河南省2008年水足跡分析

第33卷第9期人民黃河。Vol.33 ,No.92011年9月YELLOW RIVERSep. ,2011[水資源 ●水環(huán)境]河南省2008年水足跡分析劉俊閣,張金萍(鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院,河南鄭州450002)摘要:水足跡是反映人類(lèi)對水資源消費情況的一個(gè)全新概念,其計算方法有自上而下法和自下而上法，分別采用兩種方法計算河南省2008年水足跡。結果表明:采用自上而下法計算的水足跡總量為1 179.011 億m',人均水足跡為1 188. 759 m'/人;采用自下而上法計算的水足跡總量為495. 675億m2 ,人均水足跡為499. 774 m'/人?？傮w而言,河南省經(jīng)濟生產(chǎn)以自給為主,水匱乏度很高。未來(lái)在水資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,應注意調整作物種植結構、改變消費模式、實(shí)施虛擬水戰略。關(guān)鍵詞:水足跡;虛擬水;水資源利用;河南省中圖分類(lèi)號: TV213文獻標識碼:Adoi:10.3969/j. isn. 100-1379. 2011.09.025Analysis of Water Footprint of Henan Province in 2008LIU Jun-ge, ZHANG Jin-ping( College of Water Conseruancy & Entironmental Engineering , Zhengzhou Universiy, Zhengzhou 450002, China)Henan Province in 2008 through lop _down and botom up methods. The reuts show that a) citizens in Henan Province in 2008 hed consumed117. 9011 bllin m3 waler resources in total , which means 1188. 759 m3 per ceapita by using top down method; b) the consumption was 49.5676bilin m' water reources in tolal, and 499. 774 m3 per capita by using bttom-up method. In general, the economic production of Henan Provinceis self- ufficient, and the water scarcity is high. We should pay attention to adjust structure of crop planting, change the consumption mode and car-y ont virtual water strategy in the future exploitation and utilization of water resources.Key words: water footprint; virtual water; utilzation of water resources; Henan Province河南省水資源較為短缺。近年來(lái),隨著(zhù)經(jīng)濟快速發(fā)展和人學(xué) 依據4]?？谠黾?水資源供需關(guān)系日益緊張。如何合理、高效地利用水1.2 計算方法.資源已成為河南省可持續發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題。解決水資源1.2.1 自上而下法短缺問(wèn)題不僅要利用工程技術(shù)措施努力實(shí)現開(kāi)源節流,提高水自上而下法是從生產(chǎn)者角度分析的,其計算基礎是生產(chǎn)單資源利用效率,而且要從機理上衡量人類(lèi)對水資源的真實(shí)占有位產(chǎn)品需要的水量。該方法考慮了貿易過(guò)程的影響,認為一個(gè)和消費利用程度,并在管理和政策上開(kāi)拓創(chuàng )新,在更大范圍和地區總人口消耗的商品并- -定都是當地生產(chǎn)的，可能很大一部更高層次上尋求解決方案,保證用水安全“。分是從區外購買(mǎi)的,當地的產(chǎn)品也有可能銷(xiāo)往區外B1,因此某地區的水足跡總量為1水足 跡的概念和研究方法WF=WU-VWe+VWI(1)式中:WF為該地區水足跡總量; WU為該地區產(chǎn)品生產(chǎn)的總用1.1基本概念虛擬水是Allan[2]1在1993年提出的概念,它是指生產(chǎn)商水量,包括農業(yè)耗水量AWU、工業(yè)耗水量nwU、生活耗水量品和提供服務(wù)所儒要的水資源量。虛擬水并不是真正意義DWU和生態(tài)環(huán)境耗水量EWU;VWe為產(chǎn)品虛擬水出口量; VWI上的水,而是包含在產(chǎn)品中以虛擬的形式體現出來(lái)的，消費為產(chǎn)品虛擬水進(jìn)口量。者從產(chǎn)品中看不到水的影子,因此虛擬水又稱(chēng)“鑲嵌水”和1.2.2 自下而上法“外來(lái)水”。借助生態(tài)足跡,Hoekstal]在2002年提出了水自下而上法是從消費者的角度分析的,其計算基礎是居民足跡的概念。水足跡是反映人類(lèi)對水資源消費情況的一個(gè)收稿日期:2010-11-02全新概念,一個(gè)地區的水足跡可以定義為該地區總人口所基金項目:河南省教育中國煤化工06)。作者簡(jiǎn)介:劉俊閣(1986F究方向為水資源消耗的所有資源需要的水資源量。水足跡可以真實(shí)地反映可持續利用與管理。YHCNMHG人類(lèi)對水資源的真實(shí)占有情況，從而為水資源決策提供科E-milijinge@ yboo. com. cn. 62.人民黃河2011年第9期消費的產(chǎn)品所消耗的水量。所消費的商品、服務(wù)數量與各自的活的整個(gè)生命周期所消耗的水資源量,具體由三部分組成:動(dòng)單位產(chǎn)品虛擬水含量相乘并求和,再加生活耗水量和生態(tài)環(huán)境物整個(gè)生命周期消耗飼料的虛擬水量動(dòng)物整個(gè)生命周期消耗耗水量,就叮得到某地區的水足跡總量^"1) ,計算公式為的飲用水量、飼養動(dòng)物過(guò)程中的耗水量。動(dòng)物產(chǎn)品單位產(chǎn)量所wF= DWU+EWU+ EP.xVWP.(2)含的虛擬水量直接采用Chapagain 和Hokstra的計算結果。河式中:P為第i種產(chǎn)品消費量;VwP.為第i種產(chǎn)品的單位產(chǎn)品南省2008年動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水量計算結果見(jiàn)表2。河南省2008年動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水總量為442. 226億m。虛擬水量。表2河南省2008年動(dòng)物產(chǎn)品用水量1.3水足跡指標動(dòng)物單產(chǎn)虛擬水量/產(chǎn)量/生產(chǎn)用水量/(1)人均水足跡。其計算公式為奶類(lèi)1.000298. 6229.862WF_=P(3)豬肉2.211367. 1081.166式中:WF。為人均水足跡, m'/人;TP為總人口。12.56084. 10105. 630羊肉5.20226. 5013. 785(2)水足跡強度')。水足跡強度表示單位國內生產(chǎn)總值好禽肉3. 65293.5034. 146耗的水足跡,其計算公式為兔肉3.9947.122. 844禽蛋3.550371.70131.954WFI= CDP水產(chǎn)品5.00085.6842. 840式中: WFI為水足跡強度,m'/元;CDP為國內生產(chǎn)總值,元。(3)水匱乏度(6)。 水匱乏度又稱(chēng)水資源壓力指數,其計算注:兔肉的虛擬水量是按照山羊肉的虛擬水含量計算的。2.2.3虛擬水貿 易量公式為虛擬水貿易量只計算對外經(jīng)濟貿易虛擬水量,忽略進(jìn)口產(chǎn)ws= WF x 100%(5)品再出口的虛擬水量。農林漁牧產(chǎn)品的虛擬水進(jìn)出口貿易量式中:WS為水匱乏度,% ;WA為可利用的水資源總量,即所有可通過(guò)國內農林漁牧生產(chǎn)總耗水量除以其生產(chǎn)總價(jià)值,再乘以可更新的水資源量,m2。.進(jìn)出口價(jià)值來(lái)計算。工業(yè)產(chǎn)品的虛擬水貿易量則等于貿易價(jià)(4)水資源進(jìn)口依賴(lài)度。其計算公式為值乘以工業(yè)用水定額"。據此計算出河南省2008 年出口虛擬水量為21.63億m,進(jìn)口虛擬量為24.00億m',凈進(jìn)口虛擬水wD=EWEx100%(6)量為2.37億m'。式中:WD為水資源進(jìn)口依賴(lài)度,% ; EWF為外部水足跡,表示2.2.4水足 跡指標本地消費的進(jìn)口虛擬水總量,m'。河南省2008年總人口為9 918萬(wàn),可更新的水資源總量為(5)水資源自給率。其計算公式為371.53億m' ,工業(yè)耗水量為51. 400億m' ,生活耗水量為wss=Rx100%7)42. 190億m' ,生態(tài)環(huán)境耗水量為7. 800億m' ,則河南省的水足式中:wss為水資源自給率,%;IWF為內部水足跡,表示生產(chǎn)跡總量為1 179.011 億m'。利用式(3) ~式(7)計算水足跡指標,結果見(jiàn)表3。本地居民消費品需要的水資源總量,m'。.表3河南省2008年水足跡指標2河南省 2008年水足跡計算人均水足跡/水足跡強度/ 水賢乏度/水資源進(jìn)口水 資源(m3人-) (m.元) %依賴(lài)度/%自給率/%2.1數據來(lái)源1 188.7590.064317.342. 0497.96計算數據來(lái)源:①Chapagain和Hokstra計算的2004年中河南省2008年水足跡為1 179. 011億m' ,而根據河南省國動(dòng)物虛擬水含量;②《河南統計年鑒2009> ;③2008年河南省水資源公報,總用水量為227. 534億m' ,兩者相差951.477億水資源公報。m',占水足跡總量的80.7%,這部分水就是凝結在商品和服務(wù)2.2自上而下法計算中的虛擬水總量。河南省2008年水資源自給率為97. 96% ,水2.2.1農作物產(chǎn) 品虛擬水資源進(jìn)口依賴(lài)度只有2. 04% ,說(shuō)明河南省生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是為河南省2008年各種農作物產(chǎn)品虛擬水計算結果見(jiàn)表1。了滿(mǎn)足本省居民的消費需求,對外貿易量較少。河南省水匱乏河南省2008年農作物虛擬水總量為633. 025億m'。度高達317.34%,說(shuō)明本省水資源量比較有限，水資源壓力較表1河南省2008年各種農作物產(chǎn)品虛擬水量 億m'大,不利于未來(lái)發(fā)展"]。需要節約用水,提高水資源利用效率,農作物小麥玉米水稻棉花大豆紅薯實(shí)施虛擬水戰略,提高虛擬水進(jìn)口量,減緩河南省水資源壓力。虛擬水最216. 701115.487 37.510 37.062 24. 86319.0072.3 自下而上法計算農作物花生:油菜籽煙葉疏菜水果茶根據作物的分類(lèi),將河南省虛擬水消費分為農作物(包括虛擬水量71.739 31.133 7.695 39.027 27.492 5.300糧食、食油、蔬菜瓜果中國煤化工:肉羊肉、家2.2.2動(dòng)物產(chǎn) 品虛擬水禽水產(chǎn)品蛋類(lèi)、奶類(lèi)YH;CNMHG飲料、茶葉、Chapagain 和Hoekstra將動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水量定義為動(dòng)物存糕點(diǎn)等)三類(lèi)消費品,各類(lèi)產(chǎn)品的虛擬水消費情況見(jiàn)表4。人民黃河 2011年第9期表4河南省 2008年各分類(lèi)產(chǎn)品的虛擬水消費量消費量高于農村居民;農村居民對農作物產(chǎn)品的消費量較大，虛擬水消費總量/人均腺擬水消費量/對動(dòng)物產(chǎn)品的消費量?jì)H為城鎮居民的2/5,對副食的消費量消費項目.化m(m人)較小。城鎮農村城鎮.農作物53. 338213. 354149. 281336. 2554建議動(dòng)物產(chǎn)品63. 10146. 421176. 60573. 162副食30.52138. 95085.42161. 387(1)調整種植結構,優(yōu)化配水。不同的作物具有不同的需146. 960298. 725411.307470. 804水量和需水規律,應針對不同地區的氣候和水資源條件,調整河南省2008年水足跡總量為495. 675億m' ,人均水足跡農業(yè)種植結構。在確保糧食安全的基礎上,根據居民消費量,為499.774 m2/人,水足跡強度為0.027 m2/元。適當減少小麥玉米等高耗水農作物的種植面積,改種需水量較小經(jīng)濟效益較大的作物,達到優(yōu)化種植結構,或輕農業(yè)用水3結果分析壓力的目的"0。(2)改變消費結構和消費理念。虛擬水的消費量與居民生3.1兩種計算方 法結果比較活水平、消費習慣及營(yíng)養需求等密切相關(guān)"。消費1 kg牛肉自上而下法計算的水足跡總量為1179.011 億m' ,人均水大約需要消耗虛擬水12. 560 m' ,消費1 kg糧食大約需要消耗足跡為1 188 759 m'/人;自下而上法計算的水足跡總量為虛擬水1.000 m' ,而消費1 kg蔬菜僅需要消耗虛擬水0. 0642495. 675億m3 ,人均水足跡為499. 774 m'/人。自上而下法的m'。因此,在滿(mǎn)足人類(lèi)營(yíng)養需求的條件下,可以通過(guò)減少肉類(lèi)計算結果約為自下而上法的2.37倍，究其原因,可從以下幾個(gè)消費量、增加蔬菜消費量來(lái)減少脯擬水消耗量。方面來(lái)說(shuō)明。(3)實(shí)施虛擬水戰略,保證區域水資源安全。同- -種作物(1)農作物產(chǎn)品虛擬水量比較。對于農作物虛擬水最計在不同的地區有不同的需水量和需水規律,因此不同地方單位算,自上而下法的計算結果為633. 025億m' ,自下而上的結果產(chǎn)品虛擬水含量就不同。洛陽(yáng)市小麥單位產(chǎn)品虛擬水含量為為266.692億m',自上而下法的計算結果約為自下而上法的1.211 m2'/kg, 而商丘市小麥單位產(chǎn)品虛擬水含量為0. 5592.37倍。其主要原因:①在自下而上法計算過(guò)程中,數據統計m/kg。因此,可以減小洛陽(yáng)市小麥種植面積,增加商丘市小麥不夠全面,只是計算了日常消費品虛擬水量,對于棉花、肉制品種植面積,洛陽(yáng)市通過(guò)從商丘市進(jìn)口小麥來(lái)滿(mǎn)足消費需求。同及動(dòng)物油等經(jīng)過(guò)深加工的消費品末進(jìn)行計算;②自上而下法從樣在省與省之間、國與國之間.區域之間都可以通過(guò)這種方式農作物產(chǎn)品產(chǎn)最出發(fā).涵蓋了全部農作物產(chǎn)品虛擬水量，包含來(lái)緩解水資源壓力,保證區域水資源安全。對于水資源較為短那些未進(jìn)行灌溉的雨養作物;③自上而下方法從生產(chǎn)者角度出缺的地區,虛撳水貿易是一種全新的水資源供應方式,可以作發(fā),計算的是產(chǎn)品所有產(chǎn)量的虛擬水量,包括糧食儲備量和出為一種調節工具,從而實(shí)現糧食安全和水資源安全?？诩Z食貿易量。,(2)動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水量比較。對于動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水量計算，參考文獻: .兩種方法的結果分別為42.226億m'和109.522億m' ,自上而[1]程國棟違擬水:中國水資源安全戰略的新思路[J].中國科學(xué)院院刊,2003下法的計算結果約為自下而上法的4.04倍。其主要原因是用(4) :260 -265.于消費的動(dòng)物產(chǎn)品只是其產(chǎn)量的一部分,剩余的大部分動(dòng)物產(chǎn)2] J A Allan. Vitunl water: A long tem solution for water short Middle Easten品進(jìn)行了深加工或者用于出口。河南省2008年的豬肉總產(chǎn)量3] A Y Hoekstn. Virtual waler tnade: an inoducion[ C]//A Y Hoekstra. Virtual為367. 10萬(wàn)t,而總消費最僅有68.97萬(wàn)t,不足總產(chǎn)量的1/5。water trade: Pocedings of the intematinl expert meeting on virtual water(3)自上而下法存在重復計算問(wèn)題。在自上而下法的計算trade. Delf:;HE,2003;13 -23.中有重復部分,動(dòng)物朧擬水含量的計算,牧場(chǎng)養殖的動(dòng)物飼料4] 王新華,徐中民,龍愛(ài)華中國2000年水足跡的初步計算分析[J].冰川凍大多為農作物,其虛擬水有部分來(lái)自農作物。土,2005 ,27(5):774 -780.3.2 河南省水足跡分析s] 張燕,徐建華,呂光輝西北干畢區新疆水資源足跡及利用效率動(dòng)態(tài)評估[J].中國沙謨2008 ,28(4)775 -780.根據自上而下法計算結果,河南省2008年農作物生產(chǎn)消6] 鄧曉軍,謝世友,秦婷,等基于水足跡分析法的四川省水資源利用評價(jià)耗的虛擬水量為633.025億m',而農業(yè)灌溉用水量為126.140[J].人民長(cháng)江,2007 ,38(2) :61 -63.億m' ,僅為虛擬水量的1/5。這說(shuō)明農作物生產(chǎn)消耗的水很大7]鄧曉軍, 謝世友,王新華.重慶市2004年的水足跡分析[J].長(cháng)江流城資源-部分來(lái)自大氣降水或土壤水,即源于綠水資源。所謂綠水，與環(huán)境2007,16(5):593 -597.主要是指植物根部土壤存儲的雨水,即源于降水,存儲于土壤8] 王新華,徐中民，李應海.甘肅省2003年的水足跡評價(jià)[J].自然資氰學(xué)報，并通過(guò)蒸發(fā)、燕騰進(jìn)人到大氣中的水汽9)。河南省屬于農業(yè)大2005 ,20(6) :909 -915.省,農業(yè)灌溉用水占全省總用水量的一半以上。如果能夠從綠9] 馬育軍,李小雁,徐霖,等遭擬水戰略中的綠水和藍水細分研究[J].科技導報,2010,28(4) :47 -54.水資源著(zhù)手,充分利用綠水資源,就可以大大節約水資源。[10]王芳 ,楊春利.虛擬水戰略在西北干旱區的應用[J].人民黃河,2008,30自下而上的計算方法從消費者角度出發(fā),真正揭示了河南(12):18 -20.省居民對水資源的真實(shí)利用情況,同時(shí)也是消費情況的一一個(gè)反[1鄧曉軍，謝世友，中國煤化工城用研究[]農映。河南省城鎮居民和農村居民消費結構不同,城鎮居民對農業(yè)現代化研究,20作物產(chǎn)品的消費量較小,對動(dòng)物產(chǎn)品的消費量較大,對副食的TYHCNMHG編輯劉棋]●64●