2003～2011年四川省各市(州)农业水足迹时空变化与驱动力研究

运用水足迹理论和计算方法,系统分析了四川省各市(州)2003~2011年农业水足迹的时空动态变化趋势与农业水资源利用效益,并采用灰色关联度法分析其驱动力因素。研究结果表明:(1)四川省各市(州)农业水足迹和人均农业水足迹均呈增加的趋势变化,成都市、南充市、达州市农业水足迹较大,2011年农业水足迹分别达82.44×108,45.56×108,41.02×108 m3。人均农业水足迹各市(州)差距不大,其中成都市和攀枝花市略高。(2)农业水资源利用效益方面显示:四川省各市(州)农业水足迹净贸易量均为正值,属于农业水资源净输出地。2006、2009、2010和2011年农业水资源匮乏度较高,成都市水资源紧缺度最高,2005~2010年均在200%以上。(3)驱动因素方面显示:耕地复种指数和人口总数是农业水足迹变化的关键驱动因素,关联度分别是0.643 3和0.632 5。建议提高水资源利用效益,适当控制高耗水农产品生产规模,合理配置水资源,实现空间和季节用水的协调性。     

重庆市2004年的水足迹分析

把水足迹分析方法作为一个实用的工具,用来分析一个国家或地区的生产结构或消费方式是如何影响水资源的利用,是当前国际水资源领域研究的一个热点。而研究一个国家或地区如何通过客观评价水足迹来减少国内水资源压力、如何通过虚拟水贸易来获得最大的利益则是水足迹分析方法的两个发展方向。首先介绍了水足迹分析法的基本理论和研究方法,接着计算了重庆市2004年的水足迹。结果表明,重庆市2004年的水足迹为37017×108 m3,人均水足迹为1 177 m3／a,水自给率为9869％,过高的水足迹和自给率给重庆市的水资源带来巨大的压力。同时也分析了产生这么高水足迹的原因,并探讨了水足迹对重庆市水资源管理的启示和战略意义。最后对该方法及其应用前景进行了评价。     

长江经济带水足迹与省市规模时空关联格局及驱动因素研究

长江经济带是我国经济发展的主要载体之一，其水资源可持续利用问题也备受关注。为探究该地区水足迹与省市规模15年的时空关联格局，基于脱钩模型和不均衡指数对长江经济带2006～2020年水足迹与省市规模时空关系进行研究，利用时空地理加权回归探究影响区域水资源消耗的因素，并从时空异质性角度展开讨论。研究表明：(1)长江经济带水足迹增长率逐年降低，且各省市水足迹强度与人均水足迹空间分布格局相似。(2)2006～2020年间各省市水足迹与经济规模呈现弱脱钩，但已有6/11省市于“十三五”期间达到理想的强脱钩状态，水资源丰富的省市水足迹与人口规模协调度较好，水足迹与空间规模的发展均衡性与各省市地形地貌有关。(3)省市规模、节水技术、产业结构与水资源管理等因素对水足迹高低产生显著影响，水足迹的驱动因素存在时空异质性，影响力随发展阶段和地区变换而改变。     

缓解西北地区缺水问题的新途径——提高农村机械化,调整生产与消费结构

根据虚拟水与水足迹的理论与计算方法,对我国西北和中部地区虚拟水含量进行研究.首先计算2000年江西省主要农产品虚拟水含量和城乡居民生活消费虚拟水含量,得出粮食作物的虚拟水含量为284.81×108 m3;城镇居民人均消费主要产品的虚拟水量为768.27 m3;农村居民人均消费主要产品的虚拟水含量为670.17 m3.然后在前人计算结果的基础上,将江西省与陕西省的城乡居民生活消费虚拟水含量进行比较分析,发现城镇居民人均消费粮食虚拟水含量都低于农村居民,陕西省居民人均消费虚拟水含量中粮食虚拟水含量比重大于江西省居民.通过进一步研究居民的消费结构,得出调整区域生产与消费结构,增加虚拟水贸易,是缓解我国西北地区水资源短缺与社会经济发展矛盾的新途径的结论,并指出调整农村消费结构的关键是提高农业生产的机械化.     

基于水足迹法的长江中游城市群水资源利用与经济协调发展脱钩分析

长江中游城市群承东启西、连南接北,是长江经济带的重要组成部分。作为地区经济发展新的增长极,在长江经济带坚持生态优先、绿色发展的战略定位下,长江中游城市群更应该重视地区生态文明建设与资源环境保护,特别是水资源的可持续利用与保护。基于此,本文将长江中游城市群整体作为研究对象,利用水足迹理论与方法,通过计算该地区2000—2015年水足迹的构成,定量分析长江中游城市群近16年来水资源利用状况,并结合协调发展脱钩评价模型对水资源利用与经济增长协调关系进行评价。结果表明:(1)长江中游城市群近16年来水足迹呈现先小幅波动上涨、再稳步上涨的总体上涨趋势,农业生产用水是水足迹的主要组成部分;(2)水资源利用效率逐年提高,但水资源利用结构不合理,农业生产用水所占比重过大,水资源基本用于本地区内部经济发展,对外交流不足;(3)水资源总量丰富,但水资源利用与经济增长基本处于相对脱钩的初级协调状态。基于以上研究结果,本文从"严管理、抓节水、调结构、促发展"四个方面提出了促进长江中游城市群水资源利用与经济协调发展的政策建议:积极落实严格的水资源管理制度,从源头上杜绝水资源浪费现象;重点抓好农业节水工程建设,大力推动生产生活节水;提高对外经济贸易水平,调整水资源利用与农业产品消费结构;大力促进产业协同发展,加快经济增长与水资源利用向优质协调发展状态转变。     

基于灰水足迹的长江经济带水资源生态补偿标准研究

建立基于水污染的水资源生态补偿标准模型是当前生态经济领域的研究热点之一。通过核算长江经济带11省市2006～2015年的灰水足迹,构建了长江经济带省际水资源生态补偿模型,对长江经济带省际水资源生态横向补偿问题进行了探讨。结果表明:(1)2007～2016年间,长江经济带在经济总量迅速增长的背景下,总灰水足迹基本维持不变,且农业灰水足迹始终占最大比重;(2)从灰水足迹负荷指数看,下游省份负荷较高,上中游负荷相对较低;(3)从生态补偿横向支付情况看,上海、江苏、安徽、湖北一直为水资源生态补偿支付地区,而云南、贵州、四川、湖南、江西一直为水资源生态受偿区域。     

基于BWSI与GWSI的江苏省农业生产水资源压力评价

为评价农业生产过程对区域水资源的影响,在核算江苏省农业广义水资源量和农作物生产水足迹的基础上,构建基于水资源消耗和水足迹的农业生产水资源压力指标BWSI和GWSI进行1999~2013农业生产水资源压力评价。结果显示,江苏省农业广义水资源约为1 034.6×10~8 m~3,绿水占70.4%,苏南地区相对丰富;农作物生产水足迹为1 069.5×10~8 m~3(5.9%蓝水、74.6%绿水、19.5%灰水),苏北地区占61.6%且有随时间增大趋势。全省BWSI和GWSI分别为2.60与1.09,水资源压力较大,且有随时间微弱增大的趋势;农业生产水资源压力由南向北呈增大态势,且在时间上呈现苏南减低、苏中稳定、苏北增大的整体态势。引江水缓解了全省及各分区水资源压力,对BWSI的影响大于GWSI。BWSI和GWSI可以用于区域农业生产水资源压力评价,BWSI能揭示缺水地区的水资源稀缺性,而GWSI适合全面反映水资源丰富地区的用水状况。     

湖北省洪湖市生态足迹与水足迹动态分析

为了分析洪湖市的可持续发展情况,本文运用生态足迹法计算了洪湖市2000～2007年的生态足迹和生态承载力,同时基于生态足迹理论,运用水足迹模型,计算了洪湖市的水足迹.结果表明,洪湖市的人均生态足迹呈整体上升趋势,由1.450 8hm2攀升到2.022 3 hm2,8年间增长近40%,其中能源用地和耕地生态足迹的贡献率最大;人均生态承载力变化不大,稍有下降趋势.2000-2007年洪湖市均表现为生态赤字,且随着生态足迹的不断增大,生态赤字逐渐加大,2007年人均生态赤字达1.373 hm2,表明生产、生活强度已超过生态系统的承载能力,区域生态系统处于人类的过度开发利用和压力之下,洪湖市处于不可持续发展状态.8年间洪湖市水足迹变化不大,2007年为1 399 m3/a,高于全国平均水平,在国内属于水资源丰富型城市.     

缓解西北地区缺水问题的新途径

根据虚拟水与水足迹的理论与计算方法，对我国西北和中部地区虚拟水含量进行研究。首先计算2000年江西省主要农产品虚拟水含量和城乡居民生活消费虚拟水含量，得出粮食作物的虚拟水含量为28481×108 m3；城镇居民人均消费主要产品的虚拟水量为76827 m3；农村居民人均消费主要产品的虚拟水含量为67017 m3。然后在前人计算结果的基础上，将江西省与陕西省的城乡居民生活消费虚拟水含量进行比较分析，发现城镇居民人均消费粮食虚拟水含量都低于农村居民，陕西省居民人均消费虚拟水含量中粮食虚拟水含量比重大于江西省居民。通过进一步研究居民的消费结构，得出调整区域生产与消费结构，增加虚拟水贸易，是缓解我国西北地区水资源短缺与社会经济发展矛盾的新途径的结论，并指出调整农村消费结构的关键是提高农业生产的机械化。〖     

基于改进水生态足迹的水资源环境与经济发展协调性评价——以中原城市群为例

为探索水资源环境和经济发展的协调关系,基于改进的水生态足迹模型,计算中原城市群2001～2016年水量生态足迹和水质生态足迹,从宏观和微观层面构建脱钩评价模型和协调度模型,对区域经济发展和水资源环境协调关系进行研究。研究表明:(1)中原城市群总体水生态足迹表现出波动增加趋势,农业水足迹在水量生态足迹中比重最大,超过50%;(2)地下水质生态足迹和地表水质生态足迹的比例约为4∶3,2001～2010年导致地表水质生态足迹面积最大的污染物是硝态氮,2011～2016年磷是最主要的污染物,而导致地下水质生态足迹的规律较为复杂,由多种污染物交替决定;(3) 2001～2016年,水资源环境和经济发展的协调关系由弱脱钩的不协调和初级协调向强脱钩的中级协调转变,表明中原城市群经济发展和水资源环境的协调性在逐步增强;(4)中原城市群内部各城市水资源环境和经济发展的协调性在时间上表现出逐年增强的趋势,在空间上存在较高的相似性,中原城市群在协调度上的表现优于其在脱钩指数上的表现。     

环鄱阳湖区水足迹的动态变化评价

水足迹模型是计量水资源承载力的一个较新颖且日趋成熟的方法。水资源状况对鄱阳湖区生态系统的平衡、稳定以及生态系统良性循环有着重要意义。将水足迹模型运用于环鄱阳湖区进行实证研究,通过计量模型计算出环鄱阳湖区1989~2008年水足迹的时间序列值,并评价其承载状况。结果显示,近20 a来,环鄱阳湖区的水足迹需求由1989年的735亿m3增加至2008年的110亿m3,呈现出波动上升趋势。至今为止水足迹未超载,但盈余空间呈减少趋势。最后从优化水资源利用、倡导绿色消费和促进区域间贸易交流等降低水足迹的需求和增大水足迹供给的角度提出了提高水足迹承载力的对策。进而从水足迹的角度为环鄱阳湖区提高生态系统承载力提供理论依据,促进江西省鄱阳湖生态经济区的建设     

不同消费模式下虚拟水消费比较

水资源是产品生产的基本、必要的投入,不同的产品消费模式对水资源剥用有着很大的影响,分析和度量这种影响作用对于水资源的可持续利用及可持续消费模式的构建等都有着重要的意义.以甘肃省1992-2005年虚拟水消费量为例,分析消费模式对虚拟水消费量的影响作用之后,通过设定3种消费模式调整方案,并分别核算和比较了3种调整方案的虚拟水节约情况.研究结果表明:在这14年中人均虚拟水消费量在减少,与1992年相比,2005年人均消费量减少了43%;消费项目中粮食产品虚拟水消费量减少最显著,而奶类增加幅度最大;人口数据对环境影响有放大的作用,控制虚拟水人均消费量是减少虚拟水消费的关键所在;以产品链中位置低的产晶替代位置高的产品,可以减少当前消费模式下的虚拟水消费量.     

长江中游城市群水资源生态足迹时空演变及其驱动因素分析

客观核算城市群水资源生态足迹，对评估区域水资源盈亏状况和衡量水资源的可持续利用具有重要意义。基于“省公顷”修正水资源均衡因子，计算并分析2000～2019年长江中游城市群水资源生态足迹时空演变规律，并利用地理探测器探究其驱动因素。结果表明：(1)2000～2019年长江中游城市群水资源生态足迹整体呈波动增长态势，增幅为34.63%;(2)长江中游城市群水资源生态足迹区域差异显著，其中武汉城市圈水资源生态足迹北部高于南部，环鄱阳湖城市群水资源生态足迹呈“西高东低”的分布格局，环长株潭城市群水资源生态足迹北部和东南部地区高于中部地区；(3)水资源生态足迹强度是长江中游城市群水资源生态足迹时空演变的主要驱动因素，具有最高解释力的交互因子为水资源生态足迹强度和GDP。该研究结果可为决策者因地制宜制定区域水资源管理政策提供科学依据。     

中国水资源承载力时空变化与趋势预警

水资源是制约社会经济发展的重要因素,全面客观评价水资源承载状况,对促进水资源利用与人口、经济、社会、发展相协调具有重要的理论和现实意义.以中国31个省(自治区、直辖市)为研究单元,基于生态足迹模型测算2003～2018年中国省域水资源生态平衡供需情况,并利用ARIMA模型预测其未来变化趋势.结果表明:(1)2003～2018年中国人均水资源承载力年际波动较大,而人均水资源生态足迹呈现先增后降的小幅波动趋势,人均水资源供需总体盈余,但在降水量较少的年份逼近赤字边缘.(2)中国水资源承载状况保持南方地区水资源供需有余,北方地区水资源供需赤字的宏观格局,人均水资源以有余区和超载区为主,地区间水资源生态盈亏差异较大.(3)中国的农业用水在4类账户中占比最高,研究期内人均农业和工业用水足迹由增转降,人均生活和生态用水足迹逐年递增;除北京外,其余省份的主要用水账户为农业和工业.(4)中国人均水资源生态盈亏呈现出"整体平稳,局部变化"的地域格局.15年,20个省(自治区、直辖市)水资源生态超载加速.(5)人均水资源生态盈亏未来将在30°N～40°N部分地区呈现恶化,但在多数地区逐渐改善.其中东南和西北地区水资源生态环境改善潜力较大,青藏高原将呈现恶化趋势,晋、陕、豫、鲁、苏、辽地区可能形成重度预警区.     

基于改进模型的区域生态足迹动态分析——以江苏省南通市为例

20世纪90年代以来,生态足迹模型作为定量化可持续评价的重要理论方法得到了广泛的应用。基于传统生态足迹模型,结合遥感产品净初级生产力数据,构建了基于净初级生产力的生态足迹模型,调整了均衡因子和产量因子,并增加了污染物账户。在此基础上,应用传统模型和改进后的模型分别计算了南通市2000~2013年的生态足迹。结果表明:(1)传统生态足迹模型和改进模型下的南通市2000~2013年人均生态足迹都是稳步增长的,改进后的模型变化较小;(2)南通市2000~2013年生态承载力虽有所波动,但整体上呈下降趋势;(3)南通市连续14年出现生态赤字,从2000年的0.308 6 hm~2/人上升到0.587 7 hm~2/人,生态系统处于不安全状态,生态系统的稳定性降低。可见,改进的生态足迹模型能更准确地反映研究区自然资源利用状况。最后,针对南通市生态不安全状况,从土地结构、能源消费等方面提出减少生态足迹的建议。     

中国区域粮食生产与消费中的虚拟水平衡研究

从省级和8个二级区域尺度上分析我国2007年粮食生产和消费中的虚拟水含量的空间分布规律以及粮食生产和消费中的虚拟水平衡规律,得出如下结论：首先,粮食生产虚拟水量北方比南方地区多31 9752×107 m3,人均粮食生产虚拟水量北方地区为530 m3/人,远高于全国平均水平的460 m3/人,而南方地区则只有410 m3/人。说明我国当前粮食生产存在较为典型的虚拟水资源“北水南调”现象;其次,全国粮食虚拟水消费量南方比北方地区多4 8553亿m3,恰好与粮食生产的虚拟水空间分布规律相反。南北方粮食消费水平的差异加剧了我国粮食生产虚拟水资源“北水南调”现象的发生;再次,从粮食生产和消费的虚拟水平衡空间分布规律来看,调出区主要集中分布在由黑龙江、吉林、内蒙古、新疆、宁夏5省（区）组成的我国北方边境沿线地带和由江西、湖南、重庆、湖北、河南、安徽、江苏、山东和山西组成的中东部环形地区。虚拟水调入区则主要集中在由北京、天津、河北和辽宁组成的环渤海地区和由分布在西北、西南和华南共13个省市区组成的环状连片地带;最后简要分析了我国粮食生产和消费的虚拟水平衡在粮食生产和水资源开发利用领域的启示意义。
     

新疆虚拟水和水足迹的核算及其影响分析

通过利用投入产出模型对新疆生产和消费水足迹以及虚拟水贸易进行定量核算,研究结果发现:1内部水足迹在消费水足迹中占80%,农业对内部水足迹贡献最大。2新疆是虚拟水净出口地区,2007年虚拟水出口量为329×108m3,占总生产水足迹的67%,全区总用水量的56%,农业对虚拟水出口贡献最大;而大部分工业部门表现为虚拟水净进口。建议新疆加快农业产业化由劳动密集型向劳动、资本、技术、品牌融合性转变,优化出口结构,均衡经济用水和生态用水的比例,实现经济与生态环境的可持续发展。     

基于本地生态足迹模型的浙江省可持续发展评价

生态足迹法是一种评估区域可持续发展程度和人类对自然资源利用情况的工具。通过对一般生态足迹法的调整,运用本地生态足迹模型,对浙江省本地生态足迹的时空特性和环境生态的潜在危险性进行了分析和评价。结果表明：(1)2006年浙江省人均本地生态足迹 2.763 8 hm2,人均生态承载力 0.437 9 hm2,人均本地生态赤字 2.325 9 hm2;(2)1991～2006年浙江省的本地生态足迹都超过了生态承载力,社会经济发展表现出环境生态的不可持续性;(3)2005年浙江省11个城市的本地生态足迹和生态承载力表现出一定的差异;(4)浙江全省生态足迹强度指数从1991年的2078上升到2006年的5952,16年间生态强度指数增大了近3倍,单位可承载面积内的实际生态压力越来越大,环境生态的潜在危险性有扩大之势.     

农业节水和南水北调对华北平原可持续水管理的影响

针对华北平原可持续水管理中存在的问题,采用MIKE SHE模型和SD模型耦合的方式,设定现状保持、农业节水和南水北调等3种情景,模拟2014~2028年农业节水和南水北调对华北平原可持续水管理的影响。结果表明：（1）农业节水的实施对华北平原可持续水管理有一定影响,模拟期末的缺水指数下降15.8%,非充分灌溉和减少灌溉量分别使得地下水储量恢复约0.06和0.12 m;（2）南水北调显著降低缺水指数（下降50.7%）,地下水水位和含水层储量出现较大的恢复（含水层储量恢复1.12 m）;（3）华北平原短期内无法解决缺水问题,但通过多种途径结合,倡导节约用水,提高用水效率,引入区域外的水,可以有效地缓解华北平原的缺水问题,保证水资源的可持续利用和发展。     

城市水足迹对比分析——以上海和重庆为例

基于虚拟水和水足迹的理论与方法,提出了城市水足迹的概念,构建了城市水足迹的计算模型,并对上海和重庆1999~2008年的水足迹进行对比分析,以揭示两市社会经济发展对水资源系统的影响及其差异。结果表明:近10a来上海和重庆的水足迹总体均呈上升趋势,且两者的差距有缩小的趋势;重庆的水足迹结构变化不大,而上海的虚拟水净输入量所占比例快速增长;上海的水资源利用呈严重超载状态,重庆的水资源利用尚处于安全范围;上海的水资源自给能力较低,对外依赖的程度远高于重庆;重庆的水资源利用效益比上海低得多。最后,分别从消费者、生产者和管理者的角度提出了保障城市水资源安全的对策和建议。