辽阳市县域水生态足迹浅析

关艳庆

（辽宁省辽阳水文局，辽宁 辽阳 111000）

水是万物之源，生命之本，经济社会及生态环境等的稳定、健康发展建立在水资源持续发展的基础上，水资源对社会发展起着至关重要的作用[1-3]。随着经济社会的高速发展及人民生活需求的不断提高，水资源的需求日益增多，水资源问题频现，水问题制约经济社会发展，威胁社会安全、生存安全、国家安全等，研究解决水问题已成为全球热点[4-5]。可持续发展是水资源健康发展的核心，水生态足迹作为从生态足迹出发，表征、评估水资源可持续性的指标之一[6]，国内外学者对此进行了大量的研究，并以此为基础研究某一区域或流域的可持续发展状态，为增强水资源与社会经济的协调性、促进社会生态健康发展等提供参考。

生态足迹于20 世纪90 年代由加拿大William Reese 等学者提出，是以生态足迹分析研究自然资源可持续发展[7-8]。在生态足迹的基础上，水生态足迹概念产生。水生态足迹是从生态视角去量化水资源的消耗，即计算一定范围、一定时间内所消费的产品和服务所需要的水资源用地面积[9-11]，其反映了水生态系统承受来自于区域内人类活动的压力，能够科学客观地对水资源的可持续发展进行分析研究[12]。

辽阳市地处辽宁省中部下辽河平原区，属浑太水系，地势东高西低，东部山区，中部为浑河、太子河山前过渡区，西部为浑太河冲洪积平原。辽阳市水资源丰富，水资源空间分布不均，人均水资源量小，近年来辽阳市水资源公报显示，辽阳市水资源量供给不足，用水需求得不到满足，且水环境令人担忧。水资源制约着经济的发展，水资源可持续的研究是十分重要且非常必要的。本文以水生态视角分析研究辽阳市各县域水资源可持续性。

1 原理与方法

1.1 水生态足迹

水生态足迹是以水资源为出发点，利用一定范围所占有的水生态足迹与可更新水资源供给能力的差值去反映水生态的赤字或盈余，从而反映出一定范围水资源利用的健康状态、水资源可持续发展情况[13-14]。其中水生态账户又可分农业、工业、生活用水等部分。水生态足迹计算模型公式为：

式中：EFw为水生态足迹，hm2；N 为人口数；efw为人均水量生态足迹，hm2/人；rw为全球水资源均衡因子，为5.19；Uw为水资源利用量，m3；Pw为全球水资源平均生产能力，为 3140 m3/hm2；万元GDP 数值越大，水资源利用效率越低，越不可持续利用；数值越小，水资源利用效率越高，越可持续利用。

1.2 水生态承载能力

水生态承载能力是水生态系统在其自身保证自身健康的前提下所能承受的当前社会最大经济总量和人口数量，是动态的、可调节的，且具有极限性。本次计算以面积来表示承载能力，计算模型公式为：

式中：ECw为水生态承载力，hm2；（1-0.6）为扣除 60%用于维持生态环境自身发展和生物多样性的水资源量系数；Q 为水资源总量，m3；γ 为全球水资源均衡因子，取5.19；φ 为研究区域内的水资源产量因子，取2.04；Pw为全球水资源平均生产能力，为3140 m3/hm2。

1.3 水生态压力指数

水生态压力指数是表征水资源可持续发展的状况，水生态足迹和水生态承载能力的比值来表示。计算模型公式为：

式中：EQ 为水生态压力指数。当EQ=1 水资源处于供需平衡状态；当EQ＞1 水资源供不应求，需求大于供应，水资源可持续开发利用程度较低；当EQ＜1 水资源需求小于供应，水资源可持续开发利用程度较高。

1.4 水资源可持续指数（SIw）

水资源可持续指数是指一定时期某区域可持续供给的水资源总量满足该区域人类社会经济活动对水资源的需要程度，以此来评价区域水资源可持续发展利用程度[15]。其计算公式为：

式中：0＜SIw＜1，SIw值越大，表明水资源可持续利用程度越高，即水资源利用处于可持续状态；反之，则水资源可持续利用程度越低，即水资源利用处于不可持续状态。0.5 即为水资源可持续利用与不可持续利用的临界点。

2 结果与分析

根据《辽阳市水资源公报》《辽阳市统计年鉴》，计算辽阳市县域水生态足迹、水生态承载能力、水生态压力指数，结果见表1～表3。辽阳市水生态足迹为156.82 万hm2，万元GDP 水生态足迹0.3 万hm2/万元，水生态承载力为78.56 万hm2，人均水生态承载能力为0.44 hm2/人。

表1 水生态足迹与水生态承载力

表2 县域子账户水生态足迹

表3 县域水生态压力指数与水生态可持续指数表

2.1 水生态足迹与承载力分析

根据表1，辽阳各县域水生态足迹差异大，其中灯塔市水生态足迹最大，高达63.95 万hm2，弓长岭区水生态足迹最小4.58 万 hm2，市区及辽阳县水生态足迹相近，均40 万hm2～50 万hm2。各子账户水生态足迹（表2）显示，农业用水生态足迹较其他子账户足迹大，其中灯塔市、辽阳县农业子账户较大，超过40 万hm2，弓长岭区工业子账户水生态足迹仅为1.38 万hm2；工业、生活子账户中市区水生态足迹远大于其他行政区；生态子账户中弓长岭区生态子账户水生态足迹最大。县域水生态承载能力中辽阳县水生态承载能力最大，为35.12 万hm2，次之为灯塔市、市区、弓长岭区。

综合看表1、表2，灯塔市水生态足迹最大的原因在于农业水生态足迹大，农业用水生态足迹占比达91.7%，表明用水结构中农业占比大，农业用水是灯塔市水资源开发利用中的主要部分，农业用水对水生态环境影响大，次之为工业；辽阳县水生态足迹大亦是由于农业占比大，但其农业用水量较灯塔市农业用水量小，农业子账户水生态、辽阳县水生态足迹均较灯塔市小；市区各子账户水生态足迹差别较小，各子账户占比大小顺序依次为农业、生活、工业、生态；弓长岭区水生态足迹小原因在于弓长岭地貌山丘面积大、人口少、用水量小，在其各子账户水生态足迹占比中工业最大，次之为农业，再次生活、生态，表明工业对弓长岭区水生态环境的影响最大。灯塔、辽阳县万元GDP 水生态足迹远大于市区及弓长岭区，这是受用水结构影响，农业用水生态足迹占比大，农业用水较粗放，用水效率低，水资源产出率低。

各县区水生态承载能力中，水资源量对水生态承载能力较大，辽阳县因其水资源量占辽阳市水资源量近二分之一，水资源较丰富，故其水生态承载能力大；而弓长岭区其水资源量仅为全市水资源总量的6.8%，水生态承载能力最小，为5.33 万hm2；在人均水生态承载能力中，辽阳市区因其人口密度大，人均水生态承载能力远小于其他地区。

2.2 水生态压力与水资源可持续

根据表3 可知，水生态压力指数与水生态可持续指数表征状态较一致，辽阳市水生态压力指数2.00，水生态可持续指数0.33，辽阳市水生态压力大，处于不可持续利用状态。灯塔市、辽阳县、市区水生态压力指数大于1，灯塔市、辽阳县、市区水生态可持续指数系小于0.5，水生态压力较大，水资源开利用成本都较大，水资源需求大于供应，市区及灯塔市水生态压力指数为供需平衡状态指数的2.7 倍，水资源的供需矛盾突出，水资源利用不可持续，这其中辽阳县水生态压力较灯塔市、市区水生态压力小，处于临界值边缘，但仍显示为水资源利用不可持续状态；弓长岭区为辽阳市县域中仅有的水生态压力小于1，水生态较健康，水资源处于可持续利用状态。

3 结论

受各县域水资源量分布、人口分布、产业用水结构等因素影响，辽阳市各县域水生态足迹不同，灯塔市、辽阳县、市区、弓长岭区分 别 为 63.95 万 hm2、48.05 万 hm2、40.18 万 hm2、4.58 万hm2；各子账户中农业用水生态足迹占比重高，工业和生活较次之；灯塔市、辽阳县水资源产出率低，用水效率有待提高。辽阳县水生态承载力最好，市区人均水生态承载能力最小；灯塔市、辽阳县、市区水生态承载力与水生态可持续指数突破供需临界状态，水资源需求大于供应，水生态出现赤字现象，水资源处于不可持续状态、水资源生态环境处于不安全状态，弓长岭区水资源可持续发展，水资源仍有开发利用潜力。

辽阳市各县域社会发展与水生态亟待协调发展，可考虑积极开展产业结构调整，发展节水工艺，加强用水效率控制与水资源开发利用控制，强化最严格的的水资源管理，加深开展水利强监管、补短板。