水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)探究

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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(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)所使用的水資源總量剞．水足跡不僅包括了人類(lèi)社會(huì)發(fā)展所消耗的實(shí)體水，還包括了隱藏在產(chǎn)品和服務(wù)內(nèi)的虛擬水資源，能夠真實(shí)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(píng)價(jià)指標(biāo)．由于貿(mào)易的存在，一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的水足跡等于該國(guó)家或地區(qū)所生產(chǎn)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，主要有2部分構(gòu)成，表達(dá)式為：WF=IWF+EWF(1)式中：WF為一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的水足跡；IWF表示生產(chǎn)該國(guó)家或地區(qū)當(dāng)?shù)鼐用袼M(fèi)的所有產(chǎn)品和服務(wù)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(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)所消耗的水量，即外部水足跡．IWF=AWU+IWU+DWU+EWU+VWE(2)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．EWF=VWI—VWE(3)式中：VWI表示進(jìn)口產(chǎn)品虛擬水量；VWIre表示向其它國(guó)家或地區(qū)輸出的進(jìn)口產(chǎn)品再出口量．水足跡分析指標(biāo)如所示．

1．2相對(duì)“脫鉤”“復(fù)鉤”理論

為考察經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用程度間的耦合狀況，構(gòu)建如下公式：DFl=G一w(5)式中：DF1為脫鉤指數(shù)；w為水資源消耗量的年均變化率．同時(shí)，考慮到水資源同時(shí)具有資源與環(huán)境的雙重屬性，為考察經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與區(qū)域水環(huán)境壓力之間的分異程度，構(gòu)建二者之間的脫鉤指數(shù)公式：DF2=VEC-VEp(6)式中：DF2為脫鉤指數(shù)；VEP為水環(huán)境壓力的年均變化率．本文以Vehmas[2H提出的脫鉤復(fù)鉤形式模型為基礎(chǔ)，提出適用于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源可持續(xù)利用狀況耦合關(guān)系分析的標(biāo)準(zhǔn)，如所示．根據(jù)水資源消耗水平、水環(huán)境壓力分別與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)狀況的脫鉤指數(shù)的計(jì)算可以界定6類(lèi)狀態(tài)．當(dāng)水資源消耗量或水環(huán)境壓力不斷減少，而經(jīng)濟(jì)水平不斷增加，同時(shí)兩者間的脫鉤指數(shù)也不斷增加時(shí)，這種情況為強(qiáng)“脫鉤”狀態(tài)；反之，當(dāng)水資源消耗量或水環(huán)境壓力不斷增加，而經(jīng)濟(jì)水平不斷減小，同時(shí)兩者間的脫鉤指數(shù)也不斷減小時(shí)，這種情況為強(qiáng)“復(fù)鉤”狀態(tài)；擴(kuò)張性“復(fù)鉤”表示經(jīng)濟(jì)總量與水資源消耗或水環(huán)境壓力均有增長(zhǎng)，同時(shí)單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的水資源消耗或水環(huán)境壓力的增長(zhǎng)高于經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng)：弱“脫鉤”表示經(jīng)濟(jì)總量、水資源消耗或水環(huán)境壓力均有增長(zhǎng)，但單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的水資源消耗量或水環(huán)境壓力的增長(zhǎng)低于經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng)．

2案例應(yīng)用

2．1研究區(qū)概況

江蘇省位于我國(guó)東部沿海中心，全省土地面積為12．4萬(wàn)km，海域面積為13．6萬(wàn)km2．全省河網(wǎng)密布，有大小湖泊290多個(gè)，水面面積達(dá)17300km，占全省總面積的17％，為全國(guó)水面積比重之最[．2009年全省總供水量為549．4億lIl3，其中，地表水源供水量540,4億n13，占總供水量的98．4％；地下水源供水量為8．83億fn3，占總供水量的1．6％．全省水資源總量為400．3億m3,人口達(dá)到7700多萬(wàn)人，人均水資源占有量7l1m，遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平的2200m／人【2．參考2009年江蘇省水資源公報(bào)中的統(tǒng)計(jì)，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％、2O％及52％，而蘇南地區(qū)用水量為229．6億，蘇中地區(qū)為128．7億，蘇北190．9億m，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(shí)水環(huán)境日趨惡化，水資源短缺已成為限制江蘇經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素．

2．2計(jì)算內(nèi)容與數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)江蘇省的實(shí)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(jìn)出口量六個(gè)賬戶(hù)，對(duì)江蘇省20002009年水足跡及其分析指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算．GDP產(chǎn)值均為1990年的可比價(jià)格．農(nóng)業(yè)是最大的用水行業(yè)，因此是計(jì)算水足跡的最主要部分【2引．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(jì)算各單位產(chǎn)品的虛擬水含量是計(jì)算的關(guān)鍵．農(nóng)作物生長(zhǎng)需水要受到作物類(lèi)型、氣象環(huán)境、灌溉水平等因素影響，計(jì)算結(jié)果只是一種粗略估計(jì)．本研究參照江蘇省南京市的多年氣象資料，采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)推薦的標(biāo)準(zhǔn)彭曼公式計(jì)算參考作物需水，并結(jié)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(zhǎng)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(jì)算方法可參考文獻(xiàn)【29】．因動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水含量較復(fù)雜，本文主要參考Hoekstra等【2】有關(guān)中國(guó)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(bào)上查找并進(jìn)行適當(dāng)處理得到．生態(tài)用水量主要包括生物體生長(zhǎng)及生存所必須的水量，從當(dāng)前的研究來(lái)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(guò)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(duì)于水足跡總量來(lái)說(shuō)非常小，所以不會(huì)對(duì)總體評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響，所缺乏的2000~2002年生態(tài)用水?dāng)?shù)據(jù)，本文賦予其2003年的數(shù)值．因進(jìn)出口貿(mào)易中各商品種類(lèi)繁多，為簡(jiǎn)化計(jì)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(wàn)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(jìn)口產(chǎn)品再出口的虛擬水量．?dāng)?shù)據(jù)來(lái)源主要包括：聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織CIPw需水量計(jì)算軟件及CLIMWAT數(shù)據(jù)庫(kù)；國(guó)際虛擬水研究成果中的中國(guó)動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水含量計(jì)算成果【24；江蘇省歷年水資源公報(bào)；《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒(2001—2OLO)9；《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》：《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》．

2．3水足跡結(jié)果

2．3．1江蘇省水足跡分析

江蘇省水足跡自2000年的699．82億m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(shì)，年均增加7．4億rfl．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(zhǎng)僅3．61億rn3．計(jì)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(jì)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(dòng)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(jié)構(gòu)比例如所示．可見(jiàn)，在整個(gè)農(nóng)業(yè)用水量中，動(dòng)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(xué)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(huì)減少農(nóng)業(yè)用水量【3oJ，隨著江蘇省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，全省耕地面積由2000年的5008．39khm減少到2009年的4688．06khm2,其中需水量較大的水田面積減少了2l5．72khm，同時(shí)節(jié)水灌溉面積增加了273．27khm2．從本研究的計(jì)算結(jié)果來(lái)看，作物需水量未有明顯改變，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與灌溉水平的提高對(duì)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．算結(jié)果來(lái)看，作物需水量未有明顯改變，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與灌溉水平的提高對(duì)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．，歷年工業(yè)產(chǎn)品虛擬水的貿(mào)易量遠(yuǎn)高于農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)品，虛擬水出口量均高于進(jìn)口量，且自2003年起，虛擬水進(jìn)出口量均高于100億m，表明江蘇省的工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，對(duì)外經(jīng)貿(mào)交流活動(dòng)與能力較強(qiáng)，與該省所處我國(guó)水資源較多的東南部地區(qū)及經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的實(shí)際情況相符17-業(yè)產(chǎn)品進(jìn)出口虛擬水呈倒“u”型曲線(xiàn)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(jié)構(gòu)調(diào)整，并且自2007年起開(kāi)展了行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)節(jié)水行動(dòng)．為此，在全省對(duì)外貿(mào)易不斷增加的情況下，虛擬水進(jìn)出口量不斷減小，說(shuō)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，但仍然呈緩幔增加趨勢(shì)．

2．3．2江蘇省水足跡指標(biāo)分析

江蘇省2000～2009年人均水足跡AWF大約在900-1000m／(A．年)，這個(gè)結(jié)果與馬靜等J研究得出的長(zhǎng)江下游地區(qū)的年人均水足跡960m3／(J~．年1的結(jié)論相近，低于荷蘭國(guó)際水文和環(huán)境工程研究所得出的全球人均水足跡1240m／(A．年)，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的人均水足跡(如美國(guó)為2480m3／(Jk．年)，加拿大為2049m3／(人．年)相比還有較大差異Lj2J．因水足跡主要從消費(fèi)角度考察蘊(yùn)含在產(chǎn)品和服務(wù)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(zhǎng)江中下游地區(qū)，歷來(lái)是我國(guó)人口最多的省份之一，截至2009年，全省人口達(dá)到7725萬(wàn)人，占全國(guó)總?cè)丝诘?．79％。人口的不斷增長(zhǎng)必然導(dǎo)致水資源人均占有量的低水平；另一方面，江蘇經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在中國(guó)雖然較高，但是人均消費(fèi)水平與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差異．此外，膳食習(xí)慣也對(duì)水足跡的結(jié)果有一定的影響，與歐美等主要以動(dòng)物食品為主的國(guó)家不同，我國(guó)主要以植物性食品為主，而單位動(dòng)物產(chǎn)品的虛擬水含量遠(yuǎn)高于植物產(chǎn)品．因此，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由消費(fèi)水平提高引發(fā)人均水足跡的變化將呈現(xiàn)繼續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)．通過(guò)對(duì)江蘇省水資源的自給率WSS與進(jìn)口依賴(lài)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(mǎn)足本省發(fā)展所需要的水資源量；同時(shí)雖然江蘇省水資源進(jìn)口依賴(lài)度較較低，但總體上呈增加狀態(tài)，說(shuō)明江蘇省還可繼續(xù)加強(qiáng)引進(jìn)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7．533一直增加到2009年的20．913，說(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的增加，水資源利用效率有了明顯的提高．這個(gè)結(jié)果與黃林楠等【33]通過(guò)生態(tài)足跡方法得出的結(jié)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(shù)的進(jìn)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(shí)的不斷提高．

2．4江蘇省水資源利用狀況評(píng)價(jià)

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(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合相對(duì)脫鉤復(fù)鉤系統(tǒng)耦合理論對(duì)江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源利用情況進(jìn)行識(shí)別與分析，以期為江蘇省1O年間水資源利用狀況做出評(píng)價(jià)．首先，對(duì)江蘇省200o~2009年的GDP、WF與廢水排放量進(jìn)行計(jì)算整理，根據(jù)各自的變化率，利用公式(5)與(6)計(jì)算出2種脫鉤指數(shù)DF與DF2．根據(jù)所示評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，得出評(píng)價(jià)結(jié)果，如、所示．，江蘇省2001-2009年來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源消耗之間的關(guān)系較為理想，其中有三分之一的年份處于強(qiáng)“脫鉤”狀態(tài)，三分之二的年份處于弱“脫鉤”狀態(tài)，并沒(méi)有其他不利的情況．強(qiáng)“脫鉤”狀態(tài)出現(xiàn)的年份僅能體現(xiàn)出了當(dāng)年水資源消耗量有較多的下降，多年的弱“脫鉤”狀況說(shuō)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(dá)到可持續(xù)發(fā)展的最理想狀態(tài)．通過(guò)前面對(duì)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(yuǎn)低于全國(guó)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(jìn)一步擴(kuò)大，更多的水資源將會(huì)被消耗，水資源短缺的壓力依然存在．整體上看來(lái)江蘇省的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值與水資源投入均呈增加態(tài)勢(shì)，且多數(shù)年份經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平高于水資源投入的增長(zhǎng)水平，在經(jīng)濟(jì)總量持續(xù)增長(zhǎng)的條件下，水資源投入量在很大程度上決定了社會(huì)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(kāi)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．

江蘇省2000~2009年間的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水環(huán)境壓力兩者關(guān)系的評(píng)價(jià)結(jié)果不容樂(lè)觀．評(píng)價(jià)結(jié)果中沒(méi)有“復(fù)鉤”情況的出現(xiàn)，僅2001年出現(xiàn)了擴(kuò)張性“復(fù)鉤”，其余年份呈現(xiàn)強(qiáng)、弱“脫鉤”交替出現(xiàn)的態(tài)勢(shì)，且弱“脫鉤”的年份高于強(qiáng)“脫鉤”．連續(xù)的“脫鉤”狀態(tài)表明了江蘇省環(huán)境保護(hù)投入不斷加強(qiáng)，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(shì)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(zhǎng)了約53％．從按行業(yè)劃分的廢水排放情況來(lái)看，化工、紡織、黑色金屬冶煉、火電及造紙多年來(lái)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?jī)H從廢水排放的角度對(duì)研究區(qū)水環(huán)境壓力進(jìn)行考察，存在一定的偏差，僅能作為保守的估計(jì)．從水質(zhì)的角度來(lái)看，COD與N、P等富營(yíng)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排放情況如所示，可以看出，工業(yè)廢水中COD有略微下降趨勢(shì)，生活廢水中COD總體呈增加狀態(tài)，這與江蘇省近年來(lái)對(duì)工業(yè)廢水治理力度的不斷加大有關(guān)，同時(shí)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(bào)統(tǒng)計(jì)，全省監(jiān)測(cè)的12個(gè)省管湖泊均處于不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，針對(duì)湖泊的各項(xiàng)投入與治理應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加強(qiáng)．

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(wèn)題復(fù)雜化．評(píng)價(jià)結(jié)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(jì)增長(zhǎng)之間呈弱“脫鉤”關(guān)系，水環(huán)境的壓力狀況也不容樂(lè)觀，說(shuō)明江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展還較多依賴(lài)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(gòu)成，應(yīng)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(kāi)展節(jié)水工作的主要著力點(diǎn)．同時(shí)繼續(xù)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(shù)產(chǎn)業(yè)．從虛擬水貿(mào)易的結(jié)果來(lái)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(shì)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(kāi)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(dǎo)致水環(huán)境難以全面達(dá)到功能區(qū)要求，必須繼續(xù)采取高壓的環(huán)境政策，嚴(yán)防水體污染．水足跡能夠較為真實(shí)的反映水資源消耗的水平，但是由于目前學(xué)術(shù)界對(duì)于水足跡計(jì)算方法還沒(méi)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，各學(xué)者得出的結(jié)果差異性較大，本文的研究也未考慮科技進(jìn)步水平等因素，如萬(wàn)元產(chǎn)值用水量只是按照算術(shù)平均值簡(jiǎn)化處理，因此確切的結(jié)果還需進(jìn)一步的探究．

3結(jié)語(yǔ)

江蘇全省水足跡自2000年以來(lái)不斷增加，年均增長(zhǎng)7．4億m3，農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水對(duì)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7．53fr_Jm3增加到2009年的2O．91ffJm3，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(duì)水資源的合理利用進(jìn)行保障．江蘇省的經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(diǎn)的展開(kāi)水資源保護(hù)和治理工作．水資源的可持續(xù)利用水平受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、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(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制各類(lèi)污水排放，加大環(huán)境治理與監(jiān)管的力度