水资源对全球的日常生活、农业、工业和生态系统功能至关重要。确保水资源的可用性和可持续管理仍然是全球首要任务，正如可持续发展目标6所强调的那样[1]、[2]。然而，由于气候变化和人口增长的共同影响，水资源安全已成为可持续发展的核心挑战[3]、[4]。气候变化改变了降水模式，增加了极端天气的频率[5]，而工业化、城市化和集约化农业等人类活动则加剧了对水系统的压力[6]、[7]。大约有23亿人仍然缺乏适当的卫生设施[95]，超过5亿人生活在水资源短缺的环境中[8]。应对这些挑战需要适应性水资源管理，而这又要求对各地区的水资源状况有清晰的了解。鉴于这些系统的极端脆弱性和显著的空间和时间变异性[9]，传统的评估方法无法满足这一需求；因此，需要更加综合的评估框架。水资源脆弱性评估是适应性管理的前提[10]、[11]。
脆弱性的概念起源于地理学和自然灾害研究，最初被定义为“系统因暴露于危险而可能遭受损害的程度”[12]。该概念最早在20世纪60年代的法国应用于地下水研究[13]，此后经历了显著的发展。相关研究的范围从地下水污染潜力[14]、[15]扩展到地表水[16]，最终涵盖了包括水质和数量在内的整个水资源系统[4]、[11]、[17]。从概念上讲，脆弱性的研究重点已经从强调对干扰的敏感性转向了整合敏感性和适应能力的综合视角[10]、[18]、[19]。评估工作已在全球、区域、流域和城市层面开展，反映出人们越来越认识到水资源脆弱性是一个多维度的挑战[11]、[20]、[21]、[22]。
随着概念的发展，水资源脆弱性评估的方法也随之发展，包括基于模型、基于指数、统计和混合方法[23]、[24]。然而，现有方法大多还是单向的，仅关注个别组成部分（如地表水或地下水、水量或水质、快速过程或缓慢演变），未能捕捉到水资源系统的整体性。我们需要一个更全面的视角。关键带（Critical Zone，CZ）为系统研究地球表面相互作用提供了独特的视角，因为它将大气层、水圈、生物圈和岩石圈整合在一个生态系统中[25]、[34]。关键带的定义特征——垂直分层、水平异质性和跨多个时间尺度的耦合过程动态——直接解决了现有方法的局限性。然而，现有的脆弱性评估方法并未针对这些关键带特征进行设计，这凸显了文献中的一个关键空白。
本文从关键带的角度综合了水资源脆弱性评估方法，指出了它们的局限性，并提出了未来的研究方向。本文的主要贡献是提出了一个新颖的四步诊断框架。与广泛采用的VSD和DPSIR框架不同，这些框架虽然组织了脆弱性维度或因果链，但没有将其具体化；我们的框架提供了一个结构化的诊断工作流程，每一步都能产生可独立验证的结果，明确地将关键带的结构和过程与脆弱性结果联系起来。第2节介绍了脆弱性和关键带的概念及其相互关系。第3节回顾了现有的评估方法。第4节评估了这些方法在关键带评估中的适用性，并提出了一个诊断框架。第5节指出了未来的挑战和研究需求，第6节总结了全文。
