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:水足跡是反映人類對(duì)水資源消費(fèi)情況的一個(gè)全新概念,其計(jì)算方法有自上而下法和自下而上法，分別采用兩種方法計(jì)算河南省2008年水足跡。結(jié)果表明:采用自上而下法計(jì)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(jì)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(jì)生產(chǎn)以自給為主,水匱乏度很高。未來在水資源開發(fā)利用過程中,應(yīng)注意調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)、改變消費(fèi)模式、實(shí)施虛擬水戰(zhàn)略。關(guān)鍵詞:水足跡;虛擬水;水資源利用;河南省中圖分類號(hào): TV213文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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,隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人學(xué) 依據(jù)4]。口增加,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(jì)算方法.資源已成為河南省可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要問題。解決水資源1.2.1 自上而下法短缺問題不僅要利用工程技術(shù)措施努力實(shí)現(xiàn)開源節(jié)流,提高水自上而下法是從生產(chǎn)者角度分析的,其計(jì)算基礎(chǔ)是生產(chǎn)單資源利用效率,而且要從機(jī)理上衡量人類對(duì)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(mào)易過程的影響,認(rèn)為一個(gè)和消費(fèi)利用程度,并在管理和政策上開拓創(chuàng)新,在更大范圍和地區(qū)總?cè)丝谙牡纳唐凡? -定都是當(dāng)?shù)厣a(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(qū)外購(gòu)買的,當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)品也有可能銷往區(qū)外B1,因此某地區(qū)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(qū)水足跡總量; WU為該地區(qū)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(nóng)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(xiàn)出來的，消費(fèi)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“鑲嵌水”和1.2.2 自下而上法“外來水”。借助生態(tài)足跡,Hoekstal]在2002年提出了水自下而上法是從消費(fèi)者的角度分析的,其計(jì)算基礎(chǔ)是居民足跡的概念。水足跡是反映人類對(duì)水資源消費(fèi)情況的一個(gè)收稿日期:2010-11-02全新概念,一個(gè)地區(qū)的水足跡可以定義為該地區(qū)總?cè)丝谒痦?xiàng)目:河南省教育中國(guó)煤化工06)。作者簡(jiǎn)介:劉俊閣(1986F究方向?yàn)樗Y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(xù)利用與管理。YHCNMHG人類對(duì)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(fèi)的產(chǎn)品所消耗的水量。所消費(fèi)的商品、服務(wù)數(shù)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(qū)的水足跡總量^"1) ,計(jì)算公式為的飲用水量、飼養(yǎng)動(dòng)物過程中的耗水量。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(jì)算結(jié)果。河式中:P為第i種產(chǎn)品消費(fèi)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(jì)算結(jié)果見表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(biāo)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(jì)算公式為奶類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?cè)丝凇?2.56084. 10105. 630羊肉5.20226. 5013. 785(2)水足跡強(qiáng)度')。水足跡強(qiáng)度表示單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值好禽肉3. 65293.5034. 146耗的水足跡,其計(jì)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(qiáng)度,m'/元;CDP為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值,元。(3)水匱乏度(6)。 水匱乏度又稱水資源壓力指數(shù),其計(jì)算注:兔肉的虛擬水量是按照山羊肉的虛擬水含量計(jì)算的。2.2.3虛擬水貿(mào) 易量公式為虛擬水貿(mào)易量只計(jì)算對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)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(nóng)林漁牧產(chǎn)品的虛擬水進(jìn)出口貿(mào)易量式中:WS為水匱乏度,% ;WA為可利用的水資源總量,即所有可通過國(guó)內(nèi)農(nóng)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)值來計(jì)算。工業(yè)產(chǎn)品的虛擬水貿(mào)易量則等于貿(mào)易價(jià)(4)水資源進(jìn)口依賴度。其計(jì)算公式為值乘以工業(yè)用水定額"。據(jù)此計(jì)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)口依賴度,% ; EWF為外部水足跡,表示2.2.4水足 跡指標(biāo)本地消費(fèi)的進(jìn)口虛擬水總量,m'。河南省2008年總?cè)丝跒? 918萬,可更新的水資源總量為(5)水資源自給率。其計(jì)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(nèi)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(jì)算水足跡指標(biāo),結(jié)果見表3。本地居民消費(fèi)品需要的水資源總量,m'。.表3河南省2008年水足跡指標(biāo)2河南省 2008年水足跡計(jì)算人均水足跡/水足跡強(qiáng)度/ 水賢乏度/水資源進(jìn)口水 資源(m3人-) (m.元) %依賴度/%自給率/%2.1數(shù)據(jù)來源1 188.7590.064317.342. 0497.96計(jì)算數(shù)據(jù)來源:①Chapagain和Hokstra計(jì)算的2004年中河南省2008年水足跡為1 179. 011億m' ,而根據(jù)河南省國(guó)動(dòng)物虛擬水含量;②《河南統(tǒng)計(jì)年鑒2009> ;③2008年河南省水資源公報(bào),總用水量為227. 534億m' ,兩者相差951.477億水資源公報(bào)。m',占水足跡總量的80.7%,這部分水就是凝結(jié)在商品和服務(wù)2.2自上而下法計(jì)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(nóng)作物產(chǎn) 品虛擬水資源進(jìn)口依賴度只有2. 04% ,說明河南省生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是為河南省2008年各種農(nóng)作物產(chǎn)品虛擬水計(jì)算結(jié)果見表1。了滿足本省居民的消費(fèi)需求,對(duì)外貿(mào)易量較少。河南省水匱乏河南省2008年農(nóng)作物虛擬水總量為633. 025億m'。度高達(dá)317.34%,說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(nóng)作物產(chǎn)品虛擬水量 億m'大,不利于未來發(fā)展"]。需要節(jié)約用水,提高水資源利用效率,農(nóng)作物小麥玉米水稻棉花大豆紅薯實(shí)施虛擬水戰(zhàn)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(jì)算農(nóng)作物花生:油菜籽煙葉疏菜水果茶根據(jù)作物的分類,將河南省虛擬水消費(fèi)分為農(nóng)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(guó)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、奶類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)三類消費(fèi)品,各類產(chǎn)品的虛擬水消費(fèi)情況見表4。人民黃河 2011年第9期表4河南省 2008年各分類產(chǎn)品的虛擬水消費(fèi)量消費(fèi)量高于農(nóng)村居民;農(nóng)村居民對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)品的消費(fèi)量較大，虛擬水消費(fèi)總量/人均腺擬水消費(fèi)量/對(duì)動(dòng)物產(chǎn)品的消費(fèi)量?jī)H為城鎮(zhèn)居民的2/5,對(duì)副食的消費(fèi)量消費(fèi)項(xiàng)目.化m(m人)較小。城鎮(zhèn)農(nóng)村城鎮(zhèn).農(nóng)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(diào)整種植結(jié)構(gòu),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(guī)律,應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)的氣候和水資源條件,調(diào)整河南省2008年水足跡總量為495. 675億m' ,人均水足跡農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)。在確保糧食安全的基礎(chǔ)上,根據(jù)居民消費(fèi)量,為499.774 m2/人,水足跡強(qiáng)度為0.027 m2/元。適當(dāng)減少小麥玉米等高耗水農(nóng)作物的種植面積,改種需水量較小經(jīng)濟(jì)效益較大的作物,達(dá)到優(yōu)化種植結(jié)構(gòu),或輕農(nóng)業(yè)用水3結(jié)果分析壓力的目的"0。(2)改變消費(fèi)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)理念。虛擬水的消費(fèi)量與居民生3.1兩種計(jì)算方 法結(jié)果比較活水平、消費(fèi)習(xí)慣及營(yíng)養(yǎng)需求等密切相關(guān)"。消費(fèi)1 kg牛肉自上而下法計(jì)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(fèi)1 kg糧食大約需要消耗足跡為1 188 759 m'/人;自下而上法計(jì)算的水足跡總量為虛擬水1.000 m' ,而消費(fèi)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,在滿足人類營(yíng)養(yǎng)需求的條件下,可以通過減少肉類計(jì)算結(jié)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(fèi)量、增加蔬菜消費(fèi)量來減少脯擬水消耗量。方面來說明。(3)實(shí)施虛擬水戰(zhàn)略,保證區(qū)域水資源安全。同- -種作物(1)農(nóng)作物產(chǎn)品虛擬水量比較。對(duì)于農(nóng)作物虛擬水最計(jì)在不同的地區(qū)有不同的需水量和需水規(guī)律,因此不同地方單位算,自上而下法的計(jì)算結(jié)果為633. 025億m' ,自下而上的結(jié)果產(chǎn)品虛擬水含量就不同。洛陽市小麥單位產(chǎn)品虛擬水含量為為266.692億m',自上而下法的計(jì)算結(jié)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(jì)算過程中,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)m/kg。因此,可以減小洛陽市小麥種植面積,增加商丘市小麥不夠全面,只是計(jì)算了日常消費(fèi)品虛擬水量,對(duì)于棉花、肉制品種植面積,洛陽市通過從商丘市進(jìn)口小麥來滿足消費(fèi)需求。同及動(dòng)物油等經(jīng)過深加工的消費(fèi)品末進(jìn)行計(jì)算;②自上而下法從樣在省與省之間、國(guó)與國(guó)之間.區(qū)域之間都可以通過這種方式農(nóng)作物產(chǎn)品產(chǎn)最出發(fā).涵蓋了全部農(nóng)作物產(chǎn)品虛擬水量，包含來緩解水資源壓力,保證區(qū)域水資源安全。對(duì)于水資源較為短那些未進(jìn)行灌溉的雨養(yǎng)作物;③自上而下方法從生產(chǎn)者角度出缺的地區(qū),虛撳水貿(mào)易是一種全新的水資源供應(yīng)方式,可以作發(fā),計(jì)算的是產(chǎn)品所有產(chǎn)量的虛擬水量,包括糧食儲(chǔ)備量和出為一種調(diào)節(jié)工具,從而實(shí)現(xiàn)糧食安全和水資源安全?？诩Z食貿(mào)易量。,(2)動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水量比較。對(duì)于動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水量計(jì)算，參考文獻(xiàn): .兩種方法的結(jié)果分別為42.226億m'和109.522億m' ,自上而[1]程國(guó)棟違擬水:中國(guó)水資源安全戰(zhàn)略的新思路[J].中國(guó)科學(xué)院院刊,2003下法的計(jì)算結(jié)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(fèi)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t,而總消費(fèi)最僅有68.97萬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(fù)計(jì)算問題。在自上而下法的計(jì)算trade. Delf:;HE,2003;13 -23.中有重復(fù)部分,動(dòng)物朧擬水含量的計(jì)算,牧場(chǎng)養(yǎng)殖的動(dòng)物飼料4] 王新華,徐中民,龍愛華中國(guó)2000年水足跡的初步計(jì)算分析[J].冰川凍大多為農(nóng)作物,其虛擬水有部分來自農(nóng)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(qū)新疆水資源足跡及利用效率動(dòng)態(tài)評(píng)估[J].中國(guó)沙謨2008 ,28(4)775 -780.根據(jù)自上而下法計(jì)算結(jié)果,河南省2008年農(nóng)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(píng)價(jià)耗的虛擬水量為633.025億m',而農(nóng)業(yè)灌溉用水量為126.140[J].人民長(zhǎng)江,2007 ,38(2) :61 -63.億m' ,僅為虛擬水量的1/5。這說明農(nóng)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(zhǎng)江流城資源-部分來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(chǔ)的雨水,即源于降水,存儲(chǔ)于土壤8] 王新華,徐中民，李應(yīng)海.甘肅省2003年的水足跡評(píng)價(jià)[J].自然資氰學(xué)報(bào)，并通過蒸發(fā)、燕騰進(jìn)人到大氣中的水汽9)。河南省屬于農(nóng)業(yè)大2005 ,20(6) :909 -915.省,農(nóng)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(zhàn)略中的綠水和藍(lán)水細(xì)分研究[J].科技導(dǎo)報(bào),2010,28(4) :47 -54.水資源著手,充分利用綠水資源,就可以大大節(jié)約水資源。[10]王芳 ,楊春利.虛擬水戰(zhàn)略在西北干旱區(qū)的應(yīng)用[J].人民黃河,2008,30自下而上的計(jì)算方法從消費(fèi)者角度出發(fā),真正揭示了河南(12):18 -20.省居民對(duì)水資源的真實(shí)利用情況,同時(shí)也是消費(fèi)情況的一一個(gè)反[1鄧曉軍，謝世友，中國(guó)煤化工城用研究[]農(nóng)映。河南省城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)不同,城鎮(zhèn)居民對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,20作物產(chǎn)品的消費(fèi)量較小,對(duì)動(dòng)物產(chǎn)品的消費(fèi)量較大,對(duì)副食的TYHCNMHG編輯劉棋]●64●