河南省2008年水足迹分析

第33卷第9期人民黄河。Vol.33 ,No.92011年9月YELLOW RIVERSep. ,2011[水资源 ●水环境]河南省2008年水足迹分析刘俊阁,张金萍(郑州大学水利与环境学院,河南郑州450002)摘要:水足迹是反映人类对水资源消费情况的一个全新概念,其计算方法有自上而下法和自下而上法，分别采用两种方法计算河南省2008年水足迹。结果表明:采用自上而下法计算的水足迹总量为1 179.011 亿m',人均水足迹为1 188. 759 m'/人;采用自下而上法计算的水足迹总量为495. 675亿m2 ,人均水足迹为499. 774 m'/人。总体而言,河南省经济生产以自给为主,水匮乏度很高。未来在水资源开发利用过程中,应注意调整作物种植结构、改变消费模式、实施虚拟水战略。关键词:水足迹;虚拟水;水资源利用;河南省中图分类号: TV213文献标识码: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河南省水资源较为短缺。近年来,随着经济快速发展和人学 依据4]。口增加,水资源供需关系日益紧张。如何合理、高效地利用水1.2 计算方法.资源已成为河南省可持续发展的一个重要问题。解决水资源1.2.1 自上而下法短缺问题不仅要利用工程技术措施努力实现开源节流,提高水自上而下法是从生产者角度分析的,其计算基础是生产单资源利用效率,而且要从机理上衡量人类对水资源的真实占有位产品需要的水量。该方法考虑了贸易过程的影响,认为一个和消费利用程度,并在管理和政策上开拓创新,在更大范围和地区总人口消耗的商品并- -定都是当地生产的，可能很大一部更高层次上寻求解决方案,保证用水安全“。分是从区外购买的,当地的产品也有可能销往区外B1,因此某地区的水足迹总量为1水足 迹的概念和研究方法WF=WU-VWe+VWI(1)式中:WF为该地区水足迹总量; WU为该地区产品生产的总用1.1基本概念虚拟水是Allan[2]1在1993年提出的概念,它是指生产商水量,包括农业耗水量AWU、工业耗水量nwU、生活耗水量品和提供服务所儒要的水资源量。虚拟水并不是真正意义DWU和生态环境耗水量EWU;VWe为产品虚拟水出口量; VWI上的水,而是包含在产品中以虚拟的形式体现出来的，消费为产品虚拟水进口量。者从产品中看不到水的影子,因此虚拟水又称“镶嵌水”和1.2.2 自下而上法“外来水”。借助生态足迹,Hoekstal]在2002年提出了水自下而上法是从消费者的角度分析的,其计算基础是居民足迹的概念。水足迹是反映人类对水资源消费情况的一个收稿日期:2010-11-02全新概念,一个地区的水足迹可以定义为该地区总人口所基金项目:河南省教育中国煤化工06)。作者简介:刘俊阁(1986F究方向为水资源消耗的所有资源需要的水资源量。水足迹可以真实地反映可持续利用与管理。YHCNMHG人类对水资源的真实占有情况，从而为水资源决策提供科E-milijinge@ yboo. com. cn. 62.人民黄河2011年第9期消费的产品所消耗的水量。所消费的商品、服务数量与各自的活的整个生命周期所消耗的水资源量,具体由三部分组成:动单位产品虚拟水含量相乘并求和,再加生活耗水量和生态环境物整个生命周期消耗饲料的虚拟水量动物整个生命周期消耗耗水量,就叮得到某地区的水足迹总量^"1) ,计算公式为的饮用水量、饲养动物过程中的耗水量。动物产品单位产量所wF= DWU+EWU+ EP.xVWP.(2)含的虚拟水量直接采用Chapagain 和Hokstra的计算结果。河式中:P为第i种产品消费量;VwP.为第i种产品的单位产品南省2008年动物产品虚拟水量计算结果见表2。河南省2008年动物产品虚拟水总量为442. 226亿m。虚拟水量。表2河南省2008年动物产品用水量1.3水足迹指标动物单产虚拟水量/产量/生产用水量/(1)人均水足迹。其计算公式为奶类1.000298. 6229.862WF_=P(3)猪肉2.211367. 1081.166式中:WF。为人均水足迹, m'/人;TP为总人口。12.56084. 10105. 630羊肉5.20226. 5013. 785(2)水足迹强度')。水足迹强度表示单位国内生产总值好禽肉3. 65293.5034. 146耗的水足迹,其计算公式为兔肉3.9947.122. 844禽蛋3.550371.70131.954WFI= CDP水产品5.00085.6842. 840式中: WFI为水足迹强度,m'/元;CDP为国内生产总值,元。(3)水匮乏度(6)。 水匮乏度又称水资源压力指数,其计算注:兔肉的虚拟水量是按照山羊肉的虚拟水含量计算的。2.2.3虚拟水贸 易量公式为虛拟水贸易量只计算对外经济贸易虚拟水量,忽略进口产ws= WF x 100%(5)品再出口的虚拟水量。农林渔牧产品的虚拟水进出口贸易量式中:WS为水匮乏度,% ;WA为可利用的水资源总量,即所有可通过国内农林渔牧生产总耗水量除以其生产总价值,再乘以可更新的水资源量,m2。.进出口价值来计算。工业产品的虚拟水贸易量则等于贸易价(4)水资源进口依赖度。其计算公式为值乘以工业用水定额"。据此计算出河南省2008 年出口虚拟水量为21.63亿m,进口虚拟量为24.00亿m',净进口虚拟水wD=EWEx100%(6)量为2.37亿m'。式中:WD为水资源进口依赖度,% ; EWF为外部水足迹,表示2.2.4水足 迹指标本地消费的进口虚拟水总量,m'。河南省2008年总人口为9 918万,可更新的水资源总量为(5)水资源自给率。其计算公式为371.53亿m' ,工业耗水量为51. 400亿m' ,生活耗水量为wss=Rx100%7)42. 190亿m' ,生态环境耗水量为7. 800亿m' ,则河南省的水足式中:wss为水资源自给率,%;IWF为内部水足迹,表示生产迹总量为1 179.011 亿m'。利用式(3) ~式(7)计算水足迹指标,结果见表3。本地居民消费品需要的水资源总量,m'。.表3河南省2008年水足迹指标2河南省 2008年水足迹计算人均水足迹/水足迹强度/ 水贤乏度/水资源进口水 资源(m3人-) (m.元) %依赖度/%自给率/%2.1数据来源1 188.7590.064317.342. 0497.96计算数据来源:①Chapagain和Hokstra计算的2004年中河南省2008年水足迹为1 179. 011亿m' ,而根据河南省国动物虛拟水含量;②《河南统计年鉴2009> ;③2008年河南省水资源公报,总用水量为227. 534亿m' ,两者相差951.477亿水资源公报。m',占水足迹总量的80.7%,这部分水就是凝结在商品和服务2.2自上而下法计算中的虚拟水总量。河南省2008年水资源自给率为97. 96% ,水2.2.1农作物产 品虚拟水资源进口依赖度只有2. 04% ,说明河南省生产的产品主要是为河南省2008年各种农作物产品虚拟水计算结果见表1。了满足本省居民的消费需求,对外贸易量较少。河南省水匮乏河南省2008年农作物虚拟水总量为633. 025亿m'。度高达317.34%,说明本省水资源量比较有限，水资源压力较表1河南省2008年各种农作物产品虚拟水量 亿m'大,不利于未来发展"]。需要节约用水,提高水资源利用效率,农作物小麦玉米水稻棉花大豆红薯实施虚拟水战略,提高虚拟水进口量,减缓河南省水资源压力。虚拟水最216. 701115.487 37.510 37.062 24. 86319.0072.3 自下而上法计算农作物花生:油菜籽烟叶疏菜水果茶根据作物的分类,将河南省虚拟水消费分为农作物(包括虚拟水量71.739 31.133 7.695 39.027 27.492 5.300粮食、食油、蔬菜瓜果中国煤化工:肉羊肉、家2.2.2动物产 品虚拟水禽水产品蛋类、奶类YH;CNMHG饮料、茶叶、Chapagain 和Hoekstra将动物产品虚拟水量定义为动物存糕点等)三类消费品,各类产品的虚拟水消费情况见表4。人民黄河 2011年第9期表4河南省 2008年各分类产品的虚拟水消费量消费量高于农村居民;农村居民对农作物产品的消费量较大，虚拟水消费总量/人均腺拟水消费量/对动物产品的消费量仅为城镇居民的2/5,对副食的消费量消费项目.化m(m人)较小。城镇农村城镇.农作物53. 338213. 354149. 281336. 2554建议动物产品63. 10146. 421176. 60573. 162副食30.52138. 95085.42161. 387(1)调整种植结构,优化配水。不同的作物具有不同的需146. 960298. 725411.307470. 804水量和需水规律,应针对不同地区的气候和水资源条件,调整河南省2008年水足迹总量为495. 675亿m' ,人均水足迹农业种植结构。在确保粮食安全的基础上,根据居民消费量,为499.774 m2/人,水足迹强度为0.027 m2/元。适当减少小麦玉米等高耗水农作物的种植面积,改种需水量较小经济效益较大的作物,达到优化种植结构,或轻农业用水3结果分析压力的目的"0。(2)改变消费结构和消费理念。虚拟水的消费量与居民生3.1两种计算方 法结果比较活水平、消费习惯及营养需求等密切相关"。消费1 kg牛肉自上而下法计算的水足迹总量为1179.011 亿m' ,人均水大约需要消耗虚拟水12. 560 m' ,消费1 kg粮食大约需要消耗足迹为1 188 759 m'/人;自下而上法计算的水足迹总量为虚拟水1.000 m' ,而消费1 kg蔬菜仅需要消耗虚拟水0. 0642495. 675亿m3 ,人均水足迹为499. 774 m'/人。自上而下法的m'。因此,在满足人类营养需求的条件下,可以通过减少肉类计算结果约为自下而上法的2.37倍，究其原因,可从以下几个消费量、增加蔬菜消费量来减少脯拟水消耗量。方面来说明。(3)实施虚拟水战略,保证区域水资源安全。同- -种作物(1)农作物产品虚拟水量比较。对于农作物虚拟水最计在不同的地区有不同的需水量和需水规律,因此不同地方单位算,自上而下法的计算结果为633. 025亿m' ,自下而上的结果产品虚拟水含量就不同。洛阳市小麦单位产品虚拟水含量为为266.692亿m',自上而下法的计算结果约为自下而上法的1.211 m2'/kg, 而商丘市小麦单位产品虚拟水含量为0. 5592.37倍。其主要原因:①在自下而上法计算过程中,数据统计m/kg。因此,可以减小洛阳市小麦种植面积,增加商丘市小麦不够全面,只是计算了日常消费品虚拟水量,对于棉花、肉制品种植面积,洛阳市通过从商丘市进口小麦来满足消费需求。同及动物油等经过深加工的消费品末进行计算;②自上而下法从样在省与省之间、国与国之间.区域之间都可以通过这种方式农作物产品产最出发.涵盖了全部农作物产品虚拟水量，包含来缓解水资源压力,保证区域水资源安全。对于水资源较为短那些未进行灌溉的雨养作物;③自上而下方法从生产者角度出缺的地区,虚揿水贸易是一种全新的水资源供应方式,可以作发,计算的是产品所有产量的虚拟水量,包括粮食储备量和出为一种调节工具,从而实现粮食安全和水资源安全。口粮食贸易量。,(2)动物产品虚拟水量比较。对于动物产品虚拟水量计算，参考文献: .两种方法的结果分别为42.226亿m'和109.522亿m' ,自上而[1]程国栋違拟水:中国水资源安全战略的新思路[J].中国科学院院刊,2003下法的计算结果约为自下而上法的4.04倍。其主要原因是用(4) :260 -265.于消费的动物产品只是其产量的一部分,剩余的大部分动物产2] J A Allan. Vitunl water: A long tem solution for water short Middle Easten品进行了深加工或者用于出口。河南省2008年的猪肉总产量3] A Y Hoekstn. Virtual waler tnade: an inoducion[ C]//A Y Hoekstra. Virtual为367. 10万t,而总消费最仅有68.97万t,不足总产量的1/5。water trade: Pocedings of the intematinl expert meeting on virtual water(3)自上而下法存在重复计算问题。在自上而下法的计算trade. Delf:;HE,2003;13 -23.中有重复部分,动物朧拟水含量的计算,牧场养殖的动物饲料4] 王新华,徐中民,龙爱华中国2000年水足迹的初步计算分析[J].冰川冻大多为农作物,其虚拟水有部分来自农作物。土,2005 ,27(5):774 -780.3.2 河南省水足迹分析s] 张燕,徐建华,吕光辉西北干毕区新疆水资源足迹及利用效率动态评估[J].中国沙谟2008 ,28(4)775 -780.根据自上而下法计算结果,河南省2008年农作物生产消6] 邓晓军,谢世友,秦婷,等基于水足迹分析法的四川省水资源利用评价耗的虚拟水量为633.025亿m',而农业灌溉用水量为126.140[J].人民长江,2007 ,38(2) :61 -63.亿m' ,仅为虚拟水量的1/5。这说明农作物生产消耗的水很大7]邓晓军, 谢世友,王新华.重庆市2004年的水足迹分析[J].长江流城资源-部分来自大气降水或土壤水,即源于绿水资源。所谓绿水，与环境2007,16(5):593 -597.主要是指植物根部土壤存储的雨水,即源于降水,存储于土壤8] 王新华,徐中民，李应海.甘肃省2003年的水足迹评价[J].自然资氰学报，并通过蒸发、燕腾进人到大气中的水汽9)。河南省属于农业大2005 ,20(6) :909 -915.省,农业灌溉用水占全省总用水量的一半以上。如果能够从绿9] 马育军,李小雁,徐霖,等遭拟水战略中的绿水和蓝水细分研究[J].科技导报,2010,28(4) :47 -54.水资源着手,充分利用绿水资源,就可以大大节约水资源。[10]王芳 ,杨春利.虚拟水战略在西北干旱区的应用[J].人民黄河,2008,30自下而上的计算方法从消费者角度出发,真正揭示了河南(12):18 -20.省居民对水资源的真实利用情况,同时也是消费情况的一一个反[1邓晓军，谢世友，中国煤化工城用研究[]农映。河南省城镇居民和农村居民消费结构不同,城镇居民对农业现代化研究,20作物产品的消费量较小,对动物产品的消费量较大,对副食的TYHCNMHG编辑刘棋]●64●