杜佳朋，邵興華，張建忠，王時梅

(1.上饒師范學(xué)院，江西 上饒 334001；2.上饒市水文局，江西 上饒 334001)

水是生命之源，是一切生物賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著人口增加和社會發(fā)展，全球水資源供求矛盾日漸尖銳，如何合理有效地利用水資源已成為保證國家社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。

1　研究區(qū)基本概況

上饒市位于江西省東北部，土地總面積22791平方公里，境內(nèi)河流眾多，水系發(fā)達(dá)，信江、饒河是上饒市的主要河流，縱貫全市匯入鄱陽湖后經(jīng)湖口注入長江。

當(dāng)?shù)厮Y源的供給主要來源于降水和地下水，全市多年平均降水量1776.90毫米，列全省第三位；多年平均水資源總量207.25億立方米，列全省第二位。2011年全市總供水量29.16億立方米，其中地表水源供水27.96億立方米，占95.9%；地下水源供水1.20億立方米，占4.1%。全市水資源總量為191.48億立方米，人均擁有水資源量2891立方米遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國平均水平的 2200m3/人[1]。由此可見，上饒市水資源極為豐富，應(yīng)在加強(qiáng)保護(hù)水資源的前提下，發(fā)揮優(yōu)勢，提高水資源利用率，從而保證水資源的可持續(xù)利用。

核算地區(qū)生活及生產(chǎn)對水資源的真實(shí)需求情況，是水資源可持續(xù)利用管理的新內(nèi)容，對水資源利用政策的制定具有指導(dǎo)意義。在此以水足跡理論及相關(guān)的指標(biāo)對上饒市水資源的利用情況進(jìn)行分析，為上饒水資源可持續(xù)利用與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考。

2　主要理論和研究方法

2.1　水足跡的概念和研究方法

水足跡概念是A. Y. Hoekstra于2002年提出的概念，指在一定的物質(zhì)生活標(biāo)準(zhǔn)下，生產(chǎn)一定人群消費(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量，表征的是維持人類產(chǎn)品和服務(wù)消費(fèi)所需要的真實(shí)的水資源數(shù)量。它是基于消費(fèi)基礎(chǔ)的水資源利用情況的指示器[2]。

在產(chǎn)品的生產(chǎn)和服務(wù)過程中通常都需要消耗一定水量，其以“看不見"的形式蘊(yùn)藏在產(chǎn)品中供人們消費(fèi)和使用[2]，我們稱之為虛擬水，如生產(chǎn)1個雞蛋消耗135 kg水， 1 kg羊肉消耗18 000 kg水，1 kg牛奶消耗210 kg水[3]。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)的產(chǎn)品和服務(wù)的總用水量與虛擬水進(jìn)出口量的代數(shù)和，主要由以下兩部分構(gòu)成[4]，其表達(dá)式為：

序號公式備注(1)WF=IWF+EWFWF:總的水足跡;IWF:內(nèi)部水足跡,指生產(chǎn)該地區(qū)居民所消費(fèi)的所有產(chǎn)品和服務(wù)的區(qū)域內(nèi)水資源需求總量;EWF:外部水足跡,指由其它地區(qū)生產(chǎn)并被本地區(qū)居民所消費(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)所消耗的水量(2)IWF=AWU+IWU+DWU+EWU+VWEAWU:農(nóng)產(chǎn)品需水量;IWU:工業(yè)需水量;DWU:居民生活水量;EWU:生態(tài)用水量;VWE:產(chǎn)品虛擬水的出口量(3)EWF=VWI-VWEreVWI:進(jìn)口產(chǎn)品虛擬水量;VWIre:向其它地區(qū)輸出的進(jìn)口產(chǎn)品再出口量(此處忽略不計)

水足跡分析指標(biāo)：

2.2　相對“脫鉤”“復(fù)鉤”理論

本文引用脫鉤復(fù)鉤理論[4]來研究經(jīng)濟(jì)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(dá)式為：

序號公式代表意義備注(9)DF=VEG-VRC經(jīng)濟(jì)增長與物質(zhì)消耗之間的差異DF:脫鉤指數(shù)VEG:年均經(jīng)濟(jì)增長速率VRC:資源消耗的年均增長率(10)DF1=VEG-VEW經(jīng)濟(jì)增長與水資源利用程度間的耦合狀況DF1:脫鉤指數(shù)VEW:水資源消耗量的年均變化率(11)DF2=VEG-VEP經(jīng)濟(jì)增長與區(qū)域水環(huán)境壓力的差值DF2:脫鉤指數(shù)VEP:水環(huán)境壓力的年均變化率

本文以脫鉤復(fù)鉤形式模型[6]為基礎(chǔ)，提出適于經(jīng)濟(jì)增長與水資源可持續(xù)利用狀況耦合關(guān)系分析的標(biāo)準(zhǔn)，即根據(jù)經(jīng)濟(jì)增長狀況分別與水資源消耗水平和水環(huán)境壓力的脫鉤指數(shù)的計算界定6類狀態(tài)(見表1)。

表1　經(jīng)濟(jì)增長與水資源利用狀況相對“脫鉤”與“復(fù)鉤”分析

3　數(shù)據(jù)計算及來源

基于資料的真實(shí)性及可獲得性，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(jìn)出口量六個數(shù)據(jù)，對上饒市2003-2011年水足跡及其分析指標(biāo)進(jìn)行計算。

一般來講，農(nóng)業(yè)用水量最大，也是計算水足跡最主要的部分。農(nóng)作物需水量是由各單位產(chǎn)品虛擬水含量乘以其產(chǎn)量而得，但農(nóng)作物生長需水受很多因素的影響，如作物類型的不同、氣象環(huán)境的影響、灌溉水平的不同等。由于有些數(shù)據(jù)的不可獲得性，所以本研究農(nóng)作物單位產(chǎn)品虛擬水含量是由王新華[7]、余澤清[8]等人研究的江西省數(shù)據(jù)平均處理獲得。產(chǎn)量由上饒經(jīng)濟(jì)社會統(tǒng)計年鑒(2003-2011)獲得。本文中動物產(chǎn)品虛擬水含量基于其復(fù)雜性主要參考Hoekstra等[9]有關(guān)中國產(chǎn)品的研究數(shù)據(jù)值。

生活用水量、工業(yè)用水量和生態(tài)用水量三值的獲得取自上饒市水資源公報并適當(dāng)處理。因進(jìn)出口貿(mào)易中各商品種類繁多，此處簡化計算，進(jìn)出口貿(mào)易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(此處忽略了進(jìn)口產(chǎn)品再出口的虛擬水量)[4]。

數(shù)據(jù)的來源：《上饒市水資源公報》(2003-2011)；《上饒市統(tǒng)計年鑒》(2003-2011)

4　數(shù)據(jù)分析

4.1　上饒市水足跡分析

由表2可見，上饒市水足跡由2003年的107.73億m3增加到2011年的137.75億m3，總體呈上升狀態(tài)。2006年略低于2005年，2006-2010年一直呈增加趨勢，2011年水足跡與2008年值相近，但用水量略低于2009、2010年的總用水量。

上饒市的農(nóng)業(yè)用水量比重較大，占年均水足跡值的98.4%，9年間其總量變化不大，年均增長僅 3.36 億 m3。從表2、表3中可看出作物產(chǎn)品用水量較大，占農(nóng)業(yè)用水的76.2%。這主要是由于上饒市在9年間耕地面積增多，由2003年的619921公頃增到2011年的794566公頃。而且農(nóng)作物以水稻為主，水田本身需水量較高，占作物總用水量的80.8%，水田的面積也由2003年的457175公頃增至2011年的546744公頃。這也是上饒市的總水足跡值較高的原因。從研究結(jié)果來看，如果能多發(fā)展節(jié)水灌溉將更有效地提高上饒市水資源的利用效率。

工業(yè)用水量、生活用水量與生態(tài)用水量在水足跡中所占比例較小。從表2中可見，工業(yè)用水量占總水足跡的1.73%，但9年期間也呈上升狀態(tài)，用水量增長了一倍多，這也與上饒市政府加大工業(yè)發(fā)展投入力度，不斷地進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相一致。生活用水量占1.83%，生態(tài)用水量占0.09%，可見居民用水消費(fèi)對水資源利用的可持續(xù)性也有一定的影響。

表2　上饒市2000-2009年水足跡構(gòu)成

注：各項用水量的單位均為億 m3，總水總跡的單位也為億 m3

圖1　年份對進(jìn)、出口虛擬用水量作圖

由圖1可知，進(jìn)出口虛擬用水量逐年增加，上饒市每年的出口虛擬用水量基本大于進(jìn)口虛擬水用量，僅在2009年進(jìn)口量比出口量多0.04億m3。在2011年出口虛擬量比進(jìn)口虛擬水量多17.13億m3，這與上饒市加大外貿(mào)交易量相一致。同時也可以說明上饒市水資源豐富，外經(jīng)貿(mào)交流活動與能力較強(qiáng)[10]。

表3　上饒市2003-2011年 作物需水量(億m3)

年份水稻小麥雜谷豆類薯類甘蔗油料煙葉棉花果蔬合計200985.260.120.150.810.772.2615.960.0170.0272.20107.574201090.400.110.160.770.702.5116.200.0130.0222.37113.255201191.140.110.180.780.692.5216.640.0140.0232.62114.717合計732.951.621.357.856.7221.99122.280.1980.19321.27907.421平均81.440.180.150.870.752.4413.590.0220.0212.36100.825

由表3作物產(chǎn)品生產(chǎn)需水量可見，經(jīng)濟(jì)作物中油料需水量最大，占作物總用水量的13.5%。果蔬類產(chǎn)品用水量占2.34%，果蔬類單位產(chǎn)品虛擬水用量較少，僅為0.2 m3/kg，這是由于其產(chǎn)量通常較高，在2011年總產(chǎn)量達(dá)1286541噸。

表4　上饒市2003-2011年 動物產(chǎn)品需水量(億m3)

由表4動物產(chǎn)品需水量可知，動物產(chǎn)品占農(nóng)業(yè)總用水量的23.8%，其中水產(chǎn)品用水量占動物產(chǎn)品用水量的57.5%，可見上饒市充分利用了水資源優(yōu)勢大力發(fā)展水產(chǎn)業(yè)；在肉類當(dāng)中，豬肉用水量占動物產(chǎn)品用水量的13.7%，禽肉占4.7%，牛肉占1.8%，羊肉約占0.3%，而就單位產(chǎn)品虛擬水來講，牛肉12.56 m3/kg>羊肉5.2 m3/kg>禽肉3.65 m3/kg>豬肉2.21 m3/kg，說明上饒市居民生活肉食產(chǎn)品的消耗對豬肉的消費(fèi)占主導(dǎo)。

4.2　上饒市水足跡指標(biāo)分析

上饒市2003-2011年，由公式(4)計算得到人均水足跡由1624m3增至2093 m3，處于較高的水平，從全國來，僅次于石河子市[2]。人均水平遠(yuǎn)高于全國平均702m3的水平，高于世界平均1243 m3的水平[5]。

水資源壓力指數(shù)能夠衡量水資源稀缺程度，如果大于1，表示水資源承受巨大壓力，超出的數(shù)值表示水資源短缺程度。由公式(8)計算得到，上饒市水資源壓力2003年和2011年分別為0.006、0.077，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，但也在逐年增加。由公式(5)(6)分別計算得到，從2011年的水資源自給率值為1.124和進(jìn)口水資源依賴度為0.013可以看出，上饒市水資源豐富，并不存在水資源短缺的問題，這與肖俊的關(guān)于江西屬于富水地區(qū)的研究結(jié)論相一致[11]。在自給的前提還可出口，從表2中也可以看出2011年，出口虛擬水量也大大增加，由2003年的0.51億m3增長為18.98億m3。進(jìn)口水資源依賴程度雖然低，但也在逐年的增長，除2009年進(jìn)口虛擬水量稍多于出口虛擬水量外，其它年份都是以出口虛擬水量為多，進(jìn)出虛擬水量的增多也能說明我市在近年來貿(mào)易量增多。

在2003-2011年間的水資源利用效率也由2.37元/m3增長到8.06元/m3，這說明水資源的利用效率隨著經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的增加有了明顯的提高。這一結(jié)論符合上饒市的發(fā)展規(guī)律，說明政府在節(jié)水方面不斷地加大投入，企業(yè)的節(jié)水意識也在不斷的提高。當(dāng)然在水資源豐富的前提下，我們要合理利用，提高利用率。

5　上饒市水資源利用狀況評價

基于相對脫鉤復(fù)鉤理論，本研究選取上饒市總耗水量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(biāo)，對上饒市水資源利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況進(jìn)行識別與分析，由于2002年的數(shù)據(jù)缺失，難以算出2003年的指標(biāo)變化率，所以此處數(shù)據(jù)以2004-2011 年8年間的水資源利用狀況做出評價。

由公式(9)、(10)、(11)計算得出DF1、DF2兩種脫鉤指數(shù)的變化率，根據(jù)表1的評價標(biāo)準(zhǔn)可得出評價結(jié)果(見表5、表6)。

表5　經(jīng)濟(jì)增長與水資源消耗脫鉤復(fù)鉤關(guān)系

表6　經(jīng)濟(jì)增長與水環(huán)境壓力脫鉤復(fù)鉤關(guān)系

從表5中可以看出，總的來說上饒市從 2004～2011 年來經(jīng)濟(jì)增長與水資源消耗之間的關(guān)系較為理想，8年期間，有5個年份處于強(qiáng)“脫鉤”狀態(tài)。2010年前以強(qiáng)“脫鉤”為主，協(xié)同表1可以看出在經(jīng)濟(jì)增長的同時水資源消耗并沒有隨之增加，對水資源的依賴程度較低。在2011年出現(xiàn)了擴(kuò)張性“復(fù)鉤”現(xiàn)象，說明在經(jīng)濟(jì)增長的同時，對水資源的消耗也在增長，且其增長率高于經(jīng)濟(jì)增長率。2011年上饒市經(jīng)濟(jì)增長較快，GDP突破1000億元大關(guān)，比2010年增長200億元，經(jīng)濟(jì)的加速增長也加大了對水資源的消耗，對水資源的依賴程度增大。這也與近年來上饒市工業(yè)主導(dǎo)地位的加強(qiáng)有直接的關(guān)系，應(yīng)及時調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，逐步減少高耗水產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展耗水較低的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。加強(qiáng)水資源環(huán)境方面保護(hù)和合理利用，以保證水資源的可持續(xù)性。

由表6可見，上饒市2004-2011年間的經(jīng)濟(jì)增長與水環(huán)境壓力之間關(guān)系以弱“脫鉤”狀態(tài)為主。說明上饒市多數(shù)年份在經(jīng)濟(jì)增長的同時，雖然水環(huán)境壓力也在增加，但其增長率要小于經(jīng)濟(jì)增長率。只有2005、2006年為強(qiáng)“脫鉤”狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)的增長并沒有引起水環(huán)境壓力值升高。2011年之前上饒市對環(huán)境的保護(hù)效果較好，經(jīng)濟(jì)增長與水環(huán)境壓力之間的關(guān)系狀態(tài)比較樂觀。2011年二者之間呈擴(kuò)張性“復(fù)鉤”狀態(tài)，說明上饒市經(jīng)濟(jì)飛速增長的同時，水環(huán)境壓力值也在飛速增長，且其增長率高于經(jīng)濟(jì)增長率。以污水排放量為代表的水環(huán)境壓力來看，從上饒市經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒可查得，上饒市自2003年19928.39萬噸增長到2011年34716萬噸，水環(huán)境壓力值一直在增加，而致使2011年突增的原因主要是工業(yè)用水及居民生活用水排放的大量增多。2011年工業(yè)污水量比2010年多3108萬噸，居民生活用水比2010年多772萬噸。所以，在加大控制工業(yè)排污力度的同時，也要提高居民的節(jié)水意識。

6　結(jié)論

上饒市水足跡(生活和服務(wù)用水量)自2003-2011年以來不斷增加，年均增長 3.3 億 m3，農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水對水資源的消耗占主導(dǎo)地位。上饒市水資源豐富，屬富水區(qū)，自給率達(dá)1.124，進(jìn)口水資源依賴度為0.013，對內(nèi)部水資源依賴度較高。水資源利用效率在2003-2011年間也由2.37元/m3增長到8.06元/m3，這說明水資源的利用效率隨著經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的增加有了明顯的提高。

占有豐富的水資源優(yōu)勢及政府的大力投入，上饒市的經(jīng)濟(jì)也在快速發(fā)展。從2011年的一些數(shù)據(jù)可知，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對水環(huán)境造成了一定的影響，所以在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時更要合理利用和保護(hù)水資源。具體措施包括：1)加強(qiáng)節(jié)水技術(shù)的引進(jìn)與投入；2)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)展低耗水產(chǎn)業(yè)減少高耗水產(chǎn)業(yè)；3)提升污水處理技術(shù)，提高水的再利用率，居民生活用水比如沖便池可以利用二次處理水，當(dāng)然該項技術(shù)的具體實(shí)施需要其他方面的技術(shù)同步跟上；4)加強(qiáng)媒體宣傳，提高居民節(jié)水意識，使節(jié)約水資源的理念深入每家每戶，使節(jié)約用水體現(xiàn)在所有用水大戶的日常行為中。

據(jù)經(jīng)濟(jì)增長與水資源消耗、水資源壓力評價結(jié)果可知，上饒市2003～2010 年間，水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長之間多呈強(qiáng)“脫鉤”關(guān)系，水資源利用與水環(huán)境的壓力多呈弱“脫鉤”關(guān)系。說明上饒市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展依賴于水資源的消耗，但經(jīng)濟(jì)增長是在恰當(dāng)利用水資源情況下的增長。上饒市為富水區(qū)，這也是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的一大優(yōu)勢。但2011年經(jīng)濟(jì)增長與水資源消耗、水資源壓力評價結(jié)果均為擴(kuò)張性“復(fù)鉤”，說明2011年當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量、工業(yè)產(chǎn)量、貿(mào)易量增加的同時也加大了水資源的消耗，水環(huán)境壓力也有所增加。所以應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r加大農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的投入及工業(yè)產(chǎn)業(yè)類型的調(diào)整，大力發(fā)展低耗水的高新產(chǎn)業(yè)，同時加強(qiáng)對水環(huán)境的保護(hù)及對污染的治理。

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