基于水足跡理論的區(qū)域水資源利用評(píng)價(jià)

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1、第26卷第3期自然資源學(xué)報(bào)Vol.26No.32011年3月JOURNALOFNATURALRESOURCESMar．，2011基于水足跡理論的區(qū)域水資源利用評(píng)價(jià)112戚瑞，耿涌，朱慶華(1．中國(guó)科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所，沈陽110016;2.大連理工大學(xué)管理學(xué)院生態(tài)規(guī)劃與發(fā)展研究所，遼寧大連116024)摘要:水資源是一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。水資源利用評(píng)價(jià)研究對(duì)分析區(qū)域水資源問題、制定合理的水資源戰(zhàn)略具有重要意義。論文引入水足跡理論，構(gòu)建區(qū)域水足跡結(jié)構(gòu)、效益、生態(tài)安全以及可持續(xù)性指標(biāo)體系，對(duì)區(qū)域水資源的利用現(xiàn)狀和可持續(xù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，并以大連市為案例對(duì)其水資源利用情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)

2、果表明該評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)便直觀、合理可行。關(guān)鍵詞:水足跡;水資源利用;虛擬水中圖分類號(hào):X824文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1000－3037(2011)03－0486－10水資源是一切生物賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是支撐一個(gè)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要條件和戰(zhàn)略性資源。隨著人口的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源的需求量不斷增［1］加，水環(huán)境污染嚴(yán)重，加之水資源本身時(shí)空分布不均，難以達(dá)到與人口、生產(chǎn)力、區(qū)域經(jīng)濟(jì)［2］發(fā)展及生態(tài)環(huán)境需求的協(xié)調(diào)。因此，如何進(jìn)行合理的水資源開發(fā)利用和保護(hù)，使有限的水資源發(fā)揮最大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，成為世界各國(guó)共同關(guān)注的熱點(diǎn)問題。目前，關(guān)于水資源利用的評(píng)價(jià)已成為水資源學(xué)科的一個(gè)

3、重點(diǎn)研究領(lǐng)域。相關(guān)評(píng)價(jià)方法很多，主要包括模糊綜合評(píng)價(jià)法、層次分析法、可拓法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色聚類評(píng)價(jià)法、主成分分析、因子分析法和投影尋蹤評(píng)價(jià)法等。然而，水資源是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，受人口、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境、天然時(shí)空分布等諸多因素制約，現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)模型精確程度較難控制，未考慮人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域間水資源流動(dòng)的影響，無法對(duì)不同地區(qū)水資源利用效益進(jìn)行比較分析以判定區(qū)域水資源戰(zhàn)略在本地區(qū)和大尺度范圍內(nèi)發(fā)揮的作用。水足跡理論是由Hoekstra于2002年提出的基于消費(fèi)基礎(chǔ)反映水資源利用情況的新方［3］法。它將水資源問題拓展到社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，充分反映人類活動(dòng)與水資源系統(tǒng)的相互作用關(guān)系。水足跡定義為任何

4、已知人口(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)消耗的所［4］有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源量。目前，國(guó)外學(xué)者分別開展了國(guó)家、省(州)、市、流域等［5-8］不同尺度范圍的水足跡結(jié)構(gòu)分析和比較評(píng)價(jià)，農(nóng)產(chǎn)品等食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)水足跡的影［9-10］［11-13］響以及某一產(chǎn)品水足跡含量計(jì)算等，旨在識(shí)別水足跡的影響因素，解決水資源短缺與水資源安全、糧食安全及生態(tài)環(huán)境壓力等問題。在我國(guó)，水足跡研究尚處起步階段，主要集中在水足跡概念及計(jì)算方法的介紹和區(qū)域?qū)用嫔系膽?yīng)用研究，還沒有將其用于對(duì)區(qū)域水資源的開發(fā)利用情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文基于水足跡理論，建立區(qū)域水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，給出定量的評(píng)價(jià)水資源收稿日期:2

5、010－09－03;修訂日期:2010－10－29?；痦?xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(71033004);中科院百人計(jì)劃項(xiàng)目(2008-318);遼寧環(huán)境科研教育“123工程”(CEPF2008-123-2-1);遼寧省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃基金(L07CJL026)。第一作者簡(jiǎn)介:戚瑞(1983－)，女，天津人，碩士，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境管理。3期戚瑞等:基于水足跡理論的區(qū)域水資源利用評(píng)價(jià)487利用狀態(tài)的指數(shù)，并結(jié)合定性方式分析區(qū)域水資源利用功效和可持續(xù)發(fā)展性能，以大連市為案例研究區(qū)，評(píng)估其水資源開發(fā)利用情況，驗(yàn)證指標(biāo)體系的科學(xué)性和合理性。1區(qū)域水資源開發(fā)利用效率評(píng)價(jià)模型1.1水足跡基本原理和計(jì)算方

6、法水足跡從消費(fèi)角度衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)對(duì)水資源的真實(shí)需求和占用情況，考慮了水資源的物質(zhì)屬性和社會(huì)屬性，構(gòu)建了水資源利用與人類生活消費(fèi)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，為水資源可持續(xù)利用研究提供了一個(gè)簡(jiǎn)單、直觀的研究方法。該理論是在虛擬水和生態(tài)足跡理論基礎(chǔ)上提出的，虛擬水是以消費(fèi)者看不見的形式隱含于產(chǎn)品中。實(shí)際上，人們生產(chǎn)生活直接用水比例［15］較小，大部分消耗的是以虛擬水的形式“嵌入”在產(chǎn)品中的那部分水資源。在經(jīng)濟(jì)全球化和市場(chǎng)機(jī)制的作用下，地區(qū)之間的貿(mào)易使得商品在不同地區(qū)消費(fèi)使用，帶動(dòng)了虛擬水的流通。因此，一個(gè)國(guó)家和地區(qū)的實(shí)際用水量應(yīng)該等于生產(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)

7、的進(jìn)口虛擬水總量的代數(shù)［4］和，水足跡流向如圖1所示，即WFP=IWFP+EWFP(1)式中:WFP為一個(gè)國(guó)家或地區(qū)水足跡;IWFP為生產(chǎn)該地區(qū)居民所消費(fèi)的商品與服務(wù)所利用的區(qū)域內(nèi)水資源總量，即內(nèi)部水足跡;EWFP為其它國(guó)家或地區(qū)生產(chǎn)、并為本國(guó)或本地居民所消費(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)所消耗的水量，即外部水足跡。圖1區(qū)域水足跡流向圖Fig．1Theflowdiagramofregionalwaterfootprint其中，