賀志文，向平安

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)商學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128)

水是人類生存和發(fā)展的一種基礎(chǔ)資源。第二次世界大戰(zhàn)后，世界人口和經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，淡水資源占用增加迅猛。自20世紀(jì)90年代起，稀缺的淡水資源已成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素，科學(xué)家們開始積極探索水資源優(yōu)化管理措施[1-4]。客觀反映水資源占用情況是企業(yè)和政府制定符合可持續(xù)發(fā)展要求的水資源管理制度的必要條件[5]。過去人們衡量用水情況只關(guān)注直接用水量，2002年Hoekstra提出一種新的水資源占用評(píng)價(jià)指標(biāo)----水足跡，這一顧及產(chǎn)品供應(yīng)鏈用水的觀點(diǎn)引起了科學(xué)家和政府的高度關(guān)注[6]。水足跡的綜合反映直接用水和間接用水的新視角獲得學(xué)者們的廣泛關(guān)注，并開展了大量相關(guān)研究。本文從理論、方法和應(yīng)用等方面來綜述水足跡的研究進(jìn)展，試圖概括水足跡研究的基本面貌，并指出存在的不足。

1 水足跡理論基礎(chǔ)

“水足跡”是在“虛擬水”概念基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。虛擬水概念由Allan[7,8]提出，最初被定義為生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品所需要的所有水資源數(shù)量。虛擬水并非真正意義上的實(shí)體水，而是以虛擬形式物化在產(chǎn)品中的所有投入消耗的水資源，又被稱為“嵌入水”和“外生水”，是生產(chǎn)商品和服務(wù)所需要的水資源總量[9,10]。虛擬水概念把生產(chǎn)者與消費(fèi)者的水資源使用聯(lián)系起來，是測(cè)量水消耗對(duì)總水資源系統(tǒng)的影響的重要指標(biāo)[11]。

水足跡是一種衡量占用水資源的指標(biāo)和方法。Hoekstra將水足跡概念定義為任何已知人口(一個(gè)國(guó)家、地區(qū)或個(gè)人)在一定時(shí)間內(nèi)消耗的所有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源的數(shù)量[12]。傳統(tǒng)淡水資源計(jì)算結(jié)果明顯少于水足跡方法計(jì)算結(jié)果，其原因是傳統(tǒng)淡水資源計(jì)算方法忽視了虛擬水的存在，對(duì)于以虛擬形式存在的供應(yīng)鏈耗水和灰水足跡沒有納入其計(jì)算范圍。大部分淡水資源消耗是以虛擬水的形式體現(xiàn)，虛擬水是水足跡的主要組成部分，任何產(chǎn)品除了直接消耗的水足跡還包括產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各種投入消耗的水足跡，以及與污染有關(guān)的水足跡。與傳統(tǒng)水資源消費(fèi)計(jì)算方法相比，水足跡核算方法連接生產(chǎn)者與消費(fèi)者的足跡，反映了消耗和污染消納的需水量。與虛擬水核算相比，水足跡不僅反映耗水量，而且包含用水的類型、時(shí)間和地點(diǎn)。

2 水足跡相關(guān)概念

(1)藍(lán)水足跡(Blue Water Footprint)。藍(lán)水是指來由降雨而形成的徑流，包括地表水與地下水。藍(lán)水足跡指人類活動(dòng)消耗的徑流，包括貯存在產(chǎn)品內(nèi)的水、蒸發(fā)耗水、未回到原流域的水和在同一時(shí)間段未返回的水。降水量是徑流的重要組成部分，且降水量隨地區(qū)而不同。藍(lán)水足跡可以反映降水量消耗對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響。

(2)綠水足跡(Green Water Footprint)。綠水是來自降水但還未形成徑流或補(bǔ)注地下水，貯存在土壤或植被表面。綠水足跡指人類活動(dòng)利用的蒸散發(fā)流，主要被植物生長(zhǎng)占用。綠水足跡是對(duì)土壤中水消耗的估算，這被傳統(tǒng)計(jì)算方法中所忽視。降水量稀少地區(qū)的綠水足跡占總水資源消耗比例大。

(3)灰水足跡(Grey Water Footprint)?；宜窃诋a(chǎn)品生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的污水?；宜阚E指吸收人類活動(dòng)產(chǎn)生的污水所需水量，即稀釋水中污染物達(dá)到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)所需要的水量?；宜阚E彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法中重視水量而不重視水質(zhì)的問題。隨著廢棄物不斷增多，灰水足跡已成為水資源可持續(xù)評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。

(4)產(chǎn)品水足跡(Product Water Footprint)。產(chǎn)品水足跡指某產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中消耗的藍(lán)水、綠水和灰水足跡，包括間接的水消耗，即供應(yīng)鏈中的水消耗。產(chǎn)品水足跡是水資源消耗的基本形式，水資源以產(chǎn)品消費(fèi)的方式消耗。

(5)個(gè)人水足跡(Personal Water Footprint)。個(gè)人水足跡反映個(gè)人消費(fèi)的商品與服務(wù)相關(guān)的淡水消耗與污染量以及消費(fèi)產(chǎn)品內(nèi)所包含的水足跡。人類作為水消耗的主體，個(gè)人水足跡研究對(duì)于水資源利用具有重要意義。

(6)企業(yè)水足跡(Business Water Footprint)。企業(yè)水足跡是支撐和運(yùn)營(yíng)一個(gè)企業(yè)直接或間接消耗和污染的淡水資源量。直接消耗指企業(yè)經(jīng)營(yíng)時(shí)消耗和污染的淡水量，間接消耗指企業(yè)需要的投入產(chǎn)品所消耗的但水量。企業(yè)水足跡計(jì)算為企業(yè)制定水資源戰(zhàn)略提供的新的視角和依據(jù)。

(7)地區(qū)水足跡(Regional Water Footprint)。地區(qū)水足跡指在一定地域內(nèi)所發(fā)生的總水資源消耗量和污染量，該區(qū)域可以是流域、省、州或其他空間單元。地區(qū)水足跡研究為針對(duì)當(dāng)?shù)靥囟ǖ乃Y源及消耗特點(diǎn)制定水資源戰(zhàn)略提供依據(jù)。

(8)國(guó)家水足跡(National Water Footprint)。國(guó)家水足跡系發(fā)生在一個(gè)國(guó)家內(nèi)所有水資源消耗和污染量，包括進(jìn)口的虛擬水以及出口虛擬水。國(guó)家水足跡的研究為國(guó)內(nèi)水資源戰(zhàn)略提供依據(jù)，同時(shí)為全球范圍內(nèi)水資源可持續(xù)發(fā)展合作提供可能。①內(nèi)部水足跡(Internal Water Footprint)。內(nèi)部水足跡指某地區(qū)生產(chǎn)且用于該地區(qū)內(nèi)消費(fèi)的產(chǎn)品的水足跡量，是某產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的水足跡與所消耗產(chǎn)品的數(shù)量的乘積。該指標(biāo)可評(píng)價(jià)國(guó)家水資源自給率以及可持續(xù)發(fā)展水平。②外部水足跡(External Water Footprint)。外部水足跡指某個(gè)地區(qū)通過進(jìn)口產(chǎn)品所獲得的虛擬水，是某產(chǎn)品在國(guó)外生產(chǎn)地的水足跡與進(jìn)口數(shù)量的乘積。該指標(biāo)可反應(yīng)該國(guó)家水資源依賴率，同時(shí)也是水資源安全評(píng)價(jià)和水資源公平性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，是水足跡的重要應(yīng)用。

(9)水足跡生產(chǎn)率(Productivity of Water Footprint)。水足跡生產(chǎn)率是某地區(qū)的總體水足跡所生產(chǎn)的產(chǎn)品的數(shù)量，或每個(gè)產(chǎn)品所消耗的水資源量。水足跡生產(chǎn)率可評(píng)估該地區(qū)的水資源利用效率，在不同的地區(qū)的水資源生產(chǎn)率因生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品等因素的不同而不同，通常在發(fā)達(dá)國(guó)家的水資源生產(chǎn)率通常要高于發(fā)展中國(guó)家的水足跡生產(chǎn)率。通過比較水足跡生產(chǎn)率從而對(duì)該地區(qū)的水資源利用效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(10)水足跡經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)率(Economic Productivity of Water footprint)。水足跡經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)率指某地區(qū)的水足跡所生產(chǎn)的某種產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中所獲得經(jīng)濟(jì)價(jià)值。該指標(biāo)較常使用于分析國(guó)家進(jìn)出口產(chǎn)品的水足跡所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，可根據(jù)產(chǎn)品的水足跡經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)率來調(diào)整進(jìn)出口的產(chǎn)品類型。在產(chǎn)品水足跡經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)率低的地區(qū)可通過增加出口本地區(qū)水足跡經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)率高的產(chǎn)品或進(jìn)口本地區(qū)水足跡經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)率低的產(chǎn)品來獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也提高水資源利用效率。

(11)人均水足跡(Water Footprint Per Capita)。人均水足跡指某個(gè)國(guó)家或地區(qū)內(nèi)的每個(gè)人所消耗的水足跡數(shù)量。人均水足跡可用于比較不同地區(qū)的每個(gè)人水資源消耗水平，也可用來衡量水資源使用的公平性評(píng)價(jià)。

(12)水足跡可持續(xù)性(Sustainability of Water Footprint )。水足跡可持續(xù)性是指某地區(qū)的總體水足跡占可用水資源的比率。該指標(biāo)有效反映了一個(gè)地區(qū)的水資源的可持續(xù)程度，從而為決策提供依據(jù)。

(13)水足跡依賴率(Dependency of Water Footprint)及自給率(Self-Sufficiency of Water Footprint)。水足跡依賴率指地區(qū)進(jìn)口的水足跡占總體水足跡的比率。水足跡自給率地區(qū)的內(nèi)部水足跡占總體水足跡的比率。水足跡依賴度從完全不依賴(0%)到完全依賴(100%)，水足跡自給率從完全自給(100%)到完全他給(0%)，水足跡依賴度和水足跡自給率互為補(bǔ)充。水足跡依賴率和水足跡自給率可分析地區(qū)水資源結(jié)構(gòu)，對(duì)于水足跡自給率高的地區(qū)可利用水資源稟賦來出口水資源密集型產(chǎn)品來獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3 主要指標(biāo)的核算方法

(1)過程水足跡包括藍(lán)水足跡、綠水足跡和灰水足跡。藍(lán)水足跡=藍(lán)水蒸發(fā)量+貯存在產(chǎn)品內(nèi)水量+同一時(shí)間不能被同一流域重新利用水量；綠水足跡=綠水蒸發(fā)量+貯存在產(chǎn)品內(nèi)水量；灰水足跡=排污量/(污染物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)濃度-接納水體的本底濃度)。

(2)產(chǎn)品水足跡是某產(chǎn)品生產(chǎn)所有過程的藍(lán)水足跡、綠水足跡和灰水足跡之和。其計(jì)算方法有鏈?zhǔn)角蠛头ê碗A段累積法。鏈?zhǔn)角蠛头▋H適用于一種輸出產(chǎn)品的生產(chǎn)，此時(shí)的產(chǎn)品水足跡是生產(chǎn)系統(tǒng)各流程水足跡之和。階段累積法是核算生產(chǎn)某產(chǎn)品所有投入品的水足跡及每個(gè)流程的過程水足跡，是產(chǎn)品水足跡核算的常用方法。最終產(chǎn)品水足跡=(從投入品到輸出品的過程水足跡+投入品水足跡與產(chǎn)品比率的比值的累加)×價(jià)值比率。

產(chǎn)品比率是指每單位投入品可獲得的輸出品的量；價(jià)值比率是該輸出品的價(jià)值與其投入品生產(chǎn)的所有輸出品的總價(jià)值的比值。

(3)企業(yè)水足跡。支撐和運(yùn)營(yíng)一個(gè)企業(yè)直接或間接消耗或污染的淡水資源量為企業(yè)水足跡[13]，也稱為“組織水足跡”、“公司水足跡”，包括運(yùn)營(yíng)水足跡和供應(yīng)鏈水足跡。企業(yè)水足跡=運(yùn)營(yíng)水足跡+供應(yīng)鏈水足跡。

運(yùn)營(yíng)水足跡指企業(yè)經(jīng)營(yíng)時(shí)消耗和污染的淡水量，包括運(yùn)營(yíng)中蒸發(fā)量、進(jìn)入到產(chǎn)品中的水量以及流到其他流域的水量。供應(yīng)鏈水足跡指該企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)投入產(chǎn)品的水足跡。

(4)國(guó)家水足跡通常有自上而下和自下而上兩種核算方法。在自上而下法中，國(guó)家水足跡等于國(guó)家范圍內(nèi)消耗和污染的淡水總量加上虛擬水進(jìn)口量，減去虛擬水出口量，通常適用于進(jìn)出口貿(mào)易大的國(guó)家，有比較準(zhǔn)確的貿(mào)易數(shù)據(jù)。自下而上方法是基于消費(fèi)群體水足跡的計(jì)算方法，適用于貿(mào)易數(shù)據(jù)獲取困難的國(guó)家，但實(shí)際區(qū)域之間存在虛擬水流動(dòng)，從而使得自下而上的核算結(jié)果與實(shí)際水資源存在差異。

在自上而下法中，國(guó)家消費(fèi)水足跡等于國(guó)家內(nèi)水足跡加上虛擬水進(jìn)口量，減去虛擬水出口量，其方法如下：國(guó)家水足跡=國(guó)家內(nèi)水足跡+虛擬水進(jìn)口量-虛擬水出口量；國(guó)家內(nèi)部水足跡=本國(guó)生產(chǎn)且用于國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品數(shù)量×本國(guó)生產(chǎn)的產(chǎn)品水足跡；虛擬水進(jìn)口量=生產(chǎn)地產(chǎn)品水足跡×進(jìn)口產(chǎn)品的數(shù)量；虛擬水出口量=本國(guó)產(chǎn)品水足跡×出口產(chǎn)品數(shù)量。

自下而上法是基于消費(fèi)者水足跡的計(jì)算方法，國(guó)家消費(fèi)水足跡計(jì)算方法是將國(guó)家所有消費(fèi)者的直接和間接水足跡相加，間接用水等于本國(guó)居民消費(fèi)的所有產(chǎn)品的量乘以產(chǎn)品水足跡，其計(jì)算方法如下：國(guó)家水足跡=個(gè)人直接水足跡+個(gè)人間接水足跡。

個(gè)人直接水足跡指?jìng)€(gè)人在日常生活中直接消耗和污染的淡水量，個(gè)人間接水足跡等于個(gè)人消耗的所有產(chǎn)品的數(shù)量與各自的水足跡的乘積。

4 水足跡應(yīng)用研究

(1)全球尺度研究。Hoekstra和Mekonnen[14]測(cè)算了人類水足跡，對(duì)國(guó)家生產(chǎn)水足跡、國(guó)際虛擬水流量、國(guó)家消費(fèi)水足跡和水足跡依賴度的分析，研究表明，農(nóng)業(yè)水足跡占總水足跡比重達(dá)92%，其中33%的農(nóng)業(yè)水足跡被用于動(dòng)物生產(chǎn)，20%產(chǎn)品水足跡用于國(guó)際貿(mào)易，許多國(guó)家對(duì)其他國(guó)家的水質(zhì)和水量影響嚴(yán)重，一些國(guó)家嚴(yán)重依賴其他國(guó)家水資源。Orlowsky[15]用水足跡分析了未來氣候變化和當(dāng)前虛擬水貿(mào)易條件下可利用水資源的變化，認(rèn)為因氣候變化導(dǎo)致水資源減少，國(guó)家內(nèi)水足跡也將減少，單個(gè)國(guó)家的水資源可持續(xù)并不能緩解全球水資源減少的問題，需要從水消耗和水貿(mào)易模式進(jìn)行可持續(xù)性調(diào)整。Becken[16]采用水足跡分析了全球21個(gè)國(guó)家旅游業(yè)和當(dāng)?shù)厮Y源公平問題，發(fā)現(xiàn)中低收入的國(guó)家旅游用水高于當(dāng)?shù)鼐用裼盟I(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家則沒有明顯區(qū)別，用水效率也更高。Vanham[17]對(duì)歐盟28國(guó)的飲食習(xí)慣進(jìn)行觀察分析，認(rèn)為健康的飲食習(xí)慣能使虛擬水凈進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變成虛擬水凈出口國(guó)，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程和飲食方式改變對(duì)減輕水資源壓力更有效，同時(shí)也指出水足跡指標(biāo)需要與社會(huì)經(jīng)濟(jì)相聯(lián)系。

(2)國(guó)家尺度研究。Chouchane[18]等從經(jīng)濟(jì)角度對(duì)突尼斯的水足跡分析，發(fā)現(xiàn)糧食生產(chǎn)占突尼斯總水足跡87%，藍(lán)水經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力低于0.2 美元/m3，地表水面臨嚴(yán)重的缺乏。Ercin[19]等對(duì)法國(guó)水足跡的研究，發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物消耗82%的水，人均水足跡每年1 786 m3，超過世界平均水平30%，農(nóng)產(chǎn)品在個(gè)人水足跡中占比87%，外部水足跡占據(jù)47%。Hess[20]等分析了英國(guó)不同的飲食方式對(duì)全球藍(lán)水足跡的影響，認(rèn)為不同的飲食方式對(duì)水足跡的影響有限，更可持續(xù)的生活方式雖可減輕英國(guó)藍(lán)水壓力，但會(huì)在其他地方增加藍(lán)水資源壓力，并不能有效地減輕水資源壓力。Ge[21]采用自下而上的方法對(duì)中國(guó)水足跡核算中發(fā)現(xiàn)東南沿海發(fā)達(dá)地區(qū)水足跡高，各省際水足跡差異大。蕫璐[22]等研究認(rèn)為水足跡將生活中實(shí)體水資源消耗及生產(chǎn)服務(wù)的間接水資源消耗聯(lián)系起來，解決了用水公平性評(píng)價(jià)中全面衡量用水量的問題，結(jié)果得出我國(guó)大部分地區(qū)屬于用水不公平地區(qū)。蓋力強(qiáng)[23]等則以水足跡為基礎(chǔ)對(duì)中國(guó)水生態(tài)功能進(jìn)行分區(qū)，將我國(guó)分為東北松遼山地平原少水區(qū)、華北黃淮海平原少水區(qū)、西北內(nèi)陸干旱缺水區(qū)、南部山地丘陵豐水區(qū)、青藏高原水塔區(qū)和西南高原山谷豐水區(qū)6個(gè)水生態(tài)功能一級(jí)區(qū)以及100個(gè)二級(jí)區(qū)。Zhao[24]等基于擴(kuò)展的STIRPAT模型對(duì)中國(guó)水足跡的回歸分析，發(fā)現(xiàn)人口、財(cái)富、飲食結(jié)構(gòu)和城市化水平與水足跡都呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，人口是水足跡增長(zhǎng)的主要因素。張曉宇[25]和王艷陽[26]等基于投入產(chǎn)出模型分析了中國(guó)水足跡結(jié)構(gòu)演變及走勢(shì)，分別從產(chǎn)業(yè)和總量方面分析，發(fā)現(xiàn)水足跡以間接水足跡為主，第一產(chǎn)業(yè)用水份額下降，第二三產(chǎn)業(yè)份額上升，同時(shí)中國(guó)是水足跡凈流出國(guó)。在王艷陽的研究中認(rèn)為對(duì)不同行業(yè)部門消耗的藍(lán)水計(jì)算沒有考慮水質(zhì)量的不同，同時(shí)灰水足跡以COD為評(píng)價(jià)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。吳兆丹[27]等分析了中國(guó)水足跡地區(qū)間的差異，使用水足跡強(qiáng)度來表明水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的效率關(guān)系，認(rèn)為存在虛擬水流動(dòng)導(dǎo)致水足跡與本地GDP比值不能準(zhǔn)確反映當(dāng)?shù)氐乃Y源利用效率。

(3)流域尺度研究。潘文俊[28]等對(duì)九龍江流域的水足跡可持續(xù)評(píng)價(jià)中采用水足跡結(jié)構(gòu)指標(biāo)、水足跡效益指標(biāo)和水資源生態(tài)安全指標(biāo)來評(píng)價(jià)九江流域的水資源情況，在水資源結(jié)構(gòu)指標(biāo)項(xiàng)內(nèi)容方面，主要計(jì)算了水資源進(jìn)口依賴度和水資源自給率。徐長(zhǎng)春[29]等則基于生命周期法計(jì)算了我國(guó)黃河、淮河、海河和長(zhǎng)江流域的小麥水足跡，認(rèn)為藍(lán)水和綠水機(jī)會(huì)成本不同，農(nóng)產(chǎn)品消耗綠水不會(huì)引起水資源匱乏，生命周期計(jì)算方法比將藍(lán)水、綠水和灰水直接相加更能體現(xiàn)水資源利用對(duì)環(huán)境的影響。張麗瓊[30]等對(duì)黑河中游不同生計(jì)方式(分為純農(nóng)戶、兼業(yè)戶和非農(nóng)戶)農(nóng)戶的水足跡分析，因虛擬水貿(mào)易數(shù)據(jù)的缺乏而采用自下而上法，產(chǎn)品虛擬水含量采用Chapagain虛擬水研究中有關(guān)中國(guó)的部分，結(jié)果與自上而下法略有差異。

(4)省市尺度研究。孫艷芝[31]等對(duì)北京市水足跡的研究，研究結(jié)果表明城鎮(zhèn)居民水的消耗量大于農(nóng)村消耗，對(duì)動(dòng)物的消耗量很高，因貿(mào)易數(shù)據(jù)缺少而忽視了進(jìn)口產(chǎn)品再出口的問題。韓舒[32]等結(jié)合水足跡模型分析了新疆1999-2004年水足跡趨勢(shì)及內(nèi)部特征，發(fā)現(xiàn)用水先升后降，水資源利用效率提高，虛擬水出口給新疆水資源帶來巨大的壓力。祝穩(wěn)[33]等則運(yùn)用水足跡理論對(duì)河南省水足跡結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)水足跡逐年增加，水足跡依賴度小，水資源匱乏指數(shù)達(dá)305%。劉民士[34]等在基于水足跡理論的安徽水資源評(píng)價(jià)中所采用的萬元GDP水足跡值，其值越高說明水資源利用效率越低，需要將傳統(tǒng)粗放型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變向高節(jié)約型。Zhang[35]等利用水足跡為基礎(chǔ)對(duì)黑龍江開墾地的農(nóng)業(yè)水消耗、環(huán)境影響和糧食生產(chǎn)的耦合分析，發(fā)現(xiàn)水消耗和糧食生產(chǎn)具有脫鉤傾向，而農(nóng)業(yè)水環(huán)境影響則和糧食生產(chǎn)有正向關(guān)系，認(rèn)為灰水足跡需要考慮氮等更多的水污染物，建立用水標(biāo)準(zhǔn)以激勵(lì)生產(chǎn)者減少水足跡。李嘯虎和楊德剛[36,37]基于水足跡的對(duì)烏魯木齊市工業(yè)結(jié)構(gòu)和城郊種植業(yè)研究，對(duì)比兩者間的水足跡結(jié)構(gòu)差異特征，在兩個(gè)研究中灰水足跡分別采用了COD和氮肥作為灰水足跡指標(biāo)，在城郊種植業(yè)研究中關(guān)注年流量而忽視了對(duì)流量變化對(duì)特定時(shí)間的環(huán)境的影響。王旭[38]等對(duì)寧夏中衛(wèi)市農(nóng)業(yè)水資源評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)水資源利用逐年增大，灰水足跡平均達(dá)到10%增長(zhǎng)速度。代穩(wěn)[39]等對(duì)六盤水市水資源安全的水足跡分析指出工農(nóng)也用水占到96%以上，水資源利用效率上升。周玲玲[40]等在對(duì)墨市的水足跡研究中認(rèn)為區(qū)域水足跡是水足跡研究重要內(nèi)容，但因消費(fèi)、貿(mào)易數(shù)據(jù)的缺乏而影響到研究結(jié)果。

(5)產(chǎn)品水足跡研究。Schyns[41]等分析摩洛哥不同農(nóng)產(chǎn)品的水足跡經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)現(xiàn)該國(guó)所出口的主要是低經(jīng)濟(jì)價(jià)值而耗水量高的產(chǎn)品，在水資源缺乏的地區(qū)生產(chǎn)高耗水的產(chǎn)品，因此建議重新分配作物來減少水資源消耗。Morillo[42]等以水足跡計(jì)算為基礎(chǔ)研究了西班牙維爾瓦省草莓的灌溉管理，認(rèn)為水足跡雖然提供了單位產(chǎn)品的需水量，但沒有提供關(guān)于灌溉管理和當(dāng)?shù)貙?shí)際的信息，因此建立了灌溉水足跡和作物生長(zhǎng)水足跡，作物灌溉水和作物吸收水以及相關(guān)灌溉水五個(gè)指標(biāo)以此來提高水資源利用效率。Hoekstra和Mekonnen[43]測(cè)算了全球家禽水足跡，發(fā)現(xiàn)幾乎有30%的農(nóng)業(yè)用水用于動(dòng)物生產(chǎn)，在相同營(yíng)養(yǎng)量下動(dòng)物的水足跡大于谷物的水足跡，動(dòng)物的食物轉(zhuǎn)化效率也低于谷物，谷物比動(dòng)物有更高的水利用效率。在計(jì)算家禽水足跡中對(duì)于家禽分布和家禽飼養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)的缺乏造成一定的影響。Jeswani[44]等計(jì)算了全球12個(gè)國(guó)家酒精的水足跡，發(fā)現(xiàn)工業(yè)過程的水消耗相較于農(nóng)業(yè)可以忽略，玉米種植耗水因依賴于氣候、季節(jié)降雨量而各不相同，認(rèn)為國(guó)家尺度并不能反映特定地區(qū)的用水影響，流域尺度的研究最合適，這表明水資源消耗的空間和時(shí)間上的數(shù)據(jù)是一個(gè)挑戰(zhàn)。Chapagain[45]等分析了全球范圍內(nèi)的大米水足跡，發(fā)現(xiàn)綠水足跡占大米水足跡的48%，藍(lán)水足跡和灰水足跡占比分別為44%和8%，認(rèn)為需要精確的分析大米生產(chǎn)在不同地點(diǎn)和時(shí)間對(duì)環(huán)境的影響。Bosire[46]等計(jì)算1980-2000年肯尼亞的肉類和牛奶的水足跡，研究得出23%的水用于生產(chǎn)出口產(chǎn)品，生產(chǎn)水足跡主要由產(chǎn)量、食物轉(zhuǎn)化效率和家禽的食物結(jié)構(gòu)決定，每立方米水足跡得到0.25 美元，進(jìn)口每立方米水足跡花費(fèi)0.1美元，認(rèn)為通過出口低水足跡的產(chǎn)品和進(jìn)口高水足跡的產(chǎn)品可緩解肯尼亞的水資源壓力。在徐鵬程[47]等對(duì)江蘇省2000-2010年主要農(nóng)作物生產(chǎn)水足跡研究中，發(fā)現(xiàn)藍(lán)水和綠水總體呈下降，說明用水效率提高，小麥和水稻占總體水足跡的84.15%，棉花成產(chǎn)水足跡最大，綠水在作物生產(chǎn)中占有重要地位，建議提高農(nóng)作物生產(chǎn)過程中綠水的使用比例以此來增加水資源效率。

5 結(jié) 語

水足跡概念本身涵蓋了藍(lán)水足跡、綠水足跡和灰水足跡3個(gè)部分，連接直接用水和間接用水，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)水資源評(píng)價(jià)中只重視藍(lán)水足跡的缺點(diǎn)，具有全面反映人類消耗產(chǎn)品和服務(wù)對(duì)水資源占用的特性，對(duì)水資源使用效率和水資源使用的影響進(jìn)行定量化分析的優(yōu)點(diǎn)。水足跡概念為減少水資源使用量和提高水資源使用效率、全面評(píng)價(jià)水資源的可持續(xù)性、有效性、公平性和安全性[48]，以及制定水資源策略提供科學(xué)依據(jù)，但是水足跡研究也存在一些不足。

(1)不能反映對(duì)環(huán)境的影響程度。水足跡代表人類活動(dòng)實(shí)際消耗的水資源數(shù)量，并沒有反映消耗的水資源所產(chǎn)生的環(huán)境影響，這就不能為國(guó)家政策的制定提供全面有效的信息[49,50]。因此，水足跡的數(shù)量指標(biāo)并不能反映水資源消耗對(duì)環(huán)境的影響，還需要多方面與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境指標(biāo)相結(jié)合，以彌補(bǔ)這方面不足。

(2)難以用于小尺度研究。水足跡研究多針對(duì)于全球、國(guó)家和省級(jí)尺度，對(duì)于流域以及市級(jí)尺度的研究則較少，相關(guān)數(shù)據(jù)缺少是其主要限制因素，某地區(qū)的水消耗對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境會(huì)產(chǎn)生重要影響，大尺度的研究并不能有效反映特定地區(qū)環(huán)境問題，因此流域尺度和市級(jí)尺度的研究非常必要，同時(shí)需要關(guān)注特定時(shí)間段水量變化時(shí)水資源消耗所產(chǎn)生的環(huán)境影響，年際水足跡研究并不能反映特定時(shí)間段內(nèi)的環(huán)境影響程度。

(3)虛擬水核算結(jié)果不夠精確。產(chǎn)品虛擬水計(jì)算是件重要工作，但計(jì)算所有不同地區(qū)的產(chǎn)品虛擬水是非常困難的，以至于許多研究者采用他人的相關(guān)研究結(jié)果，如Hoeskra對(duì)全球農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量的計(jì)算結(jié)果被廣泛使用。但是他人的研究結(jié)果并不能代表特定地區(qū)產(chǎn)品的虛擬水含量，使得研究結(jié)果的可信度下降。

(4)國(guó)家間灰水足跡難以進(jìn)行比較。不同的國(guó)家，其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)可能存在差異，那么，這也就難以對(duì)不同國(guó)家的灰水足跡進(jìn)行直接比較。

(5)忽視污染物特征和自然生態(tài)系統(tǒng)自凈能力。灰水足沒有考慮不同污染物的物理化學(xué)特征，以及自然生態(tài)系統(tǒng)除水以外的其他組分對(duì)污染物的消納功能，這可能使得高估或低估灰水足跡。

綜上分析，進(jìn)一步改進(jìn)和完善虛擬水核算方法，廣泛開展小尺度地域的研究，與環(huán)境影響的其他指標(biāo)綜合分析，將是今后一段時(shí)期水足跡研究的重點(diǎn)。

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