摘要：為了全面探究超大城市水資源利用現(xiàn)狀與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，以上海市為例，從水資源生態(tài)足跡視角出發(fā)，構(gòu)建水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤評價模型進行分析。結(jié)果表明：（1）上海市水足跡呈下降趨勢，趨向良性發(fā)展，但是工業(yè)和生活耗水量相對較大，仍然存在水資源分配失衡問題；（2）上海市10年間人均水資源生態(tài)赤字均值為-0.35 hm2/人，生態(tài)壓力指數(shù)為3.3，水資源利用與生態(tài)環(huán)境保護面臨較大壓力；（3）水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤率達90%，其中強脫鉤占比60%，說明經(jīng)濟發(fā)展相對脫離水資源的依賴，狀態(tài)較為理想，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與水資源利用處于不夠協(xié)調(diào)的弱脫鉤狀態(tài)，對水資源環(huán)境會造成不利影響，需要進一步優(yōu)化生產(chǎn)方式。

關(guān)鍵詞：水資源；生態(tài)足跡；可持續(xù)利用；經(jīng)濟；脫鉤

中圖分類號：TV213.9文獻標志碼：A文章編號：16735072（2025）02017807

Evaluation of the Decoupling of Water Resource Utilization Analysis

and Economic Development in Megacities：

A Case Study of Shanghai

LIU Jin，XU Yao，WANG Hui

（School of Geographical Sciences，China West Normal University，Nanchong Sichuan 637009，China）

Abstract：In order to comprehensively investigate the relationship between the current status of water resource utilization and economic development of megacities，this paper took Shanghai as an example and constructed a decoupling evaluation model of water resource ecological footprint and economic development from the perspective of water resource ecological footprint for analysis.The results show that：（1） The water footprint of Shanghai is decreasing and tends to be a benign development，but industrial and domestic water consumption is relatively large，and there is still an imbalance in water resource allocation；（2） The average value of per capita water resource ecological deficit in Shanghai during these 10 years is -0.35 hm2/person，and the ecological pressure index is 33，so the water resource utilization and ecological environmental protection are under great pressure；（3） The decoupling rate between water resource utilization and economic development reaches 90%，among which strong decoupling state accounts for 60%，indicating that the economic development is relatively independent of water resource，and the status is relatively ideal，but agricultural production and water resource utilization are in a weak decoupling state that is not coordinated enough，which will adversely affect the water resources and environment，so that further optimization of the production mode is needed.

Keywords：water resources；ecological footprint；sustainable use；economy；decoupling

目前水資源短缺問題日益凸顯，隨之帶來的后果不斷加劇，已經(jīng)嚴重影響人類生產(chǎn)生活與社會發(fā)展。水資源作為自然資源是支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的先導資源［1］， 經(jīng)濟發(fā)展需要大量的水資源支撐， 過度消耗則會加劇水資源的短缺。特別是大城市對水資源的需求尤為突出，在很大程度上關(guān)乎城市的可持續(xù)發(fā)展。當前，如何準確測算水資源使用現(xiàn)狀，加快水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤，實現(xiàn)水資源科學利用與高質(zhì)量發(fā)展變得愈發(fā)重要［2］。

近年來，針對水資源利用分析與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系的研究中，國內(nèi)外學者通常采用水足跡理論與脫鉤彈性分析相結(jié)合的方法。水足跡理論最早由加拿大學者Rees［3］提出，通過計算所需的土地和水域面積來量化人類對于自然資源的利用和環(huán)境的壓力。水資源生態(tài)足跡評估是城市可持續(xù)發(fā)展的重要指標之一［4］，可以有效地分析水資源利用現(xiàn)狀，指導城市用水管理［5］。在生態(tài)足跡理論研究中，我國學者楊開忠等［6］、黃林楠等［7］對基本理論與方法、分析水資源用途上進行了相關(guān)研究，提升了水足跡理論運用的深度與廣度。脫鉤是經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）探求經(jīng)濟增長與環(huán)境污染之間的聯(lián)系所提出的理論，當經(jīng)濟發(fā)展是以換取環(huán)境污染時，將采取一定的措施，以降低環(huán)境壓力實現(xiàn)經(jīng)濟增長，這個過程稱為脫鉤。2005年Tapio［8］根據(jù)脫鉤理念構(gòu)建了脫鉤彈性分析系數(shù)法，使得不同因素之間的影響更加清晰，能更切實反映經(jīng)濟發(fā)展與影響環(huán)境的彈性過程。國內(nèi)利用脫鉤理論進行分析的研究也逐漸增多，例如，孫建鋒等［9］從水足跡視角出發(fā)，分析黃河流域九?。▍^(qū)）水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢；潘忠文和徐承紅［10］從1999—2016年對我國31個省市地區(qū)的水足跡與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)關(guān)系進行評價；文獻［1114］對省級與城市群的水資源與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展進行了研究。

當前水資源利用現(xiàn)狀與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系的研究主要涉及3個方面，集中在度量區(qū)域水資源現(xiàn)狀、評估水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系以及實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護相互平衡。但大多數(shù)研究著眼于流域、省級、城市群［1518］，極少涉及超大城市，這可能會掩蓋城市間的差異性和不同城市對水資源的依賴程度，存在無法準確揭示單個城市的水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系。將研究尺度遷移到超大城市的研究可以更加充分地考慮城市內(nèi)部的異質(zhì)性和差異性，進一步推動超大城市經(jīng)濟增長與水資源利用的相互協(xié)調(diào)。上海市作為中國的超大城市之一，生產(chǎn)生活都對水資源有著巨大需求，2012—2021年上海市年平均水資源總量僅占全國同期平均水資源總量的0.16%，而上海市年平均用水量卻占全國年均用水量1.16%，水資源供需矛盾突出。本研究將結(jié)合上海市的水資源利用現(xiàn)狀，核算用水量與生態(tài)足跡，分析水資源生態(tài)足跡變化趨勢，結(jié)合脫鉤模型，探討上海市水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，以期為超大城市的水資源利用與經(jīng)濟的發(fā)展提供參考。

1研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1人均水資源生態(tài)足跡模型

水資源生態(tài)足跡表示研究區(qū)內(nèi)的水資源代謝強度，表明區(qū)域內(nèi)的水資源消耗程度［7］。公式為［16］

EF=ef×N=γ×WP。（1）

式中：EF為水資源生態(tài)足跡（hm2）；ef為人均水資源生態(tài)足跡（hm2/人）；N為年末常住總?cè)丝冢沪脼樗Y源全球均衡因子，無量綱；W為區(qū)域水資源消耗量（m3）；P為水資源全球平均生產(chǎn)能力（m3·hm-2）。

1.2水資源可持續(xù)利用評價模型

12.1人均水資源生態(tài)承載力模型

水資源生態(tài)承載力是基于水資源的供需平衡對區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟發(fā)展依托于生態(tài)系統(tǒng)負荷能力的表示，需綜合考慮區(qū)域水資源的現(xiàn)狀與人類對于生態(tài)系統(tǒng)的影響［7］， 其計算公式為［16］

ec=0.4×ψ×γ×Q/PN。（2）

式中：ec為人均水資源生態(tài)承載力（hm2/人）；ψ為水資源產(chǎn)量因子，無量綱；Q為水資源總量（m3）。通常，一個國家和地區(qū)的水資源承載力中60%用于維持生態(tài)環(huán)境，40%用于滿足人類社會的發(fā)展需求，因此，乘以系數(shù)0.4［7］。

122人均水資源生態(tài)盈余/赤字

水資源生態(tài)盈余/赤字表示的是水資源生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的差值［19］，公式如下［16］：

eb=ec－ef。（3）

其值為正，表明生態(tài)盈余，說明水資源的開發(fā)尚有潛力；其值為0，說明水資源開采與生態(tài)可承受范圍大致保持平衡；其值為負，表明生態(tài)赤字，說明水資源開發(fā)過量，生態(tài)遭到破壞。

1.2.3人均水資源生態(tài)壓力指數(shù)

水資源生態(tài)壓力指數(shù)是以量化的方式測算區(qū)域的水資源稀缺程度，差值的大小可以說明人類的生產(chǎn)生活方式對水資源的依賴程度，值越大說明越不利于區(qū)域內(nèi)的水資源可持續(xù)利用［19］。其計算公式為［16］

s=ef/ec。（4）

式中：s為水資源生態(tài)壓力指數(shù)，s＞1，表示人類的生產(chǎn)生活對區(qū)域的水資源稟賦產(chǎn)生了嚴重影響，超過了生態(tài)承載力范圍的極限，對于水資源的開發(fā)利用處于過度開采；s=1，表示人類對利用水資源的利用與區(qū)域水資源狀況大致保持平衡，使得生態(tài)承載力維持在可承受的范圍；slt;1，說明人類的生產(chǎn)生活對區(qū)域的水資源干擾較小，處于生態(tài)承載力的控制范圍內(nèi)，水資源利用處于合理范圍。

1.3水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤評價模型

本研究通過Tapio脫鉤系數(shù)法，將水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展進行衡量，以此分析水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展的脫鉤關(guān)系，根據(jù)王保乾等［20］研究的思路，表達式為

T=△EF△GDP=（EFt－EFt－1）/EFt－1（GDPt－GDPt－1）/GDPt－1。（5）

式中：T為區(qū)域水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展的脫鉤指數(shù)；△EF為第t年的水資源生態(tài)足跡變化率；△GDP為第t年的GDP增長率；EFt、EFt－1分別為第t年、第t－1年的水資源生態(tài)足跡，GDPt、GDPt－1分別為第t年、第t－1年的國內(nèi)生產(chǎn)總值。

本研究參考Tapio［8］在解耦理論框架中對于脫鉤指數(shù)的判定以及解釋標準的基礎(chǔ)之上，結(jié)合張亞麗等［12］的研究，對脫鉤狀態(tài)與表征內(nèi)涵作出說明，如表1所示。

1.4數(shù)據(jù)來源

本著科學、可操作性的原則，共選擇10個指標，均來源于《上海市水資源公報》《上海市統(tǒng)計年鑒》。包括工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)用水、生活用水量［21］，上海市國內(nèi)生產(chǎn)總值、工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、年末常住人口等相關(guān)數(shù)據(jù)。本文選取黃林楠等［7］根據(jù)WWF2002計算的水資源產(chǎn)量因子（1.39）、水資源全球均衡因子（5.19）、水資源全球平均生產(chǎn)能力（3140 m3·hm-2）作為計算值。

2結(jié)果與分析

2.1上海市水足跡構(gòu)成分析

從上海市人均用水量與水資源生態(tài)足跡分析來看（圖1），上海市總的人均用水結(jié)構(gòu)以工業(yè)用水為主，其次是生活、農(nóng)業(yè)用水，生態(tài)環(huán)境用水量在4種用水類型中位于末位。上海市人均生活用水量平均為9973m3/人，10年都大致保持在100 m3/人左右，總體較為均衡，側(cè)面反映了上海市在水資源利用上較為合理，有利于保障居民正常生活和行業(yè)生產(chǎn)的需求，進而促進經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展；而與2012年相比，2021年人均工業(yè)用水量和人均農(nóng)業(yè)用水量的降幅分別為24.42%和1845%，降幅相對較大，說明工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的依賴不斷降低，有利于上海市轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級；生態(tài)環(huán)境用水量位于末位，是因為在城市化進程加快和人口增長的背景下，生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)等方面的用水需求通常被認為是更為緊迫和重要的，因此，在資源分配中，生態(tài)環(huán)境用水往往被犧牲或者限制。

上海市2012—2021年人均水資源生態(tài)足跡整體上呈現(xiàn)不斷下降的變化趨勢，從2012年的0.61 hm2/人降低到2021年的0.51 hm2/人，雖然在2021年出現(xiàn)小幅回升，但總體上來說，生產(chǎn)生活方式不斷趨向良性發(fā)展。

2.2水資源可持續(xù)利用狀況

2.2.1人均水資源生態(tài)承載力變化趨勢

從總體來看，2012—2021年上海市人均水資源生態(tài)承載力呈現(xiàn)波動上升的變化態(tài)勢，如圖2所示。最為明顯的是在2013、2017年處于較低值，水資源生態(tài)承載力分別是0.11、0.13 hm2/人；在2015、2020年處于較高值，水資源生態(tài)承載力分別是0.24、0.22 hm2/人，水資源生態(tài)承載力的上升表明上海市在水資源管理和生態(tài)環(huán)境保護方面取得了一定成效，但仍需持續(xù)關(guān)注和加強相關(guān)工作，以確保水資源的生態(tài)承載力能夠持續(xù)提升，滿足城市可持續(xù)發(fā)展的需求。

2.22水資源生態(tài)盈虧變化趨勢

如圖3所示，上海市人均水資源生態(tài)赤字從2012年的-0.47 hm2/人減少至2021年的-032 hm2/人，下降了4921%，生態(tài)赤字不斷減小。但是，上海市水資源現(xiàn)狀一直處于生態(tài)赤字，10年間的人均生態(tài)赤字均值為-0.35 hm2/人，生態(tài)環(huán)境承受較大的壓力。上海作為中國的經(jīng)濟中心和人口密集地區(qū)，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活用水需求都很高，導致水資源供需矛盾突出。水資源生態(tài)赤字較大的情況表明上海市在水資源管理、保護和利用方面面臨挑戰(zhàn)，需要加大水資源保護力度，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和生態(tài)平衡。

人均水資源生態(tài)承載力與人均水資源生態(tài)赤字變化趨勢基本保持一致，兩者變化趨勢可能會相互影響。通過有效的資源管理和環(huán)境保護措施，一個地區(qū)的人均生態(tài)承載力可能得到提升，但由于人口增長或者資源不合理利用等原因，人均生態(tài)赤字仍然可能增加。

2.2.3水資源生態(tài)壓力指數(shù)變化趨勢

在研究期內(nèi)上海市水資源生態(tài)壓力總體上呈現(xiàn)波動下降，如圖3可示，水資源生態(tài)壓力值指數(shù)均值為3.3，遠大于1，說明水資源開采利用處于不利狀況。上海市人均水資源生態(tài)赤字、人均水資源生態(tài)承載力的變化與水資源生態(tài)壓力值變化呈相反的態(tài)勢。

2.3水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤評價

2.3.1水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟增長的總體脫鉤分析

上海市水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展總體分析如圖4：（1）上海市水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟增長總體上趨向于協(xié)調(diào)；（2）2012—2021年上海市GDP增長與水資源生態(tài)足跡出現(xiàn)了強脫鉤6次、弱脫鉤3次和1次增長連接，脫鉤指數(shù)變化處于波動態(tài)勢。特別是水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟增長的脫鉤變化趨勢中可以看出，2015—2019年趨于平滑的態(tài)勢，而在2012—2014年與2020—2021年波動幅度較大，大致呈現(xiàn)出兩端波動中間平滑的特征。在上海市總體脫鉤評價結(jié)果中，脫鉤率達90%，強脫鉤占60%，表明上海市經(jīng)濟增長與水資源的消耗逐漸解耦，經(jīng)濟增長處于較高水平的同時，水資源的使用量減少，不再對水資源構(gòu)成過度壓力。強脫鉤比例較高，側(cè)面說明了上海市在水資源管理、環(huán)境保護以及可持續(xù)發(fā)展取得了一定的成效，有利于良性發(fā)展。但是，出現(xiàn)3次弱脫鉤評價結(jié)果，表明水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展在個別年份還處于協(xié)調(diào)不足，經(jīng)濟增長依然存在以消耗水資源為代價，良性發(fā)展不夠穩(wěn)定。分析其原因，可能與上海市經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)水政策和管理措施的變化以及城市化等因素相關(guān)，要保持經(jīng)濟發(fā)展與水資源消耗的健康發(fā)展，還需進一步改進措施，促進水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

2.3.2工農(nóng)業(yè)水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟增長的脫鉤分析

對上海市用水量最多的工業(yè)和農(nóng)業(yè)單獨列出分別進行脫鉤分析，結(jié)果如圖5所示：（1）工業(yè)的水資源生態(tài)足跡對經(jīng)濟增長協(xié)調(diào)關(guān)系要優(yōu)于農(nóng)業(yè)；（2）農(nóng)業(yè)與工業(yè)脫鉤指數(shù)在2016—2019年時段上的變化具有一定的相似性；（3）工業(yè)脫鉤指數(shù)評價中強脫鉤指數(shù)比重為70%，而農(nóng)業(yè)脫鉤指數(shù)評價中負脫鉤指數(shù)比重為70%，說明上海市的農(nóng)業(yè)發(fā)展對于水資源依賴程度大于工業(yè)。上海市2012—2021年的工業(yè)水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟增長中有連續(xù)7年為強脫鉤狀態(tài)，表明工業(yè)的經(jīng)濟增長對于水資源依賴程度相對較小，在保護生態(tài)環(huán)境上具有較強可持續(xù)性。在農(nóng)業(yè)水資源利用中共有7個年份是負脫鉤狀態(tài)，其中強負脫鉤比重為50%，弱負脫鉤、增長負脫鉤各比重為10%，在2020年還出現(xiàn)了衰退脫鉤，從整體上說，農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展出現(xiàn)衰退的同時還伴隨著環(huán)境壓力的上升，對于水資源利用依賴過大。

3結(jié)論與討論

3.1結(jié)論

本研究以水資源短缺會影響人類生產(chǎn)生活的問題為切入點，基于上海市的社會經(jīng)濟與水資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用水足跡的理論和方法計算出上海市2012—2021年水資源生態(tài)足跡，并結(jié)合Tapio脫鉤模型分析水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系，以此揭示上海市水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系是否平衡，得出以下結(jié)論：

1）上海市水足跡總體呈下降趨勢，不斷趨向良性發(fā)展，有利于水資源可持續(xù)利用。行業(yè)用水量主要以工業(yè)與農(nóng)業(yè)用水為主，說明水資源分配與利用不夠合理，這與上海市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在較大關(guān)系，下一步應(yīng)該跨部門、跨行業(yè)合作，提高工農(nóng)業(yè)用水效率。

2）上海市人均水資源生態(tài)承載力與人均生態(tài)赤字變化呈現(xiàn)不斷轉(zhuǎn)良的趨勢，但上海市多年人均生態(tài)赤字平均為-0.35 hm2/人，水資源生態(tài)壓力指數(shù)均值為3.3，遠大于1，水資源供需失衡，環(huán)保壓力較大。上海市作為超大城市，人口眾多，經(jīng)濟發(fā)展迅速，水資源消耗較多。政府部門應(yīng)該加強水資源管理，倡導社會各界節(jié)約用水，加大科技投入，逐步推動生態(tài)修復(fù)。

3）水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤分析中得出，脫鉤率達90%，其中強脫鉤占比60%，總體上趨向于協(xié)調(diào)發(fā)展，為未來的經(jīng)濟發(fā)展提供了較為健康與穩(wěn)定的支撐。在工農(nóng)業(yè)部門水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展脫鉤分析中，農(nóng)業(yè)發(fā)展對水資源的依賴性依然明顯。上海市應(yīng)積極調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，因地制宜種植耗水量相對較低的作物，不斷改善農(nóng)業(yè)用水方式，以期實現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水的可持續(xù)性。

3.2討論

文章通過運用水資源生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、水資源盈虧等理論建立相關(guān)模型，對上海市2012—2021年的水資源生態(tài)足跡進行了評估，研究結(jié)果與周飛和邱衛(wèi)國［22］的研究結(jié)果總體相似，工農(nóng)業(yè)用水占主導是與城市發(fā)展并行的結(jié)果，需要探討用水的結(jié)構(gòu)與特點，減少過度消耗，提升用水效率。在水資源可持續(xù)狀況的研究與岳晨等［23］關(guān)于天津市近十年水資源生態(tài)壓力指數(shù)的研究結(jié)果相符，與李雨欣等［24］關(guān)于中國水資源承載力時空變化與趨勢預(yù)警，預(yù)測上海市生態(tài)赤字會不斷減小的結(jié)果相一致，說明超大城市普遍存在水資源壓力的挑戰(zhàn)，包括水資源生態(tài)壓力增大、生態(tài)赤字逐漸上升等問題，需要在全國范圍內(nèi)進行水資源管理政策的研究和實踐。在評估水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系中，與胡圓昭等［25］、童紀新和呂晴［26］關(guān)于長江經(jīng)濟帶水資源利用評價中得出上海市以強脫鉤狀態(tài)為主的研究結(jié)果具有一致性，對于上海來說是一個積極的標志，表明在經(jīng)濟發(fā)展過程中，上海市通過提高資源利用效率和推動綠色發(fā)展，減少了對水資源的過度消耗，逐步實現(xiàn)資源利用與經(jīng)濟增長之間的相對分離，為可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻。

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