中國主要糧食作物的水足跡值:1978－2010

田園宏 諸大建 王歡明 臧漫丹

(1.同濟大學經(jīng)濟與管理學院，上海200092;2.大連理工大學公共管理與法學學院，遼寧大連116024)

水足跡是指個人、企業(yè)或國家生產(chǎn)產(chǎn)品或者消費服務過程中消耗的水資源和為了稀釋污染水達到排放標準所需要的水資源量的總和［1］;它分為綠水、藍水和灰水3種，3種水足跡分別代表雨水、淡水以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水數(shù)量。水足跡從技術角度衡量水資源的使用效率，量化了全過程中產(chǎn)生的水污染。國外的水足跡研究已有10年歷史并且研究正日趨完善，與此相比我國的研究還處于起步階段［2］，尚沒有出現(xiàn)針對中國糧食作物水足跡的系統(tǒng)性研究，包括對計算方法、數(shù)據(jù)來源等的詳細闡述。本文梳理了此前水足跡計算的相關國內(nèi)外文獻，述評了已有的計算方法和計算案例。在詳細介紹了計算中采用的方法和數(shù)據(jù)來源后，本文運用彭曼公式計算了全國各個省份和直轄市1978－2010年間的5種主要的糧食作物稻谷、小麥、玉米、大豆和高粱的綠水和藍水足跡值。計算結果發(fā)現(xiàn)33年間水足跡與人口、經(jīng)濟效益和土地等其他自然資源的綜合使用效率提高;我國的國內(nèi)生產(chǎn)、國際貿(mào)易以及國家最終消費的水足跡總量仍在上升。

1 文獻回顧

2002年水足跡概念提出［3］，如今已經(jīng)有10年的研究歷史。其研究分為幾個階段，第一階段是2002－2008年，水足跡的研究集中計算方法探討和數(shù)值計算上。Hoekstra首先提出了水足跡的初步計算方法［4］，隨后他的研究團隊逐步完善了綠水、藍水和灰水足跡計算方法。在此基礎上可以計算不同地理以及活動范圍內(nèi)的水足跡:小到種植一株作物、生產(chǎn)某種商品、一個或者多個消費者、一個地區(qū)、一個國家的水足跡，大到全球［1］。水足跡的計算方法有自下而上和自上而下兩種，分別稱為全生命周期法和投入產(chǎn)出法;全生命周期法常用于基礎性產(chǎn)品如農(nóng)產(chǎn)品水足跡值的計算，而投入產(chǎn)出法則用于較大范圍水足跡值的計算［4］。為了將計算過程程序化，現(xiàn)在已經(jīng)在完善計算參數(shù)的基礎上開發(fā)了模型、建立了數(shù)據(jù)庫，如 CropWat和AquaCrop等數(shù)據(jù)庫可用于計算水足跡，CropWat模型由聯(lián)合國糧農(nóng)組織建立、適用于理想狀況，缺水條件下AquaCrop模型更適用［5］。藍水計算最佳數(shù)據(jù)來源是產(chǎn)品制造商掌握的數(shù)據(jù)或者由當?shù)卣约叭蛐缘姆种C構提供的數(shù)據(jù)［1］。按照計算范圍、水足跡類型和行業(yè)的不同可以將水足跡計算細分。小的計算范圍可以是一種農(nóng)作物、一次活動等。如對小麥水足跡計算過程中需要的參數(shù)數(shù)據(jù)的研究，可以供世界其他地區(qū)小麥水足跡計算參考［6－9］。計算范圍大到一省或者一個國家，如印度、印度尼西亞和西班牙各省份的水足跡值，英國國家水足跡總量［10－12］。水足跡有綠水、藍水和灰水3種。針對綠水和藍水足跡，世界各國家不同農(nóng)作物生長所需綠水和藍水足跡被計算出來，并被公布在“世界水足跡網(wǎng)絡”網(wǎng)站上［1］。與綠水和藍水計算相比，灰水計算因為需要實時數(shù)據(jù)因此計算相對復雜，數(shù)據(jù)可得性較差。但是由于灰水足跡能夠直接反應生產(chǎn)過程中的污染程度，因此也有學者在數(shù)據(jù)可獲范圍內(nèi)展開了對灰水足跡的研究［8，12－14］。從行業(yè)來看，農(nóng)業(yè)水足跡的研究最多，工業(yè)水足跡的計算也已經(jīng)出現(xiàn)，并且研究結果能夠為工業(yè)生產(chǎn)提供很多啟示。如通過對飲料包裝盒生產(chǎn)過程的研究發(fā)現(xiàn)從飲料盒原料生產(chǎn)到飲料盒到達消費者手中的過程中，供應鏈水足跡占比99.7% －99.8%;因此，為了減少水足跡總量，相對于提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的水資源使用效率，供應鏈環(huán)節(jié)的水資源使用效率的提高是減少水足跡值的關鍵［15］。

對水足跡影響因素的研究建立在水足跡值計算的基礎上。研究證明經(jīng)濟、貿(mào)易以及人口因素是影響一個國家或者地區(qū)水足跡值的重要原因［16］。國內(nèi)學者計算了中國不同省份、區(qū)域的水足跡值，并對影響水足跡值的因素進行了分析［17］，模擬了未來不同的貿(mào)易政策和水資源使用技術條件下的水足跡值［16－17］。

綜上所述，學者將注意力集中在歐洲、中東、北非、印度等國家的農(nóng)產(chǎn)品水足跡研究上［10，18］，針對中國農(nóng)產(chǎn)品尤其是糧食產(chǎn)品水足跡研究非常少見。有幾篇中國糧食產(chǎn)品水足跡值計算出現(xiàn)［19－20］，卻沒有系統(tǒng)介紹糧食產(chǎn)品水足跡的計算過程，包括計算方法、計算中所需要的數(shù)據(jù)如何進行查找，如何使用計算軟件將數(shù)據(jù)計算出來等。因此本文嘗試對中國糧食產(chǎn)品水足跡值進行系統(tǒng)計算，以期將水足跡工具應用在中國糧食產(chǎn)品耗水量的計算中。

2 計算方法

本文的計算建立在彭曼公式的基礎上，該公式用于計算某一種糧食作物的單位質(zhì)量需水量，在此基礎上可以得到該種糧食作物單位質(zhì)量的綠水和藍水足跡值。隨后，根據(jù)各省級行政區(qū)域內(nèi)的糧食作物產(chǎn)量計算各省份的水足跡值，將上述數(shù)值加總即為國內(nèi)生產(chǎn)糧食作物水足跡值;加上通過國際貿(mào)易所得到的糧食作物水足跡凈值，兩者之和即國內(nèi)消費糧食產(chǎn)量的水足跡總量。

2.1 單位質(zhì)量糧食作物需水量計算

本文計算理想種植條件下的糧食作物綠水和藍水需要量。

區(qū)域n內(nèi)作物c的單位質(zhì)量需水量CWR等于區(qū)域n內(nèi)作物c的單位面積需水量CWU與區(qū)域n內(nèi)作物c的單位面積產(chǎn)量CY之比。種植單位面積作物的需水量CWU等于生長周期內(nèi)的蒸發(fā)累積數(shù)量 ET的10倍。由于CropWat軟件中得出的作物需水量單位為mm，因此將其乘以倍數(shù)10將單位轉(zhuǎn)換為m3/hm2。作物系數(shù)Kc與參考作物蒸發(fā)蒸騰水量的乘積ET0即蒸發(fā)系數(shù)ET，在這里作物系數(shù)Kc反應糧食作物本身的生物特性(如葉面積、蠟質(zhì)層、產(chǎn)量水平、土壤、栽培條件)對需水量的影響。

公式中 CWR，CWU，CY，ET，Kc和 ET0分別表示作物單位質(zhì)量需水量(m3/t)、單位面積需水量(m3/hm2)、單位面積產(chǎn)量(t/hm2)、蒸發(fā)系數(shù)(mm/d)、作物系數(shù)和參考作物蒸發(fā)蒸騰水量(mm/d)。

參考作物蒸發(fā)蒸騰水量ET0運用標準彭曼公式求解，該公式由聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)推薦并修正。它忽略了作物類型、作物發(fā)育和管理措施等因素，僅考慮氣象參數(shù)對農(nóng)作物需水的影響。

其中，Rn地面凈輻射蒸發(fā)當量(MJ m－2d);G土壤熱通量(MJ m－2d);γ溫度計常數(shù)(kPa0C－1);T平均氣溫(℃);V22m高的風速(ms－1);pa飽和水氣壓(kPa);pd實際水氣壓(kPa);pa－pd飽和水氣壓與實際水氣壓(kPa);Δ溫度－飽和水氣壓曲線的斜率(kPa℃－1)。

2.2 單位質(zhì)量糧食水足跡

單位質(zhì)量作物綠水需要量ETgreen在農(nóng)作物生長過程中的蒸發(fā)水量ETc和有效降水量Peff中取較小值。在理想種植條件下，糧食作物蒸發(fā)水量ETc等于單位質(zhì)量作物需水量CWR。

單位質(zhì)量作物藍水足跡 ETblue的數(shù)值由綠水足跡ETgreen、灌溉需水量Ir和有效灌溉供水量Ieff決定。灌溉需水量Ir是作物需水量ETc與綠水足跡ETgreen的差值;如果綠水足跡量就能夠滿足作物生長所需，那么糧食作物不需要灌溉，藍水足跡數(shù)為零;否則ETblue在灌溉需水量Ir和有效灌溉供水量Ieff中取較小值。

公式中 ETgreen，ETc，Peff，Ir，ETblue和 Ieff代表單位質(zhì)量作物綠水足跡(m3/t)、農(nóng)作物生長過程中的蒸發(fā)水量(m3/t)、有效降水量(m3/t)、灌溉所需水量(m3/t)、單位質(zhì)量作物藍水足跡(m3/t)和有效灌溉供水量(m3/t)。

2.3 國內(nèi)生產(chǎn)糧食的水足跡

各個省份或者直轄市的一年內(nèi)綠水和藍水足跡之和是該年份的國內(nèi)生產(chǎn)水足跡總量，計算中國糧食作物水足跡時選取了稻谷、小麥、玉米、大豆和高粱5種主要的糧食作物求其水足跡的值;計算地理范圍包括除去臺灣、香港和澳門之外的31個省、自治區(qū)和直轄市。

公式中WFN，Ci和ETi分別代表某一省或者直轄市省份綠水或者藍水足跡總量(m3)、某省份一種糧食作物年產(chǎn)量(t)、某省份某種糧食作物單位水足跡值(m3/t)。

2.4 國際貿(mào)易糧食水足跡

一國通過糧食進出口貿(mào)易與其他國家進行水足跡的交換，其進口水足跡總量減去出口水足跡總量，即為一個國家糧食貿(mào)易的進口水足跡凈值。進口糧食產(chǎn)品單位水足跡取國際平均值［13］，出口糧食產(chǎn)品水足跡值采用公式(1)－(8)中的計算值。進出口的糧食產(chǎn)品數(shù)量是原生糧食作物的數(shù)量，不包括加工產(chǎn)品。

WFT，WFI，WFE，ETaverage，Q1和 Q2分別代表進口水足跡凈值(m3)、進口糧食作物水足跡值(m3)、出口糧食作物水足跡值(m3)、糧食作物國際平均水足跡值(m3/t)、進口糧食產(chǎn)品數(shù)量(t)和出口糧食產(chǎn)品數(shù)量(t)。

2.5 國家消費水足跡總量

一國最終消費的糧食產(chǎn)品水足跡值，由國內(nèi)生產(chǎn)與國際貿(mào)易兩部分組成。國內(nèi)生產(chǎn)水足跡是這個國家所有省份和直轄市生產(chǎn)量的加總;進出口水足跡值是這一年的進口糧食產(chǎn)品水足跡值減去出口糧食產(chǎn)品中所包含水足跡的差值。

WFC即一國最終消費的糧食產(chǎn)品水足跡值(m3)。

2.6 計算軟件

本文采用FAO設計的ClimWat和CropWat軟件計算農(nóng)作物生長過程中的綠水和藍水需要量。ClimWat能夠提供CropWat計算所需要的城市氣象數(shù)據(jù)，是計算過程中的輔助軟件;在這個軟件中找到相應城市的氣象站點，然后將數(shù)據(jù)導出，用主要軟件CropWat讀出來。CropWat是依據(jù)標準彭曼公式設計的，在本文中它可以算出如下三項:生長周期內(nèi)給定氣候條件下的需水量;生長周期內(nèi)的有效降水量;灌溉需水量。

3 數(shù)據(jù)來源及統(tǒng)計

3.1 數(shù)據(jù)來源

本文的計算中各個氣象站點的氣象數(shù)據(jù)最低和最高溫度、濕度、風速、光照時間、輻射強度、參考作物蒸發(fā)蒸騰水量、每月降雨量和每月有效降雨量等來自于FAO的軟件ClimWat。作物數(shù)據(jù)信息參考Allen的文章同時結合本地作物實際生長信息［21］。土壤結合當?shù)赝寥李愋蛷腇AO全球數(shù)據(jù)庫中找到與此類型對應的土壤信息(FAO)。農(nóng)作物根莖長度、臨界損耗水平以及產(chǎn)出影響因素從FAO全球數(shù)據(jù)庫中查找。除青海省外，各省份氣象和作物生長數(shù)據(jù)以該省省會為準;青海省省會西寧市的數(shù)據(jù)在ClimWat軟件中沒有列出，選取都蘭市作為代表城市。

各個省份以及直轄市中糧食作物年產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)量數(shù)據(jù)，中國糧食作物總產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量源于《中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計資料》、《改革開放三十年農(nóng)業(yè)統(tǒng)計資料匯編》、《中國糧食統(tǒng)計年鑒》和各省統(tǒng)計年鑒。中國糧食產(chǎn)品貿(mào)易量源自FAO數(shù)據(jù)庫和《中國農(nóng)產(chǎn)品商品年鑒》。

3.2 數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計

3.2.1 國內(nèi)數(shù)據(jù)

在中國，稻谷、小麥和玉米是產(chǎn)量居于前3位的糧食作物。本文選取稻谷、小麥、玉米、大豆和高粱5種糧食作物作為研究對象，它們是我國的主要糧食作物，其產(chǎn)量總和在糧食作物總產(chǎn)量中占比在92%以上。因此選取這5種糧食作物水足跡作為中國糧食作物水足跡的研究對象，其數(shù)據(jù)具有代表性。

1978－2010年間，稻谷年平均產(chǎn)量1.77×108t;產(chǎn)量最高值是1997年的2.00×108t，最低值是1978年的1.37×108t。小麥年平均產(chǎn)量9.35×107t;最高產(chǎn)量出現(xiàn)在1997年的 1.23 ×108t，最低值是 1978 年的 5.38 ×107t。玉米年平均產(chǎn)量1.04×108t;最高產(chǎn)量出現(xiàn)在2010年的1.77 ×108t，最低值是 1994 年的 5.59 ×107t。大豆年平均產(chǎn)量1.27×107t;最高產(chǎn)量出現(xiàn)在 2004年的1.74 ×107t，最低值是1979 年的7.46 ×106t。高粱年平均產(chǎn)量3.01 ×105t;最高產(chǎn)量出現(xiàn)在1998 年的4.09 ×106t，最低值是2009年的1.68×106t。

3.2.2 進出口數(shù)據(jù)

1978－2010年間中國主要糧食作物稻谷、小麥、玉米、大豆和高粱的進口數(shù)量減去出口數(shù)量的差值即其凈進口數(shù)量，這5種糧食作物年均凈進口數(shù)量依次為－9.00×105t，7.03 ×106t，4.65 ×105t，1.09 ×107t和 6.97 ×104t。

(1)稻谷，平均每年出口 1.30×106t，進口 4.00×105t;1994年出口數(shù)量最多，為1.70×104t;1978－1985年間出口數(shù)量為零;進口最大值是2009年的1.65×106t;最小值是1978－1985年和1997年，數(shù)量為零。

(2)小麥，平均每年出口 4.89×105t，進口 7.52×106t;出口最大值是 2007年的 2.34×106t，最小值是1978－1985年，數(shù)量為零;進口最大值是 1985年的1.574 ×107t，最小值是2008 年的 1.01 ×106t。

(3)玉米，平均每年出口 4.42×106t，進口 4.89×106t;出口最大值是2003年的1.64×107t，最小值是1978年的3.00 ×104t;進口最大值是1995 年的1.17 ×107t，最小值是2010 年的1.57 ×106t。

(4)大豆，平均每年出口 5.32×105t，進口 1.14×107t;出口最大值是1987年的1.71×106t，最小值是1978年的1.13 ×105t;進口最大值是2010 年的5.48 ×107t，最小值是1978 年的1.15 ×106t。

(5)高粱，平均每年出口 1.67×105t，進口 2.40×105t;出口最大值是1989年的9.01×105t，最小值是1978年，數(shù)量為零;進口最大值是1981年的8.40×105t，最小值是1992 年的2.29 ×104t。

上述5種糧食作物進出口水足跡數(shù)值取世界平均水足跡［13］。

4 計算結果與分析

4.1 全國水足跡總消費量

我國是世界糧食第一大生產(chǎn)國，但卻是糧食凈進口國家而非糧食出口國;隨同糧食進口到我國的還有其他國家的水資源。由圖1看出，我國自改革開放以來，一直在進口其他國家的糧食生產(chǎn)中的水資源。在2003年之后，5種糧食產(chǎn)品的凈進口水足跡數(shù)值增幅攀升;我國進口糧食水足跡在水足跡消耗總量中的占比從1978年的1.67%增至9.06%，總量從1.78 ×109t增加至 1.18 ×1010t。其直接原因是入世之后我國從其他國家進口了大量糧食產(chǎn)品，我國糧食市場對國際糧食市場的依賴程度增加。同時入世后工業(yè)生產(chǎn)以及出口貿(mào)易的發(fā)展也使我國自身生產(chǎn)越來越多的糧食，因此我國國內(nèi)糧食生產(chǎn)所消耗的水足跡以及最終消費的糧食產(chǎn)品水足跡同期增長。

圖1 中國主要糧食作物水足跡數(shù)量(1978－2010)Fig.1 Water footprint of Chinese main food crops(1978－2010)

近15年間我國糧食作物水足跡總量曾出現(xiàn)兩次明顯的波谷值，第1次是1998年，當時爆發(fā)的大洪水襲擊了東北、華北、長江流域和珠江流域，使國內(nèi)糧食生產(chǎn)受損、進口貿(mào)易受影響，這一年進口水足跡凈值、生產(chǎn)水足跡總量和消費水足跡總量比上年減少29.24%，4.09%和4.69%。第2次是2003年，“非典”公共衛(wèi)生事件使糧食生產(chǎn)受挫，國內(nèi)生產(chǎn)水足跡值下降了4.40%。

4.2 國內(nèi)水足跡生產(chǎn)量

4.2.1 各省級行政區(qū)水足跡值

在糧食作物的生產(chǎn)中，綠水來自降水，而藍水則是地下或者地表水資源，藍水的可再生性弱于綠水。因此，考察33年間各省份水足跡數(shù)量時，以年平均藍水足跡升序作圖2。除了寧夏和新疆兩個省份之外，各個地區(qū)的年均綠水普遍高于藍水數(shù)量，說明降水是糧食種植依賴的重要水資源來源。圖中藍水足跡消耗后10位的地區(qū)中綠水足跡也低，表明在這些地區(qū)水足跡值取決于糧食產(chǎn)量。而在藍水消耗量居前10位的省份中，有3個省份位于缺水的華北地區(qū)，分別是山東、河北和河南，各地區(qū)年平均綠水足跡曲線在這3個省份中出現(xiàn)了明顯的拐點，表明其綠水足跡顯著低于消耗同等數(shù)量藍水足跡的地區(qū);這些地區(qū)中降水量少，并且地下水儲量不豐富，之所以其綠水以及藍水總量居于前列，其原因在于糧食產(chǎn)量大。因此在華北地區(qū)土地資源數(shù)量基本穩(wěn)定的前提下，未來水資源數(shù)量將成為影響糧食生產(chǎn)的主要因素。

從區(qū)域角度看，華北地區(qū)是糧食主產(chǎn)區(qū)，該地區(qū)降水量少但是藍水消耗量大，水足跡值高于其他區(qū)域。長三角和珠三角糧食作物的種植獲益于豐沛的降水，因此，綠水足跡線到達這兩個區(qū)域內(nèi)的省份或者直轄市時會出現(xiàn)明顯的波峰值，表明綠水足跡在總量中的比例相對其他區(qū)域較高;但是該區(qū)域內(nèi)的糧食種植相對于工業(yè)和服務業(yè)比重較低，因此其水足跡總量沒有排在全國前列。西部部分省份降雨豐沛，綠水足跡值高，糧食生產(chǎn)量大，水足跡總量也大，例如四川、江西等;而有些省份比如西藏、新疆土地生產(chǎn)率低，糧食種植量少，因此水足跡總量也不高。

圖2 5種糧食作物年度藍水足跡總和年均值(1978－2010)Fig.2 Average total blue water footprint of five main food crops(1978－2010)

4.2.2 各種主要糧食作物的水足跡值

在1978－2010年間5種糧食作物綠水和藍水足跡值總量中，稻谷水足跡總量占比最高，為48%;小麥、玉米、大豆和高粱依次占比22%，18%，11%和1%。

在此期間，中國5種糧食作物中每一種糧食單位產(chǎn)量的藍水足跡平均值減少，水資源生產(chǎn)率提高。如圖3所示，小麥藍水足跡降幅最高，約59%，其他4種糧食作物水足跡降幅約為30%。單位產(chǎn)量的小麥綠水足跡同期下降;稻谷、小麥、玉米、大豆和高粱的降幅分別為41.90%，58.71%，48.17%，43.76%和 50.91%。國內(nèi)糧食單位產(chǎn)量的水足跡數(shù)量減少;而圖1所示的國內(nèi)生產(chǎn)消耗的水足跡總量基本持平并且略微增長，2010年比1978年增長了2.01%。其原因在于糧食產(chǎn)量的增加，在此期間5種糧食作物總產(chǎn)量從1978年的2.54×108t增加到2010年的5.06×108t，增幅為98.89%，幾乎翻了1倍。糧食產(chǎn)量的增加抵消了水資源生產(chǎn)率提高對于減少水資源使用量的貢獻。

圖3 5種糧食作物國內(nèi)生產(chǎn)平均藍水足跡(1978－2010)Fig.3 Average blue water footprint of five food crops’domestic production(1978－2010)

4.3 國際貿(mào)易綠水和藍水足跡比例

首先求出本年度糧食作物中進口綠水在中國消費綠水凈值中的比例，同時求出藍水的該比例;然后將兩個比值求比，可以得到國際貿(mào)易綠水和藍水足跡比例。計算結果表明，綠水的比例在藍水的2倍以上，即在糧食貿(mào)易中進口綠水占比高于藍水。

圖4顯示，我國進口三大糧食產(chǎn)品稻谷、小麥和玉米綠水占比高于藍水，并且該比例高于同類國內(nèi)糧食產(chǎn)品的比值;可以推測通過對外貿(mào)易，我國與其他國家將水資源重新分配，最終的貿(mào)易產(chǎn)品中各個國家出口了本國降雨而沒有將本國寶貴的地下水資源同比例出口，因此在此過程中水資源以糧食為載體出口到了其他國家，水資源得到了優(yōu)化配置。

圖4 進口綠水與藍水凈值在總耗水量占比中的比值(1978－2010)Fig.4 Quotient of ratios between green and blue water footprint in total consumption(1978－2010)

4.4 水足跡與土地、人口和GDP的比值

4.4.1 單位土地面積上的水足跡

1978－2010年33年間我國單位土地面積的糧食作物數(shù)量在增加，而單位糧食產(chǎn)量所需要的水足跡值在減少。以產(chǎn)量最高的稻谷為例，1978年和2010年的稻谷單位面積產(chǎn)量和稻谷單位產(chǎn)量的水足跡值分別為3 798.10 t/hm2和2 064.37 m3/hm2，6 553.00 t/hm2和1 288.61 m3/hm2。33年間其水足跡值降低了37.58%，單產(chǎn)提高了72.53%;兩者散點圖的斜率為負。

4.4.2 人均水足跡值

在此期間，我國人均消費的糧食作物綠水和藍水足跡先是緩慢下降，2003年的人均數(shù)量最低，人均綠水、藍水和水足跡總量分別為 256.83 m3/人、121.27 m3/人和378.1 m3/人，比 1978 年降低了 32.27%，33.67% 和32.72%;人均藍水足跡為綠水足跡的47.21%。而從2003年起，我國人均水足跡值持續(xù)攀升，2010年比2003年上升了28.5%，達到485.89 m3/人，其中人均綠水足跡340.45 m3/人、人均藍水足跡145.44 m3/人。2003 年之前的人均水足跡的減少原因與水資源生產(chǎn)率的提高關系密切;而其后的人均水足跡的增加可以歸因為糧食消費量的增速加快以及人口增長率的放緩。

4.4.3 單位GDP的水足跡

水足跡帶來的經(jīng)濟效益，在這33年間持續(xù)增長;單位GDP消耗的水足跡量持續(xù)下降，2010年創(chuàng)造每一元錢的經(jīng)濟增長量，僅需要相當于1978年1.09%的水資源數(shù)量。這其中除了水資源利用效率的提升，還有一部分原因在于通脹的影響。以 1978年為基準年，2010年 CPI上漲174.9%，因此可以認為貨幣貶值使現(xiàn)在的每元錢的價值低于此前。盡管貨幣貶值速度約為2倍，而水足跡的價值提高了近百倍，因此單位水足跡產(chǎn)生的經(jīng)濟價值在提高。

5 結論與討論

5.1 結論

對中國糧食作物水足跡進行系統(tǒng)性計算，對各個省份的水足跡研究結果表明，在藍水消耗數(shù)量高的地區(qū)，綠水沒有同步增加，反映了在部分缺水的糧食高產(chǎn)區(qū)如華北地區(qū)出現(xiàn)了大量抽取地下水灌溉糧食作物的情況。而綠水量較高的地區(qū)，藍水數(shù)量沒有攀升，說明在部分豐水的糧食產(chǎn)區(qū)如江南地區(qū)工業(yè)和服務業(yè)相對于農(nóng)業(yè)更加發(fā)達，糧食種植數(shù)量較少。

1978－2003年期間中國主要糧食作物水足跡消費總量基本維持不變、只在小范圍內(nèi)緩慢波動;2003年之后總量持續(xù)增長，并且進口量在總量中的占比2003年相對于1978年提高了5.42倍，加入WTO使我國對其他國家糧食產(chǎn)品以及水資源的依賴程度提高。從國內(nèi)生產(chǎn)看，稻谷水足跡值在5種主要糧食作物中占48%，它的單位產(chǎn)量的平均藍水足跡在1978－2010年間降低了41.90%。國內(nèi)糧食生產(chǎn)平均水足跡值、人均水足跡值和單位GDP產(chǎn)出所需要的水足跡值均在降低，而水足跡總量增加，原因在于在此期間糧食總產(chǎn)量增加了92.77%。而在進口的糧食作物中，綠水比例高于藍水在水足跡總量中的比重，并且該比例高于我國國內(nèi)糧食作物生產(chǎn)中的綠水和藍水之比。通過國際貿(mào)易將富裕的綠水資源出口到了中國，優(yōu)化了水資源配置。

5.2 進一步研究的方向

受數(shù)據(jù)可獲性的影響，本文忽略了灰水足跡的計算;而由省會代表該省的氣象信息影響了計算結果的準確性，因此這些都是存在的可以改進之處。進一步量化計算土地資源、人口和經(jīng)濟等因素對水足跡的影響大小及作用機制是尋求降低中國糧食種植水足跡值的研究思路。

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