吴兆丹 赵 敏 Upmanu Lall 田 泽 霍正刚,4
(1.河海大学企业管理学院,江苏 常州213022;2.Department of Earth and Environmental Engineering,Columbia University,New York City,NY,USA 10027;3.河海大学商学院,江苏南京211100;4.扬州大学水利科学与工程学院,江苏扬州225127)
关于中国水足迹研究综述
吴兆丹1,2赵 敏3Upmanu Lall2田 泽1霍正刚3,4
(1.河海大学企业管理学院,江苏 常州213022;2.Department of Earth and Environmental Engineering,Columbia University,New York City,NY,USA 10027;3.河海大学商学院,江苏南京211100;4.扬州大学水利科学与工程学院,江苏扬州225127)
当前中国水资源供需矛盾突出,粮食安全问题日显重要。全面分析水足迹情况,是通过虚拟水战略实现可持续发展的前提。从研究区域、时空尺度、对象、定量研究方法、内容等多角度比较国内外研究,总结关于我国水足迹研究的不足。包括对南方或经济尚不发达地区的研究不足;缺乏较大范围内进行较小空间尺度的分析及科学的时间维度划分,且对区域的分析无统一口径;有关工业和第三产业的研究较少;缺乏适合我国实情的先进定量研究方法;关于虚拟水流动、水足迹时空差异、“灰水”的研究以及相关评价分析方面均有待完善。在关于我国水足迹的进一步研究中,要加强对南方及落后区域、工业和第三产业的水足迹研究;科学借鉴国外先进的分析方法并予以创新;统一分析口径;加强统计资料管理;同时注意完善相关研究内容,如识别虚拟水流动的起始国(或区域)和终点国(或区域)、基于水足迹分析系统评价水资源承载能力等。
水足迹;虚拟水;虚拟水流动;虚拟水战略;综述
目前,全球43个国家的大约7亿人口正面临着水资源短缺的压力。中国水资源供需矛盾突出,时空分布不均。解决该问题主要有两种方法:一是利用相关政策或水利工程来合理分配水资源,另一种是通过商品贸易。前者可以直接影响水资源在空间上的分配,但成本比较高,而且会忽略当地实际的消费需求;后者则可以弥补这种对消费需求的忽视,且一国生产商品或服务所需要的水资源(即“虚拟水”)被无形地转移。科学建立虚拟水战略,全面认识水资源的利用和消费情况,是实施虚拟水战略的前提,是水资源可持续利用定量评价的基础。水资源的利用和消费仅靠当地生产生活用水总量是不能全面反映的,而应通过分析其水足迹来得到。目前对虚拟水研究的综述较多,而对水足迹研究则主要只将其作为虚拟水研究的内容之一进行评价,并无单独的系统综述。本文将从研究区域、空间尺度、对象、定量研究方法、内容等多角度对国内外水足迹的研究进行归纳比较,找出关于我国水足迹的研究的薄弱之处,并结合我国实际情况,为其发展提出建议。
“虚拟水”(Virtual Water)最先由Tony Allan提出,用来说明生产商品或服务所需要的水资源量。基于此,Hoekstra(UNESCO-IHE)于 2002年提出了“水足迹”(Water Footprint)概念。其思想源自于1992年加拿大经济学家 Wiiliam Rees提出的“生态足迹”(Ecological Footprint)理论[1]。“水足迹”是指任何已知人口(一个国家、一个地区或一个人)在一定时间内消耗的所有产品和服务所需要的水资源的数量,可以从产品、消费者、消费群体、厂商、特定地理区域和人类几大维度分别定义。水足迹研究的理论基础有资源流动、资源替代、区域联合与区际协调、比较优势、生态安全等理论[2]。水足迹概念可用于评价区域的水资源自承载能力以及对外依存度、全面描述水资源安全状况。
对于“虚拟水”的研究主要可归纳为虚拟水及其相关概念、虚拟水量化研究、虚拟水战略、水足迹、虚拟水贸易与虚拟水流动、虚拟水分别与水资源及粮食资源的关系、虚拟水生态补偿领域七个方面,且涉及不同产品范围(如某产品或某产业)、不同空间范围(包括全球、国家和区域)、不同虚拟水种类(包括“绿水”、“蓝水”和“灰水”)。水足迹研究开拓了虚拟水研究的新领域,是虚拟水研究的一个重要组成部分。对水足迹的研究主要是基于Hoekstra提出的水足迹理论,从人类生产、消费活动与水资源系统的相互作用关系出发,并以虚拟水的计算为基础,主要内容包括水足迹数量的计算、水足迹与农业用水结构变化、水足迹的影响因素、基于水足迹的流域生态补偿等。目前国内外水足迹的研究取得了一定的进展,这里将从研究区域、空间尺度、对象、定量研究方法、内容等多个角度对其进行归纳比较,总结我国该方面研究的缺陷,并结合我国实情,对我国水足迹研究的发展提出建议。
目前国内外已有较多关于水足迹的研究,且多针对水资源问题较严重地区[3]。有关我国水足迹的研究多针对北方地区,尤其是北京市、甘肃省和辽宁省[4-5],而关于南方区域水足迹的研究则相对较少[6-7]。此外,已有研究大多是针对经济较为发达的地区[6]。但是,我国南方湿润地区“水多、水少、水脏、水浑”等水资源问题也很严重,经济落后区域的水足迹尤其是农产品水足迹也不容忽视。因此,有关研究应对我国南方及经济尚不发达地区的水足迹予以关注。
水足迹具有空间性,空间位置的差异和空间分布的大小都会影响人类的活动方式,从而影响区域的水足迹。国际上水足迹研究的空间尺度有全球、国家或区域等多种。且随着国家尺度研究的日趋成熟,研究技术的日益发展,以及流域水资源管理的地位日显重要,已有越来越多的水足迹研究在较小空间尺度内进行[8]或采用流域尺度,如对Lake Naivasha流域、Guadiana river流域等的研究[3]。当前已有的关于我国水足迹研究主要涉及“全国整体范围”、“省市或区域”两种空间尺度,其中对全国整体范围的水足迹研究较多[9]。对“省市或区域”的研究也多只就个别省区(主要是缺水省区)或流域进行,如黑河、海河、长江、黄河等[4-5,10-11]。而较少有研究对省级以下区域的水足迹进行分析,或对全国各省进行整体分析[12]。但由于我国国土面积大而水资源禀赋不均,人口、经济发展和生产技术等因素的水平也有所不同,各省内部或省间的水资源拥有量和水足迹均存在一定的差异。因此从较小的空间尺度来研究水足迹将更有利于准确反映各具体区域的情况。同时要注意到,这些分析缺乏统一分析口径,从而缺乏可比性,不利于各省充分挖掘其他省的借鉴意义以及自身的发展潜力。因此,借鉴国外在较大范围内进行较小空间尺度精确分析的先进方法,并加强分析口径的统一,不仅可以全面反映我国各具体区域的水足迹情况,还将有利于区域间比较分析,得到更深层次的结论。
同时,关于我国水足迹的研究对时间维度的划分仍不够科学。时间上,目前对我国水足迹的研究多基于年平均水平,而实际上我国水资源在时间上分布不均,且不同月份的农作物需水量也会存在较大差异。因此,在有关分析中应注意科学划分时间段,并根据需要采取多段的平均值提高研究的实际意义。
国际上对农作物产品、动物产品水足迹的测算较为普遍,并对工业和第三行业的水足迹也有一定研究。其中农作物产品虚拟水含量的计算主要有两种:一种是Chapagain等[13]的研究不同产品生产树的方法;另一种是Zimmer等的基于不同产品类型区分的计算方法[14]且后者应用比较广泛。动物虚拟水含量计算目前普遍采用的是Chapagain和 Hoekstra提出生产树的方法[2]。同时也有较多对工业行业的水足迹分析,如水电行业、饮料行业、甜味剂和生物乙醇、基于生物燃料的运输等[15,16-17]。也有研究将水足迹与价值链相结合进行了分析[18]。
有关我国水足迹的研究仍主要针对主要农作物产品或动物产品,而较少涉及工业用水或第三产业用水,尤其是生态环境用水。对工业产品水足迹的计算多为估计或忽略不计[12,19],原因可以归纳为以下三点:工业产品的种类繁多,其虚拟水计算的复杂性较高;工业产品一般属于耐用产品;工业产品中的虚拟水含量相对农产品而言数量较小。同时,由于第三产业用水量相对较小,且获取数据尤其是生态环境用水量的数据较为困难,目前有关我国第三产业水足迹的研究相对较少,且多数研究中并没有考虑生态环境用水[20-22]。已有关于工业和第三产业水足迹的研究,多是在采用自上而下或投入产出法分析中,着眼于产业整体的情况,而对具体产品、具体产业下各部门,尤其是第三产业下的各部门的水足迹则缺乏深入分析。
其中工业用水量数据来源有水资源公报、环境年鉴、工业用水定额资料等[2],或基于某些数据估计得到。如以工业用水量为基础,考虑工业产品进出口平衡进行计算[10];取当年居民农产品虚拟水消费量的一定比例作为居民工业品使用所消费的虚拟水量[5,23];将工业耗水量按照当年各地区的GDP比例,对各地区进行分配,将各地区所得配额作为其居民消费工业产品耗水量真实值,再将该值乘以当年的工业消费系数得到工业产品水足迹[24]。
第三产业用水量数据多来自水资源公报、行业资料,或经估算得到。如取第三产业用水为城市生活用水减去城市居民家庭用水得到第三产业用水量[25];在研究中通过换算全国第三产业各行业的直接消耗新鲜水量的数据得到北京市第三产业各行业的直接消耗新鲜水量,并采用北京市生活用水减去北京市居民家庭用水得到第三产业消耗的新鲜水总量[4]。
生态环境用水计算方法主要有以下几种:①包含在第三产业用水量中。2003年我国重新划分了产业结构,第三产业包括“水利、环境和公共设施管理业”,涉及生态用水。故采用2003年后的投入产出表计算水足迹时,一般均已将生态用水计算在内[25]。②包含在服务业用水中。龙爱华等认为服务业用水主要是第三产业用水和城镇公共用水,因此包括生态用水[5]。③适当处理区域水资源公报的统计数据而得[7]。④用部分生态用水代替生态环境需水量,如邓晓军等用城镇公共绿地用水量代替生态环境需水量[6]。⑤用区域内主要水域的蓄水量代表该区域的生态用水,如莫明浩以洪湖的蓄水量代表洪湖市的生态用水[26]。
尽管工业和第三产业的用水量在总用水量中占比较低,但我国这两种用水量不断增加,且水资源再利用、污水处理问题等愈显重要。因此,创新研究方法,加强统计资料管理,深入研究我国工业和第三产业水足迹很有必要。
目前国际上定量研究水足迹的方法主要有“自下而上”法(Bottom-up Approaches)和“自上而下”法(Top-down Approaches)[2]。“自下而上”法计算结果能体现居民消费结构对水足迹的影响;大多采用“生产树”法计算农产品的虚拟水含量,但该“生产树”法并不适用于工业和第三产业产品;需要详细的居民消费产品和服务的数量,存在数据不全的缺陷;往往忽略生态环境用水量;忽视了各经济部门之间依赖关系。“自上而下”法基于消费平衡理论,计算结果能体现研究区域对外部水资源的依赖程度,但需要详细贸易数据。目前由于我国缺乏各地区不同产品的长时间序列的居民消费和贸易数据,两种方法在应用上都受到了一定程度的制约。已有研究更多采用的是“自下而上”法,但往往忽视工业水足迹,农业用水计算精度也不高,故结果的可信度较低[19,22,27]。采用“自上而下”法的研究大多通过对本地实体水和虚拟水的消费量、虚拟水的净进口量与生态环境求和得到区域水足迹[11,23,28]。
“自上而下”法中的投入产出模型属于环境投入产出模型,有利于区分直接虚拟水消费和间接虚拟水消费,并考虑产品的中间投入从而避免重复计算,在水足迹和虚拟水贸易的计算和评价中应用较广[29]。主要有两种表现形式,一种是建立扩展水资源投入产出表(Extended Water IO table),即在投入产出表上添加几行有关各生产部门水使用量的数据[30];另一种则未将水使用量添加到投入产出表中[25]。但两种形式的实质相同,均通过将水资源利用量作为最终消费,计算最终消费中的直接用水量和间接用水量[9,30-31]。
根据所涉及区域内容,可将投入产出模型区分为区域投入产出模型、多个区域之间的投入产出模型。前者针对某单一区域,且在水足迹研究中的应用较为普遍[31]。但目前在我国水足迹研究上的应用大多针对北部、南部等较大区域,或局部区域内部如黄河流域内部[32],且主要集中在国家与地区层面,而对于省级及以下尺度上的研究还相对较少;大多均对投入产出表中的行业部门进行了合并,导致直接消耗系数的改变而影响最终结果,且研究结果也不能详细反映各个部门产品的虚拟水情况。结合区域投入产出模型进行水足迹研究,并不能反映虚拟水流动的来源和去向,且区域(或国家)外的技术往往被假设与区域(或国家)内相同。因此研究界建立了关于多个区域之间的投入产出模型,包括区域间投入产出模型(IRIO)、多区域投入产出模型(MRIO)、区域间引力模型等。多数水足迹分析中采用的是MRIO或区域间引力模型[33],但这些在我国仍较少应用,且已有的应用多针对较粗或较小区域[32,34]。同时,目前结合我国具体情况的建模研究还相对较少[35]。而国外的区域间投入产出模型往往是基于该国具体的区域结构、贸易形式及统计数据的,故不一定适应我国的实情。另外,投入产出模型在水足迹研究中的应用具有一些来自模型自身的缺陷,具体如下:采用该模型不能对各种农产品的水足迹进行具体研究;无法对个别月份的农产品虚拟水进行研究;没有区别农业产品生产中绿水资源消耗和蓝水资源消耗。另外,目前国内外很少有对投入产出模型误差情况的实证研究,刘强和冈本信广的有关误差分析也相对简单[35]。
因此,在接下来的我国水足迹研究中,需要结合国外先进的技术,研究出适合我国实情的定量研究方法,如建立适合我国的区域间投入产出模型,将投入产出模型与其他模型相结合来弥补该模型自身的缺陷,并对误差及模型实证效果进行分析。
2.5.1 产品虚拟水流动量
研究产品虚拟水流动量的方法有多种,这些方法也被广泛应用于我国的相关研究中,具体方法可归纳如图1所示。图中“贸易价值量与单位价值用水量相乘”中的“非投入产出法”多是采用单位农业(或工业)产值用水量乘以贸易价值进行估算[6,36],有些研究则按贸易价值乘以工业用水定额来计算工业产品虚拟水流动量[21]。通过基于“对比生产数据和消费数据”假设得到贸易量的研究中,有的考虑贮存[7,37],有的则未考虑[11,28]。对比产品的生产数据和消费数据,假设某种产品消费大于产品生产时,其差额值为进口贸易量;反之,多余的产品一部分用于贮存,一部分用于出口贸易。具体贮存量可借鉴联合国粮农组织的粮食安全标准粮食储存量占年粮食消费的比例,并结合当地农民种子储备等有关情况,对粮食储备率进行估计[30]。工业产品水足迹中的虚拟水流动除了按“贸易价值量与单位价值用水量相乘”估计外还有其他计算方法。有些研究中工业产品的虚拟水流动并未单独计算,而是包含在所直接估计的工业品所消费的虚拟水量中。可以按居民农产品虚拟水消费量的一定比例估计居民使用工业品所消费的虚拟水量[5,23]。有的研究则不涉及工业产品虚拟水流动量的计算[36]。
有关我国虚拟水流动的研究已取得一定的进展,通过引入并合理运用国外一些完善的模型和方法,实现了对全国或区域的水足迹分析,但应用的广度和深度仍有待改进。如应加强对工业产品虚拟水流动的研究,采用适合当地实际情况的估算方法,以增强研究的准确性和实用性。同时,国外水足迹研究中所采用的先进技术如遥感技术等也值得借鉴[38]。我国相关数据较低的可得性在一定程度上限制了研究的发展,有的对局部区域水足迹的研究甚至只能以已有的有关全国平均水平的研究结果来代替,从而影响了研究结果的准确性和实用性。目前对于我国省或区域虚拟水流动的研究大多未将省际与国际虚拟水流量分开;对虚拟水流动的起始国(或区域)和终点国(或区域)也无详细分析。而区分起始国(或区域)和终点国(或区域)将有利于全面认识该区域虚拟水的流入和流出,识别出分别对流入和流出产生较大影响的国家或区域,帮助准确分析贸易对水资源及其利用的影响,提高通过适度调整贸易结构来引导当地科学用水的效率。此外,已有研究往往将进口产品再出口的虚拟水量同时计入虚拟水进口和出口中,从而高估了外部水足迹;水价对贸易的影响也是已有水足迹研究的薄弱环节;我国北方地区水资源并不丰富,却生产并输出高耗水及高污水排放的商品,这一现象也值得进一步分析。
2.5.2 时空差异
国际上已有多项研究分析了水足迹的时间差异[39]和空间差异[31]。关于我国水足迹研究中,也有一些对水足迹随时间的演变情况进行比较,得到其变化趋势;有的对水足迹的空间差异进行了比较,并结合聚类分析等其他方法,得到区域间差别程度[11];有的则同时进行了时空差异比较[24,28],结合对相关差异原因的分析,帮助提高水资源管理效率。但总的来说,目前关于我国水足迹的研究在时空差异分析中,对技术进步、水资源配置效率等方面水平的考虑尚不深入[37]。有关随时间演变的趋势分析相对较少,有关空间差异的分析也较为粗略。在进一步的研究中有必要完善时空差异分析,以提高预测能力以及对我国水资源管理的实用性。可以将目前对我国水足迹所进行的存量水平分析与出入系统的资本流、引导资源消费的内在动力以及空间信息相结合,用以反映区域的复杂动态性及内部各要素之间的内在相互作用机制,展现区域与其他区域的时空联系以及不同空间尺度的相互作用机制,监测水足迹变化的过程并进行趋势分析,追踪水资源消费和污水消纳的空间分布、轨迹、强度变化,以及水资源的变迁等,提高分析的合理性。
图1 关于我国产品虚拟水流动量的计算方法Fig.1 Methods of calculating the virtual water flow of Chinese products
2.5.3 “绿水”、“蓝水”和“灰水”
“绿水”足迹指的是农作物在生长过程中所蒸发的储存在土壤中雨水的水资源量。“蓝水”足迹是消耗使用淡水水体的水资源量,如农田灌溉用水的蒸发。“灰水”足迹指以现有水环境水质标准为基准,消纳产品生产过程中产生的污染物负荷所需要的淡水水量[32]。尽管“绿水”的机会成本低于“蓝水”,但“绿水”空间异质性非常大,受气候、土壤、植被和土地管理等多种因素影响,且其储存能力与土壤的物理性质密切相关,忽略“绿水”会夸大水资源短缺程度。因此,目前国际上的研究多将这三种水加以区分[8]。有关我国的水足迹研究也多涉及“绿水”,并将其与“蓝水”加以区分[19]。但生产所排污水的内容物及其浓度复杂,难以达成统一的量化手段或标准;各地对污染物的处理方法会直接影响到污染物的污染程度,而只有未被利用的部分才会流失进入水体形成。由于这些复杂性,目前将水资源污染问题纳入我国水足迹分析、单独计算“灰水”的研究仍较少[24],从而对那些污染问题较严重行业的水足迹计算结果则有较大偏差。同时,某区域的“灰水”量可以用来反映该区域生产生活中对环境的影响程度。因此有必要加强有关我国“灰水”的研究,通过对其进行科学估算评价,更为全面准确地展现区域或行业的水足迹,并帮助促进环境保护工作的开展。
2.5.4 相关评价分析
图2 评价我国水足迹的指标体系Fig.2 Index system of evaluating Chinese water footprint
基于水足迹计算,有关研究对不同地区水资源承载力及利用效率作出了指示性判断,帮助解决水资源短缺与安全、粮食安全及生态环境压力等问题[3]。有些研究将碳、土地、生物能源等资源要素与水足迹相结合进行分析,并建立了水足迹预测方法[40]。我国也已建立相关指标[4,10,20],归纳如图 2。其他分析包括基于水足迹建立了流域生态补偿模型等[28],其中关于影响水足迹大小因素的研究较多,得出影响因素主要有消费结构(主要是膳食结构)[23]、人口数量、富裕程度、产业结构、气候因素和区位条件等[22]。但目前基于水足迹分析对我国水资源承载能力的评价多仅将水资源量与水足迹相结合,而水资源承载能力、水资源消费情况均与社会、经济、环境等有关。因此有必要结合这些因素来系统分析,如深入探讨水资源优势对产业发展的影响等,从而得到从社会、经济、环境等多方面共同实现水资源可持续发展的方法,提高研究的战略运用意义。可借鉴国外将水资源与其他资源相结合、水足迹预测等方法,并结合区域具体的产业结构、消费模式等情况,基于更为科学的水足迹分析,为区域可持续发展提出切实可行的政策建议。此外,对水足迹大小的影响因素分析仍有待完善,如可对流动人口对流入地区水足迹的影响予以充分考虑。由于流动人口对水资源的消费将直接影响到流入地区的水足迹情况,而该影响的程度及持续时间又与该部分流动人口的流动特点有关。因此有必要区别该区域常住居民与流动人口对水足迹的影响。
总的来说,水足迹研究在国内外水资源短缺、粮食安全及生态环境等领域已得到较多应用,并为我国水资源可持续利用的定量评价奠定了较好基础。但结合我国实际情况,并与国外已有研究相比,关于我国水足迹的研究仍具有一定程度的不准确和不完整性,在深度和广度上有待发展。这些研究多针对我国北方或较发达地区,而对南方以及落后区域的水足迹研究也很有必要;对“全国整体范围”研究较多,而对“省市或区域”研究较少,其中对全国各省的整体分析比较则尤为薄弱,对时间维度的划分不够科学,且对区域的分析无统一分析口径;研究对象大多是主要农作物产品或动物产品,对工业或第三产业水足迹的研究虽很有必要但仍较少;“自下而上”法和“自上而下”法在应用上都受到了一定程度的制约,部分较为先进的定量研究方法尚未得以合理借鉴,且结合我国实情的建模研究还相对较少;虚拟水流量的研究取得了一定的进展,但应用的广度和深度仍有待改进,数据较低的可得性对研究造成限制,对国外有关先进处理技术尚未充分借鉴,已有研究存在未将省际与国际虚拟水流量分开、未识别起始国(或区域)和终点国(或区域)等薄弱之处;有研究对水足迹的时空差异进行了比较,但分析仍不够周全,且其中关于随时间演变的趋势分析相对较少,空间差异分析也较为粗略;“绿水”与“蓝水”被区分开来,但有关“灰水”的研究较少;已建立了多种与水足迹有关的指标分析我国水资源利用情况,且对影响水足迹大小因素的分析较多,但战略运用研究的层次仍然较低,流动人口对流入地区水足迹的影响尚未被充分考虑。
因此,为了实现通过虚拟水战略促进我国的可持续发展,仍有必要弥补这些已有研究的不足之处,对我国水足迹的深层次含义做进一步探讨。要加强对我国南方及落后区域、工业和第三产业的水足迹研究;科学借鉴国外先进的分析方法并结合我国实际情况予以创新,如合理应用在较大范围内进行较小空间尺度分析、结合多资源分析水足迹,以及水足迹预测等方法,建立适用于我国的区域间投入产出模型;统一分析口径;加强统计资料管理,合理提高其可得性以增强研究的准确性和实用性;同时注意完善相关研究内容,如识别虚拟水流动的起始国(或区域)和终点国(或区域),加强有关水足迹时空差异和“灰水”的研究,并基于水足迹分析来系统评价水资源承载能力,完善对水足迹大小影响因素的分析。
References)
[1]Wakemagel M,Ree W.Our Ecological Footprint:Reducing Human Impact on the Earth[M].Gabriola Island,BC,Canada:New Society Publishers,1996:3 -45.
[2]Chapagain A K,Hoekstra A Y.Water Footprints of Nations,Volume 1:Main Report[C]//Value of Water Research Series No.16.Netherlands,Delft:UNESCO-IHE Institute for Water Education,2004:1-80.
[3]Aldaya M M,Llamas M R.Water Footprint Analysis for the Guadiana River Basin[C]//Value of Water Research Report Series No.35,UNESCO-IHE,2008.
[4]王艳阳,王会肖,蔡燕.北京市水足迹计算与分析[J].中国生态农业学报,2011,19(4):954-960.[Wang Yanyang,Wang Huixiao,Cai Yan.Calculation and Analysis of Water Footprint in Beijing City[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2011,19(4):954 -960.]
[5]龙爱华,徐中民,张志强,等.甘肃省2000年水资源足迹的初步估算[J].资源科学,2005,27(3):123-129.[Long Aihua,Xu Zhongmin,Zhang Zhiqiang,et al.Primary Estimation of Water Footprint of Gansu Province in 2000[J].Resources Science,2005,27(3):123 -129.]
[6]邓晓军,谢世友,王李云,等.城市水足迹计算与分析:以上海市为例[J].亚热带资源与环境学报,2008,(3):62 -68.[Deng Xiaojun,Xie Shiyou,Wang Liyun,et al.Calculation and Analysis of Urban Water Footprint:A Case Study of Shanghai City[J].Journal of Subtropical Resources and Environment,2008,(3):62 -68.]
[7]邹君,杨玉荣.湖南省2005年水足迹及其启示[J].衡阳师范学院学报,2008,29(3):118-121.[Zou Jun,Yang Yurong.Water Footprint and Its Thought in Hunan Province in 2005[J].Journal of Hengyang Normal University,2008,29(3):118 -121.]
[8]Mekonnen M M,Hoekstra A Y.A Global and High-resolution Assessment of the Green,Blue and Grey Water Footprint of Wheat[C]//Value of Water Research Series No.42.Netherlands,Delft:UNESCO-IHE Institute for Water Education,2010.
[9]Zhao X,Chen B,Yang Z F.National Water Footprint in an Inputoutput Framework:A Case Study of China 2002[J].Ecological Modelling,2009,220:245-253.
[10]陈俊旭,张士锋,华东,等.基于水足迹核算的北京市水资源保障研究[J].资源科学,2010,32(3):528-534.[Chen Junxu,Zhang Shifeng,Hua Dong,et al. A Study on Water Resources Guarantee in Beijing City Based on Water Footprint Evaluation[J].Resources Science,2010,32(3):528 -534.]
[11]马静,汪党献,来海亮,等.中国区域水足迹的估算[J].资源科学,2005,27(5):96 -99.[Ma Jing,Wang Dangxian,Lai Hailiang,et al.Water Footprint:An Application in Water Resources Research[J].Resources Science,27(5):96 -99.]
[12]高孟绪,任志远,郭斌,等.基于GIS的中国2000年水足迹省区差异分析[J].干旱地区农业研究,2008,26(1):131-136.[Gao Mengxu,Ren Zhiyuan,Guo Bin,et al.Analysis on Regional Differences of Water Footprint in China in 2000 Based on GIS.Agricultural Research in the Arid Areas,2008,26(1):131 -136.]
[13]Chapagain A K, HoekstraA Y. VirtualWaterTrade:a Quantification of Virtual Water Flows between Nations in Relation to International Trade of Livestock and Livestock Products[C]//Hoekstra A Y.Proceedings of the Internatinal Expert Meeting on Virtual Water Trade.Delft:UNESCO-IHE,2003:49 -76.
[14]Zimmer D,Renault D.Virtual Water in Food Production and Global Trade:Review of Methodological Issues and Preliminary Results[C]//Hoekstra A Y.Proceedings of the Internatinal Expert Meeting on Virtual Water Trade.Delft:UNESCO-IHE,2003:93-107.
[15]Ercin A E,Aldaya M M.,Hoekstra A Y.A Pilot in Corporate Water Footprint Accounting and Impact Assessment:the Water Footprint of a Sugar-containing Carbonated Beverage[C]//Value of Water Research Report Series No.39.Delft:UNESCO-IHE,2009.
[16]Mekonnen M M,Hoekstra A Y.The Water Footprint of Electricity from Hydropower[C]//Value of Water Research Report Series No.51.Delft:UNESCO-IHE,2011.
[17]Gerbens Leenes P W,Hoekstra A Y.The Water Footprint of Sweeteners and Bio-ethanol from Sugar Cane,Sugar Beet and Maize[C]//Value of Water Research Report Series No.38.UNESCOIHE,2009.
[18]Hoekstra A Y.The Water Footprint:Water in the Supply Chain[J].The Environmentalist,2010(93):12 -13.
[19]王新华,徐中民,龙爱华.中国2000年水足迹的初步计算分析[J].冰川冻土,2005,10:774 -779.[Wang Xxinhua,Xu Zhongmin,Long Aihua.Estimation of Water Footprint of China in 2000[J].Journal of Glaciology and Geocryology,2005,10:774 -779.]
[20]谭秀娟.重庆市直辖以来水足迹研究[D].重庆:西南大学,2010:13 -28.[Tan Xujuan.Study on Water Footprint of Chongqing after Establishing Municipality Status[D].Chongqing:Southwest University,2010:13 -28.]
[21]王新华,徐中民,李应海.甘肃省2003年的水足迹评价[J].自然资源学报,2005,20(6):909-915.[Wang Xinhua,Xu Zhongmin,Li Yinghai.A Rough Estimate of Water Footprint of Gansu Province in 2003[J].Journal of Natural Resources,2005,20(6):909 -915.]
[22]龙爱华,徐中民,王新华,等.人口、富裕及技术对2000年中国水足迹的影响[J].生态学报,2006,26(10):3358-3365.[Long Aihua,Xu Zhongmin,Wang Xinhua,et al.Impacts of population,affluence and technology on water footprint in China[J].Acta Ecologica Sinica,2006,26(10):3358 -3365.]
[23]龙爱华,张志强,徐中民,等.甘肃省水资源足迹与消费模式分析[J].水科学进展,2005,16(3):418-425.[Long Aihua,Zhang Zhiqiang,Xu Zhongmin,et al.Analysis of Water Footprint and Consumption Pattern in Gansu Province[J].Advances in Water Science,2005,16(3):418 -425.]
[24]孙才志,刘玉玉,陈丽新,等.基于基尼系数和锡尔指数的中国水足迹强度时空差异变化格局[J].生态学报,2010,(5):1312 - 1321.[Sun Caizhi,Liu Yuyu,Chen Lixin,et al.The Spatial-temporal Disparities of Water Footprints Intensity Based on Gini Coefficient and Theil index in China[J].Acta Ecologica Sinica,2010,(5):1312 -1321.]
[25]蔡燕,王会肖,王红瑞,等.黄河流域水足迹研究[J].北京师范大学学报:自然科学版,2009,45(5/6):616 -620.[Cai Yan,Wang Huixiao,Wang Hongrui,et al.Water Footprint in the Yellow River Basin[J].Journal of Beijing Normal University:Natural Science,2009,45(5/6):616 -620.]
[26]莫明浩,王学雷,任宪友,等.湖北省洪湖市生态足迹与水足迹动态分析[J].中国人口·资源与环境,2009,19(6):70-74.[Mo Minghao,Wang Xuelei,Ren Xianyou, et al.Dynamic analysis on Ecological Footprint and Water Footprint of Honghu City,Hubei Province,China[J].China Population,Resources and Environment,2009,19(6):70 -74.]
[27]吴燕,王效科,逯非.北京市居民食物消耗生态足迹和水足迹[J].资源科学,2011,33(6):1145-1152.[Wu Yan,Wang Xiaoke,Lu Fei.Ecological Footprint and Water Footprint of Food Consumption in Beijing[J].Resources Science,2011,33(6):1145 -1152.]
[28]Ge L Q,Xie G D,Zhang C X,et al.An Evaluation of China’s Water Footprint[J].Water Resour Manage,2011,25:2633 -2647.
[29]Dietzenbacher E,Velazquez E.Analysing Andalusian Virtual Water Trade in an Input-output Framework[J].Regional Studies,2007,41:185-196.
[30]Wang H,Wang Y.An Input-output Analysis of Virtual Water Uses of the Three Economic Sectos in Beijing[J].Water International,2009,34(4):451-467.
[31]Feng K,Hubacek K,Minx J,et al.Spatially Explicit Analysis of Water Footprints in the UK[J].Water,2011,3,47 -63.
[32]Feng K S,Yim L S,Guan D B,et al.Assessing Regional Virtual Water Flows and Water Footprints in the Yellow River Basin,China:A consumption based approach[J].Applied Geography,2012,32:691 -701.
[33]Yang Y.,Hubacek K,Feng K S,et al.Assessing Regional and Global Water Footprints for the UK[J].Ecological Economics,2010,69:1140-1147.
[34]石敏俊,张卓颖,等.中国省区间投入产出模型与区际经济联系[M].北京:科学出版社,2012:143-156.[Shi Minjun,Zhang Zhuoying,et al.Chinese Inter-provincial Input-output Model and Inter-district Economic ties[M].Beijing:Science Press,2012:143 -156.]
[35]刘强,冈本信广.中国区域间投入产出模型的编制及其问题[J].统计研究,2002,9:58 - 64.[Liu Qiang,Okamoto.Establishing Inter-region Input-output Model of China and Its Problems[J].Statistical Research,2002,9:58 - 64.]
[36]项学敏,周笑白,康晓林,等.大连市旅顺口区与经济技术开发区水足迹初步研究[J].大连理工大学学报,2009,49(1):28 - 32.[Xiang Xuemin,Zhou Xiaobai,Kang Xiaolin,et al.Preliminary study of Water Footprint of Dalian Lushunkou District and Dalian Development Area[J].Journal of Dalian University of Technology,2009,49(1):28 -32.]
[37]刘梅,许新宜,王红瑞,等.基于虚拟水理论的河北省水足迹时空差异分析[J].自然资源学报,2012,27(6):1022-1034.[Liu Mei,Xu Xinyi,Wang Hongrui,et al.Water Footprint and Spatial-temporal Analysis of Hebei Province Based on Virtual Water Theory[J].Journal of Natural Resources,2012,27(6):1022 -1034.]
[38]Romaguera,M.,Hoekstra,A.Y.,Su,Z.,et al.Potential of Using Remote Sensing Techniques for Global Assessment of Water Footprint of Crops[J].Remote Sensing,2010,2(4):1177 -1196.
[39]Hoekstra A Y,Mekonnen M M,Chapagain A K,et al.Global Monthly Water Scarcity:Blue Water Footprints Versus Blue Water Availability[J].PLoS ONE,2012,7(2):632 - 688.
[40]Ercin A E,Hoekstra A Y.Water Footprint Scenarios for 2050:A Global Analysis and Case Study for Europe[C]//Value of Water Research Report Series No.59.Delft:UNESCO-IHE,2012.
A Review of Researches on Chinese Water Footprint
WU Zhao-dan1,2 ZHAO Min3 Upmanu LALL2 TIAN Ze1 HUO Zheng-gang3,4
(1.School of Business Administration,Hohai University,Changzhou Jiangsu 213022,China;2.Department of Earth and Environmental Engineering,Columbia University,New York City New York 10027,USA;3.School of Business,Hohai University,Nanjing Jiangsu 211100,China;4.Hydraulic Science and Engineering College,Yangzhou University,Yangzhou Jiangsu 225127,China)
Currently there is significant contradiction between water supply and demand in China,as well as an increasing importance in the food safety.Comprehensive water footprint analysis is a prerequisite for achieving sustainable development through virtual water strategy.Relevant defects of the existing researches on Chinese water footprint were elaborated through the comparison of domestic and foreign analysis,from multiple angles including the related area,time and spatial scale,object,quantitative method,and content.Analysis on the south or economically backward areas is relatively not enough.Current researches lack the high-resolution assessment for large area,some scientific time-dimension division,as well as comparable calibers for the regional analysis.They sometimes refer to neither industrial nor tertiary industrial water use.Some advanced quantitative research methods,which are also suitable for our situations,need developing.Several weaknesses are showed in researches on the virtual water flow,referring to the spatial and temporal differences of the water footprint,as well as the“gray water”.Some related evaluation and analysis also need to be improved.In the further research on Chinese water footprint,the analysis should be enhanced on south or economically backward areas,together with industry and tertiary industry.Scientifical learn from foreign advanced analytical methods with the innovation is necessary.The analysis caliber can be unified.Also the management of statistic data should be strengthened.Some relevant content of researches needs improving,like identifying the start country(or region)and the destination country(or region),and systematically assessing the water resource carrying capacity based on the water footprint analysis.
water footprint;virtual water;virtual water flow;virtual water strategy;review
F062.1
A
1002-2104(2013)11-0073-08
10.3969/j.issn.1002-2104.2013.11.011
2013-05-11
吴兆丹,博士,主要研究方向为水资源管理。
中央高校基本科研业务费项目“水利资源综合开发经营管理范式研究”(编号:2012B10514)。
(编辑:王爱萍)