华北平原小麦、玉米作物生产水足迹的研究

水足迹概念将水问题拓展到了社会经济领域,是当前测度人类活动对水资源系统影响的理想指标。本文借助水足迹的概念,计算了华北平原地区(河北、北京、天津)小麦、玉米的虚拟水含量及其生长生产水足迹,并就绿水的重要性和灰水对环境的不利影响进行了相关分析。结果显示:2007年华北平原主要地区小麦虚拟水含量为1.054m3/㎏,生长用水以蓝水为主;玉米虚拟水含量为0.808m3/㎏,生长用水以绿水为主;小麦生产水足迹为172×108m3,其中绿水足迹30.85×108m3,蓝水足迹102.5×108m3,灰水足迹38.65×108m3;玉米生产水足迹为173.07×108m3,其中绿水足迹101.06×108m3,蓝水足迹26.92×108m3,灰水足迹45.09×108m3。通过分析表明:绿水在当地农作物生产中占有重要的地位,绿水的使用与作物的生长特点及作物生长周期有关;小麦、玉米总水足迹约为当地水资源总量的2.2倍,减少小麦、玉米作物生产水足迹对华北平原具有重要的意义。     

基于水足迹视角的中国北方10省三大粮食作物种植结构优化

水资源短缺与水-土-粮系统不协调是制约中国粮食生产可持续发展的重要因素,种植结构优化作为农业结构型节水的重要举措,对保障中国水资源安全与粮食安全具有重要意义。本文聚焦中国北方10省,揭示水足迹视角下水资源压力与三大粮食作物种植结构的关系,探讨不同目标权重情景下三大粮食作物种植结构的优化趋势,并通过构建多目标种植结构优化模型,得出不同节水情景下北方10省三大粮食作物种植结构优化方案。研究表明：①中国北方10省中粮食种植规模较大的地区水资源压力指数普遍偏高,水资源约束呈趋紧态势;②当使用熵权法对经济收益、蓝水（灌溉水）消耗和绿水（雨水）利用目标客观赋权时,北方10省将增加高收益高耗水的水稻种植。随着蓝水消耗最小化目标的权重逐渐加大,水稻种植面积和蓝水耗水量会逐步减少;③在15%节水情景中,山东、山西、内蒙古、陕西、甘肃、青海应调增玉米种植面积而减少水稻和小麦的种植面积,宁夏和新疆应调增小麦种植面积而调减水稻和玉米的种植面积,河南应调增水稻和玉米的种植面积而减少小麦的种植面积;④在节水5%、10%和15%情景中,优化的种植结构能够使北方10省三大粮食作物生产的蓝水足迹总量较2019年分别减少38亿m³、51亿m³和64亿m³,平均单位蓝水足迹的现金收益提升4%、3%和2%。本文结果对保障中国粮食安全,实现农业可持续发展具有重要的政策启示。     

1998-2012年中国省际灰水足迹效率测度与驱动模式分析

水资源短缺与污染已经严重影响到中国的可持续发展,提高水资源效率是解决两者的必然选择。在测算中国31个省市（自治区）1998-2012年灰水足迹及其效率的基础上,本文基于扩展的Kaya恒等式和LMDI模型定量分析了效率效应、结构效应、经济效应、禀赋效应、开发效应及技术效应对灰水足迹效率的影响,最后利用LSE模型按驱动效应的绝对贡献率将各省份进行了分类。分析结果显示：研究期间中国平均灰水足迹为4814.30亿m³,灰水足迹效率由1998年的16.30元/m³增加到2012年的89.32元/m³,整体上呈现经济发达地区高于落后地区的特征;效率效应、经济效应、开发效应及技术效应对灰水足迹效率的变化起正向驱动效应,结构效应与禀赋效应对灰水足迹效率的变化起负向驱动效应,其中效率效应、经济效应是影响灰水足迹效率变化的最主要因素;中国灰水足迹效率空间驱动类型主要包括双因素支配型（Ⅰ、Ⅱ）、三因素主导型、四因素协同型（Ⅰ、Ⅱ）、五因素联合型等6种类型。研究结果可为水资源利用效率提供新的研究思路同时为区域水资源的合理利用提供理论支持。     

中国生猪生产耗水及影响因素分析

随着城市化的发展和人均收入的提高,中国居民对猪肉的需求日益增长。猪肉生产耗水量大,其包括饲料作物生长所消耗的水,也包括生猪生产过程所消耗的水。本文从生猪生产的角度计算了2001-2012年生猪生产耗水,结果表明生猪生产水足迹由2001年的3.39m³/kg下降到2012年的3.31m³/kg,但生猪生产耗水却从2001年的1 910亿m³上升到2012年的2 650亿m³,增长了38.95%。运用对数平均迪氏指数法（Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI）对影响生猪生产耗水的因素进行了分析。在影响生猪生产耗水的3个因素中,人口的增长和猪肉消费量的增加导致生猪生产耗水的增加,而生猪生产水足迹的降低则会降低生猪生产耗水,三者中,猪肉消费量对生猪生产耗水的贡献最大。同时,农场耗水所占比例不断增加。本研究第一次揭示了长时间尺度,中国大、中、小规模化及散养养殖情况下,生猪生产水足迹的变化以及生产耗水。这有助于处理中国生猪产业的快速发展和耗水量不断增加的关系,促进生猪产业的可持续发展。     

城乡居民膳食结构变化对中国水资源需求的影响——基于营养均衡的视角

随着收入的持续增长和城镇化的快速推进,中国居民的膳食结构不断发生变化,整体向增加高耗水的动物性食物消费趋势转变,不断加剧中国本已稀缺的水资源的压力。本文基于水足迹理论,利用城乡居民人均食物消费量和单位重量食物虚拟水含量数据,首先测算了城乡居民实际食物消费模式（S1）与膳食指南推荐的平衡膳食模式（S2）下的食物消费水足迹,比较分析两种膳食结构水足迹的构成和变化特征;然后基于两种膳食模式（S1、S2）和两种人口规模（2018年、2030年）构建了4种情境,估算未来人口规模和膳食结构变化下的城乡居民食物消费水足迹。结果表明：①1985—2018年,中国城乡居民人均食物消费水足迹均呈上升趋势,具体表现为人均植物性食物耗水量的减少和动物性食物耗水量的增加;②人口规模和膳食结构是食物消费水足迹变化的主要驱动因素,实现平衡膳食模式的膳食结构对食物消费水足迹变化的作用超过人口规模;③营养均衡目标下膳食结构变化将导致城镇居民食物消费水足迹增加1094.9亿m³,农村居民食物消费水足迹增加907.1亿m³;人口规模变化将导致城镇居民食物消费水足迹增加929.4亿m³,农村居民食物消费水足迹减少615.4亿m³,两个因素的共同作用将导致城镇居民食物消费水足迹总量增加2024.3亿m³,农村居民食物消费水足迹总量增加291.7亿m³,食物生产水资源的短缺局面进一步加剧。本文为未来通过调整食物消费结构途径降低食物生产水资源消耗提供了初步的研究视角,同时对引导中国城乡居民均衡营养饮食具有重要意义。     

基于水足迹理论的中国畜牧业水资源承载力研究

本文基于水足迹的基本理论和方法,测算了2003年至2009年全国农区主要省(区)的畜牧业水资源承载力。同时构建了畜牧业水资源可持续利用指标,分析农区主要省(区)畜牧业持续发展的潜力。研究结果表明:①南方农区的大部分省(区)及北方农区中的黑龙江、吉林、辽宁和安徽属于水资源盈余地区,有条件扩大畜牧业生产规模;北方农区的河北、河南和山东一直处于水赤字的状态,应对畜牧业生产进行调整;②安徽、江西、湖北、广东、广西、重庆、四川、贵州和云南的畜牧业水资源不可持续,虽然现阶段水盈余量还较大,但应密切关注水盈余的变化情况,并适当控制畜牧业的发展速度;③在考虑灰水的情况下,辽宁、吉林的水资源不可持续的风险较高,应适当调整种植业结构,增加有机肥使用;不考虑灰水的情况下,湖南的水资源不可持续的风险较高,应降低畜牧业发展速度。     

中国能源水足迹时空特征及其与水资源匹配关系

能源与水资源对人类生存和社会发展至关重要,能源水足迹能够反映能源生产过程中真实的水资源占用情况。本文借助能源水足迹评价模型测算中国30个省（市、自治区）化石能源和电力生产生命周期水足迹,研究2004—2016年中国原煤、原油、天然气、水电、火电5类能源水足迹时间和空间格局演化特征,分析中国能源水足迹与水资源空间匹配关系。结果表明：①在研究期内,化石能源水足迹以2012年为界先增后减,水电水足迹快速增长助推电力水足迹持续增长。②在空间格局上,化石能源水足迹以胡焕庸线为界西向增加东向减少,以蒙晋陕地区为高值集聚区;而电力水足迹中水电水足迹与火电水足迹的空间分界显著,水电水足迹的快速增长使长江流域、珠江流域及东南沿海逐渐形成电力水足迹高值集聚区。③能源水足迹与水资源的空间匹配程度以南高北低格局呈波动下降趋势,化石能源水足迹较电力水足迹与水资源的空间匹配度低,原煤生产与火力发电的能-水矛盾最突出,全国1/3的地区存在能-水不匹配问题,能源水足迹高的华北地区能-水匹配压力大。能源生产与水资源配置上的矛盾仍然存在。真实反映能源水足迹与水资源的匹配关系,有助于优化能源与水资源综合管理,为最大限度的发挥能-水协同作用提供量化依据。     

甘肃省2000年水资源足迹的初步估算

水资源足迹是真实反映人类对水资源消费利用的新概念,能深刻揭示社会经济系统对水资源的真实消费,水资源足迹核算为水资源科学管理提供了一个新视角.文章提出了水资源足迹的概念和计算方法,以甘肃省为例,运用产品虚拟水研究方法核算并分析了2000年的虚拟水消费和水资源足迹.结果表明,2000年甘肃省全社会的水资源足迹为221.231×108m3,人均水足迹为865.24m3/人·年和2 371L/人·天,大大高于统计的水资源利用量;虚拟水计算基础上的水资源足迹衡量不仅深刻刻画了人类对水资源的真实占用情况,同时对我国干旱区水资源管理具有重要的战略启示:提高水资源利用效率、改善人类消费结构及消费模式和虚拟水进口.     

不同地区城镇居民收入对食品消费水足迹的影响——基于QUAIDS模型

食品消费需求通过食品供给影响农业水资源消耗。本文首先构建了基于QUAIDS模型的居民收入影响人均食品水足迹的理论框架,然后分析食品消费结构及其水足迹变化,其次对食品水足迹收入弹性进行测算与地区比较,最后模拟居民收入和食品价格对人均食品水足迹的影响。主要研究结论为：①随着收入增加,各类食品消费量不断增长,而瓜果、乳品等高水足迹食品消费量增速较快,二者使得2012年人均食品水足迹达到521.0m³,其中东北和中部人均食品水足迹增长速度最快;②西、中、东北和东部食品水足迹收入弹性分别为0.754、0.726、0.708和0.670,其中粮食、肉类和瓜果水足迹价格弹性相对较大;③居民收入和肉类等食品价格同时增加一定比例,人均食品水足迹增长水平较低,表明收入增长下部分食品的价格上涨有利于农业水资源可持续利用。此外,2016年人均食品水足迹实际值和模拟值对比表明,较大样本量下利用QUAIDS模型得到的模拟结果较准确。     

水足迹视角下中国用水公平性评价及时空演变分析

本文以水足迹作为我国用水总量、灰水足迹作为污染水量的真实考量,选择GDP、人口、耕地面积、水资源4个指标作为影响用水量的主要因素。利用基尼系数、水资源消费杠杆系数和灰水承载压力系数对1997-2011年我国用水公平性进行研究。结果表明:时间维度上,1997-2011年我国用水公平性处于"相对公平"阶段,水足迹综合基尼系数和灰水足迹综合基尼系数持续在0.27~0.32间波动,耕地面积、水资源仍是制约我国用水公平配置的重要影响因素,水足迹-人口基尼系数也不可避免会影响我国用水公平未来的发展趋势。空间维度上,依照用水总量和污染水量的角度将我国31个省市(自治区)分为三类:高度不公平、中度不公平和低度不公平地区,我国大部分地区属于中高度用水不公平区域,用水总量和污染水量配置低度不公平区域多位于我国西部及部分沿海省份。     

虚拟水研究的理论、方法及其主要进展

虚拟水是在水资源商品化和资源配置全球化的背景下,Tony Allan于1993年提出的新概念。自问世以来,虚拟水以其形象的表达以及丰富的内涵,已成为水资源领域的研究热点。本文系统介绍了虚拟水研究的基本概念及量化方法,并从资源流动、资源替代、比较优势3个方面对虚拟水研究的理论基础进行了阐述。目前关于虚拟水的研究主要集中在3个方面：探讨虚拟水与水资源安全的关系;研究国家或地区间虚拟水贸易及其导致的虚拟水流动;通过水足迹计算来揭示人类对水资源的实际需求和占用。作者认为,“虚拟水”概念也可以说是一种新的水资源观,将成为相关水问题研究的重要的创新领域,并就水足迹概念对水资源承载力研究的启示和我国开展虚拟水相关研究的方向进行了探讨。     

1995-2012年宁夏盐池县种植业碳足迹变化特征

细化中小尺度农业系统碳足迹的研究既可为当地低碳农业的发展提供科学依据,也可为大尺度农业系统的碳足迹研究提供基本素材。本论文基于投入产出视角,以位于农牧交错带的宁夏盐池县为案例区,通过分析种植业碳排放源,细化碳吸收的各类作物,选定主要投入要素的碳排放系数和各种作物的碳吸收率,重点分析了1995-2012年研究区农作物的碳吸收对农业化学物质及能源投入碳排放的消纳情况。结果表明：盐池县种植业的碳平衡处于碳生态盈余状态,净碳汇稳步上升,年平均增长率达13.31%。碳排放、碳吸收和碳足迹在1995-2000年、2000-2007年和2008-2012年3个时段存在显著性差异。根据相应时段的变异系数和当地生态退耕政策的影响,将碳足迹变化分为3个时期,即不稳定期1995-2000年、较稳定期2000-2007年和稳定期2008-2012年。然而,上述碳生态盈余状态并不能掩饰农业化学物质和能源投入不断增加所带来的不可再生资源年损耗的增加和农业面源污染潜在风险的加剧。     

农业节水研究进展及未来发展战略

世界大多数地区水资源短缺都与农业生产有关,作为用水大户,农业水资源高效利用对于解决区域水资源短缺和保障粮食生产可持续发展具有极其重要的作用。我国农业节水研究经过20多年来的发展,逐步实现了从最初以农田节水特别是强调农田工程节水为主向更注重改良作物遗传品质节水、农田节水与区域水资源管理节水并重,以及多水源综合利用节水的多学科节水研究体系,大大提高了我国农田节水的潜力。然而生产实践中,受我国社会经济发展水平特别是小农经济制约,我国的农田节水水平和农田水分利用效率还不高,急需通过政府、民间的多渠道投入,通过机制和管理创新,建立起适合各地区经济发展水平的从供水环节、田间节水到区域水资源管理的现代综合农田灌溉节水体系,保障我国未来粮食安全。     

基于水足迹核算的北京市水资源保障研究

本文利用水足迹对北京市水资源占用进行估计,得出2006年北京市水资源实际占用量为138.28×108m3,能更真实反映北京市水资源实际占用情况。从产业结构及消费构成分别分析了水足迹的情况,得出农作物和动物产品虚拟水消耗是水足迹消费的主要组成部分,粮食及肉类是耗用水资源的主要消费产品。北京市水资源压力为1.37,工业用水、生活用水、农产品引进、生态环境保障、动物类及农作物产品用水相应水资源压力分别为:0.082、0.135、0.570、0.016、0.350和0.213。市外引入水资源高达59.78×108m3,对外依存度为0.43,说明北京市本地水资源难以满足社会、经济发展需求。分析北京市水足迹组成及水资源保障情况得出结论,市内用水结构优化、虚拟水引进及南水北调是水资源安全保障的基本措施。     

湖北省水资源利用与经济协调发展脱钩分析——基于水足迹视角简

为定量评价湖北省水资源利用与经济增长的协调关系,本文计算湖北省1995-2010年水足迹和水资源利用指标,识别其真实水资源利用情况,分析社会生产、生活对水资源系统造成的压力及其程度,并构建协调发展脱钩评价模型对水资源消耗与经济增长之间的协调关系进行评价。结果表明,湖北省水足迹近16年呈波动上升趋势,农业用水和工业用水是水足迹的主要组成部分,水资源自给率一直保持在95%以上,水资源压力指数近6年逐步上升,水资源利用效率从1995年的7.85元/m³显著提高至2010年的53.72元/m³,GDP增长与水资源消耗由强脱钩的优质协调向弱脱钩的初级协调转化,协调发展状态呈减弱趋势。基于以上研究结论,从水资源管理制度、水权制度改革、价格杠杆调控、农业节水工程建设四个方面提出了促进湖北省水资源利用与经济协调发展的调控策略。     

塔里木河流域未来农业水价调整的需求弹性效应分析

本文立足当前塔河流域的成本水价,基于流域主要节水技术成本投入,构建了流域农业节水水价;然后,利用已有研究资料和流域不同作物的水分生产函数,进一步构建了流域农业水价的需求效应模型;分析了未来塔河流域不同农业节水水价的节水效应。研究结果表明：①基于节水水价的未来农业水价的调整可大幅降低灌水量,提高节水效应;②流域水价弹性系数会由缺乏弹性变为富有弹性,这成为流域农业水价调整可行性的一个标志;③不同作物水价需求弹性效应差别很大,这使未来流域农业水价的需求效应分析事关流域粮食安全和用水户的水价承受力问题,成为未来塔河流域农业水价调整研究的重要相关研究内容。