江蘇省水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系研究

谷學(xué)明,王 遠(yuǎn),趙卉卉,王 芳,朱曉東,陸根法 (南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院,污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210046)

江蘇省水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系研究

谷學(xué)明,王 遠(yuǎn)*,趙卉卉,王 芳,朱曉東,陸根法 (南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院,污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210046)

利用水足跡的研究方法對(duì)江蘇省真實(shí)的水資源利用情況進(jìn)行識(shí)別,同時(shí)結(jié)合相對(duì)“脫鉤”“復(fù)鉤”系統(tǒng)耦合理論,從水資源消耗與水環(huán)境壓力兩個(gè)方面對(duì)江蘇省2000～2009年的水資源利用情況與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià).研究表明,2009年江蘇省的水足跡為773.77億m3,總體呈緩慢增加趨勢(shì),其中農(nóng)業(yè)用水與工業(yè)用水是水足跡的主要組成;同時(shí),水資源利用效率不斷提高,10年間增長(zhǎng)了2.77倍;全省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源消耗評(píng)價(jià)結(jié)果中有1/3的年份為強(qiáng)“脫鉤”狀態(tài),2/3的年份呈弱“脫鉤”狀態(tài),經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水環(huán)境壓力的評(píng)價(jià)結(jié)果中強(qiáng)弱“脫鉤”交替出現(xiàn),水環(huán)境的壓力依然存在.江蘇省水資源利用還沒(méi)有達(dá)到理想水平,在水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展方面應(yīng)采取更有效措施.

水資源；水足跡；脫鉤指數(shù)；江蘇

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增加,水資源的需求量會(huì)不斷增加,如果不能有效、合理的利用水資源,將會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施.因此,對(duì)水資源的真實(shí)利用情況進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)則成為解決水資源問(wèn)題的首要工作.關(guān)于水資源的利用評(píng)價(jià)研究,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了多種方法的探究.國(guó)外的研究認(rèn)為:各種物理的、化學(xué)的及生物的過(guò)程和人類活動(dòng)之間的相互作用水平是決定水環(huán)境狀態(tài)關(guān)鍵,因此多采用系統(tǒng)模型的方法綜合評(píng)價(jià)水資源的利用[1-7].我國(guó)學(xué)者也分別選用層次分析法、模糊評(píng)價(jià)法、主成分分析法和聚類分析方法等對(duì)各地區(qū)水資源的利用狀況進(jìn)行研究,并提出了相關(guān)建議[8-12].然而,現(xiàn)有的水資源利用評(píng)價(jià)大多基于對(duì)各用水部門用水量的統(tǒng)計(jì),缺乏對(duì)于蘊(yùn)含在產(chǎn)品與服務(wù)內(nèi)部的水資源及其動(dòng)態(tài)變化的關(guān)注.外國(guó)學(xué)者通過(guò)對(duì)某些產(chǎn)品或地區(qū)的水足跡計(jì)算來(lái)評(píng)價(jià)消費(fèi)模式及區(qū)域貿(mào)易對(duì)水資源利用的影響,并提出了水資源可持續(xù)利用的建議[13-17];我國(guó)對(duì)于水足跡的研究主要是針對(duì)水足跡的概念和方法及在不同區(qū)域上的應(yīng)用[18-19].就研究區(qū)域來(lái)說(shuō),已有的研究大多集中在西部、北部地區(qū),對(duì)于水質(zhì)型缺水的東南部地區(qū)則研究較少[20].此外,以往的評(píng)價(jià)方法往往只考慮到經(jīng)濟(jì)水平與水資源利用的相關(guān)性,至于二者的分異程度則沒(méi)有明確的界定.Vehmas等[21]通過(guò)構(gòu)建 6種脫鉤復(fù)鉤形式模型分析了歐盟國(guó)家20年內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與物質(zhì)消耗量之間的關(guān)系,我國(guó)一些學(xué)者利用該模型對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消費(fèi)間的耦合關(guān)系進(jìn)行了研究,并提出了有針對(duì)性的建議[22-23].本研究從識(shí)別地區(qū)用水的真實(shí)情況出發(fā),利用水足跡理論及其相關(guān)指標(biāo)對(duì)江蘇省目前真實(shí)的水資源利用情況進(jìn)行分析,同時(shí)結(jié)合相對(duì)“脫鉤”“復(fù)鉤”理論考察了當(dāng)?shù)厮Y源利用經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系,旨在為江蘇省水資源可持續(xù)利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考.

1 研究方法

1.1 水足跡理論

水足跡(WF)被定義為一定區(qū)域內(nèi)人口消費(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)所使用的水資源總量[24].水足跡不僅包括了人類社會(huì)發(fā)展所消耗的實(shí)體水,還包括了隱藏在產(chǎn)品和服務(wù)內(nèi)的虛擬水資源,能夠真實(shí)的表現(xiàn)出區(qū)域水資源的利用量,因此本文選取水足跡作為水資源利用的評(píng)價(jià)指標(biāo).

由于貿(mào)易的存在,一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的水足跡等于該國(guó)家或地區(qū)所生產(chǎn)產(chǎn)品和服務(wù)的總用水量與虛擬水進(jìn)出口量的代數(shù)和,主要有2部分構(gòu)成,表達(dá)式為:

式中:WF為一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的水足跡;IWF表示生產(chǎn)該國(guó)家或地區(qū)當(dāng)?shù)鼐用袼M(fèi)的所有產(chǎn)品和服務(wù)的區(qū)域內(nèi)水資源需求總量,即內(nèi)部水足跡; EWF表示由其它地區(qū)生產(chǎn)并被本地區(qū)居民所消費(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)所消耗的水量,即外部水足跡.

式中:AWU為農(nóng)產(chǎn)品需水量; IWU為工業(yè)需水量;DWU為居民生活水量;EWU為生態(tài)用水量;VWE表示產(chǎn)品虛擬水的出口量.

式中:VWI表示進(jìn)口產(chǎn)品虛擬水量;VWIre表示向其它國(guó)家或地區(qū)輸出的進(jìn)口產(chǎn)品再出口量.水足跡分析指標(biāo)如表1所示.

1.2 相對(duì)“脫鉤”“復(fù)鉤”理論

表1 水足跡分析指標(biāo)Table 1 index of analysis for water footprint

目前較為廣泛引用的是OECD的“脫鉤”概念,OECD認(rèn)為“脫鉤”就是打破環(huán)境危害和經(jīng)濟(jì)財(cái)富之間的聯(lián)系[25].脫鉤復(fù)鉤系統(tǒng)可以有效表征經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與物質(zhì)消耗之間的分異程度,以脫鉤指數(shù)表示,其模型表達(dá)式為:

式中, DF為脫鉤指數(shù);VEG為年均經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速率;VRC為資源消耗的年均增長(zhǎng)率.

為考察經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用程度間的耦合狀況,構(gòu)建如下公式:

式中:DF1為脫鉤指數(shù);VEW為水資源消耗量的年均變化率.

同時(shí),考慮到水資源同時(shí)具有資源與環(huán)境的雙重屬性,為考察經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與區(qū)域水環(huán)境壓力之間的分異程度,構(gòu)建二者之間的脫鉤指數(shù)公式:

式中:DF2為脫鉤指數(shù);VEP為水環(huán)境壓力的年均變化率.

表2 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源利用狀況相對(duì)“脫鉤”與“復(fù)鉤”分析Table 2 Relative de-linking and re-linking between economic development and water resource utilization

本文以Vehmas[21]提出的脫鉤復(fù)鉤形式模型為基礎(chǔ),提出適用于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源可持續(xù)利用狀況耦合關(guān)系分析的標(biāo)準(zhǔn),如表2所示.根據(jù)水資源消耗水平、水環(huán)境壓力分別與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)狀況的脫鉤指數(shù)的計(jì)算可以界定6類狀態(tài).當(dāng)水資源消耗量或水環(huán)境壓力不斷減少,而經(jīng)濟(jì)水平不斷增加,同時(shí)兩者間的脫鉤指數(shù)也不斷增加時(shí),這種情況為強(qiáng)“脫鉤”狀態(tài);反之,當(dāng)水資源消耗量或水環(huán)境壓力不斷增加,而經(jīng)濟(jì)水平不斷減小,同時(shí)兩者間的脫鉤指數(shù)也不斷減小時(shí),這種情況為強(qiáng)“復(fù)鉤”狀態(tài);擴(kuò)張性“復(fù)鉤”表示經(jīng)濟(jì)總量與水資源消耗或水環(huán)境壓力均有增長(zhǎng),同時(shí)單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的水資源消耗或水環(huán)境壓力的增長(zhǎng)高于經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng);弱“脫鉤”表示經(jīng)濟(jì)總量、水資源消耗或水環(huán)境壓力均有增長(zhǎng),但單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的水資源消耗量或水環(huán)境壓力的增長(zhǎng)低于經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng).

2 案例應(yīng)用

2.1 研究區(qū)概況

江蘇省位于我國(guó)東部沿海中心,全省土地面積為12.4萬(wàn)km2,海域面積為13.6萬(wàn)km2.全省河網(wǎng)密布,有大小湖泊 290多個(gè),水面面積達(dá)17300km2,占全省總面積的 17%,為全國(guó)水面積比重之最[26].2009年全省總供水量為549.4億m3,其中,地表水源供水量540.4億m3,占總供水量的98.4%;地下水源供水量為8.83億m3,占總供水量的1.6%.全省水資源總量為400.3億m3,人口達(dá)到7700多萬(wàn)人,人均水資源占有量711m3,遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平的2200m3/人[27].參考2009年江蘇省水資源公報(bào)中的統(tǒng)計(jì),全省區(qū)域用水具有明顯的差異.蘇南、蘇北及蘇中面積分別占全省的28%、20%及52%,而蘇南地區(qū)用水量為229.6億m3,蘇中地區(qū)為128.7億m3,蘇北190.9億m3,分別占全省的41.8%, 23.4%、23.4%.全省總體上水資源總量豐富,人均水資源不足,區(qū)域間水資源利用不平衡,同時(shí)水環(huán)境日趨惡化,水資源短缺已成為限制江蘇經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素.

2.2 計(jì)算內(nèi)容與數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)江蘇省的實(shí)際情況及資料的可獲得性,本研究主要建立農(nóng)產(chǎn)品需水量、工業(yè)用水量、生活用水量、生態(tài)用水量以及虛擬水進(jìn)出口量六個(gè)賬戶,對(duì)江蘇省 2000～2009年水足跡及其分析指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算.GDP產(chǎn)值均為1990年的可比價(jià)格.農(nóng)業(yè)是最大的用水行業(yè),因此是計(jì)算水足跡的最主要部分[28].農(nóng)作物需水量由各單位產(chǎn)品虛擬水含量與產(chǎn)量相乘得到,因此計(jì)算各單位產(chǎn)品的虛擬水含量是計(jì)算的關(guān)鍵.農(nóng)作物生長(zhǎng)需水要受到作物類型、氣象環(huán)境、灌溉水平等因素影響,計(jì)算結(jié)果只是一種粗略估計(jì).本研究參照江蘇省南京市的多年氣象資料,采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)推薦的標(biāo)準(zhǔn)彭曼公式計(jì)算參考作物需水,并結(jié)合(FAO)推薦的作物系數(shù)(部分作物系數(shù)缺失,采用相近作物系數(shù)代替)最終估算單位質(zhì)量各作物虛擬水含量,以作物生長(zhǎng)期內(nèi)需水與種植面積相乘得出研究區(qū)各作物需水總量,具體的計(jì)算方法可參考文獻(xiàn)[29].因動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水含量較復(fù)雜,本文主要參考 Hoekstra等[24]有關(guān)中國(guó)產(chǎn)品的研究數(shù)據(jù).工業(yè)用水量、生活用水量和生態(tài)用水量在江蘇省水資源公報(bào)上查找并進(jìn)行適當(dāng)處理得到.生態(tài)用水量主要包括生物體生長(zhǎng)及生存所必須的水量,從當(dāng)前的研究來(lái)看,主要是指城市環(huán)境用水量,還未涉及到調(diào)水工程所產(chǎn)生的過(guò)境水量,因此還具有一定的不確定性.由此選取的生態(tài)用水量數(shù)據(jù)相對(duì)于水足跡總量來(lái)說(shuō)非常小,所以不會(huì)對(duì)總體評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響,所缺乏的 2000～2002年生態(tài)用水?dāng)?shù)據(jù),本文賦予其 2003年的數(shù)值.因進(jìn)出口貿(mào)易中各商品種類繁多,為簡(jiǎn)化計(jì)算,虛擬水貿(mào)易中農(nóng)林牧漁業(yè)與工業(yè)產(chǎn)品虛擬水含量分別為各自萬(wàn)元產(chǎn)值用水量與貿(mào)易量相乘得到.由于缺乏數(shù)據(jù),忽略了進(jìn)口產(chǎn)品再出口的虛擬水量.

數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括:聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織CROPWAT需水量計(jì)算軟件及CLIMWAT數(shù)據(jù)庫(kù);國(guó)際虛擬水研究成果中的中國(guó)動(dòng)物產(chǎn)品虛擬水含量計(jì)算成果[24];江蘇省歷年水資源公報(bào);《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒(2001-2010)》;《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》;《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》.

2.3 水足跡結(jié)果

2.3.1 江蘇省水足跡分析 由表3可見(jiàn),江蘇省水足跡自2000年的699.82億m3增加到2009的773.77億 m3,有些年份略有下降,但總體上呈曲折性上升趨勢(shì),年均增加7.4億m3.

農(nóng)業(yè)用水量歷年均為江蘇省最高,近10年間其總量變化不大,年均增長(zhǎng)僅3.61億m3.計(jì)算歷年各種農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水含量可以看出,具有高附加值的經(jīng)濟(jì)作物種植面積偏少,年均生產(chǎn)用水只占全部農(nóng)業(yè)用水 10%左右,而糧食作物與動(dòng)物產(chǎn)品產(chǎn)量較大,分別占到農(nóng)業(yè)用水量的39%與48%,其結(jié)構(gòu)比例如圖1所示.可見(jiàn),在整個(gè)農(nóng)業(yè)用水量中,動(dòng)物產(chǎn)品所占比重最大,因此,在肉、蛋、奶及水產(chǎn)品等生產(chǎn)中更要考慮科學(xué)節(jié)水,有效利用水資源.地區(qū)耕地面積的減少及灌溉水平的提高在一定程度上會(huì)減少農(nóng)業(yè)用水量[30],隨著江蘇省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整,全省耕地面積由 2000年的5008.39khm2減少到2009年的4688.06khm2,其中需水量較大的水田面積減少了 215.72khm2,同時(shí)節(jié)水灌溉面積增加了 273.27khm2.從本研究的計(jì)算結(jié)果來(lái)看,作物需水量未有明顯改變,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與灌溉水平的提高對(duì)江蘇省尤其是蘇北地區(qū)的農(nóng)業(yè)節(jié)水還具有較大發(fā)展空間.

圖1 江蘇省歷年各類農(nóng)產(chǎn)品用水量比例Fig.1 Variations of agricultural water consumption ratio in Jiangsu Province

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人口的增加,工業(yè)用水量(包括生產(chǎn)后出口的產(chǎn)品)與生活用水量也呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì).全省的工業(yè)用水量在 2001～2008幾乎增長(zhǎng)了1倍,僅次于農(nóng)業(yè)用水量,其比例達(dá)到了20%以上,2006、2007年甚至超過(guò)了30%.水資源公報(bào)中的數(shù)據(jù)表明:各地工業(yè)用水差異較大,工業(yè)用水占總用水量40%以上有南京、無(wú)錫、常州、蘇州4市,蘇南的工業(yè)用水比重高于蘇北、蘇中.根據(jù)江蘇省水利廳、江蘇省經(jīng)貿(mào)委和江蘇省發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《八大行業(yè)節(jié)水行動(dòng)方案》,火電、化工、造紙、冶金、紡織、建材、食品、機(jī)械等八大行業(yè),是工業(yè)用水中耗水最高的行業(yè),占到了全省工業(yè)用水的 90%,其中火電工業(yè)歷年來(lái)均是最大的工業(yè)用水部門,平均占到了工業(yè)用水量的 70%.因此,大力發(fā)展工業(yè)節(jié)水技術(shù),加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)是降低企業(yè)成本,促進(jìn)工業(yè)更好的發(fā)展的必要舉措.

生活用水量與生態(tài)用水量所占比例較小,平均占到了歷年水足跡總量 4.6%與 1.6%,居民消費(fèi)的虛擬水為水資源消耗的主要形式,從另一個(gè)側(cè)面反映出了人的消費(fèi)方式會(huì)對(duì)水資源的可持續(xù)利用產(chǎn)生重大影響.

表3 江蘇省2000～2009年水足跡構(gòu)成 (億m3)Table 3 Components of water footprint from 2000 to 2009 in Jiangsu Province (108m3)

圖2 江蘇省歷年虛擬水進(jìn)出口情況Fig.2 The amount of virtual water import and export in Jiangsu Province

由圖2可見(jiàn),歷年工業(yè)產(chǎn)品虛擬水的貿(mào)易量遠(yuǎn)高于農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)品,虛擬水出口量均高于進(jìn)口量,且自2003年起,虛擬水進(jìn)出口量均高于100億m3,表明江蘇省的工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),對(duì)外經(jīng)貿(mào)交流活動(dòng)與能力較強(qiáng),與該省所處我國(guó)水資源較多的東南部地區(qū)及經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的實(shí)際情況相符.工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)出口虛擬水呈倒“U”型曲線且峰值均出現(xiàn)在2006年,這主要是由于江蘇省不斷加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,并且自2007年起開(kāi)展了行業(yè)專項(xiàng)節(jié)水行動(dòng),為此,在全省對(duì)外貿(mào)易不斷增加的情況下,虛擬水進(jìn)出口量不斷減小,說(shuō)明江蘇省的工業(yè)用水水平得到了提高,單位產(chǎn)值用水量漸趨下降.農(nóng)林牧漁產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易量雖然不大,但仍然呈緩慢增加趨勢(shì).

2.3.2 江蘇省水足跡指標(biāo)分析 由表 4可見(jiàn),江蘇省 2000～2009年人均水足跡 AWF大約在900～1000m3/(人?年),這個(gè)結(jié)果與馬靜等[31]研究得出的長(zhǎng)江下游地區(qū)的年人均水足跡960m3/(人?年)的結(jié)論相近,低于荷蘭國(guó)際水文和環(huán)境工程研究所得出的全球人均水足跡 1240m3/(人?年),與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的人均水足跡(如美國(guó)為2480m3/(人?年),加拿大為 2049m3/(人?年)相比還有較大差異[32].因水足跡主要從消費(fèi)角度考察蘊(yùn)含在產(chǎn)品和服務(wù)中的虛擬水,這就更加體現(xiàn)了江蘇省人均水資源的緊缺狀況.一方面由于江蘇省處于長(zhǎng)江中下游地區(qū),歷來(lái)是我國(guó)人口最多的省份之一,截至2009年,全省人口達(dá)到7725萬(wàn)人,占全國(guó)總?cè)丝诘?.79%,人口的不斷增長(zhǎng)必然導(dǎo)致水資源人均占有量的低水平;另一方面,江蘇經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在中國(guó)雖然較高,但是人均消費(fèi)水平與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差異.此外,膳食習(xí)慣也對(duì)水足跡的結(jié)果有一定的影響,與歐美等主要以動(dòng)物食品為主的國(guó)家不同,我國(guó)主要以植物性食品為主,而單位動(dòng)物產(chǎn)品的虛擬水含量遠(yuǎn)高于植物產(chǎn)品.因此,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,由消費(fèi)水平提高引發(fā)人均水足跡的變化將呈現(xiàn)繼續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì).通過(guò)對(duì)江蘇省水資源的自給率WSS與進(jìn)口依賴度WD分析可以看出,江蘇省水資源總量豐富,水資源自給率除2006年外均在 70%以上,基本上可以滿足本省發(fā)展所需要的水資源量;同時(shí)雖然江蘇省水資源進(jìn)口依賴度較較低,但總體上呈增加狀態(tài),說(shuō)明江蘇省還可繼續(xù)加強(qiáng)引進(jìn)外部地區(qū)的虛擬水資源,緩解本地區(qū)的水資源壓力.水資源利用效率WUE從2000年的7.53元/m3一直增加到2009年的20.91元/m3,說(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的增加,水資源利用效率有了明顯的提高.這個(gè)結(jié)果與黃林楠等[33]通過(guò)生態(tài)足跡方法得出的結(jié)論基本一致,符合江蘇省的發(fā)展規(guī)律.水資源利用效率的提升一方面是由于各種節(jié)水技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展,另一方面也得益于政府投入的不斷加大與企業(yè)節(jié)水意識(shí)的不斷提高.

表4 江蘇省水足跡指標(biāo)分析結(jié)果Table 4 Analysis results for index of water footprint in Jiangsu Province

2.4 江蘇省水資源利用狀況評(píng)價(jià)

選取江蘇省2000～2009年水足跡與廢水排放總量分別作為表征水資源消耗量與水環(huán)境壓力的評(píng)價(jià)指標(biāo),結(jié)合相對(duì)脫鉤復(fù)鉤系統(tǒng)耦合理論對(duì)江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源利用情況進(jìn)行識(shí)別與分析,以期為江蘇省 10年間水資源利用狀況做出評(píng)價(jià).首先,對(duì)江蘇省2000～2009年的GDP、WF與廢水排放量進(jìn)行計(jì)算整理,根據(jù)各自的變化率,利用公式(5)與(6)計(jì)算出2種脫鉤指數(shù)DF1與DF2.根據(jù)表1所示評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),得出評(píng)價(jià)結(jié)果,如表5、表6所示.

表5 江蘇省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源消耗脫鉤復(fù)鉤關(guān)系表Table 5 Relative de-linking and re-linking between economic development and water resource consumption in Jiangsu Province

表6 江蘇省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水環(huán)境壓力脫鉤復(fù)鉤關(guān)系表Table 6 Relative de-linking and re-linking between economic development and water environment stress in Jiangsu Province

由表5可見(jiàn),江蘇省2001～2009年來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水資源消耗之間的關(guān)系較為理想,其中有三分之一的年份處于強(qiáng)“脫鉤”狀態(tài),三分之二的年份處于弱“脫鉤”狀態(tài),并沒(méi)有其他不利的情況.強(qiáng)“脫鉤”狀態(tài)出現(xiàn)的年份僅能體現(xiàn)出了當(dāng)年水資源消耗量有較多的下降,多年的弱“脫鉤”狀況說(shuō)明江蘇省距離較低水平的水資源消耗還有一定的差距,還未達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的最理想狀態(tài).通過(guò)前面對(duì)江蘇省水足跡的分析可知,江蘇省的水足跡總量較大,人均占有水資源量遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平,隨著省內(nèi)人口的不斷增加和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,更多的水資源將會(huì)被消耗,水資源短缺的壓力依然存在.整體上看來(lái)江蘇省的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值與水資源投入均呈增加態(tài)勢(shì),且多數(shù)年份經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平高于水資源投入的增長(zhǎng)水平,在經(jīng)濟(jì)總量持續(xù)增長(zhǎng)的條件下,水資源投入量在很大程度上決定了社會(huì)水資源可持續(xù)發(fā)展的水平.因此,只有不斷提高水資源利用效率,大力開(kāi)展節(jié)水工程,減少水資源的消耗,才是緩解江蘇省水資源短缺的根本措施.

由表6可見(jiàn),江蘇省2000～2009年間的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與水環(huán)境壓力兩者關(guān)系的評(píng)價(jià)結(jié)果不容樂(lè)觀.評(píng)價(jià)結(jié)果中沒(méi)有“復(fù)鉤”情況的出現(xiàn),僅2001年出現(xiàn)了擴(kuò)張性“復(fù)鉤”,其余年份呈現(xiàn)強(qiáng)、弱“脫鉤”交替出現(xiàn)的態(tài)勢(shì),且弱“脫鉤”的年份高于強(qiáng)“脫鉤”.連續(xù)的“脫鉤”狀態(tài)表明了江蘇省環(huán)境保護(hù)投入不斷加強(qiáng),以廢水排放為代表的水環(huán)境壓力得到了一定緩解.但是從變化趨勢(shì)上看,廢水排放總量還是在不斷增加,由 2000年的34.93億t增加到2009年的53.36億t,增長(zhǎng)了約 53%.從按行業(yè)劃分的廢水排放情況來(lái)看,化工、紡織、黑色金屬冶煉、火電及造紙多年來(lái)均為廢水排放的主要行業(yè),平均占到歷年廢水排放總量的 71%.由于本研究?jī)H從廢水排放的角度對(duì)研究區(qū)水環(huán)境壓力進(jìn)行考察,存在一定的偏差,僅能作為保守的估計(jì).從水質(zhì)的角度來(lái)看,COD與N、P等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排放仍然是影響全省水質(zhì)的重要污染物.2001～2009年間全省的COD排放情況如圖3所示,可以看出,工業(yè)廢水中COD有略微下降趨勢(shì),生活廢水中 COD總體呈增加狀態(tài),這與江蘇省近年來(lái)對(duì)工業(yè)廢水治理力度的不斷加大有關(guān),同時(shí)仍需注意防止生活污染源的排放加劇.根據(jù) 2009年江蘇省水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì),全省監(jiān)測(cè)的12個(gè)省管湖泊均處于不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),針對(duì)湖泊的各項(xiàng)投入與治理應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加強(qiáng).另外,江蘇省水資源利用存在明顯的區(qū)域差異,蘇北地區(qū)的資源型缺水與蘇南地區(qū)水質(zhì)型缺水都使江蘇省的水資源利用問(wèn)題復(fù)雜化.

評(píng)價(jià)結(jié)果表明:2000～2009年間,江蘇省的水足跡緩慢增加,全省多年的水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間呈弱“脫鉤”關(guān)系,水環(huán)境的壓力狀況也不容樂(lè)觀,說(shuō)明江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展還較多依賴于水資源的消耗.農(nóng)業(yè)與工業(yè)等生產(chǎn)用水為水足跡主要構(gòu)成,應(yīng)根據(jù)各地區(qū)農(nóng)業(yè)與工業(yè)用水比重的不同,在蘇北和蘇南分別以農(nóng)業(yè)節(jié)水和工業(yè)節(jié)水作為開(kāi)展節(jié)水工作的主要著力點(diǎn).同時(shí)繼續(xù)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,將本省第二產(chǎn)業(yè)中的化工、造紙等高耗水行業(yè)的比例逐步降低,大力發(fā)展耗水較低的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè).從虛擬水貿(mào)易的結(jié)果來(lái)看,隨著貿(mào)易總量的不斷增加,2006年后江蘇省出口工業(yè)虛擬水量的不斷下降,表明省內(nèi)工業(yè)用水的比較優(yōu)勢(shì)不斷增加,可據(jù)此與工業(yè)用水較高而農(nóng)業(yè)用水較少的地區(qū)開(kāi)展貿(mào)易,互利共贏.此外,蘇南地區(qū)中小企業(yè)較多,廢水的持續(xù)排放導(dǎo)致水環(huán)境難以全面達(dá)到功能區(qū)要求,必須繼續(xù)采取高壓的環(huán)境政策,嚴(yán)防水體污染.

圖3 江蘇省歷年COD排放情況Fig.3 The emission of COD in Jiangsu Province

水足跡能夠較為真實(shí)的反映水資源消耗的水平,但是由于目前學(xué)術(shù)界對(duì)于水足跡計(jì)算方法還沒(méi)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),各學(xué)者得出的結(jié)果差異性較大,本文的研究也未考慮科技進(jìn)步水平等因素,如萬(wàn)元產(chǎn)值用水量只是按照算術(shù)平均值簡(jiǎn)化處理,因此確切的結(jié)果還需進(jìn)一步的探究.

3 結(jié)語(yǔ)

江蘇全省水足跡自2000年以來(lái)不斷增加,年均增長(zhǎng)7.4億m3,農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水對(duì)水資源的消耗具有重要影響.江蘇省水資源總量豐富,自給率基本上保持在70%以上,且水資源利用效率由2000年的7.53元/m3增加到2009年的20.91元/m3,表明全省水資源的利用水平在不斷提高.全省必須采取更為有效的措施對(duì)水資源的合理利用進(jìn)行保障.江蘇省的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有顯著的差異性,必須因地制宜,根據(jù)各地區(qū)發(fā)展水平的不同,有重點(diǎn)的展開(kāi)水資源保護(hù)和治理工作.水資源的可持續(xù)利用水平受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、管理等多方面的影響,在提高水資源利用水平,減少水資源消耗的同時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制各類污水排放,加大環(huán)境治理與監(jiān)管的力度.

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Linking between water resources utilization and economic growth in Jiangsu Province.

GU Xue-ming, WANG Yuan?, ZHAO Hui-hui, WANG Fang, ZHU Xiao-dong, LU Gen-fa (State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210046, China). China Environmental Science, 2012,32(2)：351～358

The paper attempted to employ the water footprint approach to calculate the situation of water resource in Jiangsu Province between 2000 and 2009, and investigate the changes of water utilization and water pressure in economic growth by introducing the conceptual model of “re-linking” and “de-linking”. The total water footprint of Jiangsu was on the slightly rise from 699.82 in 2000 to 773.77 billion cubic meters in 2009, mainly consists of the agricultural water and the industrial water. Simultaneously, the water utilization level kept continuous growth, increasing by 2.77 times in the last decade. However, the weak “de-linking” and strong “de-linking” status between water resource and economic growth accounted for two-thirds and one-third of the sample years, separately. The alternative change of weak “de-linking” and strong “de-linking” status showed the pressure of water resource still existed in the process of rapid industrialization and urbanization, and, therefore, strategies should be adopted for more vigorous economic development and consistent water resource use in Jiangsu.

water resource；water footprint；de-linking index；Jiangsu

2011-05-09

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40701063)

* 責(zé)任作者, 副教授, ywang@nju.edu.cn

X24

A

1000-6923(2012)02-0351-08

谷學(xué)明(1986-),男,河北石家莊人,南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院碩士研究生,研究方向?yàn)榄h(huán)境規(guī)劃與管理.