陕西省城乡消费结构变化对虚拟水消费的影响

吴 斐,杨海娟,闫晓红

(西北大学城市与环境学院,陕西 西安 710127;)

陕西省城乡消费结构变化对虚拟水消费的影响

吴 斐,杨海娟,闫晓红

(西北大学城市与环境学院,陕西 西安 710127;)

虚拟水是当今水科学研究的热点,对解决水资源问题有着重要的影响。本文借助虚拟水概念,分析陕西省 1990～2008年城乡消费结构,结果表明城乡消费结构变化影响虚拟水消费量,通过调整城乡消费结构可节约虚拟水消费量。

虚拟水;消费结构;城乡

随着人口的增加和人民生活水平的提高,人类对水资源的需求迅速增加,但可供开发利用的水资源越来越少,水资源短缺已经成为许多国家和地区社会经济可持续发展的瓶颈,也是我国 21世纪所面临解决的重大问题。然而人类不仅直接利用水资源,更多的是间接地消费由水资源提供的产品和服务,因此核算人类对水资源的真实消费具有重要意义。

消费结构(即产品消费的种类和数量)与人们的生活水平、个人偏好、消费习惯、产品的可获得性、传统文化以及营养需求等密切相关。消费结构不是静止的,它随着时间的发展不断的变化。不同的消费结构对各种产品需求的种类和数量是不同的,相应地对水资源的影响也不相同。本文通过虚拟水的量化方法将各种食品的消费需求转换成对水资源的消费需求,从而可以衡量城乡不同消费结构变化对水资源需求的影响和可节约的水资源[1]。

1 研究方法

1.1 虚拟水消费量的计算方法

产品和服务的生产通常都需要使用一定的水量,尤其是农产品及其加工产品生产过程中使用水量更多,如生产 1瓶白酒需要水 240Kg,生产 1个鸡蛋需要消耗水 135 Kg而生产1 Kg羊肉、猪肉、鸡肉和牛奶分别需要耗水 1.8万 Kg、3 650 Kg、3918 Kg、2 210 Kg[2-3],这些在产品和服务生产过程中使用的水量称之为虚拟水[4]。

总的虚拟水消费的数量取决于产品消费的数量、种类以及单位产品的虚拟水含量。用公式表示为:

式中:VWA表示总的虚拟水消费量;Pi为第 i种产品消费量;VWCi为第 i种产品的单位产品的虚拟水量。

1.2 单位产品的虚拟水含量

单一农作物产品虚拟水含量可用公式 Dnc=Wnc/Ync计算。式中 Dnc表示 n区域 c作物的虚拟水含量(m3/t),Wnc为该区域 c作物的需水量(m3/hm2),Ync为该区域 C作物的产量(t/hm2)。需水量 Wnc根据农作物累积蒸发蒸腾水量 ETc来计算,采用公式 ETc=Kc×ET0=计算,Kc表示农作物系数,是计算农作物需水量的重要参数,ET0表示参考作物蒸发蒸腾水量,是在忽略作物类型、作物发育和管理措施等对作物需水影响的基础上,计算一个假想的作物参考面的需水量,根据联合国粮农组织(FAO)1979年推荐的彭曼公式 -FAO Penman修正式的计算[5]:

式中 Rn为作物表面的净辐射量(mJ/m2);G为土壤热流量(mJ/m2);T为平均气温(℃);U2为离地面 2 m高处的风速(m/s),Ea为饱和水汽压(KPa),ed为实际水汽压(KPa);Δ为蒸汽压力曲线斜率(KPa/℃ )。

动物产品的虚拟水含量主要依赖于动物类型、饲养结构和动物成长的自然环境。包括饲养所含的虚拟水、动物饮用水、饲舍清洁等耗水。饲料消耗中的虚拟水包括饲料作物中所包括的虚拟水和混合饲料作物所需的实体水。饲料作物虚拟水含量按照不同饲料作物的构成比例进行加权计算,饲料作物的虚拟水含量采用标准彭曼公式计算[3]。

本文中主要产品粮食、油脂类、蔬菜类、水果类、猪肉、牛羊肉、家禽、蛋类、奶类、糖类、酒及饮料类的虚拟水含量分别为 1.9765、7.4、0.15、0.82、3.651、19、3.11、8.65、2.2、1.64和1.39m3/kg。

2 城乡居民虚拟水消费

2.1 城乡居民消费结构变化

表1 城镇居民人均购买主要食品量kg

由表 1城镇居民人均购买主要食品量可以看出,城镇居民人均粮食购买量由 1990年的 144.68 kg减少到 2008年48.1 kg,下降幅度为 66.75%,净减少量为 96.58 kg。食用油消费量由 1990年的 7.26 kg增长到 2008年的 10.54 kg,增幅高达 45.18%。蔬菜人均消费量由 1990年的 135.57 kg下降到 2008年的 117.63 kg,降幅为 13.23%。水果的消费量也由 1990年的 40.75 kg增加到 2008年的 64.53 kg。肉类产品中,猪肉的消费量减少了 28.74%,家禽消费减少了5.09%,牛羊肉的消费量变化最大,减幅达到 43.26%。奶消费量变化较大,增幅达到 519.56%。蛋类消费量增幅也较大,为 350.48%。糖、酒和饮料及水产品的增幅分别为42.18%和 27.88%。

表2反映了从 1990～2008年农村居民人均主要食品消费量的变化。从总的趋势看和城镇居民消费结构变化一致,但也由一些差别。粮食和肉类消费量下降幅度城镇和农村相当,但粮食消费量农村远远高于城镇,蔬菜消费量远远低于城镇。蔬菜、蛋、奶、酒和饮料和水产品城镇和农村均呈增加趋势,但农村消费量均远远低于城镇。

根据表 1、表 2,可以看出我国人均消费结构发生了显著变化。最明显的是非粮食消费的显著增加,食物消费呈现出多样化特点。

表2 农村居民人均主要食品消费量 kg

2.2 城乡居民虚拟水消费结构变化

表3和表4是1990～2008年城乡人均虚拟水消费变化情况。可以看出由于消费结构的变化,城乡居民的虚拟水消费量也在发生变化。1990～2008年城乡居民人均虚拟水消费量总体均呈现下降趋势,且变化较平缓。1999年城镇居民人均虚拟水消费量为 561.55m3,到 2008年降为 471.65m3,比 1990年减少了 89.9m3,减少幅度为 16.01%。农村居民人均虚拟水消费量由 1990年的 583.17m3减少到 2008年的505.51m3,减少了 77.66m3,减幅为 13.32%。

1990年城镇居民人均虚拟水消费中,粮食占 50.92%,肉禽类占 23.11%,油脂类占 9.57%,水果占 5.95%,蛋奶占4.63%,蔬菜占 3.62%,副食品占 2.20%,以后 18年中粮食、蔬菜和肉禽类消耗量减少,其余类型消耗量则不断增加,到 2008年,人均虚拟水总消费量中,粮食人均虚拟水消费量只占 20.16%,肉禽类,减少到 18.35%,蛋奶、水果和油脂类分别增加到 27.68%、11.58%和 16.54%。1990年农村居民人均虚拟水消费中,粮食占 83.20%,肉禽类占 5.92%,油脂类占 5.02%,蛋奶占 2.39%,蔬菜、水果和副食品所占比重较小,随着粮食和蔬菜人均虚拟水消费绝对数量下降,其他食品消费量增加,到 2008年粮食人均虚拟水消费量占总消费量的 71.67%,所占比重仍很高,其他食品人均虚拟水比重变化量较小,油脂类、肉类和蛋奶分别增加到 9.95%、8.41%和5.42%。

表3 城镇居民人均虚拟水消费量变化 m3/a

从城乡居民总的虚拟水消费量来看,1990～2008年城镇居民虚拟水消费量变化总体呈减少趋势,可划分为三个阶段:1990～1999年为一个阶段,城镇居民虚拟水消费量逐年增加;1999～2000年迅速减少,主要是由于城镇人口的显著减少;2001～2008年呈缓慢减少趋势。农村居民虚拟水总消费量总体呈增加趋势,也可划分为 3个阶段,同样 1990～1999年为一个阶段,以年均 5.22%的速度减少;1999～2000年突然增加,主要是由于农村人口的显著增加;2000～2008年以年均 2.87的速度减少。城镇居民虚拟水总消费量由1990年的 84.289×107m3减少到 2008年 74.709×107m3,农村居民虚拟水总消费量由 1990年的 1 058.454×107m3增加到 2008年 1 101.001×107m3。城乡居民总的虚拟水消费量由 1990年的 1 142.742×107m3增加到 2008年的1 175.710×107m3。由于消费结构的变化,城镇减少的虚拟水消费量为 9.579×107 m3,农村增加的虚拟水消费量为42.547×107m3,全省增加的虚拟水消费量为 32.968×107m3。

表4 农村居民人均虚拟水消费量变化 m 3/a

图1 1990～2008年城乡人均虚拟水和总虚拟水消费量变化

表5 1990～2008年虚拟水消费量变化 万人、m3/a、亿m3

3 不同城乡消费结构下虚拟水消费量变化

3.1 城乡消费结构调整方案设定

表6中设定了几种消费结构调整方案,根据卡路里摄取量不变的原则[6],改变肉类产品与蔬菜产品的比例,减少当前消费模式中肉类产品的消费而增加蔬菜的消费。

表6 消费结构调整方案

3.2 不同城乡消费结构调整方案的虚拟水节约分析

表7给出了城乡消费结构调整方案相对于实际消费结构可节约的虚拟水消费量。可以看出,与过去 18年的实际消费情况相比,3种调整方案都不同程度地减少了虚拟水人均消费量和总消费量。城镇的 2种模式中,模式 2的节水效果最为显著;对农村提出的消费模式的节水效果是越来越好,离现在越近的年份节水效果越好。

表7 不同消费结构下可节约的虚拟水量m3、亿 m3

4 结论

(1)实物消费量增减是影响虚拟水消费量变化的主要因素。在这 18年中,城乡人均虚拟水消费量均在减少,消费项目中粮食产品虚拟水消费量减少最为显著。

(2)控制虚拟水人均消费量是减少虚拟水消费的关键,以低级营养产品替代高级营养产品。与过去 18年的实际消费情况相比,3中调整方案都不同程度地减少了虚拟水人均消费量和总消费量。

[1]王新华.消费模式变化对虚拟水消费的影响[J].中国农村水利水电,2006,(2):32～34.

[2]龙爱华,许中民,张志强.西北四省(区)2000年的水资源足迹[J].冰川冻,2003,25(6):692-700

[3]Chapagain A k,HoeKstra A Y.Water footprints of nations[R].Value of Research Report Series No16.IHE DELFT,No-vember 2004

[4]王新华.中部四省虚拟水贸易的初步研究[J].中国农村水利水电,2004,(9):30-33

[5]Chapagain A k,Hoekstra A Y.Water footprints of nations,Volu me I[m].The Netherlands:Unesco-ihe Ddlft,2004:15-30.

[6]杨万江.我国国民食物消费水平变化的国际比较[J].消费经济,2002,(1):51-53.

Effect of consu m ption patterns on vir tual water consu m ption in Shan'xi Province

WU Fei1,YANG Hai-juan1,YAN X iao-hong1
(1.Department of Environ mental Science of Northwest University,Xi'an,Shaanxi,710127,China)

Absrtact:Virtualwater has become the centual issue of water sciences,and has been regarded as the important influence to solvewaterquestion.Using the concep tof the virtualwateras a tool to analyze the consumption structure of agricu ltural products in Shan'xi Province.The resu lts show that the change of consumption structure impacton virtual water consumption,virtual water consu mption can be saved through adjusting consu mption structure.

virtualwater;consu mp tion structure;Urban and rura l

P641.6

B

1004-1184(2011)01-0102-04

2010-10-11

吴斐(1986-),女,陕西渭南人,硕士研究生,研究方向:土地规划,土地经济学。