基于生态足迹理论的江苏省水资源可持续利用研究

陈姝含，宋淑鸿

（南京林业大学 经济管理学院，南京210037）

1 引言

加拿大生态经济学家William Rees 等于1992年最先提出生态足迹理论，被其学生Wackernagel在1966年进行补充完善[1]。该方法主要通过定量分析将一个地区的人类生产生活及消耗的资源量转换为所占用的土地面积，衡量其对生态环境的压力和影响程度，揭示一个区域内水资源供给与需求的动态变化及平衡状况，以此来评判一个区域的可持续发展能力，从供需两方面比较评价区域的水资源可持续发展能力[2]。近半个多世纪以来全球的生态与环境问题一直受到广泛的关注[3]。从《江苏省水资源公报》可知，江苏省2017年水资源总量392.9亿m3，比上年水资源总量降低47%，水资源在一定程度上制约一个地区的可持续发展[4]。文章通过建立江苏省水资源生态足迹模型，从生产用水、居民生活用水及城镇环境用水三个方面计算2010—2017 年江苏省水资源生态足迹、生态承载力和万元GDP 水生态足迹等指标，定量分析水资源的利用程度。

2 研究地区及数据来源

2.1 研究区概况

江苏省位于东经116°18′～121°57′，北纬30°45′～35°20′之间，土地面积达1.072×105 km2，其中水域面积为1.73×104 km2，约占总面积20%。总体来说，江苏省水资源总量较为丰富，水资源的利用在区域之间调节不均衡，由于人口众多人均所占有的水资源较少，而且水环境状况日渐恶化，这种情况对于地区经济与社会的长远发展的具有不利的影响。

2.2 数据来源

文章中所需的水资源消耗量（W）、水资源总量（Q） 等数据均来源于2010—2017年江苏省水利厅公布的《江苏省水环境公报》[5]，地区总人口数（N）、地区生产总值（GDP） 等来源于江苏省统计局公布的《江苏省统计年鉴》[6]。

3 研究方法

3.1 水资源生态足迹计算模型

在特定的经济发展与人口数量的条件下，将人类为了维持生产生活所消耗的水资源转化为相应的土地面积，为水资源生态足迹的意义。根据已有的研究模型[7]，笔者将江苏省水资源分为生产用水、居民生活用水和城镇环境用水三类进行计算，并求出人均生态足迹，水资源生态足迹计算模型如下：

其中，EF为水资源总生态足迹（hm2），N为地区总人口数，ef为水资源人均生态足迹（hm2·cap-1），γw为水资源的全球均衡因子，此处根据WWF 2000 年核算的均衡因子结果，选取rw为5.19，W 为人均水资源消耗量（m3），Pw为水资源全球平均生产能力（m3·hm-2），此处参照已有研究结果选取水资源全球平均生产能力为3 140 m3·hm-2。

3.2 水资源承载力计算模型

在一定时期内特定区域的水资源最大供给量是否满足区域内水资源的需求量，即对于维持区域内人口、经济及社会可持续发展的支撑能力，为水资源承载力的意义。水资源承载力计算模型如下：

其中，EC为水资源总承载力（hm2），N 为地区总人口数，ec为水资源人均承载力（hm2·cap-1），此处根据已有研究，系数0.4 表示水资源承载力中有60%被用于维持生态环境，φ为区域水资源产量因子，此处根据已有研究选取江苏省水资源产量因子为1.02，Q为水资源总量（m3），Pw为水资源全球平均生产能力（m3·hm-2）。

3.3 水资源可持续评价指标

水资源生态足迹与水资源承载力之间的差额可以用于评估一个地区水资源利用的可持续发展能力，其计算公式为：

其中，若EC＞EF，则为生态盈余；若EC＝EF，则为生态平衡，表明该地区水资源利用处于临界状态；若EC＜EF，则为生态赤字。

3.4 万元GDP水资源生态足迹

水资源生态足迹与地区生产总值万元GDP 的比值，是表示一个地区的水资源利用效率，是万元GDP 水资源生态足迹的意义，此处用字母B 表示，其计算公式如下：

在该式中，如果该区域存在较低的水资源利用效率，则计算出来的数据结果越大，反之，则表明该地区存在较高的水资源可持续利用程度。

4 结果与分析

4.1 江苏省水资源生态足迹与水资源生态承载力

根据水资源生态足迹与水资源生态承载力模型计算得出江苏省2010—2017 年各用水方式水资源生态足迹与生态承载力，具体如表1所示。

由表1 可知，从总的发展趋势来看，2010—2017 年江苏省的人均水资源生态足迹呈缓慢递减的趋势，由2010 年的1.159 8 hm2·cap-1下降到2017 年 的0.959 1 hm2· cap-1， 下 降 的 幅 度 为17.3%。这一方面与人口数量的递增有关，另一方面说明这期间政府及人民生活对于水资源的使用有了节约意识，减少了水资源的不当使用等。另外，在水资源的各账户中，生产用水所占据的比例最大，历年来占有比例均在90% 以上，且人均生态足迹呈下降趋势。这说明在江苏省的经济发展过程中，由于工业的快速发展和工业污染等问题的存在，工业生产所需的水资源一直处于较多的状态，而人均生态足迹的下降说明在发展过程中并不是一味的不注重水资源保护，这与政府调整产业结构，强调水资源节约保护等是息息相关的。

表1 江苏省历年人均水资源生态足迹（单位：hm2·cap-1）

由表1 计算结果，根据2010—2017 年水资源的三个账户生产用水、生活用水及生态环境用水的人均生态足迹画出其趋势图如图1所示。

由图1可知，居民生活用水和城镇环境用水的人均生态足迹从2010—2017年呈缓慢增长的趋势，且增长幅度较小。2012—2013 年生产用水的人均生态足迹大幅下降得益于政府对于产业结构的调整及鼓励工业企业节水减排，加强水污染的治理等措施，从而使得生产用水的人均生态足迹呈下降趋势。

图1 江苏省各用水方式人均生态足迹趋势

由表1计算结果，根据总的人均生态足迹、人均生态承载力及生态赤字结果，整理得出2010—2017年江苏省的水资源利用变化趋势，具体如图2所示。

由数据计算结果及图2 可知，江苏省2010—2017 年水资源使用一直处于生态赤字，其中2012年生态赤字最大，为0.834 56 hm2·cap-1，2012 之后生态赤字开始下降， 一直到2016 年下降为0.311 09 hm2·cap-1，下降幅度为62.7%，2010—2017 年变化趋势不稳定，水资源承载力与生态赤字基本上处于波动变化的状态，变化状态呈相反趋势，即可以看出水资源可持续利用发展状况与区域内的水资源承载力密切相关。

4.2 万元GDP水资源生态足迹动态分析

从图3 可以看出，总体上2010—2017 年江苏省万元GDP 水资源生态足迹呈现下降的趋势，下降幅度为58.8%，其中在2010—2013 年间下降幅度较快，2013 年之后下降幅度有所减缓，由此可知，虽然水资源利用一直处于生态赤字状态，但是资源利用效率越来越高，说明政府较为重视地区生态水资源的发展利用状况，注重水资源的使用与治理，这与政府的管理水平和人们对于水资源高效利用意识的提高密不可分。

图2 江苏省水资源生态足迹、生态承载力与生态赤字变化趋势

图3 江苏省万元GDP水资源生态足迹变化趋势

5 结论与启示

文章通过对江苏省水资源有关数据的结果分析得出，江苏省的水资源处于生态赤字状态，虽然江苏省水资源较为丰富，但是水资源可持续发展能力较弱，这对于整个区域的经济与社会发展较为不利，政府应当加以重视，改变水资源利用方式、有计划地调整产业结构，提高江苏省生态建设与和美丽中国建设的自觉性[8]。

从万元GDP 水资源生态足迹趋势可以看出，江苏省水资源利用效率逐年提升，发展态势较好，说明在发展的同时并没有完全以牺牲水资源消耗为代价。水资源是一个区域经济发展与社会发展的基础，解决好在生态建设中不同的参与方的利益是使得人与自然和谐发展的重要保障[9]。在水资源可持续利用方面，政府的参与管理与可持续发展有着十分重要的联系[10]，同时需要居民在生活中提高节水用水意识，从而在水资源可持续利用的基础上，改善人居环境，建设生态型区域经济发展模式，带动区域经济社会良好发展[11]。