谷學明,王 遠,趙卉卉,王 芳,朱曉東,陸根法 (南京大學環(huán)境學院,污染控制與資源化研究國家重點實驗室,江蘇 南京 210046)

江蘇省水資源利用與經(jīng)濟增長關系研究

谷學明,王 遠*,趙卉卉,王 芳,朱曉東,陸根法 (南京大學環(huán)境學院,污染控制與資源化研究國家重點實驗室,江蘇 南京 210046)

利用水足跡的研究方法對江蘇省真實的水資源利用情況進行識別,同時結合相對“脫鉤”“復鉤”系統(tǒng)耦合理論,從水資源消耗與水環(huán)境壓力兩個方面對江蘇省2000～2009年的水資源利用情況與經(jīng)濟增長間的關系進行評價.研究表明,2009年江蘇省的水足跡為773.77億m3,總體呈緩慢增加趨勢,其中農(nóng)業(yè)用水與工業(yè)用水是水足跡的主要組成;同時,水資源利用效率不斷提高,10年間增長了2.77倍;全省經(jīng)濟增長與水資源消耗評價結果中有1/3的年份為強“脫鉤”狀態(tài),2/3的年份呈弱“脫鉤”狀態(tài),經(jīng)濟增長與水環(huán)境壓力的評價結果中強弱“脫鉤”交替出現(xiàn),水環(huán)境的壓力依然存在.江蘇省水資源利用還沒有達到理想水平,在水資源利用與經(jīng)濟增長協(xié)調(diào)發(fā)展方面應采取更有效措施.

水資源；水足跡；脫鉤指數(shù)；江蘇

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增加,水資源的需求量會不斷增加,如果不能有效、合理的利用水資源,將會嚴重影響我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施.因此,對水資源的真實利用情況進行識別和評價則成為解決水資源問題的首要工作.關于水資源的利用評價研究,國內(nèi)外學者已經(jīng)進行了多種方法的探究.國外的研究認為:各種物理的、化學的及生物的過程和人類活動之間的相互作用水平是決定水環(huán)境狀態(tài)關鍵,因此多采用系統(tǒng)模型的方法綜合評價水資源的利用[1-7].我國學者也分別選用層次分析法、模糊評價法、主成分分析法和聚類分析方法等對各地區(qū)水資源的利用狀況進行研究,并提出了相關建議[8-12].然而,現(xiàn)有的水資源利用評價大多基于對各用水部門用水量的統(tǒng)計,缺乏對于蘊含在產(chǎn)品與服務內(nèi)部的水資源及其動態(tài)變化的關注.外國學者通過對某些產(chǎn)品或地區(qū)的水足跡計算來評價消費模式及區(qū)域貿(mào)易對水資源利用的影響,并提出了水資源可持續(xù)利用的建議[13-17];我國對于水足跡的研究主要是針對水足跡的概念和方法及在不同區(qū)域上的應用[18-19].就研究區(qū)域來說,已有的研究大多集中在西部、北部地區(qū),對于水質(zhì)型缺水的東南部地區(qū)則研究較少[20].此外,以往的評價方法往往只考慮到經(jīng)濟水平與水資源利用的相關性,至于二者的分異程度則沒有明確的界定.Vehmas等[21]通過構建 6種脫鉤復鉤形式模型分析了歐盟國家20年內(nèi)經(jīng)濟增長與物質(zhì)消耗量之間的關系,我國一些學者利用該模型對我國經(jīng)濟發(fā)展與能源消費間的耦合關系進行了研究,并提出了有針對性的建議[22-23].本研究從識別地區(qū)用水的真實情況出發(fā),利用水足跡理論及其相關指標對江蘇省目前真實的水資源利用情況進行分析,同時結合相對“脫鉤”“復鉤”理論考察了當?shù)厮Y源利用經(jīng)濟增長之間的關系,旨在為江蘇省水資源可持續(xù)利用與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考.

1 研究方法

1.1 水足跡理論

水足跡(WF)被定義為一定區(qū)域內(nèi)人口消費的產(chǎn)品和服務所使用的水資源總量[24].水足跡不僅包括了人類社會發(fā)展所消耗的實體水,還包括了隱藏在產(chǎn)品和服務內(nèi)的虛擬水資源,能夠真實的表現(xiàn)出區(qū)域水資源的利用量,因此本文選取水足跡作為水資源利用的評價指標.

由于貿(mào)易的存在,一個國家或地區(qū)的水足跡等于該國家或地區(qū)所生產(chǎn)產(chǎn)品和服務的總用水量與虛擬水進出口量的代數(shù)和,主要有2部分構成,表達式為:

式中:WF為一個國家或地區(qū)的水足跡;IWF表示生產(chǎn)該國家或地區(qū)當?shù)鼐用袼M的所有產(chǎn)品和服務的區(qū)域內(nèi)水資源需求總量,即內(nèi)部水足跡; EWF表示由其它地區(qū)生產(chǎn)并被本地區(qū)居民所消費的產(chǎn)品和服務所消耗的水量,即外部水足跡.

式中:AWU為農(nóng)產(chǎn)品需水量; IWU為工業(yè)需水量;DWU為居民生活水量;EWU為生態(tài)用水量;VWE表示產(chǎn)品虛擬水的出口量.

式中:VWI表示進口產(chǎn)品虛擬水量;VWIre表示向其它國家或地區(qū)輸出的進口產(chǎn)品再出口量.水足跡分析指標如表1所示.

1.2 相對“脫鉤”“復鉤”理論

表1 水足跡分析指標Table 1 index of analysis for water footprint

目前較為廣泛引用的是OECD的“脫鉤”概念,OECD認為“脫鉤”就是打破環(huán)境危害和經(jīng)濟財富之間的聯(lián)系[25].脫鉤復鉤系統(tǒng)可以有效表征經(jīng)濟增長與物質(zhì)消耗之間的分異程度,以脫鉤指數(shù)表示,其模型表達式為:

式中, DF為脫鉤指數(shù);VEG為年均經(jīng)濟增長速率;VRC為資源消耗的年均增長率.

為考察經(jīng)濟增長與水資源利用程度間的耦合狀況,構建如下公式:

式中:DF1為脫鉤指數(shù);VEW為水資源消耗量的年均變化率.

同時,考慮到水資源同時具有資源與環(huán)境的雙重屬性,為考察經(jīng)濟增長與區(qū)域水環(huán)境壓力之間的分異程度,構建二者之間的脫鉤指數(shù)公式:

式中:DF2為脫鉤指數(shù);VEP為水環(huán)境壓力的年均變化率.

表2 經(jīng)濟增長與水資源利用狀況相對“脫鉤”與“復鉤”分析Table 2 Relative de-linking and re-linking between economic development and water resource utilization

本文以Vehmas[21]提出的脫鉤復鉤形式模型為基礎,提出適用于經(jīng)濟增長與水資源可持續(xù)利用狀況耦合關系分析的標準,如表2所示.根據(jù)水資源消耗水平、水環(huán)境壓力分別與經(jīng)濟增長狀況的脫鉤指數(shù)的計算可以界定6類狀態(tài).當水資源消耗量或水環(huán)境壓力不斷減少,而經(jīng)濟水平不斷增加,同時兩者間的脫鉤指數(shù)也不斷增加時,這種情況為強“脫鉤”狀態(tài);反之,當水資源消耗量或水環(huán)境壓力不斷增加,而經(jīng)濟水平不斷減小,同時兩者間的脫鉤指數(shù)也不斷減小時,這種情況為強“復鉤”狀態(tài);擴張性“復鉤”表示經(jīng)濟總量與水資源消耗或水環(huán)境壓力均有增長,同時單位經(jīng)濟產(chǎn)值的水資源消耗或水環(huán)境壓力的增長高于經(jīng)濟總量增長;弱“脫鉤”表示經(jīng)濟總量、水資源消耗或水環(huán)境壓力均有增長,但單位經(jīng)濟產(chǎn)值的水資源消耗量或水環(huán)境壓力的增長低于經(jīng)濟總量增長.

2 案例應用

2.1 研究區(qū)概況

江蘇省位于我國東部沿海中心,全省土地面積為12.4萬km2,海域面積為13.6萬km2.全省河網(wǎng)密布,有大小湖泊 290多個,水面面積達17300km2,占全省總面積的 17%,為全國水面積比重之最[26].2009年全省總供水量為549.4億m3,其中,地表水源供水量540.4億m3,占總供水量的98.4%;地下水源供水量為8.83億m3,占總供水量的1.6%.全省水資源總量為400.3億m3,人口達到7700多萬人,人均水資源占有量711m3,遠低于全國平均水平的2200m3/人[27].參考2009年江蘇省水資源公報中的統(tǒng)計,全省區(qū)域用水具有明顯的差異.蘇南、蘇北及蘇中面積分別占全省的28%、20%及52%,而蘇南地區(qū)用水量為229.6億m3,蘇中地區(qū)為128.7億m3,蘇北190.9億m3,分別占全省的41.8%, 23.4%、23.4%.全省總體上水資源總量豐富,人均水資源不足,區(qū)域間水資源利用不平衡,同時水環(huán)境日趨惡化,水資源短缺已成為限制江蘇經(jīng)濟發(fā)展的重要因素.

2.2 計算內(nèi)容與數(shù)據(jù)來源

根據(jù)江蘇省的實際情況及資料的可獲得性,本研究主要建立農(nóng)產(chǎn)品需水量、工業(yè)用水量、生活用水量、生態(tài)用水量以及虛擬水進出口量六個賬戶,對江蘇省 2000～2009年水足跡及其分析指標進行計算.GDP產(chǎn)值均為1990年的可比價格.農(nóng)業(yè)是最大的用水行業(yè),因此是計算水足跡的最主要部分[28].農(nóng)作物需水量由各單位產(chǎn)品虛擬水含量與產(chǎn)量相乘得到,因此計算各單位產(chǎn)品的虛擬水含量是計算的關鍵.農(nóng)作物生長需水要受到作物類型、氣象環(huán)境、灌溉水平等因素影響,計算結果只是一種粗略估計.本研究參照江蘇省南京市的多年氣象資料,采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)推薦的標準彭曼公式計算參考作物需水,并結合(FAO)推薦的作物系數(shù)(部分作物系數(shù)缺失,采用相近作物系數(shù)代替)最終估算單位質(zhì)量各作物虛擬水含量,以作物生長期內(nèi)需水與種植面積相乘得出研究區(qū)各作物需水總量,具體的計算方法可參考文獻[29].因動物產(chǎn)品虛擬水含量較復雜,本文主要參考 Hoekstra等[24]有關中國產(chǎn)品的研究數(shù)據(jù).工業(yè)用水量、生活用水量和生態(tài)用水量在江蘇省水資源公報上查找并進行適當處理得到.生態(tài)用水量主要包括生物體生長及生存所必須的水量,從當前的研究來看,主要是指城市環(huán)境用水量,還未涉及到調(diào)水工程所產(chǎn)生的過境水量,因此還具有一定的不確定性.由此選取的生態(tài)用水量數(shù)據(jù)相對于水足跡總量來說非常小,所以不會對總體評價結果產(chǎn)生影響,所缺乏的 2000～2002年生態(tài)用水數(shù)據(jù),本文賦予其 2003年的數(shù)值.因進出口貿(mào)易中各商品種類繁多,為簡化計算,虛擬水貿(mào)易中農(nóng)林牧漁業(yè)與工業(yè)產(chǎn)品虛擬水含量分別為各自萬元產(chǎn)值用水量與貿(mào)易量相乘得到.由于缺乏數(shù)據(jù),忽略了進口產(chǎn)品再出口的虛擬水量.

數(shù)據(jù)來源主要包括:聯(lián)合國糧農(nóng)組織CROPWAT需水量計算軟件及CLIMWAT數(shù)據(jù)庫;國際虛擬水研究成果中的中國動物產(chǎn)品虛擬水含量計算成果[24];江蘇省歷年水資源公報;《江蘇省統(tǒng)計年鑒(2001-2010)》;《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》;《中國統(tǒng)計年鑒》.

2.3 水足跡結果

2.3.1 江蘇省水足跡分析 由表3可見,江蘇省水足跡自2000年的699.82億m3增加到2009的773.77億 m3,有些年份略有下降,但總體上呈曲折性上升趨勢,年均增加7.4億m3.

農(nóng)業(yè)用水量歷年均為江蘇省最高,近10年間其總量變化不大,年均增長僅3.61億m3.計算歷年各種農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水含量可以看出,具有高附加值的經(jīng)濟作物種植面積偏少,年均生產(chǎn)用水只占全部農(nóng)業(yè)用水 10%左右,而糧食作物與動物產(chǎn)品產(chǎn)量較大,分別占到農(nóng)業(yè)用水量的39%與48%,其結構比例如圖1所示.可見,在整個農(nóng)業(yè)用水量中,動物產(chǎn)品所占比重最大,因此,在肉、蛋、奶及水產(chǎn)品等生產(chǎn)中更要考慮科學節(jié)水,有效利用水資源.地區(qū)耕地面積的減少及灌溉水平的提高在一定程度上會減少農(nóng)業(yè)用水量[30],隨著江蘇省產(chǎn)業(yè)結構的不斷調(diào)整,全省耕地面積由 2000年的5008.39khm2減少到2009年的4688.06khm2,其中需水量較大的水田面積減少了 215.72khm2,同時節(jié)水灌溉面積增加了 273.27khm2.從本研究的計算結果來看,作物需水量未有明顯改變,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整與灌溉水平的提高對江蘇省尤其是蘇北地區(qū)的農(nóng)業(yè)節(jié)水還具有較大發(fā)展空間.

圖1 江蘇省歷年各類農(nóng)產(chǎn)品用水量比例Fig.1 Variations of agricultural water consumption ratio in Jiangsu Province

隨著經(jīng)濟的發(fā)展與人口的增加,工業(yè)用水量(包括生產(chǎn)后出口的產(chǎn)品)與生活用水量也呈現(xiàn)不斷增加的趨勢.全省的工業(yè)用水量在 2001～2008幾乎增長了1倍,僅次于農(nóng)業(yè)用水量,其比例達到了20%以上,2006、2007年甚至超過了30%.水資源公報中的數(shù)據(jù)表明:各地工業(yè)用水差異較大,工業(yè)用水占總用水量40%以上有南京、無錫、常州、蘇州4市,蘇南的工業(yè)用水比重高于蘇北、蘇中.根據(jù)江蘇省水利廳、江蘇省經(jīng)貿(mào)委和江蘇省發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《八大行業(yè)節(jié)水行動方案》,火電、化工、造紙、冶金、紡織、建材、食品、機械等八大行業(yè),是工業(yè)用水中耗水最高的行業(yè),占到了全省工業(yè)用水的 90%,其中火電工業(yè)歷年來均是最大的工業(yè)用水部門,平均占到了工業(yè)用水量的 70%.因此,大力發(fā)展工業(yè)節(jié)水技術,加快產(chǎn)業(yè)結構升級是降低企業(yè)成本,促進工業(yè)更好的發(fā)展的必要舉措.

生活用水量與生態(tài)用水量所占比例較小,平均占到了歷年水足跡總量 4.6%與 1.6%,居民消費的虛擬水為水資源消耗的主要形式,從另一個側面反映出了人的消費方式會對水資源的可持續(xù)利用產(chǎn)生重大影響.

表3 江蘇省2000～2009年水足跡構成 (億m3)Table 3 Components of water footprint from 2000 to 2009 in Jiangsu Province (108m3)

圖2 江蘇省歷年虛擬水進出口情況Fig.2 The amount of virtual water import and export in Jiangsu Province

由圖2可見,歷年工業(yè)產(chǎn)品虛擬水的貿(mào)易量遠高于農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)品,虛擬水出口量均高于進口量,且自2003年起,虛擬水進出口量均高于100億m3,表明江蘇省的工業(yè)經(jīng)濟發(fā)達,對外經(jīng)貿(mào)交流活動與能力較強,與該省所處我國水資源較多的東南部地區(qū)及經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)的實際情況相符.工業(yè)產(chǎn)品進出口虛擬水呈倒“U”型曲線且峰值均出現(xiàn)在2006年,這主要是由于江蘇省不斷加大產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整,并且自2007年起開展了行業(yè)專項節(jié)水行動,為此,在全省對外貿(mào)易不斷增加的情況下,虛擬水進出口量不斷減小,說明江蘇省的工業(yè)用水水平得到了提高,單位產(chǎn)值用水量漸趨下降.農(nóng)林牧漁產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易量雖然不大,但仍然呈緩慢增加趨勢.

2.3.2 江蘇省水足跡指標分析 由表 4可見,江蘇省 2000～2009年人均水足跡 AWF大約在900～1000m3/(人?年),這個結果與馬靜等[31]研究得出的長江下游地區(qū)的年人均水足跡960m3/(人?年)的結論相近,低于荷蘭國際水文和環(huán)境工程研究所得出的全球人均水足跡 1240m3/(人?年),與世界發(fā)達國家的人均水足跡(如美國為2480m3/(人?年),加拿大為 2049m3/(人?年)相比還有較大差異[32].因水足跡主要從消費角度考察蘊含在產(chǎn)品和服務中的虛擬水,這就更加體現(xiàn)了江蘇省人均水資源的緊缺狀況.一方面由于江蘇省處于長江中下游地區(qū),歷來是我國人口最多的省份之一,截至2009年,全省人口達到7725萬人,占全國總人口的5.79%,人口的不斷增長必然導致水資源人均占有量的低水平;另一方面,江蘇經(jīng)濟發(fā)展水平在中國雖然較高,但是人均消費水平與世界發(fā)達國家相比還存在較大差異.此外,膳食習慣也對水足跡的結果有一定的影響,與歐美等主要以動物食品為主的國家不同,我國主要以植物性食品為主,而單位動物產(chǎn)品的虛擬水含量遠高于植物產(chǎn)品.因此,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,由消費水平提高引發(fā)人均水足跡的變化將呈現(xiàn)繼續(xù)增長趨勢.通過對江蘇省水資源的自給率WSS與進口依賴度WD分析可以看出,江蘇省水資源總量豐富,水資源自給率除2006年外均在 70%以上,基本上可以滿足本省發(fā)展所需要的水資源量;同時雖然江蘇省水資源進口依賴度較較低,但總體上呈增加狀態(tài),說明江蘇省還可繼續(xù)加強引進外部地區(qū)的虛擬水資源,緩解本地區(qū)的水資源壓力.水資源利用效率WUE從2000年的7.53元/m3一直增加到2009年的20.91元/m3,說明隨著經(jīng)濟產(chǎn)值的增加,水資源利用效率有了明顯的提高.這個結果與黃林楠等[33]通過生態(tài)足跡方法得出的結論基本一致,符合江蘇省的發(fā)展規(guī)律.水資源利用效率的提升一方面是由于各種節(jié)水技術的進步發(fā)展,另一方面也得益于政府投入的不斷加大與企業(yè)節(jié)水意識的不斷提高.

表4 江蘇省水足跡指標分析結果Table 4 Analysis results for index of water footprint in Jiangsu Province

2.4 江蘇省水資源利用狀況評價

選取江蘇省2000～2009年水足跡與廢水排放總量分別作為表征水資源消耗量與水環(huán)境壓力的評價指標,結合相對脫鉤復鉤系統(tǒng)耦合理論對江蘇省經(jīng)濟發(fā)展與水資源利用情況進行識別與分析,以期為江蘇省 10年間水資源利用狀況做出評價.首先,對江蘇省2000～2009年的GDP、WF與廢水排放量進行計算整理,根據(jù)各自的變化率,利用公式(5)與(6)計算出2種脫鉤指數(shù)DF1與DF2.根據(jù)表1所示評價標準,得出評價結果,如表5、表6所示.

表5 江蘇省經(jīng)濟增長與水資源消耗脫鉤復鉤關系表Table 5 Relative de-linking and re-linking between economic development and water resource consumption in Jiangsu Province

表6 江蘇省經(jīng)濟增長與水環(huán)境壓力脫鉤復鉤關系表Table 6 Relative de-linking and re-linking between economic development and water environment stress in Jiangsu Province

由表5可見,江蘇省2001～2009年來經(jīng)濟增長與水資源消耗之間的關系較為理想,其中有三分之一的年份處于強“脫鉤”狀態(tài),三分之二的年份處于弱“脫鉤”狀態(tài),并沒有其他不利的情況.強“脫鉤”狀態(tài)出現(xiàn)的年份僅能體現(xiàn)出了當年水資源消耗量有較多的下降,多年的弱“脫鉤”狀況說明江蘇省距離較低水平的水資源消耗還有一定的差距,還未達到可持續(xù)發(fā)展的最理想狀態(tài).通過前面對江蘇省水足跡的分析可知,江蘇省的水足跡總量較大,人均占有水資源量遠低于全國平均水平,隨著省內(nèi)人口的不斷增加和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的進一步擴大,更多的水資源將會被消耗,水資源短缺的壓力依然存在.整體上看來江蘇省的經(jīng)濟產(chǎn)值與水資源投入均呈增加態(tài)勢,且多數(shù)年份經(jīng)濟增長水平高于水資源投入的增長水平,在經(jīng)濟總量持續(xù)增長的條件下,水資源投入量在很大程度上決定了社會水資源可持續(xù)發(fā)展的水平.因此,只有不斷提高水資源利用效率,大力開展節(jié)水工程,減少水資源的消耗,才是緩解江蘇省水資源短缺的根本措施.

由表6可見,江蘇省2000～2009年間的經(jīng)濟增長與水環(huán)境壓力兩者關系的評價結果不容樂觀.評價結果中沒有“復鉤”情況的出現(xiàn),僅2001年出現(xiàn)了擴張性“復鉤”,其余年份呈現(xiàn)強、弱“脫鉤”交替出現(xiàn)的態(tài)勢,且弱“脫鉤”的年份高于強“脫鉤”.連續(xù)的“脫鉤”狀態(tài)表明了江蘇省環(huán)境保護投入不斷加強,以廢水排放為代表的水環(huán)境壓力得到了一定緩解.但是從變化趨勢上看,廢水排放總量還是在不斷增加,由 2000年的34.93億t增加到2009年的53.36億t,增長了約 53%.從按行業(yè)劃分的廢水排放情況來看,化工、紡織、黑色金屬冶煉、火電及造紙多年來均為廢水排放的主要行業(yè),平均占到歷年廢水排放總量的 71%.由于本研究僅從廢水排放的角度對研究區(qū)水環(huán)境壓力進行考察,存在一定的偏差,僅能作為保守的估計.從水質(zhì)的角度來看,COD與N、P等富營養(yǎng)物質(zhì)的排放仍然是影響全省水質(zhì)的重要污染物.2001～2009年間全省的COD排放情況如圖3所示,可以看出,工業(yè)廢水中COD有略微下降趨勢,生活廢水中 COD總體呈增加狀態(tài),這與江蘇省近年來對工業(yè)廢水治理力度的不斷加大有關,同時仍需注意防止生活污染源的排放加劇.根據(jù) 2009年江蘇省水資源公報統(tǒng)計,全省監(jiān)測的12個省管湖泊均處于不同程度的富營養(yǎng)化狀態(tài),針對湖泊的各項投入與治理應當繼續(xù)加強.另外,江蘇省水資源利用存在明顯的區(qū)域差異,蘇北地區(qū)的資源型缺水與蘇南地區(qū)水質(zhì)型缺水都使江蘇省的水資源利用問題復雜化.

評價結果表明:2000～2009年間,江蘇省的水足跡緩慢增加,全省多年的水資源利用與經(jīng)濟增長之間呈弱“脫鉤”關系,水環(huán)境的壓力狀況也不容樂觀,說明江蘇省經(jīng)濟發(fā)展還較多依賴于水資源的消耗.農(nóng)業(yè)與工業(yè)等生產(chǎn)用水為水足跡主要構成,應根據(jù)各地區(qū)農(nóng)業(yè)與工業(yè)用水比重的不同,在蘇北和蘇南分別以農(nóng)業(yè)節(jié)水和工業(yè)節(jié)水作為開展節(jié)水工作的主要著力點.同時繼續(xù)加強產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整,將本省第二產(chǎn)業(yè)中的化工、造紙等高耗水行業(yè)的比例逐步降低,大力發(fā)展耗水較低的高新技術產(chǎn)業(yè).從虛擬水貿(mào)易的結果來看,隨著貿(mào)易總量的不斷增加,2006年后江蘇省出口工業(yè)虛擬水量的不斷下降,表明省內(nèi)工業(yè)用水的比較優(yōu)勢不斷增加,可據(jù)此與工業(yè)用水較高而農(nóng)業(yè)用水較少的地區(qū)開展貿(mào)易,互利共贏.此外,蘇南地區(qū)中小企業(yè)較多,廢水的持續(xù)排放導致水環(huán)境難以全面達到功能區(qū)要求,必須繼續(xù)采取高壓的環(huán)境政策,嚴防水體污染.

圖3 江蘇省歷年COD排放情況Fig.3 The emission of COD in Jiangsu Province

水足跡能夠較為真實的反映水資源消耗的水平,但是由于目前學術界對于水足跡計算方法還沒有嚴格的標準,各學者得出的結果差異性較大,本文的研究也未考慮科技進步水平等因素,如萬元產(chǎn)值用水量只是按照算術平均值簡化處理,因此確切的結果還需進一步的探究.

3 結語

江蘇全省水足跡自2000年以來不斷增加,年均增長7.4億m3,農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水對水資源的消耗具有重要影響.江蘇省水資源總量豐富,自給率基本上保持在70%以上,且水資源利用效率由2000年的7.53元/m3增加到2009年的20.91元/m3,表明全省水資源的利用水平在不斷提高.全省必須采取更為有效的措施對水資源的合理利用進行保障.江蘇省的經(jīng)濟社會發(fā)展具有顯著的差異性,必須因地制宜,根據(jù)各地區(qū)發(fā)展水平的不同,有重點的展開水資源保護和治理工作.水資源的可持續(xù)利用水平受經(jīng)濟、技術、管理等多方面的影響,在提高水資源利用水平,減少水資源消耗的同時,應嚴格控制各類污水排放,加大環(huán)境治理與監(jiān)管的力度.

[1] Daniel P Loucks, John S Gladwell. Sustainability Criteria for Water Resource System [M]. London: Camberidge University Press, 1991:21-35.

[2] BOSSEL H. Indicators of sustainable development : Theory , method , applications [R]. Winnipeg : International institute of sustainable development, 1999.

[3] Gleick P H. Climate change, exponential curves, water resources, and unprecedented threats to humanity [J]. Climatic Change, 2010,100:125-129.

[4] Hanasaki N, Kanae S, Oki T, et al. An integrated model for the assessment of global water resources – Part 1: Model description and input meteorological forcing [J]. Hydrology and Earth System Sciences, 2008,12(4):1007-1025.

[5] Langsdale S, Beall A, Carmichael J, et al. An exploration of water resources futures under climate change using system dynamics modeling [J]. Integrated Assessment, 2007,7(1):51-79.

[6] Williams A, Lansey K, Washburne J. A dynamic simulation based water resources education tool [J]. Environment Manage 2009, 90(1):471-482.

[7] Fernandez J M, Selma M A E. The dynamics of water scarcity on irrigated landscapes: Mazarron and Aguilas in south-eastern Spain[J]. System Dynamics Review, 2004,20(2):117-137.

[8] 魏素娟,張 鈺.基于 AHP法對甘肅內(nèi)陸河流域水資源可持續(xù)利用的評價 [J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學, 2011,39(1):483-485.

[9] 祝慧娜,袁興中,梁 婕,等.河流水環(huán)境污染風險模糊綜合評價模型 [J]. 中國環(huán)境科學, 2011,31(3):516-521

[10] 趙明華,朱明明.山東省水資源可持續(xù)利用水平評價及對策研究[J]. 水資源與水工程學報, 2011,22(1):79-82.

[11] 霍 雨,王臘春,焦士興,等.南方部分中小城市水污染驅(qū)動力及防治措施優(yōu)先級序 [J]. 中國環(huán)境科學, 2009,29(10):1052-1058

[12] 曾慶飛,谷孝鴻,周露洪,等.東太湖水質(zhì)污染特征研究 [J]. 中國環(huán)境科學, 2011,31(8):1355-1360.

[13] Ridoutt B G, Eady S J, Sellahewa J, et al. Water footprint at the product brand level: Case study and future challenges [J]. Journal of Cleaner Production, 2009,17:1228-1235.

[14] Hoekstra A Y, Chapagain A K. The water footprints of Morocco and the Netherlands: Global water use as a result of domestic consumption of agricultural commodities [J]. Ecological Economics, 2007,64:143-151.

[15] Galan-del-Castillo Elena, Velazquez Esther. From water to energy: The virtual water content and water footprint of biofuel consumption in Spain [J]. Energy Policy, 2010,(38):1345-1352.

[16] Van Oel P R, Mekonnen M M, Hoekstra A Y. The external water footprint of the Netherlands: Geographically-explicit quantification and impact assessment [J], Ecological Economics, 2009, (69):82-92.

[17] Chapagain A K, Hoekstra A Y. The water footprint of coffee and tea consumption in the Netherlands [J]. Ecological Economics, 2007,(64):109-118.

[18] 龍愛華,徐中民,張志強,等.甘肅省2000年水資源足跡的初步估算 [J]. 資源科學, 2005,27(3):123-129.

[19] 鄧曉軍,謝世友,王新華.重慶市2004年水足跡分析 [J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2007,16(5):593-597.

[20] 覃德華,李 娜,何東進,等.基于虛擬水的福建省 2006年水足跡評價 [J]. 福建農(nóng)林大學學報(自然科學版), 2009,38(4):400-405.

[21] Vehmas J, Luukkanen J and Kaivo-Oja J. Linking analyses and environmental Kuznets curves for the EU-15 member countries in 1980-2000 [R]. Finland futures research centre, 2003.

[22] 趙一平,孫啟宏.中國經(jīng)濟發(fā)展與能源消費響應關系研究——基于相對“脫鉤”與“復鉤”理論的實證研究 [J]. 科研管理, 2006,27(3):128-134.

[23] 王 遠,陳 潔,周 婧,等.江蘇省能源消費與經(jīng)濟增長耦合關系研究 [J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2010,19(9):979-984.

[24] Hoekstra A Y. Virtual water trade: An Introduction [C]//Hoekstra A Y. Virtual water trade: Proceedings of the international expert meeting on virtual water Trade [C]. Value of Water Research Report Series No12, IHE DELFT, 2003,54-58.

[25] OECD. Environmental indicators-Development, measurement and use [R]. Paris: OECD, 2003:13.

[26] 孫成慧,薛龍義.江蘇省水資源生態(tài)足跡分析 [J]. 云南師范大學學報, 2010,30(5):56-61.

[27] 張利平,夏 軍,胡志芳.中國水資源狀況與水資源安全問題分析 [J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2009,18(2):116-120.

[28] 王新華,龔愛民,文 俊,等.基于水足跡的云南省楚雄州水資源利用評價 [J]. 中國農(nóng)村水利水電, 2010,(7):1-8.

[29] 陳俊旭,張士鋒,華 東,等.基于水足跡核算的北京市水資源保障研究[J].資源科學, 2010,32(3):528-534.

[30] 蘇龍強.福建省近 10年用水結構變化及驅(qū)動力分析 [J]. 水資源與水工程學報, 2010,21(1):101-104.

[31] 馬 靜,汪黨獻,來海亮,等.中國區(qū)域水足跡估算 [J]. 資源科學, 2005,27(5):96-100.

[32] 王新華,徐中民,李應海.甘肅省2003年的水足跡評價 [J]. 自然資源學報, 2005,20(6):909-915.

[33] 黃林楠,張偉新,姜翠玲,等.水資源生態(tài)足跡計算方法 [J]. 生態(tài)學報, 2008,28(3):1279-1286.

Linking between water resources utilization and economic growth in Jiangsu Province.

GU Xue-ming, WANG Yuan?, ZHAO Hui-hui, WANG Fang, ZHU Xiao-dong, LU Gen-fa (State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210046, China). China Environmental Science, 2012,32(2)：351～358

The paper attempted to employ the water footprint approach to calculate the situation of water resource in Jiangsu Province between 2000 and 2009, and investigate the changes of water utilization and water pressure in economic growth by introducing the conceptual model of “re-linking” and “de-linking”. The total water footprint of Jiangsu was on the slightly rise from 699.82 in 2000 to 773.77 billion cubic meters in 2009, mainly consists of the agricultural water and the industrial water. Simultaneously, the water utilization level kept continuous growth, increasing by 2.77 times in the last decade. However, the weak “de-linking” and strong “de-linking” status between water resource and economic growth accounted for two-thirds and one-third of the sample years, separately. The alternative change of weak “de-linking” and strong “de-linking” status showed the pressure of water resource still existed in the process of rapid industrialization and urbanization, and, therefore, strategies should be adopted for more vigorous economic development and consistent water resource use in Jiangsu.

water resource；water footprint；de-linking index；Jiangsu

2011-05-09

國家自然科學基金資助項目(40701063)

* 責任作者, 副教授, ywang@nju.edu.cn

X24

A

1000-6923(2012)02-0351-08

谷學明(1986-),男,河北石家莊人,南京大學環(huán)境學院碩士研究生,研究方向為環(huán)境規(guī)劃與管理.