上饶地区水资源利用与经济增长实证分析

杜佳朋，邵兴华，张建忠，王时梅

(1.上饶师范学院，江西 上饶 334001；2.上饶市水文局，江西 上饶 334001)

水是生命之源，是一切生物赖以生存和发展的物质基础，随着人口增加和社会发展，全球水资源供求矛盾日渐尖锐，如何合理有效地利用水资源已成为保证国家社会经济可持续发展的重要制约因素。

1　研究区基本概况

上饶市位于江西省东北部，土地总面积22791平方公里，境内河流众多，水系发达，信江、饶河是上饶市的主要河流，纵贯全市汇入鄱阳湖后经湖口注入长江。

当地水资源的供给主要来源于降水和地下水，全市多年平均降水量1776.90毫米，列全省第三位；多年平均水资源总量207.25亿立方米，列全省第二位。2011年全市总供水量29.16亿立方米，其中地表水源供水27.96亿立方米，占95.9%；地下水源供水1.20亿立方米，占4.1%。全市水资源总量为191.48亿立方米，人均拥有水资源量2891立方米远远高于全国平均水平的 2200m3/人[1]。由此可见，上饶市水资源极为丰富，应在加强保护水资源的前提下，发挥优势，提高水资源利用率，从而保证水资源的可持续利用。

核算地区生活及生产对水资源的真实需求情况，是水资源可持续利用管理的新内容，对水资源利用政策的制定具有指导意义。在此以水足迹理论及相关的指标对上饶市水资源的利用情况进行分析，为上饶水资源可持续利用与社会经济协调发展提供参考。

2　主要理论和研究方法

2.1　水足迹的概念和研究方法

水足迹概念是A. Y. Hoekstra于2002年提出的概念，指在一定的物质生活标准下，生产一定人群消费的产品和服务所需要的水资源数量，表征的是维持人类产品和服务消费所需要的真实的水资源数量。它是基于消费基础的水资源利用情况的指示器[2]。

在产品的生产和服务过程中通常都需要消耗一定水量，其以“看不见"的形式蕴藏在产品中供人们消费和使用[2]，我们称之为虚拟水，如生产1个鸡蛋消耗135 kg水， 1 kg羊肉消耗18 000 kg水，1 kg牛奶消耗210 kg水[3]。由于贸易的存在，一个国家或地区的水足迹等于该国家或地区所生产的产品和服务的总用水量与虚拟水进出口量的代数和，主要由以下两部分构成[4]，其表达式为：

序号公式备注(1)WF=IWF+EWFWF:总的水足迹;IWF:内部水足迹,指生产该地区居民所消费的所有产品和服务的区域内水资源需求总量;EWF:外部水足迹,指由其它地区生产并被本地区居民所消费的产品和服务所消耗的水量(2)IWF=AWU+IWU+DWU+EWU+VWEAWU:农产品需水量;IWU:工业需水量;DWU:居民生活水量;EWU:生态用水量;VWE:产品虚拟水的出口量(3)EWF=VWI-VWEreVWI:进口产品虚拟水量;VWIre:向其它地区输出的进口产品再出口量(此处忽略不计)

水足迹分析指标：

2.2　相对“脱钩”“复钩”理论

本文引用脱钩复钩理论[4]来研究经济增长与物质消耗之间的分异程度，以脱钩指数表示，其模型表达式为：

序号公式代表意义备注(9)DF=VEG-VRC经济增长与物质消耗之间的差异DF:脱钩指数VEG:年均经济增长速率VRC:资源消耗的年均增长率(10)DF1=VEG-VEW经济增长与水资源利用程度间的耦合状况DF1:脱钩指数VEW:水资源消耗量的年均变化率(11)DF2=VEG-VEP经济增长与区域水环境压力的差值DF2:脱钩指数VEP:水环境压力的年均变化率

本文以脱钩复钩形式模型[6]为基础，提出适于经济增长与水资源可持续利用状况耦合关系分析的标准，即根据经济增长状况分别与水资源消耗水平和水环境压力的脱钩指数的计算界定6类状态(见表1)。

表1　经济增长与水资源利用状况相对“脱钩”与“复钩”分析

3　数据计算及来源

基于资料的真实性及可获得性，本研究主要建立农产品需水量、工业用水量、生活用水量、生态用水量以及虚拟水进出口量六个数据，对上饶市2003-2011年水足迹及其分析指标进行计算。

一般来讲，农业用水量最大，也是计算水足迹最主要的部分。农作物需水量是由各单位产品虚拟水含量乘以其产量而得，但农作物生长需水受很多因素的影响，如作物类型的不同、气象环境的影响、灌溉水平的不同等。由于有些数据的不可获得性，所以本研究农作物单位产品虚拟水含量是由王新华[7]、余泽清[8]等人研究的江西省数据平均处理获得。产量由上饶经济社会统计年鉴(2003-2011)获得。本文中动物产品虚拟水含量基于其复杂性主要参考Hoekstra等[9]有关中国产品的研究数据值。

生活用水量、工业用水量和生态用水量三值的获得取自上饶市水资源公报并适当处理。因进出口贸易中各商品种类繁多，此处简化计算，进出口贸易虚拟水含量分别为各自万元产值用水量与贸易量相乘得到(此处忽略了进口产品再出口的虚拟水量)[4]。

数据的来源：《上饶市水资源公报》(2003-2011)；《上饶市统计年鉴》(2003-2011)

4　数据分析

4.1　上饶市水足迹分析

由表2可见，上饶市水足迹由2003年的107.73亿m3增加到2011年的137.75亿m3，总体呈上升状态。2006年略低于2005年，2006-2010年一直呈增加趋势，2011年水足迹与2008年值相近，但用水量略低于2009、2010年的总用水量。

上饶市的农业用水量比重较大，占年均水足迹值的98.4%，9年间其总量变化不大，年均增长仅 3.36 亿 m3。从表2、表3中可看出作物产品用水量较大，占农业用水的76.2%。这主要是由于上饶市在9年间耕地面积增多，由2003年的619921公顷增到2011年的794566公顷。而且农作物以水稻为主，水田本身需水量较高，占作物总用水量的80.8%，水田的面积也由2003年的457175公顷增至2011年的546744公顷。这也是上饶市的总水足迹值较高的原因。从研究结果来看，如果能多发展节水灌溉将更有效地提高上饶市水资源的利用效率。

工业用水量、生活用水量与生态用水量在水足迹中所占比例较小。从表2中可见，工业用水量占总水足迹的1.73%，但9年期间也呈上升状态，用水量增长了一倍多，这也与上饶市政府加大工业发展投入力度，不断地进行产业结构调整相一致。生活用水量占1.83%，生态用水量占0.09%，可见居民用水消费对水资源利用的可持续性也有一定的影响。

表2　上饶市2000-2009年水足迹构成

注：各项用水量的单位均为亿 m3，总水总迹的单位也为亿 m3

图1　年份对进、出口虚拟用水量作图

由图1可知，进出口虚拟用水量逐年增加，上饶市每年的出口虚拟用水量基本大于进口虚拟水用量，仅在2009年进口量比出口量多0.04亿m3。在2011年出口虚拟量比进口虚拟水量多17.13亿m3，这与上饶市加大外贸交易量相一致。同时也可以说明上饶市水资源丰富，外经贸交流活动与能力较强[10]。

表3　上饶市2003-2011年 作物需水量(亿m3)

年份水稻小麦杂谷豆类薯类甘蔗油料烟叶棉花果蔬合计200985.260.120.150.810.772.2615.960.0170.0272.20107.574201090.400.110.160.770.702.5116.200.0130.0222.37113.255201191.140.110.180.780.692.5216.640.0140.0232.62114.717合计732.951.621.357.856.7221.99122.280.1980.19321.27907.421平均81.440.180.150.870.752.4413.590.0220.0212.36100.825

由表3作物产品生产需水量可见，经济作物中油料需水量最大，占作物总用水量的13.5%。果蔬类产品用水量占2.34%，果蔬类单位产品虚拟水用量较少，仅为0.2 m3/kg，这是由于其产量通常较高，在2011年总产量达1286541吨。

表4　上饶市2003-2011年 动物产品需水量(亿m3)

由表4动物产品需水量可知，动物产品占农业总用水量的23.8%，其中水产品用水量占动物产品用水量的57.5%，可见上饶市充分利用了水资源优势大力发展水产业；在肉类当中，猪肉用水量占动物产品用水量的13.7%，禽肉占4.7%，牛肉占1.8%，羊肉约占0.3%，而就单位产品虚拟水来讲，牛肉12.56 m3/kg>羊肉5.2 m3/kg>禽肉3.65 m3/kg>猪肉2.21 m3/kg，说明上饶市居民生活肉食产品的消耗对猪肉的消费占主导。

4.2　上饶市水足迹指标分析

上饶市2003-2011年，由公式(4)计算得到人均水足迹由1624m3增至2093 m3，处于较高的水平，从全国来，仅次于石河子市[2]。人均水平远高于全国平均702m3的水平，高于世界平均1243 m3的水平[5]。

水资源压力指数能够衡量水资源稀缺程度，如果大于1，表示水资源承受巨大压力，超出的数值表示水资源短缺程度。由公式(8)计算得到，上饶市水资源压力2003年和2011年分别为0.006、0.077，远远小于1，但也在逐年增加。由公式(5)(6)分别计算得到，从2011年的水资源自给率值为1.124和进口水资源依赖度为0.013可以看出，上饶市水资源丰富，并不存在水资源短缺的问题，这与肖俊的关于江西属于富水地区的研究结论相一致[11]。在自给的前提还可出口，从表2中也可以看出2011年，出口虚拟水量也大大增加，由2003年的0.51亿m3增长为18.98亿m3。进口水资源依赖程度虽然低，但也在逐年的增长，除2009年进口虚拟水量稍多于出口虚拟水量外，其它年份都是以出口虚拟水量为多，进出虚拟水量的增多也能说明我市在近年来贸易量增多。

在2003-2011年间的水资源利用效率也由2.37元/m3增长到8.06元/m3，这说明水资源的利用效率随着经济产值的增加有了明显的提高。这一结论符合上饶市的发展规律，说明政府在节水方面不断地加大投入，企业的节水意识也在不断的提高。当然在水资源丰富的前提下，我们要合理利用，提高利用率。

5　上饶市水资源利用状况评价

基于相对脱钩复钩理论，本研究选取上饶市总耗水量与废水排放总量分别作为表征水资源消耗量与水环境压力的评价指标，对上饶市水资源利用与经济发展情况进行识别与分析，由于2002年的数据缺失，难以算出2003年的指标变化率，所以此处数据以2004-2011 年8年间的水资源利用状况做出评价。

由公式(9)、(10)、(11)计算得出DF1、DF2两种脱钩指数的变化率，根据表1的评价标准可得出评价结果(见表5、表6)。

表5　经济增长与水资源消耗脱钩复钩关系

表6　经济增长与水环境压力脱钩复钩关系

从表5中可以看出，总的来说上饶市从 2004～2011 年来经济增长与水资源消耗之间的关系较为理想，8年期间，有5个年份处于强“脱钩”状态。2010年前以强“脱钩”为主，协同表1可以看出在经济增长的同时水资源消耗并没有随之增加，对水资源的依赖程度较低。在2011年出现了扩张性“复钩”现象，说明在经济增长的同时，对水资源的消耗也在增长，且其增长率高于经济增长率。2011年上饶市经济增长较快，GDP突破1000亿元大关，比2010年增长200亿元，经济的加速增长也加大了对水资源的消耗，对水资源的依赖程度增大。这也与近年来上饶市工业主导地位的加强有直接的关系，应及时调整产业结构，逐步减少高耗水产业，大力发展耗水较低的高技术产业。加强水资源环境方面保护和合理利用，以保证水资源的可持续性。

由表6可见，上饶市2004-2011年间的经济增长与水环境压力之间关系以弱“脱钩”状态为主。说明上饶市多数年份在经济增长的同时，虽然水环境压力也在增加，但其增长率要小于经济增长率。只有2005、2006年为强“脱钩”状态，经济的增长并没有引起水环境压力值升高。2011年之前上饶市对环境的保护效果较好，经济增长与水环境压力之间的关系状态比较乐观。2011年二者之间呈扩张性“复钩”状态，说明上饶市经济飞速增长的同时，水环境压力值也在飞速增长，且其增长率高于经济增长率。以污水排放量为代表的水环境压力来看，从上饶市经济统计年鉴可查得，上饶市自2003年19928.39万吨增长到2011年34716万吨，水环境压力值一直在增加，而致使2011年突增的原因主要是工业用水及居民生活用水排放的大量增多。2011年工业污水量比2010年多3108万吨，居民生活用水比2010年多772万吨。所以，在加大控制工业排污力度的同时，也要提高居民的节水意识。

6　结论

上饶市水足迹(生活和服务用水量)自2003-2011年以来不断增加，年均增长 3.3 亿 m3，农业用水和工业用水对水资源的消耗占主导地位。上饶市水资源丰富，属富水区，自给率达1.124，进口水资源依赖度为0.013，对内部水资源依赖度较高。水资源利用效率在2003-2011年间也由2.37元/m3增长到8.06元/m3，这说明水资源的利用效率随着经济产值的增加有了明显的提高。

占有丰富的水资源优势及政府的大力投入，上饶市的经济也在快速发展。从2011年的一些数据可知，经济的发展对水环境造成了一定的影响，所以在发展经济的同时更要合理利用和保护水资源。具体措施包括：1)加强节水技术的引进与投入；2)进行产业结构调整发展低耗水产业减少高耗水产业；3)提升污水处理技术，提高水的再利用率，居民生活用水比如冲便池可以利用二次处理水，当然该项技术的具体实施需要其他方面的技术同步跟上；4)加强媒体宣传，提高居民节水意识，使节约水资源的理念深入每家每户，使节约用水体现在所有用水大户的日常行为中。

据经济增长与水资源消耗、水资源压力评价结果可知，上饶市2003～2010 年间，水资源利用与经济增长之间多呈强“脱钩”关系，水资源利用与水环境的压力多呈弱“脱钩”关系。说明上饶市的经济发展依赖于水资源的消耗，但经济增长是在恰当利用水资源情况下的增长。上饶市为富水区，这也是促进经济快速发展的一大优势。但2011年经济增长与水资源消耗、水资源压力评价结果均为扩张性“复钩”，说明2011年当地经济的高速发展，农业产量、工业产量、贸易量增加的同时也加大了水资源的消耗，水环境压力也有所增加。所以应根据当地的情况加大农业节水灌溉技术的投入及工业产业类型的调整，大力发展低耗水的高新产业，同时加强对水环境的保护及对污染的治理。

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