安徽省与江苏省水资源生态足迹比较分析

王荣森，张宇舟，梁山雪

·生态文明建设·

安徽省与江苏省水资源生态足迹比较分析

王荣森，张宇舟，梁山雪

（中国科学技术大学管理学院，合肥230026）

基于水资源生态足迹理论，通过计算2010—2014年这五年的安徽省与江苏省水资源生态足迹与水资源生态承载力，得出结论：安徽省水资源一直处于盈余状态，而江苏省水资源生态安全压力较大。比较苏皖两省人均万元GDP水资源生态足迹，发现两省的水资源利用率得到了显著提高，同时期江苏省的水资源利用率高于安徽省。采用通径分析的方法比较两省产业结构的变动对水资源生态足迹的影响：安徽省第一产业和第三产业的发展对人均水资源生态足迹都有直接的降低作用，而第二产业对人均水资源生态足迹的直接提升作用却十分明显；江苏省的第一产业对人均水资源生态足迹有直接提升作用，第二产业对人均水资源生态足迹的降低作用十分明显。

安徽省；江苏省；水资源；生态足迹；生态承载力

苏皖两省地理位置紧邻，同时地跨长江、淮河南北，近年来经济发展迅速，但经济的发展带来了两省的水资源的压力日益增大，并且越来越成为制约两省经济进一步发展的重要原因。生态足迹这一概念最早由加拿大生态经济学家William Rees等于1992年提出并且由其学生Wackernagel在1996年加以完善［1］［2］［3］。2005年，马静等将虚拟水的概念引入水足迹，通过计算中国主要农产品的虚拟水含量与分析农产品的生产消费关系，对中国的水足迹进行了估算［4］；2006年，刘宝勤等系统阐述了虚拟水的研究的理论基础，探讨了水足迹概念对水资源承载力研究的影响［5］；2008年黄林楠等人在原有的生态足迹模型基础上增加了水资源账户，用以描述水资源的生态环境和社会经济功能，同时黄林楠等人定义了水资源生态足迹的意义：一是描述人类生产生活过程中消耗水资源的过程，二是自然环境维持自身进化对水的需求过程［6］。

一、苏皖两省水资源生态足迹分析

本文中，降水量、水资源总量、水资源消耗量及比例来自各年份《安徽省水资源公报》与《江苏省水资源公报》，人口和各项经济数据来自各年份《安徽统计年鉴》与《江苏统计年鉴》。

（一）水资源生态足迹与生态承载力的计算

根据用水特性和水资源生态足迹的内涵，将用水分为生活用水、生产用水和生态环境用水三大类进行计算。水资源账户的计算模型如下：

EFw＝N×efw＝N×γw×（W／pw）水资源生态承载力是指某一区域在某一具体历史发展阶段，水资源最大供给量可供支持该区域资源、环境和社会（生态、生产和生活）可持续发展的能力。ECw＝N×ecw＝0．4×ψ×γw×Q／pw

式中，EFw为水资源总生态足迹（hm2）；ECw为水资源承载力（hm 2）；N为人口数；EFw为人均水资源生态足迹（hm2／人）；ecw为人均水资源承载力（hm2／人）；ψ为区域水资源产量因子；γw为水资源的全球均衡因子；W为人均消耗的水资源量（m3）；Q为水资源总量（m3）；pw为水资源全球平均生产能力（m3·hm－2）。全球水资源平均生产力为3140m3·hm－2；水资源全球均衡因子γw采用基于WWF2000年核算的均衡因子计算结果，为5．19；水资源产量因子采用了黄林楠等人2008年的计算结果，为1．54。

图1 安徽省与江苏省的水资源生态足迹与生态承载力

（二）苏皖两省水资源生态足迹与生态承载力的分析

从图1可知，2010—2014年间，安徽省水资源生态足迹变化不大，最高值出现在2013年，为48926939．9hm2，最低值出现在2014年，为44943102．52hm2，相差8．1%，总体平稳。而这几年间安徽省的生态承载力变化较大，最高值出现在2010年，为95610841．15hm2，最低值出现在2013年，为59622759．67hm2，相差37．6%，而且这五年间水资源生态承载力不存在明显的变化趋势。由于水资源生态承载力与年平均降水量高度相关，2010年7、8月份长江流域发生自1999年以来时间最长、强度最大的一次集中降雨过程，导致2010年的水资源生态承载力高于其他年份。对比生态足迹与生态承载力发现，安徽省各年份水资源生态承载力均高于同年水资源生态足迹，五年间始终保持水资源生态盈余状态，水资源生态安全状况良好。

2010—2014年间，江苏省的水资源生态足迹变化较小，最高值出现在2011年，为91932420．38hm2，最低值出现在2014年，为79453280．25hm2，相差13．6%，从2012年开始呈现出下降趋势。同时期的江苏省的水资源生态承载力变化明显，最高值出现在2011年，为50134474．39hm2，最低值出现在2013年，为28864994．9hm2，相差42．4%，并且这五年间的变化没有一定的趋势性。由于2013年江苏省全省降水量为849．6亿m3，属于中等干旱年份，造成了2013年的水资源生态承载力大大低于其他年份。通过观察发现，江苏省各年份的水资源生态承载力小于同年的水资源生态足迹，五年来一直处于水资源生态赤字状态，水资源生态安全压力较大，对于水资源的需求十分巨大。

通过对比发现，苏皖两省的水资源生态的情况相差巨大，江苏省对于水资源的消费远远大于安徽省，两省中各产业对水资源的消耗占水资源总消耗的比例不同，并且对于水资源的利用效率有所差别。

二、苏皖两省水资源生态足迹的影响因素分析

安徽省在2015年迈入中等偏上收入发展阶段，而同时期江苏省已经成为中国综合发展水平最高的省份，故两省水资源消耗的组成成分占比与水资源利用率各有不同。

（一）苏皖两省水资源生态足迹组成成分分析

在安徽省历年水资源生态足迹的组成中农田灌溉占到一半左右的比例，其后依次为工业、居民生活、林木渔畜、生态环境。这是因为安徽省的主要农作物是水稻和小麦，这两种农作物在生产过程中均需要大量水资源，而这两种农作物播种面积占安徽省农作物播种面积的50%以上。农田灌溉在安徽省水资源生态足迹中占比很大，导致了第一产业水资源生态足迹和人均生态足迹均高于第二、第三产业。安徽省工业企业中占比最大的仍是煤炭开采和选洗业，其次则是金属矿物采选业，这些行业在生产过程中常伴有较严重的污染，并且能耗较高，近年来这一情况已经得到一定的改善。另外，这五年来生态环境的用水占比逐年增加，工业、居民生活、林木渔畜的用水占比均无太大变化。

在江苏省历年水资源生态足迹的组成中，农田灌溉占比很大，并且呈现上涨趋势。这是因为江苏省为鱼米之乡，水资源十分丰富，境内降雨年径流深在150～400毫米之间，农业生产条件得天独厚，粮食、棉花、油料等农作物几乎遍布江苏省，并且由于农田水利的不断建设，水资源的利用率得到了不断提高。江苏省近年来不断进行产业升级，大力发展高新产业，成为经济的行动力，故第一产业与第二产业的用水量逐年减少，第三产业的用水量增长较快。随着经济状况的不断提升，对于生态环境与生活的要求也越来越高，对于生态环境的改善投入也在增加，这五年来生态环境与居民生活的用水占比呈现稳步上升的趋势。

（二）苏皖两省水资源的利用效率分析

为了客观地衡量水资源的利用效率，本文引入人均万元GDP水资源生态足迹这一指标，其计算公式如下：

人均万元GDP水资源生态足迹＝人均水资源生态足迹（AEFw）／万元GDP

人均万元GDP水资源生态足迹越大，水资源利用效率越低；反之，则利用效率越高，该指标可以大致反映一个地区的增长方式。

图2 江苏省与安徽省的人均万元GDP水资源生态足迹

通过图2可以得知，同一时期江苏省的人均万元GDP水资源生态足迹低于安徽省，江苏省的水资源利用效率较高，这是因为江苏省的产业布局更加合理，第三产业的比重较大，金融业与服务业的发展更为迅速。同时我们也应看到，苏皖两省的人均万元GDP水资源生态足迹呈现稳定的下降趋势，近五年来的水资源的利用效率得到了显著的提高，这其中主要原因有：一方面，苏皖两省的经济结构尤其产业结构得到大力调整，粗放型的经济增长方式有所改善，且对水资源的有效开发利用的重视程度增加；另一方面，技术要素在经济增长过程中的运用和改善减少了水资源的消耗，提高了水资源的利用效率。

三、苏皖两省的产业结构变动影响效应通径分析

三大产业之间的联系和比例关系称为产业结构，各大产业对水资源生态足迹的变化不尽相同。本文基于通径分析方法，比较研究了三大产业对苏皖两省水资源生态足迹的直接影响以及他们之间的间接影响。

（一）通径分析介绍

通径分析是对简单相关分析的延续，通过将变量间的相关系数分解为直接通径、间接通径以及总通径系数，来分别表示自变量对因变量的直接影响效应、自变量通过其他自变量对因变量的间接影响效应以及自变量对因变量的总影响效应。

设x1，…，xp为自变量，y为因变量，构造如下的模型：

使用最小二乘的方法对上述模型系数进行求解，通过对求解方程进行一定的变换，可以得到如下的相关系数的分解方程，称为通径方程：

其中riy为自变量xi与因变量y的简单相关系数；rij为自变量xi与xj的简单相关系数；Piy为标准化后的自变量xi与因变量y的偏相关系数，即直接通径，表示自变量xi与因变量y的直接影响效应；rijPjy为间接通径，表示自变量xi通过自变量xj对因变量y的间接影响效应，则就表示了自变量xi通过其他自变量对因变量y的总的间接影响效应。

通径方程的意义在于通过通径分析的方法，将自变量xi对因变量y的总效应（即简单相关系数riy）分解为了自变量xi对因变量y的直接影响效应（即直接通径Piy）和自变量xi对因变量y的间接影响效应（即间接通径

（二）苏皖产业结构对水资源生态足迹影响的通径分析

分别对苏皖两省自变量相关矩阵以及自变量与因变量的相关矩阵进行分解，可以得到如下的通径分析结果：

首先，从三大产业增值的总效应来看，安徽省的第一产业、第二产业与人均水资源生态足迹呈现出正相关的关系。而其第三产业与人均水资源生态足迹呈现出负相关的关系。安徽省三大产业增值对人均水资源生态足迹总效应大小顺序为：第二产业＞第一产业＞第三产业，安徽省第二产业对人均水资源生态足迹的总影响效应最大。反观江苏省的第一产业与人均水资源生态足迹呈现出正相关，而其第二产业、第三产业与人均水资源生态足迹都呈现出高度的负相关，江苏省三大产业增值与人均水资源生态足迹的总效应大小顺序为：第二产业＞第三产业＞第一产业，同样的，江苏省第二产业对人均水资源生态足迹的总影响效应也最大。

表1 安徽省通径分析结果

表2 江苏省通径分析结果

其次，从三大产业增值的直接影响效应来看，对安徽省来说，三大产业对人均水资源生态足迹的直接影响效应大小顺序为：第二产业＞第一产业＞第三产业。其中，第一产业和第三产业对人均水资源足迹的直接影响为负，说明安徽省第一产业和第三产业增值的增加对其人均水资源有直接的降低作用，而安徽省第二产业增值对人均水资源生态足迹的直接影响效应为正，并且直接影响最大，现安徽省第二产业增值的提升直接导致了人均水资源生态足迹的增加。同样地，江苏省三大产业增值的直接影响效应大小顺序也为：第二产业＞第一产业＞第三产业，第二产业的直接影响效应最大，但其中第二产业和第三产业的直接影响为负，第一产业的直接影响为正，尽管直接影响效应大小顺序上与安徽省相同，但影响效应方向上存在着差异。江苏省为经济发达的沿海省份，对水产品的开采和需求都较大，因此第一产业中对各种水产品的生产养殖捕捞是江苏省人均水资源生态足迹上升的主要直接影响因素。

最后，从间接影响效应上来看，安徽省第一产业的间接影响效应是最大的，并且为正向影响，而第一产业的直接影响效应是为负的，最终导致的结果是第一产业的总影响效应为正。安徽省第一产业的间接影响效应十分明显，并且第一产业的总影响效应与直接影响效应方向相反；安徽省三大产业间接影响效应，其次是第二产业，其间接影响效应为负，第二产业的直接正向影响效应十分大，导致了第二产业最终的总影响效应为正。并且安徽省第二产业的总影响效应与直接影响效应方向一致，都为正。反观江苏省，江苏省第一产业的间接影响效应为正，第二、三产业的间接影响效应为负，并且，从一致性上来说，江苏省三大产业的总影响效应、直接影响效应与间接影响效应在方向都是一致的。

结 论

安徽省的水资源生态足迹状况良好，水资源的利用率逐年提高，其中第一产业和第三产业的发展对人均水资源生态足迹都有直接的降低作用，并且第一产业的直接降低作用是很明显的，第一产业作为支柱性产业，农业畜牧业技术水平的发展，以及林地牧草地的保护，使得水资源的利用和保护都得到加强；而安徽省第二产业对人均水资源生态足迹的直接提升作用却十分明显，安徽省随着城市化工业化的不断发展，工业用水导致的水污染十分严重，必须重视工业用水的处理和排放，并且进一步提升工业技术水平，将高污染高能耗的粗放型的重工业逐渐向以高、精、尖的轻工业转变。

反观江苏省，水资源生态压力这几年正在不断地改善，只有第一产业对人均水资源生态足迹有直接提升作用，主要原因在于江苏省渔业的不合理养殖以及过度的捕捞。应该进一步提升水产品养殖技术，并且对水域进行有效的保护、合理的捕捞。江苏省第二产业对人均水资源生态足迹的降低作用十分明显，主要是由于江苏省城市化工业化技术水平的成熟，有效地控制了水资源的消耗以及对水资源的污染。

［1］REES W E．Ecological Footprint and Appropriated Carry⁃ing Capacity：What Urban Economic Leaves out［J］．Envi⁃ronment and Unbanization，1992，4（2）．

［2］WACKERNAGEL M，REES W E．Our Ecological Foot⁃print：Reducing Human Impact on the Earth［M］．Gabrio⁃la Island：New Society Publishers，1996．

［3］WACKERNAGEL M，REES W E．Perceptual and Struc⁃tural Barriers to Investing in Natural Capital：Economic from an Ecological Footprint Perspective［J］．Ecological Economics，1997，20：3－24．

［4］马静，等．中国区域水足迹的估算［J］．资源科学，2005，27（5）：96－100．

［5］刘宝勤，封志明，姚治君．虚拟水的研究的理论、方法及其主要进展［J］．资源科学，2006，28（1）：120－127．

［6］黄林楠，等．水资源生态足迹计算方法［J］．生态学报，2008，28（3）：1279－1286．

Comparative Analysis of the Water Resources Ecological Footprint in Anhui Province and Jiangsu Province

WANG Rong⁃sen，ZHANG Yu⁃zhou，LIANG Shan⁃xue
（School of Management，University of Science and Technology China，Hefei 230026，China）

According to the model of water resources ecological footprint，this paper calculated the water resources ecological footprint and the water resources ecological carrying capacity in Anhui Province and Jiang⁃su Province from 2010 to 2014．The results showed the water resources in Anhui Province was surplus，while the water resources ecological security pressure in Jiangsu Province was heavy．Then we compared the per ca⁃pita ten thousand Yuan GDP water resources ecological footprint in these two provinces，which indicated that the utilization of water resources in the two provinces increased in the past years．Finally，we compared the effect of the changes in industrial structure on water resources ecological footprint．The development of the pri⁃mary industry and the tertiary industry in Anhui Province had a direct reduction effect on the water resources ecological footprint，while the development of the secondary industry had a direct lifting effect on the water re⁃sources ecological footprint．The development of the primary industry in Jiangsu Province had a direct enhance effect on the water resources ecological footprint，while the development of the secondary industry had a direct reduction effect on the water resources ecological footprint．

Anhui Province；Jiangsu Province；water resources；ecological footprint；ecological carrying capacity

F062．2

：A

：1009－1971（2017）02－0106－05

［责任编辑：王 春］

2016－12－21

安徽省科技厅软科学项目（11402052004）

王荣森（1957—），男，安徽合肥人，教授，从事生态经济学研究；张宇舟（1991—），男，安徽宿松人，硕士研究生，从事生态经济学研究；梁山雪（1991—），男，贵州贵阳人，硕士研究生，从事生态经济学研究。