體，以自然變化加健全方式的人類調(diào)控的水循環(huán)方式，將用水、防洪、治污目標統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使的水能夠達到最佳利用的水循環(huán)系統(tǒng)”，例如，日本東京等都市化變化過程中所謂“健全的水循環(huán)系統(tǒng)”被定義為：需要統(tǒng)一考慮“洪水發(fā)生時”、“平時水需求利用”、“自然環(huán)境保護的生態(tài)用水”、“發(fā)生地震火災(zāi)緊急用水”和“水道的旅游利用”的水循環(huán)最佳的途徑，包括修建必要水工程措施對水循環(huán)的調(diào)控。

2000年3月，在荷蘭海牙(hague)召開了“第二屆世界水論壇及部長級會議”。會議主題是：水的安全：從洞察到行動。全世界140多個國家首腦或部長，3000名科學家出席會議。21世紀水安全面臨7個主要挑戰(zhàn)：滿足基本需求（meetingbasicneeds），保護生態(tài)（protectingecosystems），食品安全（securingthefoodsupply），水資源共享（sharingwaterresources），處理災(zāi)害（dealingwithhazards），水的價值(valuingwater)，科學管水(governingwaterwisely)。因此，水資源安全已經(jīng)成為水資源研究的國家前沿熱點，受到世界范圍的注目。

2001年7月在荷蘭舉辦了兩個大型國際會議[5]。一個是由igbp、wcrp和國際人文計劃（ihdp）聯(lián)合舉辦的“全球變化科學大會”。兩大主專題是：（1）一個不斷變化的地球的挑戰(zhàn)：對全球變化的科學理解；（2）展望未來：地球系統(tǒng)科學與全球可持續(xù)性。另一個是第6屆國際水文科學大會。主題是：一個干旱地球新的水文學。熱點問題有：（1）環(huán)境變化與水文循環(huán)問題。例如，環(huán)境變化作用下的水循環(huán)規(guī)律是什么？如何認識氣圈-水圈-生物圈的相互作用關(guān)系？生態(tài)環(huán)境退化的主要驅(qū)動力是什么？（2）人類活動對水循環(huán)水資源演變的影響。它需要研究：人類經(jīng)濟活動產(chǎn)生的各種“用（耗）水”和“調(diào)水”行為是如何作用和影響水循環(huán)的自然規(guī)律？它們的作用對水資源產(chǎn)生那些主要影響？有什么地區(qū)、區(qū)域特征規(guī)律？如何量化人類活動對水文水資源變化的影響？

2002年7月11-18日，在瑞典的斯德哥爾莫召開了每年一度的世界水周（worldwaterweek）。主題是：平衡競爭的水資源使用。它是可持續(xù)發(fā)展基本的需求。大會舉辦了涉及流域中水競爭的優(yōu)先原則、工業(yè)水污染、水價、水與能源的綜合公里、都市動力學、可居住城市與水的7個研討會。

我國對華北缺水的水資源問題十分重視。在“六五”期間設(shè)立了“華北地區(qū)水資源評價”項目；在“七五”期間，設(shè)立了“華北地區(qū)及山西能源基地水資源研究”項目；在“八五”期間，設(shè)立了“黃河治理與水資源研究“項目[14]。在“九五”期間，設(shè)立了“西北地區(qū)水資源合理開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護研究”和“黃河中下游水資源開發(fā)利用及河道清淤關(guān)鍵技術(shù)研究”項目，進一步將水資源開發(fā)利用與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護結(jié)合起來。國家重大基礎(chǔ)科學研究計劃也設(shè)立了“黃河流域水資源演化與可再生性維持機理”項目。

在中國科學院系統(tǒng)，自60年代以來，不斷加強以禹城綜合農(nóng)業(yè)實驗站、欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)實驗站等為代表的華北水資源農(nóng)業(yè)生態(tài)實驗基地建設(shè)[15]。在“九五”期間開展了中國科學院重大項目“中國華北水資源變化與調(diào)配”。2001年，在中國科學院知識創(chuàng)新方向性項目中，支持了“華北水循環(huán)與水資源安全”研究。

國家“十五”計劃《建議》中強調(diào)了水的問題和水利在國民經(jīng)濟發(fā)展的地位和作用。為了緩解北方缺水的嚴重問題，在“水利建設(shè)”方面，指出要加緊南水北調(diào)工程的前期工作，適時建設(shè)跨流域調(diào)水工程，采取多種方式緩解北方地區(qū)缺水矛盾。同時，強調(diào)了“重視水資源可持續(xù)利用”和“加強生態(tài)建設(shè)”以及“保護和治理環(huán)境”的問題。國務(wù)院總理朱镕基強調(diào)，必須正確認識和處理實施南水北調(diào)工程同節(jié)水、治理水污染和保護生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，務(wù)必做到“先節(jié)水后調(diào)水、先治污后通水、先環(huán)保后用水”的“三先三后”的基本原則。

2001年初，水利部、國家海洋局、國家氣象局和國家環(huán)保局等四個部委聯(lián)合在國家科技部立項，擬開展“中國水資源安全保障系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究”，其關(guān)鍵技術(shù)指：海水利用技術(shù)，污水利用途徑、洪水利用途徑（通過水庫調(diào)度行為等）以及人工降雨利用技術(shù)?，F(xiàn)在國家科技部已經(jīng)批準立項。

總之，從發(fā)展趨勢看，變化環(huán)境的水循環(huán)規(guī)律是當今國際水科學前沿問題，是人類社會經(jīng)濟發(fā)展活動對水資源需求所面臨的新的基礎(chǔ)科學問題，而水資源供需平衡破壞帶來的用水基本需求得不到滿足、生態(tài)用水被擠占、工農(nóng)業(yè)城市發(fā)展水的需求矛盾，使得水資源安全成為資源與環(huán)境科學領(lǐng)域國內(nèi)外突出的研究課題[16]。

3.華北水資源研究的幾點反思

盡管華北水資源已經(jīng)有了相當?shù)墓ぷ?，但是目前華北缺水問題還沒有真正解決，水生態(tài)環(huán)境問題愈來愈嚴重。究其原因，除了華北地區(qū)社會經(jīng)濟增長、人口壓力大和環(huán)境發(fā)生了新的變化之外，有許多水循環(huán)與生態(tài)環(huán)境交叉的關(guān)鍵性基礎(chǔ)科學問題研究不夠。國家在解決華北缺水和遏制嚴重的生態(tài)環(huán)境退化措施和對策方面，迫切需要深層次的基礎(chǔ)研究的科學依據(jù)。這些問題不得不引起人們的反思。

目前，華北水資源研究亟待解決的關(guān)鍵問題有[16-32]：

3.1華北山區(qū)來水減少的成因問題

近30年華北山區(qū)來水及水資源量嚴重衰減，其變化究竟是氣候影響還是人類活動所為？華北山區(qū)人類活動用（耗）水究竟是個什么情況？山區(qū)土地利用/覆被變化與流域水循環(huán)有什么影響關(guān)系？山區(qū)業(yè)已修建大量的水利工程和水保工程，它們究竟在山區(qū)來水大量減少的變化過程中起到什么樣的角色？如何認識它們的作用和水源地保護的關(guān)系？這些問題過去研究較少，其中內(nèi)在的原因和機制不太清楚。

3.2華北城市化地區(qū)水循環(huán)與地下水大漏斗問題

以人類活動為主要特征的華北城市化水循環(huán)機理研究十分薄弱，嚴重滯后城市化經(jīng)濟發(fā)展、人口流動面臨的集中供水、水污染、地下水大漏斗等帶來的城市生態(tài)環(huán)境問題。華北地區(qū)的地下水大漏斗主要集中在城市，這無不與城市持續(xù)性超采的用水特性有關(guān)。但是，淺層地下水與深層地下水的可再生能力有很大的不同。如何認識城市地區(qū)淺層與深層地下水的變化機制？如何認識城市集中供水、補水和淺層與深層地下水的水量水質(zhì)變化以及它們之間的相互作用關(guān)系？如何合理修復城市化地區(qū)深層地下水漏斗、防止地下水污染?等是急需研究的問題。

3.3平原農(nóng)業(yè)區(qū)大埋深條件下“土壤水-地下水”作用機理

相比80年代，目前華北平原農(nóng)業(yè)區(qū)處在與過去不同的大埋深地下水條件，土壤層水資源的作用更加突出。但是，大埋深條件下的“土壤水-地下水”作用機理以及地下水參數(shù)的變化問題研究還比較欠缺，直接影響農(nóng)業(yè)節(jié)水和水資源評價的基礎(chǔ)問題。

3.4對華北地區(qū)水生態(tài)環(huán)境演變過程認識不足

人類活動包括60年代在海河流域建設(shè)的大型水利工程對華北持續(xù)干旱面臨的水生態(tài)環(huán)境退化過程究竟起到什么樣的作用？如何看待防洪、缺水和生態(tài)環(huán)境保護的矛盾與統(tǒng)一的對策措施問題，存在相當大的爭議。

3.5缺乏社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型過程中的“生活-生產(chǎn)-生態(tài)用水”規(guī)律研究，尤其生態(tài)需水研究比較薄弱

關(guān)鍵問題是：華北地區(qū)現(xiàn)狀條件相適宜的節(jié)水型“生活-生產(chǎn)-生態(tài)用水”應(yīng)該是什么樣的結(jié)構(gòu)與布局？在社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型過程中華北地區(qū)的“生活-生產(chǎn)-生態(tài)”的用（耗）水會將發(fā)生什么的變化？如何估算華北地區(qū)的“生活-生產(chǎn)-生態(tài)”的用（耗）水，尤其是華北地區(qū)生態(tài)需水問題？

3.6華北地區(qū)生態(tài)環(huán)境變化的多維調(diào)控閾值與修復目標是個新的問題

華北缺水及其聯(lián)系的生態(tài)環(huán)境惡化已是現(xiàn)實。如何從可持續(xù)發(fā)展的高度和與水相關(guān)的生態(tài)景觀過程與格局，確定有利于地下水補給、控制地面沉降、防止海水入侵的地下水位、河道生態(tài)需水等多維調(diào)控閾值？如何確定適當?shù)纳鷳B(tài)修復目標？是過去沒有研究的問題。

3.7缺乏定量描述人類活動高強度作用下的流域水循環(huán)模型及綜合集成系統(tǒng)

在考慮人類活動影響的流域水循環(huán)方面，陳家琦最先提出“人工側(cè)支水循環(huán)”問題（陳家琦，1986），后來王浩提出“自然-人工”水循環(huán)二元模式的概念。但是，到目前為止，描述人類活動高強度作用下流域分布式模型研制，仍然是一個空白。在解決區(qū)域缺水與修復生態(tài)環(huán)境的決策支持問題方面，也缺乏將水循環(huán)變化和水生態(tài)環(huán)境演化耦合的綜合集成仿真系統(tǒng)。

3.8針對南水北調(diào)工程實施后如何合理調(diào)配“地表水-地下水-外調(diào)水”的問題，其科學基礎(chǔ)研究有待進一步加強。

由于供水系統(tǒng)是由當?shù)氐牡乇硭?、地下水和外調(diào)水以及處理的回用污水等多水源組成，在地表水調(diào)節(jié)水庫不足情況下，如何合理調(diào)配各種資源，充分發(fā)揮多種水源的綜合效益，是迫切需要研究的難題。其科學問題的難點是：解決華北缺水以及生態(tài)環(huán)境修復決策中合理調(diào)配的科學依據(jù)和準則是什么？如何將自然科學問題與社會科學問題統(tǒng)一到區(qū)域可持續(xù)發(fā)展層面，提出華北地區(qū)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整等重大決策的支持？

4.問題與挑戰(zhàn)

從華北地區(qū)水資源安全問題的國家需求的水循環(huán)基礎(chǔ)科學問題看，最為突出的挑戰(zhàn)有下列幾個方面：

4.1流域水循環(huán)及生態(tài)環(huán)境變化中的人為影響因素的確定與量化方法

華北地區(qū)人口密度大，社會經(jīng)濟發(fā)達。1980年以來華北地區(qū)的流域產(chǎn)流和地下水補給條件發(fā)生了明顯變化，導致了華北山區(qū)徑流明顯減少、城市化地區(qū)地下水大漏斗問題嚴重、區(qū)域水資源評價還原估算等困難。這些變化的原因是什么？如何識別流域水循環(huán)中人工側(cè)支水循環(huán)的貢獻，科學估算水資源量？如何量化華北地區(qū)水生態(tài)環(huán)境變化中的人類活動的貢獻，剖析近五十年海河流域生態(tài)環(huán)境的演變過程？是揭示海河流域生態(tài)環(huán)境惡化根本原因的關(guān)鍵。

4.2華北地區(qū)社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型中的用水規(guī)律

由于華北地區(qū)特殊的地位和水資源限制矛盾，其用水結(jié)構(gòu)正在不斷發(fā)生變化。在經(jīng)濟全球化進程中華北地區(qū)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)將面臨重組與優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式新的格局挑戰(zhàn)。因此，社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型過程中華北地區(qū)的“生活-生產(chǎn)-生態(tài)”的用水變化規(guī)律尤其是生態(tài)需水量估算，成為關(guān)鍵的科學問題。這需要借鑒國外發(fā)達國家和發(fā)展中國家經(jīng)驗，開展經(jīng)濟學、地理學、生態(tài)學與水資源的交叉研究。

4.3流域水循環(huán)與生態(tài)環(huán)境變化的耦合機理

華北地區(qū)缺水問題與目前生態(tài)環(huán)境惡化有直接的關(guān)系，涉及到地理、水文、社會經(jīng)濟多個方面。如何將高強度人類活動影響的流域水循環(huán)變化過程與所制約的水生態(tài)環(huán)境變化過程實質(zhì)地聯(lián)系？它們的耦合機制是什么？如何建立高強度人類活動影響下的流域水文-生態(tài)模型，定量復演變化環(huán)境中的流域水循環(huán)過程以及水文-生態(tài)變化過程？是擬解決的關(guān)鍵問題。

4.4可持續(xù)發(fā)展與地區(qū)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的“節(jié)水-調(diào)水-用水”效益配置

南水北調(diào)工程實施后，如何合理調(diào)配各種資源，充分發(fā)揮多種水源的綜合效益，是問題的關(guān)鍵。目前，在多水源如何配置的效益評價問題上有相當多的爭議。焦點是：如何確定華北地區(qū)未來的經(jīng)濟系統(tǒng)在生態(tài)系統(tǒng)中的地位？如何協(xié)調(diào)華北地區(qū)缺水背景下，社會經(jīng)濟發(fā)展和修復生態(tài)環(huán)境之間的用水矛盾問題？如何通過華北地區(qū)用水大戶的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整提高農(nóng)業(yè)用水的效益？因此，從可持續(xù)發(fā)展基本準則出發(fā)，在前面四個關(guān)鍵問題（流域水循環(huán)、生態(tài)演化、社會經(jīng)濟用水以及它們綜合集成的系統(tǒng)規(guī)律）基礎(chǔ)上，進一步研究華北地區(qū)未來經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的“節(jié)水-調(diào)水-用水”配置的綜合效益，是解決國家需求應(yīng)用問題的關(guān)鍵。

5.展望

長期以來，華北地區(qū)高強度的人類活動和社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間總是存在不可避免的沖突和矛盾，尤其是近50年來。有否二者共享的協(xié)調(diào)途徑呢？從宏觀的戰(zhàn)略方面，可持續(xù)發(fā)展的理念為解決這對矛盾提供了準則。生態(tài)經(jīng)濟學的價值觀為構(gòu)建有利于華北地區(qū)自身環(huán)境的經(jīng)濟發(fā)展，提供了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展模式的可能。為了真正解決華北缺水問題，提出有效的環(huán)境修復對策，除了要有新的思路之外，重視日趨嚴重水的問題的科學基礎(chǔ)研究和針對國家重大需求的應(yīng)用研究十分重要。

在未來的十年內(nèi)，華北水資源已經(jīng)與水相關(guān)的生態(tài)環(huán)境修復研究，可望在水循環(huán)基礎(chǔ)研究、水生態(tài)環(huán)境演變及社會經(jīng)濟用水研究，和綜合集成模擬、調(diào)控與修復對策研究三個層面上有所進展，系統(tǒng)關(guān)系如圖1所示意。

水循環(huán)基礎(chǔ)層面上，將會注重于：

（1）華北地區(qū)干旱及生態(tài)演變的氣候背景研究

（2）華北典型山區(qū)徑流變化及環(huán)境影響的水循環(huán)機理研究

（3）華北典型城市地區(qū)水環(huán)境變化與地下水可再生性研究

（4）華北典型平原農(nóng)業(yè)區(qū)環(huán)境變化及水循環(huán)機理研究

（5）變化環(huán)境中的流域水循環(huán)及分布式模型研究。

在水生態(tài)環(huán)境演變及社會經(jīng)濟用水層面上，將會注重于：

（1）華北地區(qū)現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的形成過程與演變機理研究

（2）華北地區(qū)社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型下用水規(guī)律研究和華北地區(qū)生態(tài)變化的安全閾值與修復目標研究。

在水資源安全和生態(tài)環(huán)境修復對策層面上，將會針對南水北調(diào)重大工程和北方節(jié)水問題，注重于：

（1）水-生態(tài)-社會經(jīng)濟復合系統(tǒng)綜合集成研究

（2）解決華北地區(qū)缺水及生態(tài)修復的調(diào)控對策研究。

為此，以北京為首的城市地區(qū)供水以及水資源可持續(xù)利用問題、華北水資源耗用大戶的農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力和日趨急迫的華北地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整問題將會放到十分突出的地位。以面向生態(tài)環(huán)境的水資源安全基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究可望有新的突破和進展。