基于ESDA的中国省际水足迹强度的空间关联格局分析

孙才志，陈栓，赵良仕

目的：随着经济的不断发展与城市化、工业化的不断推进，水资源短缺问题日益突出。解决这一问题的核心是提高水资源的利用效率。水足迹强度是一个全新的反映水资源利用效率的指标，在对 1995—2009年中国 31个省市区水足迹计算的基础上，分析中国各地区水足迹强度的空间关联特征。方法：基于《中国统计年鉴》《中国环境年鉴》《中国水资源公报》《各省统计年鉴》等 1995—2009年的相关统计数据，对水足迹的计算包括城乡居民消费的农畜产品水足迹、消费的工业产品水足迹、水污染足迹、生活和生态水足迹4部分。根据消费的单位农畜产品的虚拟水含量的计算结果以及相关的统计数据，主要对粮食、蔬菜、食用油、肉类、蛋类及制品、水产品、果类、酒类计算得到城镇与乡村居民消费的农畜产品的虚拟水量。通过整理和计算得出各省粮食和农畜产品的虚拟水含量。采用水足迹的自下而上的算法，得到 1995—2009年的中国各地区总水足迹。利用探索性空间数据分析（ESDA）对15年来各地区水足迹强度空间分布格局以及演变态势进行了分析和探讨。结果：水足迹计算结果表明：自1995年以来，中国水足迹的总量从853489×108m3/a上升到2009年的987862×108m3/a，总体呈上升趋势。其中，消费的农畜产品占有量最大，占74.47%，最小的是生态水足迹，为0.68%，工业水足迹、水污染足迹和生活用水足迹分别占13.13%、5.20%和6.51%。15 a间，中国人均水足迹为74143 m3/（人·a）。水足迹强度计算结果表明：中国水足迹强度整体呈现明显的下降趋势，水资源的利用效率明显提高，但是区域发展并不平衡；区域用水效率的提高速度并不相同，总体来说呈现东低西高的特征。西部地区，如贵州、云南、广西等省份万元 GDP消耗的水足迹数量下降得比较快，均下降了2000 m3以上。而东部经济越发达的地区，如上海、北京、天津、广东、江苏、浙江等省份下降相对比较慢，一般下降了1000 m3左右。探索新空间数据分析表明：从全局空间分异来看，中国各地区水足迹强度呈现出正的空间相关性特征，存在着空间集聚特征，即水足迹强度高的地区相互邻接，强度低的地区相互邻接；从局部空间分异来看，空间正相关模式（LL集聚和HH集聚）所占比例很大且在研究年份内逐渐增加，这就反映出水足迹强度的 LL集聚和HH集聚变得越来越显著。LL集聚主要分布在东部沿海一带，在空间上有明显的向周边扩散的趋势；HH集聚主要分布在西部地区，在空间分布上较稳定。结论：中国的水资源利用效率在明显提高，同时水足迹强度表现出一定的趋势和规律，整体上来说东部地区低于西部地区，经济发达的省区低于经济欠发达的省区。中国的水足迹强度分布不仅在时间上存在连续性，而且还具有明显的空间集聚性。随着时间的推移，高高集聚区的范围基本处于稳定，主要分布在我国的西部地区；而黑龙江、内蒙古、河南逐步转变为低低集聚，这就说明低低集聚区有向周边扩张、降低周边地区水足迹强度的空间效应。水足迹强度低低集聚的沿海地区有向周围扩散的趋势，可以从利用东部沿海的优势，使之带动中西部较高的地区，降低水足迹强度，从而提高水资源的利用效率，推进我国水资源的可持续发展。

来源出版物：自然资源学报, 2013, 28(4): 571-582

入选年份：2015