基于生产视角的中国水足迹地区间差异:“总量-结构-效率”分析框架

我国水资源短缺地区间差异问题正引起各界关注,分析比较各地区用水总量、结构及效率,是我国构建特色水安全保障体系、实施最严格水资源管理制度的前提。在"总量-结构-效率"分析框架下,采用多区域投入产出分析、锡尔指数空间差异分解、伪基尼系数差异成因分解等方法,分析我国30省级行政区(除西藏)42经济部门生产视角下水足迹(生产水足迹)地区间差异及其成因,为我国合理高效调整生产以降低水足迹提供依据。研究结果表明:1我国生产水足迹总量、结构、效率地区间差异明显。2生产水足迹经济区域间差异是其总体空间差异的主要成因(贡献率69.46%),而农林牧渔业生产水足迹经济区域间差异是生产水足迹经济区域间差异的重要贡献因子(贡献率59.19%),其关键因子为该部门最终需求量经济区域间差异(贡献率74.57%);水资源压力指标总体空间差异主要源自经济区域内省区间可利用水资源量对应差别。3农林牧渔业直接用水系数与最终需求量、食品制造及烟草加工业最终需求量、住宿餐饮业用水乘数与最终需求量等省区间差别分别是三大产业生产水足迹省区间差异主要贡献因子。4生产水足迹强度省区间差异主要源于农林牧渔业生产水足迹强度对应差异;煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业对工业生产水足迹废弃率省区间差异的贡献高于其他经济部门。     

浙江省粮食贸易中的虚拟水研究

贸易中的虚拟水研究使人们认识到地区的水资源危机可以通过全球性的经济贸易来缓解。虚拟水的进出口是水资源的一个来源,通过贸易的形式、利用各种外部资源来缓解内部水资源的紧缺,最终解决水资源短缺和粮食安全问题,是社会实现水资源社会化管理、生态环境安全和社会经济可持续发展的战略保障。以浙江省为研究对象,首先利用各类农作物虚拟水含量标准,核算了1997~2006年10 a间浙江省粮食贸易的虚拟水含量。然后比较浙江省全年用水量和用水结构,计算得出粮食贸易产生的年净进口虚拟水量占浙江省年总用水量7.41%左右,占到年农业灌溉用水的1717%。研究结果表明,过去10 a浙江省粮食贸易的虚拟水是浙江省水资源的一个重要的补充。〖     

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。     

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.     

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。     

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.     

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。     

中国虚拟水贸易的测算及影响因素研究

本文测算2005年、2007年与2010年3个年度中国虚拟水进出口贸易量,采用投入产出及IO-SDA等方法分解分析其变化的影响因素。研究结果显示部门间用水系数差距都非常大,直接用水系数最大的农业部门857.9 t/万元(3年平均值,下同),与直接用水系数最小的部门差距达600倍之多。完全用水系数最大的也为农业部门1 078.7 t/万元,与完全用水系数最小的部门亦达113倍。各部门的完全用水系数和直接用水系数也存在较大不同,有些部门完全用水系数和直接用水系数差距很大,如服装皮革羽绒及其制品业部门差距达115倍,食品制造及烟草加工业部门差距达618.5 t/万元;而有些部门差距非常小,如农业部门差距仅仅0.24倍,煤炭开采和洗选业部门差距仅为8.2 t/万元。虚拟水出口量和进口量分别从2005年的1 774.3亿t和1 378.7亿t增加到2010年的2 254.1亿t和1 836.5亿t,且出口量一直大于进口量。影响因素分解显示,在此期间,进出口规模的增加是虚拟水贸易量增加的主要影响因素,其中出口规模合计为103 698.8×10~6t,进口规模合计为80 401.2×10~6t。进出口贸易结构的影响在不同部门间存在较大的差异。真实用水系数和真实中间投入技术是虚拟水贸易变化的主要负向因素,其中真实用水系数对虚拟水出口与进口的影响分别为-36 793.2×10~6t和-34 668.3×10~6t,真实中间投入技术对虚拟水出口与进口的影响分别为-1 719.7×10~6t和-1 660.8×10~6t,表明在此期间用水效率和中间投入效率都得到了改善。另外,直接用水系数和中间投入技术分解出的结构效应都不明显,中间投入进口比率效应也不明显。     

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。〖     

水足迹视角下干旱区城市工业结构优化研究——以乌鲁木齐市为例

干旱区城市工业发展日益受到水资源供需矛盾加剧和水环境污染严重的约束,从水足迹视角估算工业部门耗水程度,进而优化工业结构以达到节水减污的目标,对于干旱区城市走新型工业化道路具有重要意义。本文构建工业水足迹模型和基于水足迹的多目标优化模型,选择干旱区绿洲城市乌鲁木齐市为典型案例区,研究工业内部各部门的水足迹,并以此为基础对工业部门进行聚类分析,根据聚类结果和乌鲁木齐工业发展规划,运用优化模型探讨未来研究区工业发展的优化方案。结果显示:1以工业增加值、各工业部门蓝、灰水足迹值为基础,乌鲁木齐工业部门可以划分为:强经济贡献、强耗水、强污染,强经济贡献、弱耗水、弱污染,弱经济贡献、弱耗水、弱污染,弱经济贡献、强耗水、强污染4类。2以分类结果为依据,通过优化分析确定可持续发展模式作为乌鲁木齐市工业未来发展的基础方案,此种模式下,2015年乌鲁木齐市工业水足迹为3.13亿m3,其中,蓝水足迹0.72亿m3,灰水足迹2.41亿m3,工业总产值为2 340亿元,增加值达到1 342亿元,和其他情境相比,它具有蓝水、灰水足迹较低,工业投入产出水平较高的特点。3具体而言,乌鲁木齐市工业应发展具有强经济贡献、弱耗水、弱污染特征的采选业。积极培育弱经济贡献、弱耗水、弱污染行业向高投入产出、环境友好型行业转变,这些行业包括:食品业、饮料业、纺织业、家具业、非金属业、设备业、机械及器材业等。引导石油炼焦业、电力、热力及水的生产和供应业、金属业等强耗水、强污染型行业向节水减污模式转型。     

水足迹视角下干旱区城市工业结构优化研究——以乌鲁木齐市为例北大核心CSCDCSSCI

干旱区城市工业发展日益受到水资源供需矛盾加剧和水环境污染严重的约束,从水足迹视角估算工业部门耗水程度,进而优化工业结构以达到节水减污的目标,对于干旱区城市走新型工业化道路具有重要意义。本文构建工业水足迹模型和基于水足迹的多目标优化模型,选择干旱区绿洲城市乌鲁木齐市为典型案例区,研究工业内部各部门的水足迹,并以此为基础对工业部门进行聚类分析,根据聚类结果和乌鲁木齐工业发展规划,运用优化模型探讨未来研究区工业发展的优化方案。结果显示:1以工业增加值、各工业部门蓝、灰水足迹值为基础,乌鲁木齐工业部门可以划分为:强经济贡献、强耗水、强污染,强经济贡献、弱耗水、弱污染,弱经济贡献、弱耗水、弱污染,弱经济贡献、强耗水、强污染4类。2以分类结果为依据,通过优化分析确定可持续发展模式作为乌鲁木齐市工业未来发展的基础方案,此种模式下,2015年乌鲁木齐市工业水足迹为3.13亿m3,其中,蓝水足迹0.72亿m3,灰水足迹2.41亿m3,工业总产值为2 340亿元,增加值达到1 342亿元,和其他情境相比,它具有蓝水、灰水足迹较低,工业投入产出水平较高的特点。3具体而言,乌鲁木齐市工业应发展具有强经济贡献、弱耗水、弱污染特征的采选业。积极培育弱经济贡献、弱耗水、弱污染行业向高投入产出、环境友好型行业转变,这些行业包括:食品业、饮料业、纺织业、家具业、非金属业、设备业、机械及器材业等。引导石油炼焦业、电力、热力及水的生产和供应业、金属业等强耗水、强污染型行业向节水减污模式转型。     

水足迹视角下黑龙江粮食生产用水绿色效率研究 ——基于三阶段SBM-Malmquist指数分析法

黑龙江省作为中国粮食安全“压舱石”,其水资源的合理有效使用为粮食生产提供了重要保障。基于水足迹理论对2000~2017年间黑龙江省14个区域内粮食生产水足迹和灰水足迹进行测算,以此作为投入产出指标,运用三阶段超效率SBM-Malmquist模型分析黑龙江省粮食生产用水绿色效率的时空特征。结果表明：黑龙江粮食生产水足迹总量呈现先上升再下降特征,各地区差异较大,主要受各区域粮食产量、种植结构和单位面积产量的变化而引起;受粮食增产对化肥的需求以及化肥零增长政策的影响,粮食灰水足迹总量整体呈现先上升后下降的特征;在剔除了随机误差和环境影响因素后,外部因素对纯技术效率的抑制作用明显,规模投入不足是扼制粮食生产用水绿色效率提升的瓶颈;黑龙江粮食生产用水绿色效率呈现由上升到平稳的趋势,除哈尔滨和农垦总局外,各区域之间效率值较低;粮食生产用水绿色全要素生产率变化主要依赖于技术进步变化,受纯技术效率变化的限制影响。建议黑龙江省应进一步发展现代化大农业,依据各区域特点扩大生产规模,加大科技投入和技术创新,从粮食生产结构、化肥施用量入手,优化调整生产过程中的投入、产出要素是提高粮食生产用水绿色效率的重要途径。     

基于水足迹理论的安徽省水资源评价

以安徽省2011年统计年鉴数据为依据,基于水足迹理论,计算了该省2010年水足迹,并对水资源可持续性进行了评价。研究结果表明:(1)2010年安徽省总的水足迹为728.98亿m3,人均水足迹为1 067.79m3/人,人均水资源可利用量为631.44m3/人,水资源的消耗已明显超出其水资源可利用量,处于不可持续利用状态;(2)安徽省水足迹主要来自于农业生产,占全省水足迹总量的99.49%;(3)此外,安徽省万元GDP水足迹值相对较高,反映了水资源利用效率不高的现实状况。因此,可以通过优化农业生产模式,调整产业结构,以及开发利用过境水来实现安徽省水资源的可持续利用。研究结果可为全省水资源科学利用和管理提供有利的参考。     

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。
     

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。     

虚拟水战略背景下的中国农业生产空间布局优化研究

鉴于当前我国虚拟水经济影响研究方面尚较少触及的现实,该研究用虚拟水战略的视角,通过构建定量评价指标体系的方法来探究我国当前农业生产布局的优化问题。首先,用人均农村人口主要农畜产品虚拟水含量指标定量表征我国农业生产空间布局现状,发现我国农业生产空间布局存在明显的“北方多、南方少”特点,其中,高值区由展布在北方地区的黑龙江、吉林、宁夏、新疆等10个省区组成;而主低值区则分布在我国东南和西南沿海一带。然后,为探究虚拟水战略背景下我国农业生产的理想布局模式,提出区域农业生产优势度的概念,分析其影响因素,运用定量评价模型计算各省级区域的农业生产优势度。发现区域农业生产优势度整体上呈现北、西、南三面高,中东部低的宏观态势。其中,高优势度区域呈向东开口的喇叭型结构分布于我国的沿边省份,低优势度区域集中连片地分布在我国地理版图中东部的甘肃、宁夏、山西、陕西、河北、河南、北京、天津等省市区。最后,构建农业生产布局调整指数作为我国不同区域农业生产优化调整的依据,将虚拟水战略背景下我国区域农业生产划分为布局合理型、布局过密型和布局过疏型三类,分别给出了其农业生产发展的方向。〖     

农产品贸易中虚拟水流的驱动因素研究

经济发展中的虚拟水贸易实施受到多种要素的影响与制约。在回顾当前虚拟水研究进展的基础上,从自然、经济、社会、生态、技术和政策六个维度系统分析了以农产品为主要载体的虚拟水贸易实施的影响因素,进而收集32个典型的虚拟水贸易实施国家的横截面数据,利用多元逐步回归的方法,以虚拟水对外依赖程度为因变量,对部分影响因素进行了实证检验,并根据实证结果从资源优化配置与区域经济贡献的角度解释了国内学者研究得出的我国区际间农产品虚拟水的流动格局。研究表明:耕地资源及水资源的稀缺程度、区域经济发展水平、社会调适能力是虚拟水进口的正向驱动因素,而农业用水效率则是虚拟水进口的逆向驱动因素。     

虚拟水贸易的可计算非线性动态投入产出分析模型

虚拟水是水资源需求管理的创新领域。投入产出法是研究虚拟水的重要方法,但既有研究多以线性静态投入产出模型为主,存在较强的比例性假设,在解释现实经济活动中的虚拟水贸易时存在一定缺陷和不足。为更加贴近现实状况,本文利用可计算一般均衡(CGE)思想,设计了一种新的虚拟水测算思路,对传统的线性静态投入产出模型进行了非线性和动态化的拓展,旨在对区域经济系统中的虚拟水贸易进行更加科学合理的计算和考察。首先,参照国家统计机构常用的42产业部门划分方式,根据一般均衡理论,围绕区域经济系统的生产模块、价格模块和供需平衡模块三个部分,定义有关变量和参数,对区域经济系统非线性动态投入产出模型进行了详细的方程列写。在此基础上,将虚拟水流动的因素与一般形式的非线性动态投入产出模型进行嵌套,采用"母表"(价值型流量表)和"子表"(水资源流量表)相结合的形式,给出了一种全新的区域水资源投入产出表的设计思路与编制方法,将可计算非线性动态产出模型从一般形式扩展至水资源领域,构建了区域经济系统中虚拟水贸易的可计算非线性动态投入产出分析框架。分析同时指出,通过对该模型进行求解,可以推导和计算平衡增长路径和最优增长路径下的区域经济系统产出结构和用水结构,并可结合虚拟水贸易对区域经济的作用机理,分析最优增长路径下实施虚拟水贸易对区域经济增长的贡献。     

基于可计算非线性动态水资源I-O模型的虚拟水测算

利用可计算非线性动态投入产出分析模型计算虚拟水贸易,能够有效克服传统静态投入产出模型比例性假设的不足,更加准确的反映区域经济系统中各产业部门间的虚拟水流动状况,但由于涉及变量、参数较多,模型求解过程也相对更加复杂。本文利用庇隆-弗罗宾纽斯定理(P-F定理)、Jordan分解定理及Gauss-Seidel迭代运算思想,重点对基于可计算非线性动态I-O模型的虚拟水测算方法展开探讨,并通过著名的"快车道"定理,推导最优增长路径下区域经济系统产出结构与用水结构的求解思路,据此分析虚拟水贸易实施对区域经济系统的贡献。     

最终需求拉动下区域产业用水驱动因素分解

要实现最严格水资源管理制度中用水总量控制的目标,需要正确判断相关因素对用水量变化的影响强度和作用机理。影响产业用水量变化的因素涉及从生产层面到消费层面,从结构因素到效率因素。本文从最终需求的视角,同时考虑生产和消费的影响因素,运用投入产出结构分解法,考察了1997-2010年五个时段相关因素的变化对产业用水变化的总贡献和部门贡献。研究结果表明,国内最终需求成长效应和出口成长效应是拉动江苏省产业用水增加的主要原因,产业技术效应和用水强度效应是江苏省产业用水减少的主要因素;第一产业中国内最终需求成长效应是关键拉动效应,国内最终需求结构效应是抑制效应;第二产业中出口成长效应是关键的拉动效应,用水强度效应是关键抑制效应;第三产业中国内最终需求成长效应是关键拉动效应,用水强度效应是关键抑制效应;六大分解因素对各个部门呈现不同的驱动强度。研究结果为不同产业制定相应水管理政策提供决策参考。