易武英， 蘇維詞， 賈真真， 李 威， 刑 丹

(1.貴州省山地資源研究所， 貴州 貴陽 550001； 2.貴州大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 貴州 貴陽 550025； 3.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院， 重慶 400047； 4.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蠶業(yè)研究所， 貴州 貴陽 550006)

水是重要的自然資源和戰(zhàn)略性社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源[1-2]。中國是世界上13個(gè)最缺水的國家之一[3-4]，水資源時(shí)空分布不均，資源性缺水(西北地區(qū))、工程性缺水(西南喀斯特地區(qū))和水質(zhì)性缺水(東部沿海地區(qū))形勢(shì)嚴(yán)峻，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口的增長，人水矛盾日益突出[5]。水足跡概念起源于虛擬水研究(虛擬水又稱嵌入水或外生水，以隱性形式虛擬物化于產(chǎn)品生產(chǎn)過程中)，該概念于20世紀(jì)90年代被正式提出，其定義為生產(chǎn)產(chǎn)品或服務(wù)所消耗水資源量。水足跡是新的水資源觀，是目前國內(nèi)外廣泛認(rèn)可的水資源定量核算評(píng)估工具[6]，其以虛擬水為量化媒介，涵蓋直接、間接、顯性和隱性的水資源量化，藍(lán)水足跡、綠水足跡和灰水足跡是水足跡概念的進(jìn)一步拓展與延伸，水足跡概念提出前，更多關(guān)注產(chǎn)品本身的所含水量，而對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程消耗的水量關(guān)注較少。水足跡研究空間尺度多為國家、區(qū)域、流域、省區(qū)和市[7]，對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度的研究較少，而對(duì)小尺度水足跡的研究更有利于提高其準(zhǔn)確性。目前，水足跡研究領(lǐng)域不斷拓展，被逐步應(yīng)用到旅游、紡織、造紙、采礦、煉鋼、水電、化工和建材等行業(yè)[8-12]，以揭示不同領(lǐng)域水資源利用狀況。從研究對(duì)象看，主要集中于農(nóng)產(chǎn)品/畜產(chǎn)品及其衍生產(chǎn)品、林產(chǎn)品及非木質(zhì)林產(chǎn)品等水足跡評(píng)價(jià)研究。干旱、半干旱區(qū)的水足跡研究受到的關(guān)注較多，喀斯特地區(qū)的水足跡研究受到的關(guān)注相對(duì)較少，鮮見有關(guān)喀斯特峰叢洼地水足跡研究的文獻(xiàn)報(bào)道。水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵影響因素，農(nóng)業(yè)是國家根基所在，也是用水大戶(農(nóng)業(yè)用水占水資源消耗總量60%以上)，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，農(nóng)業(yè)用水問題日益突出，科學(xué)客觀量化農(nóng)業(yè)水資源消耗量是水資源管理的客觀要求。

喀斯特地區(qū)由于特殊的地表地下二元結(jié)構(gòu)特征，溶蝕孔(裂)隙、管道、漏斗、巖洞、次生孔(隙)等廣泛發(fā)育，地表地下孔(裂)連通性較好，地表水向地下水轉(zhuǎn)化速度極快，導(dǎo)致地表水資源調(diào)蓄能力極弱(土少水漏，水土資源時(shí)空匹配狀況不佳，植物受水分脅迫頻繁)，雖降水資源豐富，巖溶干旱問題突出，地表可用于人類生產(chǎn)生活的水量極其匱乏，已水成為當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)修復(fù)中極其關(guān)鍵的限制因子[13]。為緩解喀斯特地區(qū)水資源壓力，開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水資源消耗及其潛在環(huán)境影響相關(guān)研究具有重要意義。為此，在基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度下，研究平塘縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)水足跡時(shí)空差異性，識(shí)別農(nóng)業(yè)水資源利用中存在關(guān)鍵問題，提出其水資源管理措施及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)控對(duì)策，以期為喀斯特峰叢洼地水資源的開發(fā)利用與管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

平塘縣位于黔南州(東徑106°40′～107°27′，北緯25°30′～26°07′)，地處云貴高原東南坡向廣西丘陵過渡地帶，西北高東南低，海拔落差大，是典型的“山高坡陡、土薄易旱、田高水低”的喀斯特地貌，生態(tài)極其脆弱，人地關(guān)系緊張；屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均降水量約1 259 mm，降水時(shí)空分配不均，生產(chǎn)生活生態(tài)用水短缺。境內(nèi)喀斯特峰叢洼地廣泛發(fā)育，土壤類型多為黃壤，質(zhì)地為砂壤，耕作條件差，主要農(nóng)作物有水稻、玉米、土豆、紅薯、水果、蔬菜和烤煙等，畜牧業(yè)以生豬為主，包括牛、馬、禽類及魚類等。由于歷史及自然原因，平塘縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)滯后，全縣轄19個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，2015年總?cè)丝?2.95萬人，農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝?7.62%。

1.2 數(shù)據(jù)來源

選擇平塘縣種植業(yè)中19種植物類(谷物類、豆類、薯類、花生、油菜籽、煙葉、蔬菜瓜果、芭蕉芋、油桐、油茶、棕片、核桃、板栗、花椒、小雜竹、木材、竹材、茶葉和水果)農(nóng)產(chǎn)品和畜牧業(yè)中7種動(dòng)物類(豬肉、牛肉、羊肉、馬肉、禽肉、禽蛋和魚類)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行農(nóng)業(yè)水足跡估算。其中，植物類農(nóng)產(chǎn)品涵蓋播種面積大于10%的主要的作物，且包含了平塘縣居民消費(fèi)的農(nóng)產(chǎn)品種類。

氣候數(shù)據(jù)：采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織的CLIMWAT數(shù)據(jù)中有關(guān)平塘的氣候數(shù)據(jù)；作物播種期和收獲期數(shù)據(jù)：由實(shí)際調(diào)查資料整理所得；作物播種面積與產(chǎn)量數(shù)據(jù)：來自2000-2016年《平塘縣統(tǒng)計(jì)年鑒》；降水、部分水資源數(shù)據(jù)：來源于 2000-2016年《黔南州水資源公報(bào)》；土壤數(shù)據(jù)：來自FAO全球數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)當(dāng)?shù)赝寥李愋偷耐寥佬畔ⅰ?/p>

1.3 研究方法

利用聯(lián)合國糧農(nóng)組織FAO開發(fā)的CropWat計(jì)算平塘縣種植業(yè)中19種主要植物類主要產(chǎn)品綠水、藍(lán)水和灰水，采用CHAPAGAIN等[14]的研究成果估算畜牧業(yè)中不同畜產(chǎn)品的虛擬水含量，在此基礎(chǔ)上，分析平塘縣不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均水足跡、水足跡強(qiáng)度及水資源匱乏度等。

1.3.1 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)用水量

1) 單位面積作物生長需水量。作物生長所需水量采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織FAO開發(fā)的CropWat軟件計(jì)算，其計(jì)算公式如下：

CWR=ETc×10000/1000

(1)

式中，CWR為單位面積作物需水量(m3)，ETc為利用CropWat獲得的作物生長期內(nèi)總蒸散發(fā)量(mm)。

2) 農(nóng)作物生長的藍(lán)水量與綠水量。利用聯(lián)合國糧農(nóng)組織所推薦的氣候資料庫CLIMWAT和農(nóng)作物需水量軟件CropWat，計(jì)算出平塘縣主要農(nóng)作物的虛擬水含量。農(nóng)作物生長所需綠水量可通過有效降雨量和農(nóng)作物產(chǎn)量的比值計(jì)算，農(nóng)作物生長所需的藍(lán)水量也可通過灌溉用水量和作物產(chǎn)量的比值估算，農(nóng)作物生產(chǎn)用水量為綠水、藍(lán)水及灰水之和。

IR=CWR-ER

(2)

當(dāng)ER≥CWR時(shí)，IR=0，農(nóng)作物所需的藍(lán)水量為0，單位質(zhì)量農(nóng)作物綠水量為：

VWg=CWR/Y

(3)

當(dāng)ER

VWb=IR/Y=(CWR-ER)/Y

(4)

單位質(zhì)量農(nóng)作物綠水量為：

VWg=ER/Y

(5)

VWprod=VWg+VWb

(6)

式中，IR為單位面積灌溉用水量(m3/hm2)，CWR為單位面積農(nóng)作物需水量(m3/hm2)，ER為有效降雨量(m3/hm2)，VWprod為單位質(zhì)量農(nóng)作物的生產(chǎn)用水量(m3/hm2)，VWg為單位質(zhì)量農(nóng)作物綠水量(m3/hm2)，VWb為單位質(zhì)量農(nóng)作物藍(lán)水量(m3/hm2)，Y為農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量(kg/hm2)。

3) 灰水足跡計(jì)算。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程投入化肥(主要成分為氮、磷、鉀)，磷離子、鉀離子能與土壤中其他礦物質(zhì)反應(yīng)生成不易溶解化合物或者被土壤中的膠體離子吸收而不易對(duì)環(huán)境造成污染[14]，由于數(shù)據(jù)局限性，以稀釋氮元素的耗水量為代表評(píng)價(jià)種植業(yè)的灰水足跡。根據(jù)灰水足跡最新研究成果，假定化肥中總氮施用量的10%會(huì)作為污染物進(jìn)入到地下水或者地表水，則灰水足跡(稀釋每噸氮離子所需要的水量)計(jì)算公式如下：

WFgrey=Ntot/(ρmax-ρ0)

(7)

式中，WFgrey為某一個(gè)地區(qū)水足跡(m3)，ρmax為氮離子標(biāo)準(zhǔn)濃度限值，Ntot指作物生產(chǎn)過程施用肥料中氮元素的總質(zhì)量，用于計(jì)算灰水量。根據(jù)EPA標(biāo)準(zhǔn)，氮離子標(biāo)準(zhǔn)濃度限值假定為10 mg/L；ρ0為氮離子原始濃度值，假定其為0。

1.3.2 畜產(chǎn)品生產(chǎn)用水量 關(guān)于畜產(chǎn)品虛擬水含量采用CHAPAGAIN等[14]的研究成果計(jì)算出平塘縣主要畜產(chǎn)品的虛擬水含量。

1.3.3 人均水足跡 人均水足跡對(duì)照文獻(xiàn)[15-16]的方法進(jìn)行，計(jì)算公式如下：

WP=Ntot/TP

(8)

式中，TP為地區(qū)人口總數(shù)。

1.3.4 水足跡強(qiáng)度 水足跡強(qiáng)度表征人類對(duì)水資源的利用效率水平[17]，其計(jì)算公式如下：

WFI=WF/GDP

(9)

式中，WFI為水足跡強(qiáng)度，GDP為某地區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值，WF為某地區(qū)水足跡。

1.3.5 水資源匱乏度 水資源匱乏度計(jì)算參照文獻(xiàn)[17]的方法進(jìn)行，公式如下：

Ws=WTot/WA

(10)

式中，WS為水資源匱乏度，WTot為地區(qū)水足跡，WA為當(dāng)?shù)乜捎盟Y源量。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要農(nóng)畜產(chǎn)品的虛擬水含量及主要農(nóng)產(chǎn)品水足跡的空間分布

平塘縣19種植物類農(nóng)產(chǎn)品的用水量主要由單位質(zhì)量農(nóng)作物綠水量和單位質(zhì)量農(nóng)作物藍(lán)水量構(gòu)成。其中，單位質(zhì)量農(nóng)作物綠水量為0.04～11.31 m3/kg，以茶葉最高，為11.31 m3/kg；棕片其次，為1.81 m3/kg；竹材最低，為0.04 m3/kg。單位質(zhì)量農(nóng)作物藍(lán)水量為0.04～10.93 m3/kg，茶葉最高，為10.93 m3/kg；棕片其次，為1.68 m3/kg；竹材最低，為0.04 m3/kg(表1)。除茶葉和棕片非作物類外，平塘縣主要農(nóng)作物單位質(zhì)量農(nóng)作物的生產(chǎn)用水量為煙葉>花生>油菜>薯類>豆類>谷類，主要農(nóng)產(chǎn)品均以綠水為主，與中國主要地區(qū)單位質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量對(duì)比[15]，同種農(nóng)作物虛擬水含量略高于非喀斯特地區(qū)。平塘縣畜牧業(yè)中豬肉、牛肉、羊肉、馬肉、禽肉、禽蛋和魚類等7種動(dòng)物類畜產(chǎn)品的虛擬水含量分別為3.946 m3/kg、12.560 m3/kg、5.202 m3/kg、2.550 m3/kg m3/kg、3.652 m3/kg、3.550 m3/kg和5.000 m3/kg。

從圖1看出，2001-2015年平塘縣北部農(nóng)業(yè)水足跡相對(duì)較小，而中部及南部地區(qū)水足跡相對(duì)較高，各年份不同區(qū)域的水足跡分布存在差異。其中，2001年的塘邊鎮(zhèn)、2003年的塘邊鎮(zhèn)和通州鎮(zhèn)、2005年、2007年、2009年、2011年、2013年和2015年的通州鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)水足跡均為0.80億～1.00億m3。

表1 平塘縣主要農(nóng)作物的虛擬水含量

圖1平塘縣主要農(nóng)產(chǎn)品水足跡的空間分布

Fig.1 Spatial distribution of water footprint of main agricultural products in Pingtang County

2.2 2001-2015年主要農(nóng)作物、農(nóng)產(chǎn)品和畜產(chǎn)品的生產(chǎn)用水量

從表2看出，2001-2015年19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要農(nóng)作物生產(chǎn)用水量、主要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)用水量和主要畜產(chǎn)品生產(chǎn)用水量的變化趨勢(shì)。1) 主要農(nóng)作物生產(chǎn)用水量。主要農(nóng)作物生產(chǎn)用水量呈上升趨勢(shì)，主要由于種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、單位耕地面積農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出量增長所致。通州鎮(zhèn)主要農(nóng)作物生產(chǎn)平均用水量最高，為1.16億m3；塘邊鎮(zhèn)其次，為0.63億m3；掌布鄉(xiāng)最低，為0.17億m3。經(jīng)均方差計(jì)算，2001-2015年通州鎮(zhèn)主要農(nóng)作物生產(chǎn)用水量均方差系數(shù)最高，為102.62%，塘邊鎮(zhèn)其次，為20.05%，甘寨鄉(xiāng)最小，為3.44%。2) 主要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)用水量。主要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)用水量呈上升趨勢(shì)，主要由于種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、單位耕地面積農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出量增加，農(nóng)業(yè)投入增加(農(nóng)藥化肥施用量逐年遞增，導(dǎo)致灰水足跡增加)所導(dǎo)致的。通州鎮(zhèn)主要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)平均用水量最大，為1.21億m3；塘邊鎮(zhèn)其次，為0.67億m3；掌布鄉(xiāng)最小，為0.18億m3。19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)用水量均方差系數(shù)變幅為3.26%～102.22%，通州鎮(zhèn)均方差系數(shù)最大，為102.22%；塘邊鎮(zhèn)其次，為20.37%；甘寨鄉(xiāng)最小，為3.26%。3) 主要畜產(chǎn)品生產(chǎn)用水量。平塘縣主要畜產(chǎn)品生產(chǎn)用水量變化趨勢(shì)不明顯，由于畜牧養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模變化不穩(wěn)定所導(dǎo)致。19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要畜產(chǎn)品生產(chǎn)用水量變幅為0.01～0.07，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要畜產(chǎn)品生產(chǎn)用水量差異主要是不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)與養(yǎng)殖規(guī)模所導(dǎo)致。19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要畜產(chǎn)品生產(chǎn)用水量均方差系數(shù)較小，均小于或等于1%。

表2 2001-2015年平塘縣主要農(nóng)作物、農(nóng)產(chǎn)品和畜產(chǎn)品的生產(chǎn)用水量

續(xù)表2

鄉(xiāng)鎮(zhèn)Townships2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年平均 卡羅鄉(xiāng) Kaluo0.21 0.19 0.20 0.22 0.20 0.27 0.22 0.22 0.27 0.28 0.25 0.28 0.29 0.29 0.30 0.25 谷硐鄉(xiāng) Gudong0.12 0.14 0.14 0.15 0.15 0.20 0.16 0.17 0.23 0.24 0.23 0.24 0.25 0.26 0.28 0.20 西涼鄉(xiāng) Xiliang0.14 0.19 0.21 0.27 0.28 0.33 0.29 0.28 0.25 0.26 0.23 0.25 0.75 0.44 0.46 0.31 鼠場(chǎng)鄉(xiāng) Shuchang0.39 0.39 0.55 0.58 0.55 0.59 0.58 0.58 0.64 0.66 0.65 0.70 0.23 0.60 0.61 0.55 新塘鄉(xiāng) Xintang0.13 0.13 0.13 0.16 0.17 0.22 0.19 0.19 0.22 0.22 0.20 0.22 0.23 0.25 0.26 0.19 掌布鄉(xiāng) Zhangbu0.07 0.07 0.08 0.12 0.17 0.28 0.19 0.19 0.21 0.21 0.18 0.19 0.19 0.24 0.25 0.18 全縣 Whole county6.02 10.36 6.12 6.72 6.52 7.58 6.84 6.73 8.08 8.30 8.07 8.51 8.86 8.47 8.60 7.72畜產(chǎn)品生產(chǎn)用水量 平湖鎮(zhèn) Pinghu0.020.030.030.030.040.040.040.020.030.030.030.030.030.030.030.03 牙舟鎮(zhèn) Yazhou0.030.030.030.030.050.040.040.020.020.030.030.030.030.030.030.03 通州鎮(zhèn) Tongzhou0.030.030.040.040.050.050.070.040.040.050.050.050.050.050.060.05 克度鎮(zhèn) Kedu0.020.020.020.020.040.030.030.020.020.020.020.020.020.020.020.02 塘邊鎮(zhèn) Tangbian0.060.050.060.060.040.050.050.030.030.030.030.040.040.030.030.04 大塘鎮(zhèn) Datang0.020.010.020.020.030.030.030.020.020.020.020.020.030.030.030.02 擺茹鎮(zhèn) Bairu0.010.020.020.020.030.030.020.010.010.010.010.020.020.010.010.02 者密鎮(zhèn) Zhemi0.020.020.020.020.020.030.040.020.020.030.030.030.030.030.030.03 四寨鎮(zhèn) Sizhai0.010.010.010.010.020.020.020.010.010.010.010.010.010.020.020.01 苗二河鄉(xiāng) Miaoerhe0.010.010.010.010.020.020.020.010.010.010.010.010.010.010.010.01 卡蒲鄉(xiāng) Kapu0.020.020.020.020.020.020.020.010.020.020.020.020.020.020.020.02 白龍鄉(xiāng) Bailong0.010.010.010.010.010.020.030.020.020.020.020.020.020.020.020.02 甘寨鄉(xiāng) Ganzhai0.010.010.010.010.010.020.010.010.010.010.010.010.010.010.010.01 卡羅鄉(xiāng) Kaluo0.010.010.010.020.010.020.020.010.010.010.010.010.010.010.010.01 谷硐鄉(xiāng) Gudong0.010.010.010.010.020.020.020.010.010.010.010.010.020.020.020.01 西涼鄉(xiāng) Xiliang0.010.010.010.020.020.020.020.010.010.010.010.010.010.010.010.01 鼠場(chǎng)鄉(xiāng) Shuchang0.020.020.020.020.020.030.030.020.020.020.020.020.020.020.020.02 新塘鄉(xiāng) Xintang0.010.010.010.010.010.020.020.010.010.010.010.010.010.010.010.01 掌布鄉(xiāng) Zhangbu0.010.010.010.010.020.010.020.010.010.010.010.010.010.010.010.01 全縣 Whole county0.340.330.360.410.470.490.530.320.350.360.370.400.430.410.410.40

2.3 平塘縣人均主要農(nóng)產(chǎn)品的水足跡

從表3可知，2001-2015年平塘縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均主要農(nóng)產(chǎn)品水足跡的變幅為860～4 923 m3，平均為1 242～3 863 m3。其中，平湖鎮(zhèn)、擺茹鎮(zhèn)、卡蒲鄉(xiāng)、卡羅鄉(xiāng)、白龍鄉(xiāng)、谷硐鄉(xiāng)、新塘鄉(xiāng)和掌布鄉(xiāng)總體呈上升趨勢(shì)，牙舟鎮(zhèn)、通州鎮(zhèn)、克度鎮(zhèn)、塘邊鎮(zhèn)、大塘鎮(zhèn)、者密鎮(zhèn)、四寨鎮(zhèn)、苗二河鄉(xiāng)、甘寨鄉(xiāng)、西涼鄉(xiāng)和鼠場(chǎng)鄉(xiāng)變化趨勢(shì)不明顯。同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同年份人均農(nóng)業(yè)水足跡的差異主要是氣候條件不同所致，相同年份不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均農(nóng)業(yè)水足差異較大主要原因是作物類型、播種面積和耕作管理方式等不同所致。

表3 2001-2015年平塘縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均主要農(nóng)產(chǎn)品的水足跡

2.4 水足跡的強(qiáng)度

水足跡強(qiáng)度是反映水資源利用效率的指標(biāo)之一，其是根據(jù)水足跡總量除以國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)獲得。水足跡強(qiáng)度越大，就表明單位GDP所消耗的水足跡數(shù)量越多。從表4可知，2001-2015年平塘縣19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)水足跡強(qiáng)度變幅為2 472～23 438 m3/萬元，平均為3 329～14 244 m3/萬元。擺茹鎮(zhèn)、通州鎮(zhèn)和鼠場(chǎng)鄉(xiāng)水足跡強(qiáng)度相對(duì)較大，均超過10 000 m3/萬元，分別為11 403 m3/萬元、12 997 m3/萬元和14 244 m3/萬元。谷硐鄉(xiāng)、四寨鎮(zhèn)和新塘鄉(xiāng)其次，分別為9 200 m3/萬元、9 399 m3/萬元和9 524 m3/萬元；平湖鎮(zhèn)最小，為3 329 m3/萬元。與已有研究相比，平塘縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水足跡強(qiáng)度較高，水資源利用效率較低，主要原因是該地區(qū)屬于典型喀斯特峰叢洼地，其地表調(diào)蓄功能弱，藍(lán)水、綠水和灰水水足跡大，土被不連續(xù)、土層較薄，植被受干旱脅迫頻繁，作物單產(chǎn)低，且經(jīng)濟(jì)效益不佳等原因所致。

表4 2001-2015年平塘縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水足跡的強(qiáng)度

2.5 水資源的匱乏度

從表5可知，19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)水水資源匱平均乏度變幅為0.26%～0.79%。其中，平湖鎮(zhèn)最高，為0.79%；苗二河鄉(xiāng)、擺茹鎮(zhèn)、通州鎮(zhèn)、甘鼠場(chǎng)鄉(xiāng)、塘邊鎮(zhèn)、寨鄉(xiāng)和克度鎮(zhèn)相對(duì)較高，分別為0.73%、0.69%、0.65%、0.63%、0.63%、0.56%和0.54%；大塘鎮(zhèn)和谷硐鄉(xiāng)最小，均為0.26%。說明水資源利用方式粗放，可持續(xù)性較低。

表5 2001-2015年平塘縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水資源的匱乏度

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

喀斯特峰叢洼地主要農(nóng)產(chǎn)品均以綠水為主，與目前已有研究相比，喀斯特農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量略高于非喀斯特地區(qū)，喀斯特地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品水足跡較高，主要是因?yàn)榭λ固氐貐^(qū)土薄坡陡、地表孔隙(裂)廣泛發(fā)育，土壤水分調(diào)蓄功能極弱，農(nóng)作物受土壤水分脅迫強(qiáng)度大且頻繁，單產(chǎn)低。

2001-2015年平塘縣19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要農(nóng)作物生產(chǎn)用水量呈上升趨勢(shì)，主要是由于種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、單位耕地面積農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出量增大所致，畜產(chǎn)品生產(chǎn)用水量變化趨勢(shì)不明顯，主要由于畜牧養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模波動(dòng)變化所致；2001-2015年平塘縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均農(nóng)業(yè)水足跡較高，不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)水足跡變化趨勢(shì)不明顯，同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同年份人均農(nóng)業(yè)水足跡差異主要是由于氣候條件變化所致，相同年份不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均農(nóng)業(yè)水足差異較大，主要是由作物類型、播種面積和耕作管理方式等不同所致。

2001-2015年平塘縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水足跡強(qiáng)度較高，水資源利用效率較低，主要由于主要農(nóng)產(chǎn)品水足跡大，產(chǎn)量低且品質(zhì)不佳等導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益不高；19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)水水資源匱平均乏度變幅為0.26%～0.79%。其中，平湖鎮(zhèn)最高，為0.79%；大塘鎮(zhèn)和谷硐鄉(xiāng)最小，均為0.26%。說明水資源利用方式粗放，可持續(xù)性較低。

3.2 討論

傳統(tǒng)上通過喀斯特地區(qū)農(nóng)業(yè)集水工程建設(shè)，解決喀斯特地區(qū)水資源短缺問題，水足跡概念突破了喀斯特地區(qū)傳統(tǒng)調(diào)水、集水和蓄水解決水資源短缺的思維定式。由于貿(mào)易的數(shù)據(jù)較難收集，未核算二三產(chǎn)業(yè)水足跡，但平塘縣是國家級(jí)貧困農(nóng)業(yè)縣，大部分地區(qū)延續(xù)傳統(tǒng)自給自足生活方式，農(nóng)業(yè)用水方式粗放，水資源利用效率低。建議措施:1) 喀斯特地區(qū)土層薄，地表容污自凈能力弱，地表-地下裂隙廣泛發(fā)育，不合理農(nóng)藥化肥施用極易造成地下水污染，因此，該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中須謹(jǐn)慎使用農(nóng)藥化肥。2) 平塘縣單位質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品水足跡普遍高于全國其他地區(qū)。因此，平塘縣應(yīng)利用有限水資源發(fā)展土、優(yōu)、特農(nóng)產(chǎn)品，提高水資源利用率，提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效果，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，控制水資源密集型農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模。3) 喀斯特地區(qū)存在重工程建設(shè)，輕用水過程的管理問題，喀斯特地表崎嶇缺水，工程建設(shè)條件差且成本高，投入使用年限短。因此，應(yīng)加強(qiáng)用水管理。4) 灰水足跡核算，限于數(shù)據(jù)制約，只考慮氮肥施用量，未考慮農(nóng)藥、殺蟲劑和除草劑，只是一個(gè)保守的估算，一定程度上影響計(jì)算結(jié)果的精度。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，只停留于農(nóng)業(yè)水足跡定量研究的定性指導(dǎo)，未考慮復(fù)雜微地貌(坡向、坡位和坡角部位地貌等)空間布局優(yōu)化調(diào)控，下一步對(duì)其進(jìn)行深入研究。