劉燦輝，金文龍，孫英杰，陳亢利

（1.蘇州科技大學環(huán)境科學與工程學院，江蘇蘇州 215009；2.蘇州市環(huán)境科學研究所，江蘇蘇州 215000）

0 引 言

水是生命之源，是人類必不可少的基礎資源。水資源為人類社會的生存、生產(chǎn)、發(fā)展提供了必要保證。近些年來，伴隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，人口數(shù)量持續(xù)攀升，導致人水矛盾突出。根據(jù)2021年12月發(fā)布的《城市藍皮書：中國城市發(fā)展報告No.14》顯示，2020年中國600 多座城市中存在淺層地下水超采、開發(fā)利用深層地下水和擠占生態(tài)環(huán)境用水的城市分別有111 座、61 座和193座，水資源過度開發(fā)利用問題非常普遍。因此，必須對水資源進行科學管理和合理利用，才能實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。水足跡理論是荷蘭學者Hoekstra［1］于2002年首次提出，它是指在一個國家（區(qū)域、人群等），在一定時間內(nèi)消耗的全部產(chǎn)品或服務所需要的水資源總量，能真實反映出一個地區(qū)、部門或產(chǎn)品的真實水資源消耗情況。十幾年來，國內(nèi)外學者基于水足跡理論從不同尺度和角度展開大量研究。國外方面，Hoekstra 等［2］核算了全球多國1997-2001年的水足跡，指出一個國家的消費結構、經(jīng)濟發(fā)展水平等因素能影響水足跡的大小。國內(nèi)方面，馬靜等［3］基于水足跡理論，對1999年全國各省市水足跡進行了測算，顯示北方省份的人均水足跡大于南方，中國的人均水足跡與日韓相當，在全世界國家中排中間位置。此后王艷陽等［4］和王曉萌等［5］相繼基于投入產(chǎn)出法計算了全國1997-2007年的水足跡走勢和各產(chǎn)業(yè)部門水足跡的演變和影響因素。省市層面，韓玉等［6］測算了河北省2010年的水足跡，結果表明河北省的人均水足跡高于全國平均水平，水資源利用呈不可持續(xù)狀態(tài)。此外，鄧曉軍等［7］、宋永永［8］等利用水足跡理論相繼對重慶、寧夏等省市的水資源狀況展開了研究。流域層面，潘文俊等［9］對福建九龍江流域2010年的水足跡情況進行了測算，得出流域內(nèi)人均水足跡較高，水資源狀況較為理想。但縱觀國內(nèi)研究，針對其他流域，特別是對經(jīng)濟發(fā)達、人口密集流域的水足跡研究，則鮮有出現(xiàn)。

對數(shù)均值迪氏分解法（LMDI）最初是由Ang 等［10］對能源強度分析時提出的一種分析方法，近些年其作為一種常用的分解方法被廣泛應用于各個領域。如聶志萍等［11］基于LMDI模型和脫鉤理論，分析了結構、技術、經(jīng)濟和人口四種因素對全國各省2004-2017年生活用水變化的影響，結果表明人口的增加、經(jīng)濟的增長和產(chǎn)業(yè)結構的轉變促進生活用水不斷增多，技術進步則抑制了生活用水的增長。LMDI 模型應用于水足跡驅動力分析的研究近些年也不斷出現(xiàn)，如奚旭等［12］和吳昊等［13］相繼對全國和貴州的水足跡變化的驅動力進行了分析研究。

基于水足跡理論的區(qū)域水資源利用評價指標體系主要有兩種，第一種是以戚瑞等［14］為代表，基于水足跡理論，從結構、效益、生態(tài)安全和可持續(xù)性四個方面構建水資源可持續(xù)評價指標體系，采取定性定量相結合的方式客觀地評價了大連市的水資源利用狀況及水資源利用的可持續(xù)性。第二種方法是采用模型來構建指標體系，并進行權重賦予然后進行評價。如周玲玲等［15］基于DPSIR 模型構建了水資源可持續(xù)評價指標體系，采用變異系數(shù)法和熵值法相結合的方法進行權重賦予，評價了山東即墨市1998-2011年的水資源利用情況。

鑒于此，有必要對經(jīng)濟發(fā)達、人口密集的典型區(qū)域——太湖流域的水資源利用情況進行研究。本文基于水足跡理論分析了太湖流域及流域內(nèi)各市2015-2019年水足跡情況，應用LMDI模型分析人口數(shù)量、富裕程度、技術水平等因素對太湖流域水足跡變化的影響程度，同時構建水資源可持續(xù)利用評價指標體系進行評價，為實現(xiàn)太湖流域水資源的可持續(xù)利用提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

太湖流域包括江蘇省南部、浙江省北部、上海市大部以及安徽省的一小部分，總面積36 900 km2。太湖為全國第三大淡水湖，湖泊面積約2 427.8 km2，上游承接南溪、洮滆湖水系等，下游有望虞河、吳淞江等河流向東注入長江和東海。太湖流域氣候上屬亞熱帶季風氣候，近十年年均降水量在1 100～1 900 mm 之間。流域內(nèi)自然條件優(yōu)越，水陸交通便利，交通基建發(fā)達，自古就號稱“人間天堂”，是我國人口最稠密、經(jīng)濟最繁榮的地區(qū)之一。2020年流域人口總數(shù)6 755 萬人，占全國4.8%；GDP達99 978 億元，占全國9.8%；人均GDP 為14.8 萬元，是全國的2.1 倍。太湖流域水資源總量較多，2020年水資源總量為313.1億m3，但由于人口稠密，人均水資源量只有463.5 m3，屬于我國缺水比較嚴重的區(qū)域。太湖流域工業(yè)發(fā)達，經(jīng)濟高速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程較快，因此帶來了巨量的廢物排放，同時各類污染導致的水質型缺水問題同樣日益嚴重。因此，全面分析太湖流域近些年來的水資源利用情況，對于科學管理、合理利用水資源，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與水資源利用相協(xié)調(diào)具有十分重要的意義。

本文研究涉及太湖流域上海、蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江、杭州、嘉興、湖州等8 市，所有資料數(shù)據(jù)均按行政區(qū)域進行收集整理。太湖流域涉及安徽省部分較小，因此不在本次研究范圍內(nèi)。研究區(qū)范圍如圖1。

圖1 太湖流域圖Fig.1 Taihu Basin Map

1.2 數(shù)據(jù)來源

太湖流域內(nèi)上海、蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江、嘉興、杭州、湖州等8 市2015-2019 歷年的糧食、油料、水果、豬肉、牛肉、羊肉、禽肉、禽蛋和淡水產(chǎn)品等9種典型農(nóng)畜產(chǎn)品的歷年總產(chǎn)量、進口及出口總額、GDP、常住人口、土地總面積等數(shù)據(jù)來自各市2015-2019年統(tǒng)計年鑒、《江蘇統(tǒng)計年鑒》和《浙江統(tǒng)計年鑒》。8 市2015-2019歷年萬元GDP用水總量、工業(yè)用水總量、農(nóng)村及城鎮(zhèn)用水總量、生態(tài)環(huán)境用水總量、水資源總量、年降水總量等數(shù)據(jù)來自各市2015-2019年水資源公報、《江蘇水資源公報》和《浙江水資源公報》。

2 研究方法

2.1 水足跡測算方法

依據(jù)Hoekstra 等［16］編制的《水足跡評價手冊》，選取水足跡核算中的自上而下法計算太湖流域的總水足跡，其計算公式為：

式中：W 代表水足跡總量；WI代表內(nèi)部水足跡，意為區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)并被區(qū)域內(nèi)居民所消耗的所有產(chǎn)品含有的水量；WE代表外部水足跡，意為其他國家或地區(qū)生產(chǎn)的產(chǎn)品和服務進入?yún)^(qū)域內(nèi)被本地居民消費的水量，也可稱為進口水足跡；Wag代表農(nóng)業(yè)水足跡，表示生產(chǎn)農(nóng)作物和畜禽產(chǎn)品所利用的水量；Win為工業(yè)水足跡；Wli為生活水足跡；Wec為生態(tài)水足跡；Wex為出口水足跡，表示在本地生產(chǎn)的產(chǎn)品和服務進入其他區(qū)域被其他區(qū)域居民消費的水量。

2.1.1 農(nóng)業(yè)水足跡

農(nóng)畜產(chǎn)品的虛擬水含量計算過程十分復雜且難以精確測算，因此國內(nèi)大部分水足跡研究中的單位質量畜產(chǎn)品虛擬水含量都采用水足跡理論創(chuàng)立者Chapagain 和Hoekstra［17］在2004年對中國部分產(chǎn)品的研究成果。糧食和油料的虛擬水含量采用相關學者［18］對臨近的安徽省的農(nóng)作物虛擬水含量的研究對數(shù)據(jù)進行了修正。不同類別的農(nóng)畜產(chǎn)品的總產(chǎn)量乘以各自單位產(chǎn)品的虛擬水含量，然后再將結果相加之和即為農(nóng)業(yè)水足跡總量?？紤]到數(shù)據(jù)的可獲取性，本文中選取糧食、油料、水果、豬肉、牛肉、羊肉、禽肉、禽蛋和淡水產(chǎn)品等9種典型農(nóng)畜產(chǎn)品來計算太湖流域的農(nóng)業(yè)水足跡，各種農(nóng)畜產(chǎn)品的單位虛擬水含量見表1。

表1 各種農(nóng)畜產(chǎn)品虛擬水含量 m3/kgTab.1 Virtual water content of various agricultural and livestock products

2.1.2 工業(yè)水足跡

工業(yè)水足跡總量應為各工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的所有耗水量，這方面的數(shù)據(jù)獲取困難，且計算復雜難以精確。當前對工業(yè)水足跡的研究較少，多集中在某個部門行業(yè)（如紡織行業(yè)）的水足跡核算，對全部門行業(yè)的工業(yè)水足跡核算尚無統(tǒng)一的精確方法。統(tǒng)計部門統(tǒng)計的年工業(yè)用水總量，較好地代表了區(qū)域內(nèi)工業(yè)部門的耗水量情況，且數(shù)據(jù)獲取相對容易，以黃晶［19］、余灝哲［20］為代表的國內(nèi)多數(shù)學者均采用工業(yè)用水總量來表示工業(yè)水足跡總量，本文沿襲此法。本文太湖流域工業(yè)水足跡來自流域內(nèi)上海等8 市2015-2019年水資源公報中的工業(yè)用水總量之和來表示。

2.1.3 生活和生態(tài)水足跡

生活水足跡是指居民生活用水量，包括城市生活用水和農(nóng)村生活用水，各市水資源公報中城鎮(zhèn)公共用水和居民生活用水量之和比較準確地表示了生活水足跡。生態(tài)環(huán)境水足跡主要指城鎮(zhèn)環(huán)境用水，由于河湖、濕地補水及降水、徑流等數(shù)據(jù)難以獲取，僅包括人為措施供給的城鎮(zhèn)環(huán)境用水，各市水資源公報中的生態(tài)環(huán)境用水量比較準確地表示了生態(tài)水足跡。本文采用孫才志等［21］的方法，采用流域內(nèi)上海等8 市2015-2019年水資源公報中的城鎮(zhèn)公共和居民生活用水量之和表示生活水足跡，生態(tài)環(huán)境用水量表示生態(tài)水足跡。

2.1.4 進出口虛擬水足跡

進出口虛擬水足跡包括進出區(qū)域內(nèi)所生產(chǎn)的產(chǎn)品和服務的用水總量。由于各產(chǎn)品和服務種類繁多，無法精確計算，采用進出口產(chǎn)品總值和當年萬元GDP 用水量，可大致確定進出口虛擬水的情況。參考商慶凱等［22］的做法，采用當年進出口貿(mào)易總值乘以當年萬元GDP 用水量來表示外部水足跡總量WE、出口水足跡總量Wex。本文太湖流域進出口虛擬水足跡利用流域內(nèi)上海等8 市2015-2019年統(tǒng)計年鑒中進出口貿(mào)易總值和8 市水資源公報中的萬元GDP用水量乘積之和來表示。

2.2 基于LMDI模型的水足跡驅動力因素分析

因素分解分析是為了研究影響某個事物變化的因素和影響程度，通過數(shù)學式子的轉化分解成若干因素，依據(jù)各因素的作用原理找出各因素的實際含義，定量分析出這些因素的變化對研究事物的影響程度［23］。因素分解方法主要包括兩種，即拉式分解法和對數(shù)平均迪氏指數(shù)分解法，其中第二種應用較為普遍，因為該模型分解之后不會產(chǎn)生殘差，且只需使用各部門的加和數(shù)據(jù)，操作簡便，對于分解含有較少因子、包含時間序列數(shù)據(jù)的情況非常適用，在諸多領域的應用中具有結果較好、易操作性、高適用性等諸多優(yōu)點［24］。眾多因素均可以影響水足跡變化，例如人口數(shù)量、富裕程度、技術水平、城鄉(xiāng)結構、產(chǎn)業(yè)結構等，但囿于數(shù)據(jù)的可獲取性，本文選擇人口數(shù)量、富裕程度、技術水平這3個因素進行研究。首先需要構建影響水足跡變化的恒等式，借助人文因素對環(huán)境影響的I=PAT 恒等式［25］進行構建：

式中：P 為地區(qū)常住人口總數(shù)；G 為國內(nèi)生產(chǎn)總值；基準年水足跡總量為W0；往后第i年的水足跡總量為Wt；ΔW 表示從基準年到第i年的水足跡變化量，結合式（3）對3個因素進行分解：

上式中人口數(shù)量、富裕程度和技術水平對水足跡的貢獻程度分別記作Peff，Aeff和Teff。指數(shù)為正代表各驅動因素促進了水足跡的增加，即增量效應；指數(shù)為負代表各驅動因素抑制了水足跡的增加，即減量效應。

2.3 水資源利用評價指標體系

水足跡理論的創(chuàng)立者Hoekstra 等［16］明確說明，水足跡影響因素眾多，且水資源對當?shù)氐挠绊懯菑碗s的，在評價地區(qū)水資源時，要對水足跡指標逐一分析，與地區(qū)具體實際緊密聯(lián)系。戚瑞等［14］根據(jù)水足跡的原理、構成以及與水資源利用之間的關系，結合地區(qū)自然、經(jīng)濟、社會狀況，建立起一套區(qū)域水資源評價指標體系，采取定性定量相結合的方式客觀地評價一個地區(qū)水資源利用狀況及水資源利用的可持續(xù)性，近些年應用該指標體系框架的相關研究比較廣泛。因此本文結合研究區(qū)域的實際情況，基于水足跡理論從水足跡結構、水足跡效益、水資源生態(tài)安全三個方面構建太湖流域水資源利用評價指標體系，評價體系如表2所示。

表2 太湖流域水資源利用評價指標體系Tab.2 Evaluation index system of water resources utilization in Taihu Basin

其中，水資源負載指數(shù)的K 值由區(qū)域降水量R 決定［26］，當R＞1 600 mm 時，K 取0.5；當800＜R≤1 600 時，K=0.7-0.2（R-200）/800；當400＜R≤800，K=0.9-0.2（R-200）/400。為了維護區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，區(qū)域水資源總量需要留出一部分以維護生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定以及動植物的生存和繁衍。國內(nèi)學者以水利部農(nóng)水司原司長張岳［27］為代表，認為我國水資源可利用量只有40%～50%。在太湖流域各城市普遍實行最嚴格水資源管理制度的背景下，水資源可利用量選取水資源總量的40%進行分析研究。

3 計算結果分析

3.1 太湖流域水足跡分析

基于水足跡理論計算得到2015-2019年太湖流域各部門水足跡和8市各部門平均水足跡見表3。

表3 太湖流域2015—2019年水足跡及8市平均水足跡 億m3Tab.3 The Taihu Basin water footprint and average water footprint of 8 cities from 2015 to 2019

2015-2019年，太湖流域總水足跡呈不斷下降趨勢，年均降幅2.32%，這是由于太湖流域近5年期間，積極落實最嚴格水資源管理制度，推進節(jié)水型城市建設，流域總體水資源利用效率逐年提高。農(nóng)業(yè)、工業(yè)、出口水足跡均不斷下降，這說明近5年太湖流域各城市積極推進農(nóng)田節(jié)水灌溉，提高工業(yè)用水重復利用率，節(jié)水效果顯著。生活水足跡不斷上升，表明居民節(jié)水意識仍有待提高，需要加強居民節(jié)水意識的宣傳和培養(yǎng)。

從8 市的水足跡總量來看，上?？偭孔畲螅浯问翘K州，嘉興最小，反映出水足跡總量與區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)達程度呈現(xiàn)一定關聯(lián)。從各部門水足跡來看，上海、蘇州、無錫工業(yè)水足跡最大，其他5 市農(nóng)業(yè)水足跡最大。上海、蘇州和無錫工業(yè)發(fā)達，2019年工業(yè)總產(chǎn)值分居全國的第一、三、十位，工業(yè)水足跡占比最高與其工業(yè)發(fā)展水平較高有較大關系。生活水足跡基本與當?shù)爻Ｗ∪丝跀?shù)量成正比。進出口水足跡則為上海最高，蘇州其次，湖州最小。8個城市中除上海外，其他城市均為出口水足跡大于進口水足跡，總體上水足跡上呈現(xiàn)出輸出態(tài)勢。

3.2 基于LMDI模型的水足跡變化驅動因素分析

對太湖流域及8 市水足跡驅動因素進行分析，選定2015年為基準年，對2016-2019年水足跡分解效應進行計算。太湖流域歷年水足跡驅動因素分解見表4，各市歷年平均水足跡驅動因素分解見圖2。

圖2 太湖流域各市2016-2019年平均水足跡驅動因素分解效應Fig.2 Decomposition effect of driving factors of average water footprint of cities in the Taihu Basin from 2016 to 2019

表4 太湖流域2016-2019年水足跡驅動因素分解效應Tab.4 Decomposition effect of driving factors of water footprint in Taihu Basin from 2016 to 2019

由表4 可以看出，近幾年3 個因素中對太湖流域水足跡變化驅動程度最大的是技術水平，其次是富裕程度，人口數(shù)量驅動程度最小。其中技術水平表現(xiàn)為負向驅動，年均貢獻率達到57.24%，是太湖流域水足跡增長的主要制約因素；富裕程度表現(xiàn)為正向驅動，年均貢獻率達到40.02%，是太湖流域水足跡增長的主要促進因素；人口數(shù)量表現(xiàn)為正向驅動，年均貢獻率僅2.74%，遠小于前兩者，促進水足跡變化的驅動力也遠小于富裕程度。負向驅動的技術水平驅動力大于正向驅動的富裕程度和人口數(shù)量，因而總體表現(xiàn)為負向驅動，因此太湖流域水足跡總量呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢。

從太湖流域內(nèi)各城市來看，杭州市的人口驅動效應明顯大于其他各市，該市近5年人口數(shù)量增幅達12.95%，而同期太湖流域總人口僅增長3.05%。人口的快速增加不斷加大對該地水資源的壓力，需要控制人口合理增長，保持人口與經(jīng)濟發(fā)展、水資源利用相協(xié)調(diào)。富裕程度對各市驅動作用均為正值，其中上海最大，杭州次之，嘉興最小。上海近5年人均GDP 高達13.53萬元，而同期嘉興僅有9.63 萬元，流域內(nèi)相對越富裕，對水足跡的驅動力相對也越大，發(fā)達城市需要在經(jīng)濟發(fā)展的同時提高水資源利用效率。技術水平對各市驅動作用均為負值，其中上海的驅動作用最大，無錫、杭州次之，嘉興最小。說明上海、無錫、杭州三地的節(jié)水技術水平更高，各行業(yè)單位用水效率更高，用水量更少。

3.3 太湖流域水資源可持續(xù)利用評價

3.3.1 太湖流域水足跡結構分析

2015-2019年太湖流域及各市水足跡結構見表5和圖3。

圖3 太湖流域2015-2019年各市平均水足跡結構Fig.3 The average water footprint structure of each city in the Taihu Basin from 2015 to 2019

表5 太湖流域2015-2019年水足跡結構Tab.5 Water footprint structure of the Taihu Basin from 2015 to 2019

太湖流域近5年水資源自給率保持在74%～77%之間，進口依賴度保持在23%～25%之間，兩指標均保持穩(wěn)定。太湖流域作為長三角核心區(qū)域，是我國開放程度最高的區(qū)域之一，對外依存度較高，因而進口依賴度指標常年保持較高水平。流域內(nèi)各市需要進一步優(yōu)化提高本地水資源的利用效率，提高本地水資源的經(jīng)濟效益。

從各城市情況來看，水資源自給率最高的是湖州市，達到98.68%，最低為蘇州，僅48.31%。進口依賴度則是湖州最低，上海最高。2019年上海、蘇州分列全國城市進出口總值的第一位和第四位，達34 046.82 億元和21 987.4 億元，而同期湖州僅940.2 億元，顯示出各城市的水資源自給率和進口依賴度與對外經(jīng)貿(mào)水平存在高度相關。各市在對外交流的同時，需要進一步優(yōu)化進出口產(chǎn)品結構，提高水資源自給能力。

3.3.2 太湖流域水足跡效益分析

太湖流域水資源效益分為內(nèi)部效益與外部效益。太湖流域評價結果如表6 所示，各市內(nèi)部效益和外部效益如圖4、5所示。

圖4 太湖流域各市2015-2019年平均內(nèi)部水足跡效益Fig.4 Average internal water footprint benefits of cities in the Taihu Basin from 2015 to 2019

表6 太湖流域2015-2019年水足跡效益Tab.6 Water footprint benefits of the Taihu Basin from 2015 to 2019

從內(nèi)部效益來看，太湖流域近5年水足跡經(jīng)濟效益不斷提高，從182.32 元/m3提高到289.03元/m3，表明流域內(nèi)水資源經(jīng)濟產(chǎn)出呈不斷提高的態(tài)勢；水足跡經(jīng)濟密度從73.37 萬m3/km2下降到64.78 萬m3/km2，顯示出流域內(nèi)單位面積耗水量不斷下降；萬噸水足跡人口密度從16.01 人/萬t 提高到18.72 人/萬t，表明產(chǎn)生單位水足跡可以支撐更多人口消費和使用；水資源負載指數(shù)呈波動上升趨勢，表明區(qū)域的水資源開發(fā)利用程度仍在不斷提高。從外部效益來看，近5年，水足跡凈貿(mào)易量呈波動下降趨勢，但由于流域總水足跡近5年同樣下降明顯，導致水資源貢獻率變化不明顯。

圖5 太湖流域各市2015-2019年平均外部水足跡效益Fig.5 Average external water footprint benefits of cities in the Taihu Basin from 2015 to 2019

從各城市的內(nèi)部效益來看，單位水足跡經(jīng)濟效益滬、蘇、錫、杭四市明顯高于其他城市，顯示出四市利用水資源產(chǎn)生的經(jīng)濟效益較高。水資源土地密度則是上海遠大于其他城市，杭州最小。這主要是由于上海行政面積較小，且平原面積高達93.91%，適宜開發(fā)的土地比例較高。而杭州行政面積達16 850 km2，且山地面積高達73.6%，適宜開發(fā)的土地比例較低。水足跡人口密度方面仍為上海最高，為24.43人/萬t，最低為湖州，僅8.03 人/萬t，湖州人均產(chǎn)出的水足跡是上海的3 倍，差異明顯。上海的水資源負載指數(shù)達71.9，遠高于其余各市，說明上海市水資源利用程度很高，后續(xù)開發(fā)的潛力較小。外部效益中，上海的水足跡凈貿(mào)易量和水資源貢獻率均為負值，表明上海為水足跡凈流入地區(qū)。其他6市中，蘇州均排兩項指標的首位，這與蘇州出口貿(mào)易發(fā)達有關，2019年蘇州出口貿(mào)易總值達1 920.4億美元，僅次于上海。外部效益與城市的對外經(jīng)貿(mào)水平關聯(lián)較大，對外經(jīng)貿(mào)水平越高，外部效益越大。

3.3.3 太湖流域水資源生態(tài)安全分析

水資源生態(tài)安全計算結果如圖6 所示。由圖6 可以看出，近5年太湖流域水資源壓力與匱乏指數(shù)均呈先降再升又降的趨勢。近5年兩指標均超出0.4 的水資源開發(fā)利用閾值［28］，2017年為兩項指標的最高值，隨后均不斷下降，說明近三年太湖流域水資源安全狀況有所改善。從降水量分析來看，2015、2016年為豐水期，2017-2019年為平水期，這是造成2016年到2017年兩項指標大幅升高的原因之一。2017年后不斷下降，這是因為太湖流域各城市通過開展全民節(jié)水活動、大力推進生態(tài)文明建設等工作，在一定程度上緩解了水資源緊張狀態(tài)。太湖流域各城市在水資源利用過程中應嚴格用水全過程管理，強化節(jié)水監(jiān)督考核、不斷推進農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉水平、提高工業(yè)循環(huán)用水利用率和鼓勵節(jié)水技術研發(fā)等措施降低對本地水資源的耗費，從而改善水資源安全狀況。

圖6 太湖流域2015-2019年水資源生態(tài)安全指數(shù)Fig.6 Water resources ecological security index of the Taihu Basin from 2015 to 2019

4 結 論

本文依據(jù)水足跡理論，分析了太湖流域及流域內(nèi)8 個城市2015-2019年水資源利用情況，豐富了國內(nèi)對流域水足跡，特別是對經(jīng)濟發(fā)達、人口密集流域的水足跡研究。在太湖流域各城市普遍已實施最嚴格水資源管理制度的背景下，本研究對總結前一階段水資源管理成效、分析存在的問題、制定和完善后續(xù)水資源管理政策提供了一定借鑒和參考意義。研究具體結論如下：

（1）近5年太湖流域總水足跡呈不斷下降趨勢。分部門來看，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、出口水足跡均不斷下降，生活水足跡不斷上升。分城市來看，上海的總水足跡量最大，其次是蘇州，嘉興最小，反映出水足跡總量與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)達程度呈現(xiàn)一定關聯(lián)。上海、蘇州、無錫工業(yè)水足跡最大，其他5市農(nóng)業(yè)水足跡最大。生活水足跡基本與當?shù)爻Ｗ∪丝跀?shù)量成正比。進出口水足跡則為上海最高，蘇州其次，湖州最小。除上海外，其他城市均為出口水足跡大于進口水足跡。

（2）在影響太湖流域水足跡變化的各因素中，技術水平因素驅動力最強，貢獻最大，其次是富裕程度，人口數(shù)量因素貢獻最小。富裕程度與人口數(shù)量均呈正向驅動，技術水平呈反向驅動。表明太湖流域在進一步發(fā)展過程中應高度重視經(jīng)濟發(fā)展和人口增長帶來的水資源消耗增加問題，應該大力優(yōu)化和升級產(chǎn)業(yè)結構，鼓勵節(jié)水技術的創(chuàng)新和應用，不斷提升水資源利用率，確保水資源可持續(xù)利用。

（3）太湖流域近5年水足跡結構較為穩(wěn)定，對外依賴度維持在23%～25%之間。各城市中上海、蘇州的對外依賴度較高，需要不斷提高對內(nèi)部水資源的利用效率，加強虛擬水進口，確保水資源可持續(xù)利用。

（4）近5年太湖流域水足跡效益整體不斷提高，但內(nèi)部效益中水資源負載指數(shù)呈波動上升趨勢，表明區(qū)域的水資源開發(fā)利用程度仍在不斷提高，需要嚴格控制水資源開發(fā)利用強度，必要時從流域外調(diào)水。流域內(nèi)外部效益中的水足跡凈貿(mào)易量呈波動下降趨勢，說明流域的水資源戰(zhàn)略狀況在不斷改善。各城市中內(nèi)部效益各指標基本上都是上海最高，湖州最低，其他城市內(nèi)部效益情況也基本與經(jīng)濟發(fā)展水平呈正相關，說明流域內(nèi)城市需要不斷促進經(jīng)濟發(fā)展，才能實現(xiàn)水資源效益的不斷提高。外部效益中，僅上海的外部效益為負值，表明該地為水資源流入地區(qū)，需要提高本地水資源利用率，減少對外部水資源的依賴。

（5）太湖流域近5年水足跡生態(tài)安全形勢不容樂觀，均超出0.4 的水資源開發(fā)利用閾值，但近三年呈不斷向好態(tài)勢。水資源匱乏指標較大，說明太湖流域自身水資源已難以可持續(xù)滿足人們生產(chǎn)生活的需求，需要通過進口虛擬水緩解水資源供給與需求之間的矛盾；水資源壓力指數(shù)高，說明太湖流域水資源已超負荷開發(fā)利用，應采取調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構、改變消費結構和廣泛開展節(jié)水運動等措施，降低對本地區(qū)水資源的耗費。