喬 磊

阜新市水生態(tài)足跡分析

喬 磊

（遼寧鬧德海供水有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000）

計(jì)算了阜新市的水生態(tài)足跡，并與水生態(tài)承載力進(jìn)行比較，得到了該市的水生態(tài)壓力指數(shù)值。結(jié)果表明，阜新市綜合水生態(tài)足跡為68.46萬(wàn)hm2，水生態(tài)壓力指數(shù)值為0.6，全市水資源利用在整體上處于可持續(xù)狀態(tài)；但阜新市區(qū)和清河門(mén)區(qū)的水生態(tài)足跡過(guò)大，水資源利用供需矛盾突出、不可持續(xù)。

阜新市；水生態(tài)足跡；水生態(tài)承載力；水生態(tài)壓力指數(shù)

1 概述

隨著人口增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)水資源的需求不斷增加，而同時(shí)水環(huán)境污染與氣候變化等問(wèn)題卻不斷減少自然界對(duì)水資源的供應(yīng)［1-2］，不但成為限制國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要制約因素，也嚴(yán)重威脅著社會(huì)的健康發(fā)展［3］。水是重要的自然資本之一，自然資本管理的核心是可持續(xù)性發(fā)展，而水生態(tài)足跡是水資源可持續(xù)發(fā)展評(píng)估的重要指標(biāo)之一。

生態(tài)足跡也稱(chēng)“生態(tài)占用”，它是指特定數(shù)量人群按照某一種生活方式所消費(fèi)的，自然生態(tài)系統(tǒng)提供的，各種商品和服務(wù)功能，以及在這一過(guò)程中所產(chǎn)生的廢棄物需要環(huán)境（生態(tài)系統(tǒng)）吸納，并以生物生產(chǎn)性土地（或水域）面積來(lái)表示的一種可操作的定量方法，目前已廣泛應(yīng)用在全球、國(guó)家、城市和個(gè)人尺度上［4］。根據(jù)周文華等人所提的定義［5］，任何一個(gè)特定人口的水生態(tài)足跡，是指其占用的用于生產(chǎn)所消費(fèi)的水資源和服務(wù)以及利用現(xiàn)行技術(shù)同化其所產(chǎn)生的廢棄物的生物生產(chǎn)土地。

目前，我國(guó)開(kāi)展了大量的水資源現(xiàn)狀調(diào)查、需水量評(píng)估、水資源承載力評(píng)估等工作，為我國(guó)的水資源優(yōu)化配置與管理提供了科學(xué)依據(jù)，但水生態(tài)足跡分析則進(jìn)行得較少。鑒于此，本文以阜新市為例，計(jì)算該地區(qū)的水生態(tài)足跡（也可稱(chēng)為水生態(tài)足跡需求），并與水生態(tài)承載力（也可稱(chēng)為水生態(tài)足跡供給）進(jìn)行比較，得到水生態(tài)壓力指數(shù)，從而定量地判斷該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，為該市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供參考。

2 分析方法

2.1 研究區(qū)概況

阜新市地處遼寧省西北部，位于東經(jīng)121°1′～122°56′， 北緯 41°41′～42°56′之間。 北與科爾沁沙地接壤，東為遼河平原，西皆熱河山地，是遼河與大凌河流域上中游淺山丘陵區(qū)域。主要山脈包括大青山、伊馬圖山、駱駝山、烏蘭木圖山等；主要河流有繞陽(yáng)河、大凌河、柳河、細(xì)河、秀水河、牛河等。屬北溫帶亞溫帶亞濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫7.6℃。年均降水量481mm，大水面蒸發(fā)量1789mm，無(wú)霜期154天。

2.2 水生態(tài)足跡

水生態(tài)足跡以水資源為出發(fā)點(diǎn)，估算流域或區(qū)域水代謝強(qiáng)度；它從生產(chǎn)和消費(fèi)2個(gè)角度全面反映人類(lèi)對(duì)水資源的占有和利用情況，主要表示對(duì)水資源的需求，因此也可稱(chēng)之為“水生態(tài)足跡需求”。根據(jù)Stoeglehner等人所采用的分析方法，水生態(tài)足跡的計(jì)算公式可表示為［6］：

式中，EFw—水生態(tài)足跡，hm2；N—研究區(qū)域內(nèi)的人口數(shù)；efw—研究區(qū)域內(nèi)人均水量生態(tài)足跡，hm2/人；rw—全球水資源均衡因子， 為 5.19；Uw—水資源利用量m3；Pw—全球水資源平均生產(chǎn)能力，為3140m3/hm2。

2.3 水生態(tài)承載力

流域水生態(tài)承載力指在一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平與社會(huì)發(fā)展要求下，利用當(dāng)?shù)氐乃Y源能夠維系良好生態(tài)環(huán)境所能支撐的最大人口數(shù)量與社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模［7-8］。為方便與水生態(tài)足跡進(jìn)行對(duì)比，可同樣用土地面積來(lái)表示該承載力，因此也可將其稱(chēng)為“水生態(tài)足跡供給”。水生態(tài)承載力的計(jì)算模型可表達(dá)為：

式中，EFw—水生承載力，hm2；（1-0.6）—“扣除60%用于維持生態(tài)環(huán)境本身發(fā)展和生物多樣性的水資源量”；θ—研究區(qū)域內(nèi)的水資源產(chǎn)量因子，參考郭曉娜等人［9］的研究成果可取2.04；Q—水資源總量，m3。

2.4 水生態(tài)壓力指數(shù)

水資源壓力生態(tài)指數(shù)為水生態(tài)足跡和水生態(tài)承載力之間的比值，主要用于表征研究區(qū)域內(nèi)的水資源可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，其計(jì)算公式為：

式中，EQ—水生態(tài)壓力指數(shù)。當(dāng)該值為1時(shí)，說(shuō)明水資源處于供需平衡狀態(tài)，水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用處于臨界值；當(dāng)該值大于1時(shí)，表示水資源需求大于供應(yīng)，水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用程度較低；當(dāng)該值小于1時(shí)，表示水資源需求小于供應(yīng)，水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用程度較高。

3 分析結(jié)果

3.1 阜新市水生態(tài)足跡

水生態(tài)足跡評(píng)估中的核心數(shù)據(jù)是水資源利用量，該數(shù)據(jù)來(lái)源于《阜新市水資源公報(bào)》與楊玉光的調(diào)查成果［10］，如圖1所示。

圖1 阜新市水資源利用情況

圖1 表示阜新市各行政區(qū)不同用水類(lèi)型的用水量，對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，可得到全市不同用水類(lèi)型的用水量，可知農(nóng)田灌溉用水是該市的用水大戶(hù)，年用水量為18405.3萬(wàn) m3；生態(tài)環(huán)境用水最少，約為1890.5萬(wàn)m3；也可得到各行政區(qū)每年的合計(jì)用水量，其中阜新市區(qū)為11158.7萬(wàn) m3，清河門(mén)區(qū)為1987.6萬(wàn)m3，彰武縣為12471萬(wàn)m3，阜蒙縣為15800.5萬(wàn)m3，合計(jì)為41417.8萬(wàn) m3。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，結(jié)合公式（1）可計(jì)算阜新市各行政區(qū)及全市的水生態(tài)足跡值，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 阜新市水生態(tài)足跡

從表1得出，阜蒙縣水生態(tài)足跡值最大，為26.12萬(wàn)hm2，主要因?yàn)樵摽h的農(nóng)田灌溉與林牧漁畜用水量均比阜新市其它地區(qū)高；清河門(mén)區(qū)的水生態(tài)足跡值最小，僅為3.29萬(wàn)hm2，主要因?yàn)樵摰貐^(qū)的各類(lèi)用水量均較少。在人均水生態(tài)足跡方面，彰武縣的人均水生態(tài)足跡值最大，為0.51，該縣用水量較多，但人口低于阜蒙縣；阜新市區(qū)的人均水生態(tài)足跡值最小，為0.26，一個(gè)重要的原因是該地區(qū)的人口相對(duì)較多。然而，通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)，水生態(tài)足跡（水生態(tài)足跡需求）本身難以對(duì)水資源管理實(shí)踐起到實(shí)際的指導(dǎo)意義，因此還需計(jì)算水生態(tài)承載力、即水生態(tài)足跡供給。

3.2 新市水資源承載力

參考《阜新市水資源公報(bào)》與楊玉光的調(diào)查成果可得到阜新市各地區(qū)的水資源量，如圖2所示。

圖2 阜新市水資源狀況

根據(jù)圖2所示數(shù)據(jù)，結(jié)合公式（2）可計(jì)算阜新市各行政區(qū)及全市的水生態(tài)承載力，結(jié)果詳見(jiàn)表2。

表2 阜新市水生態(tài)承載力

由表2可知，彰武縣的水生態(tài)承載力最大，為65.36萬(wàn) hm2，主要因?yàn)樵摰貐^(qū)占有阜新市約30.1%的水資源量；清河門(mén)區(qū)的水生態(tài)承載力最小，僅為0.79萬(wàn)hm2，主要因?yàn)樵摰貐^(qū)僅占有阜新市4.8%的水資源量。在人均水生態(tài)承載力方面，彰武縣的人均水生態(tài)承載力最大，為1.61hm2/人，因?yàn)樵摽h水資源相對(duì)豐富而人口較少；阜新市區(qū)水資源相對(duì)匱乏且人口密度較大，人均水生態(tài)承載力最小，僅為0.04hm2/人。

3.3 阜新市水生態(tài)壓力指數(shù)

基于公式（3）并結(jié)合表1和表2中的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得到阜新市水生態(tài)的壓力指數(shù)值，結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)果表明，阜新市的綜合水生態(tài)壓力指數(shù)值為0.6，低于1，即該地區(qū)的綜合水生態(tài)供給大于需求，水資源開(kāi)發(fā)利用是可持續(xù)的；但阜新市區(qū)和清河門(mén)區(qū)的水生態(tài)足跡分別是其水生態(tài)承載能力的6.57倍和4.15倍，遠(yuǎn)大于供需平衡的臨界值，說(shuō)明該地區(qū)的水資源利用不可持續(xù)，供需矛盾十分突出。

表3 阜新市水生態(tài)壓力指數(shù)

綜上分析，阜新市的水資源利用在整體上處于可持續(xù)狀態(tài)，但阜新市區(qū)和清河門(mén)區(qū)的水生態(tài)足跡過(guò)大，因此應(yīng)該適當(dāng)控制當(dāng)?shù)氐娜丝跀?shù)量、合理配置社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、大力發(fā)展節(jié)水工藝、并積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；彰武縣和阜蒙縣的水生態(tài)足跡值較大，水資源利用的潛力相對(duì)較大，因此可鼓勵(lì)該市人口與產(chǎn)業(yè)向這兩個(gè)地區(qū)流入與轉(zhuǎn)移，從而增強(qiáng)該地區(qū)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)阜新市的水資源空間分布及開(kāi)發(fā)利用狀況評(píng)估了阜新市的水生態(tài)足跡、水生態(tài)承載力和水生態(tài)壓力指數(shù)。阜新市區(qū)、清河門(mén)區(qū)、彰武縣、阜蒙縣與全市綜合的水生態(tài)足跡分別為18.45萬(wàn)hm2、3.29萬(wàn)hm2、20.61萬(wàn)hm2、26.12萬(wàn)hm2、68.46萬(wàn)hm2，水生態(tài)承載力分別為2.81、0.79萬(wàn) hm2、65.36萬(wàn)hm2、44.60萬(wàn)hm2、113.55萬(wàn)hm2， 水生態(tài)指數(shù)分別為6.57、4.15、0.32、0.59、0.60。因此阜新市整體水資源利用可持續(xù)，其中阜新市區(qū)和清河門(mén)區(qū)的水資源利用不可持續(xù)，彰武縣和阜蒙縣的水資源利用可持續(xù)。以上成果可為阜新市的城市規(guī)劃與水資源配置提供參考，增強(qiáng)該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源的協(xié)調(diào)性。

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A

1008-1305（2017）05-0148-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2017.05.045

2017-06-28

喬 磊（1982年—），男，工程師。