喬揚(yáng)源，賈陳忠

(山西師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，山西 臨汾 041004)

水是人類生存與發(fā)展過(guò)程中不可或缺的重要自然資源。當(dāng)前，中國(guó)乃至全球很多地區(qū)都存在著水資源短缺的問(wèn)題。隨著水資源短缺問(wèn)題的不斷加深，水資源的科學(xué)評(píng)價(jià)和合理開(kāi)發(fā)利用受到越來(lái)越多的關(guān)注。山西省地處中緯度內(nèi)陸地帶，位于我國(guó)華北地區(qū)西部。長(zhǎng)期以來(lái)存在著水資源總量不足、分布不均等問(wèn)題，大大影響到其社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，充分掌握山西省水資源配置狀況，明確其水資源利用過(guò)程中存在問(wèn)題，對(duì)山西省水資源的合理開(kāi)發(fā)利用和可持續(xù)發(fā)展尤為重要。

目前，區(qū)域水資源評(píng)價(jià)多以實(shí)體水為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，忽略了虛擬水的消耗，不能全面真實(shí)的反映區(qū)域水資源的消耗狀況。虛擬水的概念是1993年由英國(guó)科學(xué)家Allan[1]首先提出的，是指凝結(jié)在人類所生產(chǎn)的產(chǎn)品或服務(wù)中的水資源總量。在此基礎(chǔ)上，Hoekstra教授于2002年提出了水足跡的概念。水足跡是指一個(gè)國(guó)家、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)人，在一定時(shí)間內(nèi)消費(fèi)的所有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源的總量[2]。這里的水資源總量不僅包含了對(duì)實(shí)體水的消耗，還包含了凝結(jié)在消費(fèi)產(chǎn)品及服務(wù)中的虛擬水消耗。采用這一理論可以更加充分的反映研究區(qū)水資源的消費(fèi)情況，這對(duì)全面科學(xué)的開(kāi)展區(qū)域水資源評(píng)價(jià)工作具有重要意義。水足跡理論自提出以來(lái)，便受到國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注，并得到了快速發(fā)展。

我國(guó)學(xué)者對(duì)水足跡理論的研究主要集中在農(nóng)產(chǎn)品水足跡和區(qū)域水足跡的核算方面，以及以此為基礎(chǔ)的水資源評(píng)價(jià)工作。在區(qū)域水足跡的核算方面，以全國(guó)及省域等尺度的研究居多，全國(guó)范圍水足跡研究如：吳兆丹[3]研究了中國(guó)2007年水足跡的空間差異及成因，王新華[4]對(duì)中國(guó)2000年的水足跡進(jìn)行了計(jì)算及結(jié)構(gòu)分析，孫才志[5]在對(duì)全國(guó)1997-2007年水足跡進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)上分析了其空間變化規(guī)律及成因，馬靜[6]計(jì)算了1999年的全國(guó)水足跡及主要農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量，并分析了虛擬水流量狀況。區(qū)域水足跡的研究如：王新華[7]對(duì)甘肅省2003年水足跡及評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算和分析，郭斌[8]對(duì)2003年陜西省水足跡進(jìn)行了計(jì)算分析，黃登迎[9]對(duì)新疆2016年畜牧業(yè)水足跡進(jìn)行了計(jì)算分析。余灝哲[10]計(jì)算了山東省2005-2014年的水足跡并進(jìn)行了時(shí)空變化分析，戚國(guó)強(qiáng)[11]運(yùn)用水足跡理論計(jì)算了黑龍江2003-2012年的水足跡，并對(duì)產(chǎn)業(yè)水資源利用和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r驚醒了評(píng)價(jià)。在這些研究中，對(duì)水足跡及其評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算以及時(shí)空分析的方法是區(qū)域水資源研究和評(píng)價(jià)的一個(gè)重要方向，也是了解區(qū)域水資源實(shí)際狀況的一個(gè)有效途徑。對(duì)于山西省水足跡的研究，王云飛[12]對(duì)山西省2006-2015年的農(nóng)業(yè)水足跡進(jìn)行了計(jì)算分析，馮變變[13]對(duì)山西省主要糧食作物的水足跡進(jìn)行了計(jì)算分析，但對(duì)山西省整體水足跡核算和評(píng)價(jià)的研究卻未見(jiàn)報(bào)道。脫鉤理論認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與資源環(huán)境壓力之間存在兩種關(guān)系：一是資源利用與環(huán)境壓力隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，稱為耦合；二是資源利用與環(huán)境壓力并沒(méi)有隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而增加，反而減少，稱為脫鉤。脫鉤又可分為相對(duì)脫鉤和絕對(duì)脫鉤，前者是指經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)時(shí)，資源環(huán)境壓力以較低比率增長(zhǎng)；后者是指經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，資源環(huán)境壓力的增長(zhǎng)率減小[14]。國(guó)內(nèi)部分學(xué)者將這一理論與水足跡理論相結(jié)合用于水資源利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)性研究[15-18]。

為了解山西省水足跡現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)，為今后的水資源管理及政策的制定提供可靠的理論基礎(chǔ)。本文采用自上而下法對(duì)山西省全省及11個(gè)行政區(qū)2007-2016年間的水足跡進(jìn)行了計(jì)算，分析了水足跡的時(shí)空變化特征，結(jié)合水足跡評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用情況進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。同時(shí)，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)脫鉤分析理論，討論了山西省水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 水足跡計(jì)算方法

區(qū)域水足跡核算方法主要有自下而上法和自上而下法。其中，自下而上法是從產(chǎn)品消費(fèi)的角度進(jìn)行區(qū)域水足跡的核算，自上而下法則是從產(chǎn)品生產(chǎn)的角度進(jìn)行區(qū)域水足跡的計(jì)算?？紤]到用于消費(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)有很大的流動(dòng)性，其水資源消耗可能來(lái)自于其他地區(qū)。而產(chǎn)品生產(chǎn)消耗的水資源多為當(dāng)?shù)厮Y源，用自上而下法進(jìn)行計(jì)算能更好地反映當(dāng)?shù)厮Y源的消耗。因此，本文采用自上而下法進(jìn)行計(jì)算，即根據(jù)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的實(shí)際用水量等于生產(chǎn)該國(guó)家或地區(qū)居民所消費(fèi)的所有產(chǎn)品和服務(wù)的本地水資源需求總量與該國(guó)家或地區(qū)的進(jìn)口虛擬水總量的和[19]：

WFP=IWFP+VWI

(1)

式中：WFP為區(qū)域水足跡；IWFP為內(nèi)部水足跡；VWI為虛擬水進(jìn)口量。

IWFP=WFPa+WFPi+WFPd+WFPe-VWE

(2)

式中：WFPa為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量；WFPi為工業(yè)生產(chǎn)用水量；WFPd為居民生活用水量；WFPe為生態(tài)環(huán)境用水量；VWE為虛擬水出口量。

1.1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量包括種植作物產(chǎn)品生產(chǎn)用水量和畜牧產(chǎn)品生產(chǎn)用水量。本文選取了山西省11種主要的種植作物產(chǎn)品(油料、棉花、蔬菜、水果、稻谷、小麥、玉米、谷子、高粱、大豆、馬鈴薯)和7種主要的畜牧產(chǎn)品(豬肉、羊肉、牛肉、禽肉、鮮奶、禽蛋、水產(chǎn))。采用單位產(chǎn)品虛擬水含量乘以產(chǎn)量的方法計(jì)算不同產(chǎn)品的生產(chǎn)用水量。根據(jù)國(guó)內(nèi)水足跡研究文獻(xiàn)[5,7,19-25]，同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)的完整性和通用性，種植產(chǎn)品單位虛擬水含量采用Chapagain和Hoekstra[19]2006年研究成果中關(guān)于中國(guó)部分的數(shù)據(jù)，畜牧業(yè)產(chǎn)品單位虛擬水含量采用Mekonnen[20]2010年研究成果中關(guān)于中國(guó)部分的數(shù)據(jù)；同時(shí)參考2016年劉寧[25]的研究成果對(duì)油料、棉花、水產(chǎn)產(chǎn)品單位虛擬水含量進(jìn)行補(bǔ)充。具體結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 主要產(chǎn)品單位虛擬水含量及來(lái)源

結(jié)合山西省農(nóng)作物的實(shí)際產(chǎn)量情況，豆類產(chǎn)品以大豆為主，因此豆類產(chǎn)品單位虛擬水含量按大豆計(jì)算。同理，薯類按照馬鈴薯計(jì)算，水果按照蘋(píng)果進(jìn)行計(jì)算。

由于山西省各行政區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，缺少稻谷、小麥、玉米、谷子、高粱、豆類和薯類等品種各自的年產(chǎn)量數(shù)據(jù)，僅有綜合的糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)。同樣的，缺少牛肉、羊肉、豬肉和禽肉的年產(chǎn)量數(shù)據(jù)，僅有肉類的綜合產(chǎn)量數(shù)據(jù)。本文根據(jù)山西省不同糧食作物的年產(chǎn)量，進(jìn)行加權(quán)平均，計(jì)算糧食和肉類的單位虛擬水年含量值。

1.1.2 工業(yè)生產(chǎn)、居民生活、生態(tài)環(huán)境用水量

工業(yè)用水?dāng)?shù)據(jù)引用《山西省統(tǒng)計(jì)年鑒》中的工業(yè)用水?dāng)?shù)據(jù)。居民生活、生態(tài)環(huán)境用水以實(shí)體水消耗為主，引用《水資源公報(bào)》中的數(shù)據(jù)。由于《山西省統(tǒng)計(jì)年鑒》中2010年之前的未對(duì)居民生活用水和生態(tài)環(huán)境用水進(jìn)行拆分，因此2007-2010年將兩項(xiàng)合并為生活、生態(tài)用水進(jìn)行計(jì)算。

1.1.3 虛擬水貿(mào)易量

虛擬水貿(mào)易量包括虛擬水進(jìn)口量和虛擬水出口量?jī)刹糠?，由于進(jìn)出口商品品類繁多，無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算其虛擬水含量。參考已有研究成果[10,26]，以單位GDP耗水乘以進(jìn)出口貿(mào)易量進(jìn)行估算，計(jì)算公式如下：

VWI=進(jìn)口貿(mào)易值/GDP×總生產(chǎn)耗水

(3)

VWE=出口貿(mào)易值/GDP×總生產(chǎn)耗水

(4)

1.2 水資源利用狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)

根據(jù)戚瑞[27]構(gòu)建的區(qū)域水資源利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合研究區(qū)域的實(shí)際情況，選取水資源自給率、水足跡經(jīng)濟(jì)效益值、水資源匱乏指數(shù)等作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)山西省水足跡的結(jié)構(gòu)、效益和生態(tài)安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1.2.1 水資源自給率

水資源自給率等于內(nèi)部水足跡與水足跡的比值。反映研究區(qū)域?qū)Ρ镜厮Y源的使用程度，計(jì)算方法如下：

水資源自給率=IWFP/WFP×100%

(5)

1.2.2 水足跡經(jīng)濟(jì)效益

水足跡經(jīng)濟(jì)效益等于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)總值與水足跡的比值，代表研究區(qū)域單位水足跡消耗產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益值，反映區(qū)域水資源的利用效率，計(jì)算方法如下：

經(jīng)濟(jì)效益值=GDP/WFP

(6)

1.2.3 水資源壓力指數(shù)

指內(nèi)部水足跡、虛擬水出口量之和與可用水資源量的比值，能夠反映地區(qū)水資源利用的安全程度。其值≤1時(shí)，說(shuō)明區(qū)域水資源流量資本能夠滿足發(fā)展需求，水資源利用處于安全狀態(tài)。其值>1時(shí)，說(shuō)明區(qū)域水資源不能滿足發(fā)展要求，區(qū)域水資源利用已處于不可持續(xù)的赤字狀態(tài)，水資源利用不安全，并且可能已經(jīng)占用水資源存量資本。水資源壓力指數(shù)越大，反映區(qū)域水資源利用狀況越不安全，未來(lái)的水資源利用風(fēng)險(xiǎn)越大。計(jì)算方法如下：

水資源壓力指數(shù)=(IWFP+VEW)/WA×100%

(7)

式中：WA為區(qū)域水資源總量。

1.3 脫鉤指數(shù)計(jì)算

根據(jù)潘安娥等[28]運(yùn)用脫鉤理論構(gòu)建的脫鉤指數(shù)計(jì)算模型，第t期末的脫鉤指數(shù)Df為：

(8)

1.4 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文中的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)、進(jìn)出口貿(mào)易額、地區(qū)生產(chǎn)總值、人口、實(shí)際用水量和水資源量等數(shù)據(jù)均來(lái)自于2017-2008年的《山西省統(tǒng)計(jì)年鑒》。對(duì)于《統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)不詳細(xì)和缺失數(shù)據(jù)，參考2011-2016年的《山西省水資源公報(bào)》和2007 -2016年山西省及各行政區(qū)的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》進(jìn)行補(bǔ)充。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 山西省水足跡變化特征

2.1.1 水足跡時(shí)空變化特征

2007-2016年山西省各行政區(qū)水足跡值見(jiàn)表2。由表2可以看出，2007-2016年間山西省水足跡呈上升趨勢(shì)， 2014年最高，達(dá)到302.91 億m3，2007年最低點(diǎn)，為203.8 億m3。其中，2007-2013年間上升較快，平均為14.95 億m3/a。2013-2016年間上升幅度明顯放緩，平均為2.13 億m3/a。說(shuō)明近年來(lái)山西省的水資源管理政策和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策促進(jìn)了區(qū)域水資源的合理利用，有效遏制了水資源消耗的上升。

在11個(gè)行政區(qū)中，運(yùn)城市的歷年水足跡值明顯高于其他區(qū)域，陽(yáng)泉市又明顯低于其他區(qū)域，原因在于二者不同的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。農(nóng)業(yè)是一種高耗水的產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是水足跡核算的主要部分，運(yùn)城市以農(nóng)業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量遠(yuǎn)高于其他行政區(qū)，因此運(yùn)城市水足跡值較高。陽(yáng)泉市則不同，陽(yáng)泉市擁有豐富的煤礦等自然資源，資源開(kāi)采和化工工業(yè)等是其產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，因此地區(qū)水足跡值表現(xiàn)偏小。其中2016年運(yùn)城市水足跡為98.12 億m3，同期陽(yáng)泉市水足跡為5.83 億m3，說(shuō)明山西省各行政區(qū)水資源消耗狀況差距懸殊。另外，根據(jù)10年間水足跡值的變化趨勢(shì)，山西省各行政區(qū)大致可以分為兩類。其中，太原市、陽(yáng)泉市10年間水足跡變化幅度很小，基本呈平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢(shì)，這與兩市的自然地理環(huán)境和產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)有關(guān)。其余9個(gè)行政區(qū)均表現(xiàn)為逐步上升趨勢(shì)，其中以運(yùn)城市、臨汾市表現(xiàn)最為明顯。

表2 2007-2016年山西省各行政區(qū)水足跡值

2.1.2 人均水足跡時(shí)空變化特征

圖1表示2007-2016年山西省各行政區(qū)人均水足跡值。2007-2016年間，山西省人均水足跡平均值為731.22 m3/人，其中最高值出現(xiàn)在2014年為830.35 m3/人，最低值出現(xiàn)在2007年為600.72 m3/人，整體上呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)。10年間人均水足跡平均值高于全省平均值的行政區(qū)有六個(gè)，依次為：運(yùn)城市1 475.81 m3/人，朔州市1 232.62 m3/人，晉中市1 175.98 m3/人，晉城市858.29 m3/人，臨汾市822.49 m3/人，忻州市737.47 m3/人。低于全省平均值的5個(gè)行政區(qū)依次為：長(zhǎng)治市724.16 m3/人，大同市635.6 m3/人，呂梁市622.52 m3/人，太原市393.69 m3/人，陽(yáng)泉市388.78 m3/人。其中最高的運(yùn)城市和最低的呂梁市之間相差3.8倍，表明山西省水資源利用的地域差異顯著。在變化趨勢(shì)上，除太原市人均水足跡有小幅下降外，其余10個(gè)行政區(qū)均表現(xiàn)出不同程度的上升趨勢(shì)。

圖1 2007-2016年山西省各行政區(qū)人均水足跡值

2.1.3 水足跡結(jié)構(gòu)變化特征

由圖2可以看出，在不考慮虛擬水貿(mào)易的情況下，山西省10年間水足跡結(jié)構(gòu)變化很小，水足跡的增長(zhǎng)主要來(lái)自于農(nóng)業(yè)用水量的增加。農(nóng)業(yè)水足跡占比一直維持在本地水足跡的90%左右。工業(yè)用水由2007年的7%下降到2016年的4%，而生活、生態(tài)用水則從2007年3%上升至2016年的6%。這說(shuō)明山西省在近年來(lái)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變政策落實(shí)過(guò)程中，工業(yè)用水量得到很好的控制，工業(yè)用水效率進(jìn)一步提高。同時(shí)由于人口增長(zhǎng)等方面帶來(lái)的社會(huì)壓力，生活、生態(tài)用水量有所上升。而山西省近年來(lái)的水足跡上升主要原因還在于種植業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)用水的提高。

圖2 2007-2016年山西省水足跡組成結(jié)構(gòu)

2.2 山西省水資源利用狀況評(píng)價(jià)

2.2.1 水資源自給率

2007年至2016年間，山西省水資源自給率水平非常高，平均值為98.97%。其中最低值為2007年的97.82%，最高值為2009年的99.45%，見(jiàn)表3。11個(gè)行政區(qū)中，除太原市外，10年間水資源自給率均保持在97%以上。太原市水資源自給率一直處于省內(nèi)各行政區(qū)中最低水平，2007年為80.73%到2016年發(fā)展為90.6%，這主要與太原市作為省會(huì)城市的特殊性及其自然地理環(huán)境和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征有關(guān)。10年間山西省水資源自給率保持在一個(gè)較高水平且變化程度不大的情況，說(shuō)明山西省作為一個(gè)內(nèi)陸省份，一直存在虛擬水進(jìn)出口貿(mào)易欠發(fā)達(dá)的情況，水資源消耗需求絕大多數(shù)來(lái)自于本地水資源的供給。因此，大力發(fā)展虛擬水貿(mào)易，提升虛擬水進(jìn)口量，是緩解山西省水資源短缺問(wèn)題的有效措施。

2.2.2 水足跡經(jīng)濟(jì)效益

山西省水足跡經(jīng)濟(jì)效益見(jiàn)圖3。研究期內(nèi)，經(jīng)濟(jì)效益由28.13 元/m3上升到43.23 元/m3。其中，2007-2011年屬于快速上升期，表明山西省水資源利用效率在此期間得到明顯提高； 2011-2016年則變化不明顯，水資源利用效率平穩(wěn)。11個(gè)行政區(qū)2016年的水足跡經(jīng)濟(jì)效益值由高到低分別為：太原183.28 元/m3、陽(yáng)泉106.9 元/m3、晉城46.19 元/m3、長(zhǎng)治45.08 元/m3、大同39.77 元/m3、呂梁38.22 元/m3、朔州37.54 元/m3、臨汾27.06元/m3、忻州25.92元/m3、晉中24.14 元/m3、運(yùn)城12.46 元/m3。各行政區(qū)10年間水足跡經(jīng)濟(jì)效益值均有不同程度的提高，其中增幅最大的是太原市，增加了102.33 元/m3。其中，2011年是各行政區(qū)水足跡經(jīng)濟(jì)效益變化的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，根據(jù)變化趨勢(shì)的不同，可以將行政區(qū)劃分為4類：①太原市，10年間其水足跡經(jīng)濟(jì)效益值一直穩(wěn)定快速增長(zhǎng)。②大同市、陽(yáng)泉市、晉城市、忻州市等四個(gè)地區(qū)2007年至2011年水足跡經(jīng)濟(jì)效益值呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)，2011年至2016年增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯減小，變化平穩(wěn)。③呂梁市、臨汾市、晉中市、朔州市、長(zhǎng)治市等五個(gè)地區(qū)在2011年前為上升趨勢(shì)，在2011年后均有不同程度下降。④運(yùn)城市水足跡經(jīng)濟(jì)效益值一直處于一個(gè)較低水平，且10年間表現(xiàn)平穩(wěn)，沒(méi)有明顯的變化。

表3 2007-2016年山西省各行政區(qū)水資源自給率 %

圖3 山西省2007年、2016年各行政區(qū)水資源壓力指數(shù)

表4 山西省水足跡經(jīng)濟(jì)效益元/m3

2.2.3 水資源壓力指數(shù)

山西省10年間各行政區(qū)的水資源壓力指數(shù)均大于1，說(shuō)明山西省各行政區(qū)的水資源利用長(zhǎng)期處于不可持續(xù)狀態(tài)，水資源流量資本不能滿足發(fā)展需求，各地區(qū)已不同程度的占用了水資源存量資本。山西省整體水資源壓力指數(shù)由2007年的1.96上升到2016年的2.24。以全省水資源壓力指數(shù)平均值為標(biāo)準(zhǔn)，太原市、大同市、朔州市、晉中市、運(yùn)城市、臨汾市6個(gè)行政區(qū)水資源壓力指數(shù)均值高于全省平均；陽(yáng)泉市、長(zhǎng)治市、晉城市、忻州市、呂梁市5個(gè)行政區(qū)水資源壓力指數(shù)均值低于全省平均值。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合ArcGIS空間分析法，繪制山西省2007年、2016年水資源壓力指數(shù)分布圖。如圖3所示，11個(gè)行政區(qū)中，大同市、長(zhǎng)治市、朔州市、運(yùn)城市、忻州市、臨汾市水資源壓力指數(shù)相比10年前都有不同程度的增加，表明這些地區(qū)的用水環(huán)境還在不斷惡化。太原市、陽(yáng)泉市、晉城市、晉中市水資源壓力指數(shù)10年間均有所下降，說(shuō)明水資源利用壓力有所緩解。呂梁市則基本保持不變。整體上，山西省水資源壓力仍不斷增大，水資源短缺問(wèn)題不斷加深。但部分地區(qū)壓力上升趨勢(shì)已得到控制，并出現(xiàn)下降趨勢(shì)，說(shuō)明這些地區(qū)的水資源管理工作取得了一定的成效，但山西的水資源短缺和地區(qū)差異問(wèn)題仍然表現(xiàn)得非常顯著。

2.3 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用協(xié)調(diào)關(guān)系

如表5所示，山西省10年間經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用協(xié)調(diào)關(guān)系評(píng)價(jià)結(jié)果中，僅2013年和2014年處于未脫鉤，不協(xié)調(diào)狀態(tài)，其余年份評(píng)價(jià)結(jié)果均為脫鉤，協(xié)調(diào)狀態(tài)，其中2007年、2009年和2015年為絕對(duì)脫鉤，優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。10年間，山西省水足跡變化率和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率變化幅度均趨于平緩，由此導(dǎo)致的脫鉤指數(shù)變化也相應(yīng)減小。這主要與山西省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型發(fā)展政策以及水資源利用效率的不斷提高有關(guān)。一方面，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度放緩，進(jìn)入平穩(wěn)增長(zhǎng)期，GDP增長(zhǎng)率在經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的下降期后表現(xiàn)為穩(wěn)定且有緩慢上升的態(tài)勢(shì)。另一方面，隨著水資源利用效率的提高，以及受到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展政策的影響，水足跡變化率由前期的高變化率狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)穩(wěn)定的低水平波動(dòng)狀態(tài)。山西省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用之間總體上處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，但由于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率和水足跡變化率前期變化幅度較大，表現(xiàn)為較大的波動(dòng)性?，F(xiàn)階段表現(xiàn)為平穩(wěn)、協(xié)調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)。見(jiàn)圖4。

表5 山西省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用協(xié)調(diào)關(guān)系

圖4 山西省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用協(xié)調(diào)關(guān)系圖

3 結(jié)論與建議

(1)山西省水足跡總體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，各行政區(qū)中，運(yùn)城市水足跡值最高，陽(yáng)泉市水足跡值最低。2007年至2016年山西省人均水足跡平均值為731.22 m3/人，同樣呈現(xiàn)出逐步上升的趨勢(shì)。各行政區(qū)之間差異顯著，運(yùn)城市和呂梁市之間相差3.8 倍，說(shuō)明山西省水資源利用的地域差異顯著。在變化趨勢(shì)上，除太原市人均水足跡有小幅下降外，其余10個(gè)行政區(qū)均表現(xiàn)為上升趨勢(shì)。山西省水足跡結(jié)構(gòu)在研究時(shí)限內(nèi)基本穩(wěn)定。農(nóng)業(yè)水足跡占比一直保持在90%左右。工業(yè)用水由2007年的7%下降到2016年的4%，生活、生態(tài)用水從2007年3%上升至2016年的6%。建議制定、落實(shí)合理的農(nóng)業(yè)節(jié)水措施，推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水效率的提高，進(jìn)一步降低水資源消耗。

(2)山西省水資源自給率水平非常高，平均值為98.97%。其中最低值為2007年的97.82%，最高值為2009年的99.45%。11個(gè)行政區(qū)中，除太原市外，10年間水資源自給率均保持在97%以上。太原市水資源自給率也由2007年的80.73%上升到2016年的90.6%。說(shuō)明山西省虛擬水進(jìn)口不足，存在很大的發(fā)展?jié)摿?，結(jié)合山西省水資源短缺和水資源消耗壓力大的實(shí)際情況，建議加大虛擬水進(jìn)口來(lái)緩解山西省的水資源短缺問(wèn)題。

(3)山西省水足跡經(jīng)濟(jì)效益由2007年的28.13 元/m3上升到2016年的43.23 元/m3，說(shuō)明山西省水資源利用效率在不斷提高。各行政區(qū)10年間水足跡經(jīng)濟(jì)效益均有不同程度的提高，其中增幅最大的是太原市，增加了102.33 元/m3。2011年是各行政區(qū)水足跡經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展趨勢(shì)變化的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，據(jù)此可將行政區(qū)劃分為四種類型。

(4)山西省10年間各行政區(qū)的水資源壓力指數(shù)均大于1，說(shuō)明山西省各行政區(qū)的水資源利用長(zhǎng)期處于不安全狀態(tài)，各地區(qū)水資源存量資本被不同程度占用。整體水資源壓力指數(shù)由2007年的1.96上升到2016年的2.24。山西省水資源壓力問(wèn)題不斷惡化，地區(qū)間差異明顯，部分行政區(qū)水資源壓力指數(shù)有所下降，但仍大于1，處于不可持續(xù)利用狀態(tài)。為緩解水資源供需不平衡的問(wèn)題，應(yīng)積極尋求政策和技術(shù)支持，大力開(kāi)展節(jié)水治水工作，在降低水資源使用量的同時(shí)，提高水資源的利用效率。

(5)除2013年、2014年外，山西省10年間經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用關(guān)系均為脫鉤，協(xié)調(diào)狀態(tài)，其中2007年、2009年和2015年為絕對(duì)脫鉤，優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率和水足跡變化率前期表現(xiàn)為變化幅度較大，現(xiàn)處于平穩(wěn)、協(xié)調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)中。為確保資源與經(jīng)濟(jì)處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，繼續(xù)向優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)關(guān)系方向發(fā)展。一方面應(yīng)積極推進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略，在穩(wěn)步經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)型陣痛期后，大力發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟(jì)，提高積極增長(zhǎng)率。另一方面，應(yīng)運(yùn)用政策管理和技術(shù)手段，提高水資源利用效率，控制和減少水資源的消耗。