文章信息
通讯作者：覃栎 研究员
通讯单位：北京大学
亮点
• 系统评估了国际农业贸易重塑全球水资源压力格局，以及由此产生的对不同收入人群的差异化影响。
• 从水资源压力及用水公平性角度揭示了脆弱性人群在国际农业贸易中的相对弱势地位，并识别了重点国家关键影响贸易流及其驱动因素。
研究进展
图1 Nature Water封面图片
水资源与联合国多个可持续发展目标（SDGs）密切相关。全球范围内，有超过20亿人居住在受严重水资源短缺影响的国家，约有12亿人仍然缺乏基本的安全饮用水服务。与农业贸易相关的虚拟水转移可能有助于缓解水资源短缺（SDG6），重塑全球水资源使用的分布格局，并在不同收入的人群之间产生差异化影响。然而以往水资源风险的研究更多关注气象-水文循环扰动的影响；与之相比，针对人为活动对水资源风险的再分配机制和异质化响应的研究相对缺乏，难以为不同区域和不同人群提出有针对性的适应策略，影响全球可持续水资源管理目标的实现。
图2 全球农业贸易驱动的非对称水资源稀缺性变化。（a）全球农业贸易驱动的水资源稀缺性变化的空间分布，（b）发展中国家和（c）发达国家内部的水资源稀缺性增加和减少的组别的人口占比和人均GDP，（d）基于发展中国家和发达国家内部相对的低、中低、中高、高收入人群分组，全球农业贸易下面临不同水资源稀缺性水平的人口数量的绝对量变化（左轴）和变化百分比（右轴）。
研究发现，尽管农业贸易通常减缓了全球水资源稀缺性，但存在明显的区域异质性且更惠及富裕人群（图2a）。在发展中国家，贸易使得62%的人口水资源压力减小，其余人口不仅面临着加剧的水资源压力，同时其人均GDP相较水资源压力减小的人群低8%；表明在水资源压力减缓方面，贸易对发展中国家经济水平较低（适应能力薄弱）的人群不利（图2b）。相比之下，发达国家整体的人均GDP远高于发展中国家，且有75%的人口通过贸易获得水资源压力减缓（图2c）。
图3 全球农业贸易驱动的非对称水资源使用平等性和公平性变化。（a）全球农业贸易驱动的水资源使用平等性和公平性变化的空间分布，（b）发展中国家和（c）发达国家内部的水资源使用平等性和公平性增加和减少的组别的人口占比和人均GDP，（d）发展中国家、（e）发达国家、（f）发展中国家内部相对低收入人群以及（g）发达国家内部相对低收入人群的水资源使用集中曲线。
图4 全球农业贸易驱动的非对称水资源使用稀缺性、平等性和公平性协同与权衡。（a）发展中国家和（b）发达国家水资源使用稀缺性、平等性和公平性的总体协同与权衡分布特征，（c）发展中国家和（d）发达国家在四个协同-权衡象限中的人均GDP概率分布。
国际农业贸易通过虚拟水转移同时重塑了水资源稀缺性、不平等性和不公平性，从而在全球经济体之间产生了这三者之间的协同效应和权衡。象限分析揭示了发展中国家和发达国家在协同权衡效应的非对称性（图4a和b）。发展中国家主要分布在第三象限（42%的人口在水资源稀缺性和不公平性同时减轻，协同效应）和第一象限（35%的人口在水资源稀缺性和不公平性同时加剧）。在这35%人口中，他们也是四个象限中最贫困的（人均$9,114，比平均水平低16%）（图4a和c）。此外，发展中国家有24%的人口面临由于国际农业贸易引起的水资源稀缺性、不平等性和不公平性加剧的三重挑战。
相比之下，发达国家的人口中没有任何人同时经历水资源稀缺性、不平等性和不公平性的加剧。发达国家的人口主要分布在第二象限（43%的人口面临减轻不公平性但增加稀缺性，权衡）和第四象限（36%的人口面临减轻稀缺性但加剧不公平性，权衡）。只有9%的发达国家人口同时面临水资源稀缺性加剧和不公平性增加（第一象限），而他们的收入要高得多（人均GDP$42,048），表明发达国家中面临水资源稀缺性和不公平性的人群可能具有更强的适应能力和更多的财富资源来缓解潜在的后果（图4b和d）。对发达国家更有利的是，相对收入最低的第三象限也是在水资源稀缺性和不公平性减轻方面取得最大协同效应的象限。因此，国际贸易在发达国家内部更加不均等地使相对较为脆弱的人群受益，同时威胁着发展中国家内最为脆弱的人群。
研究还进一步识别了不同作物类型（尤其是水稻等主粮贸易、棉花等经济作物贸易）、不同贸易格局（尤其是发展中国家间的广泛贸易合作）对水资源风险传递的相对重要贡献，揭示了低收入人群的水资源风险传递机制，为未来研究进一步解析气候变化下水资源风险的跨人群传递提供了研究方法和数据基础。
在气候变化及全球化背景下，本研究强调了在通过国际贸易保障全球粮食安全的同时，需要兼顾考虑由此带来的水资源分配变化及其对适应能力较差的低收入人群的影响。据此，研究进一步探讨了面向差异化人群的靶向调控策略，从而有助于弥补现阶段水资源风险评估终端均质化的方法瓶颈，扭转适应性偏低人群在国际农业贸易中的相对弱势地位，促进平等、公平、可持续的全球水资源管理。
该研究得到了国家自然科学基金委项目（42277482、42361144876、42171096、42277087、52130804）、科技部政府间国际合作项目（2022YFE0138300），以及北京大学必和必拓“碳与气候”博士研究生未名学者奖学金项目（WM202306）等的支持。
课题组长期招收博士后，诚邀对气候变化及碳中和下水资源-能源-粮食系统耦合风险及适应性领域感兴趣的研究者加入课题组开展合作研究。课题组详细信息可参考：http://scholar.pku.edu.cn/qinyue，文章链接：https://doi.org/10.1038/s44221-024-00224-7，全文在线阅读链接：https://rdcu.be/dDlDW。
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