鄭靖偉　孫才志

關(guān)鍵詞 水資源；水足跡；流動網(wǎng)絡(luò)；空間集聚格局；時空分布

中圖分類號 TV213 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號 1002-2104（2023）04-0172-12 DOI：10. 12062/cpre. 20221039

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地區(qū)之間的貿(mào)易聯(lián)系不斷增強(qiáng)，使得隱藏在商品或服務(wù)中的各種資源量也隨著貿(mào)易在地區(qū)之間流動，水資源、能源、糧食、碳排放等在各種尺度下的空間流動，成為資源配置的有效手段［1］。水資源短缺問題一直是全球發(fā)展的重要難題之一，各個國家和地區(qū)之間不斷通過貿(mào)易來緩解這一問題，但在一定程度上，會造成部分地區(qū)雖然水資源短缺但水資源壓力并不大，而水資源富裕的地區(qū)卻有較大的水資源壓力，各地區(qū)水資源承載力差異較大［2］。因此，明確水資源的空間流動網(wǎng)絡(luò)、掌握水資源流入與流出地區(qū)空間集聚的時空演變特征，成為目前水資源合理配置的研究重點。

1 文獻(xiàn)綜述

水足跡這一概念作為目前量化水資源消耗的重要理論，被國內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用在不同空間尺度和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。對于不同空間尺度的研究，大多是根據(jù)省際貿(mào)易和區(qū)際差異對水足跡進(jìn)行深入的研究，Xiao等［3］分析了2013—2018年中國旅游水足跡的變化趨勢與區(qū)域差異；孫思奧等［4］測算了青藏高原與中國其他地區(qū)之間的虛擬水貿(mào)易格局；孫才志等［5］測算了2012年中國省際水足跡貿(mào)易量以及空間轉(zhuǎn)移格局，探討了中國2002—2012年水資源流動網(wǎng)絡(luò)的空間關(guān)聯(lián)性和結(jié)構(gòu)特征［6］，對中國省區(qū)和產(chǎn)業(yè)的灰水足跡轉(zhuǎn)移進(jìn)行了計算［7］，量化了2017年水資源在中國42個部門生產(chǎn)鏈中轉(zhuǎn)移的具體路徑［8］。而產(chǎn)業(yè)水足跡的研究，在農(nóng)業(yè)中不同空間尺度的應(yīng)用更為廣泛，Long等［9］研究了中國塔里木河流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水足跡與綠洲農(nóng)田的時空變化趨勢和空間失配程度；鄭曉雪［10］核算了2000—2016年吉林省水稻、玉米和大豆生產(chǎn)水足跡的時空差異；EL?Marsafawy 等［11］分析了尼羅河河谷和三角洲內(nèi)作物水足跡的空間分布；鄭翔益［12］探究了不同時間段內(nèi)中國省際城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)水足跡的時空分布和演化規(guī)律；Mao等［13］基于麥田、縣域、流域、省域和大流域5個尺度下，計算了2000—2014年中國小麥水足跡的空間分布格局；Arrien等［14］分析了阿根廷某地區(qū)玉米水足跡和虛擬水貿(mào)易格局；Tamea等［15］探討了1986—2016年間370種農(nóng)產(chǎn)品與其他國家之間的水足跡和虛擬水貿(mào)易。

現(xiàn)有的研究中，雖然對于中國省際水足跡貿(mào)易和產(chǎn)業(yè)水足跡時空變化取得了一定的研究成果，但是，缺乏對中國水資源流動網(wǎng)絡(luò)中省際流入與流出水足跡時空變化趨勢和空間集聚特征進(jìn)行明確的量化，缺乏對中國省際流入與流出水足跡局部空間結(jié)構(gòu)的時空演變特征以及穩(wěn)定性進(jìn)行深入的探討。同時，目前在利用多區(qū)域投入產(chǎn)出模型計算農(nóng)業(yè)水足跡時，未計入綠水資源的消耗量，而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，忽視綠水資源會使農(nóng)業(yè)用水總量存在一定的誤差，因此，為保證農(nóng)業(yè)用水?dāng)?shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，該研究在農(nóng)業(yè)用水中加入綠水資源消耗量。鑒于此，該研究以中國30個省份（限于數(shù)據(jù)可得性，未涉及西藏、香港、澳門和臺灣）為研究對象，以2002年、2007年、2012年和2017年多區(qū)域投入產(chǎn)出表為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在農(nóng)業(yè)用水中加入農(nóng)作物和農(nóng)畜產(chǎn)品的綠水資源消耗量，采用多區(qū)域投入產(chǎn)出模型（MRIO）計算中國省域的本地水足跡、流入與流出水足跡，分析中國省域流入與流出水足跡空間分布的時空演變特征和流動格局，并在此基礎(chǔ)上，利用探索性時空數(shù)據(jù)分析（ESTDA）法，運(yùn)用局部空間自相關(guān)、LISA 時間路徑和時空躍遷分析中國省際流入與流出水足跡空間集聚格局的時空變化，為制定合理的水資源管理政策提供一定的理論依據(jù)。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2. 1 數(shù)據(jù)來源

2002年、2007年和2012年的多區(qū)域投入產(chǎn)出表來自國家統(tǒng)計局，2017 年的多區(qū)域投入產(chǎn)出表來自Zheng等［16］，為保證研究對象數(shù)量的統(tǒng)一性，2007年、2012年和2017年的數(shù)據(jù)均不考慮西藏和港澳臺地區(qū)。農(nóng)業(yè)的藍(lán)水?dāng)?shù)據(jù)來自《中國水資源公報》，計算農(nóng)作物綠水所需的氣象數(shù)據(jù)，包括：降水量、日照時數(shù)、風(fēng)速、溫度以及相對濕度，均來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)下的各細(xì)分部門用水?dāng)?shù)據(jù)，根據(jù)多區(qū)域投入產(chǎn)出表中“水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)”在不同省份不同行業(yè)的投入比例來量化；由于，第三產(chǎn)業(yè)用水量包含在城鎮(zhèn)生活用水中，因此利用城鎮(zhèn)生活用水減去城市居民生活用水計算得到。農(nóng)作物和農(nóng)畜產(chǎn)品的產(chǎn)量均來自《中國統(tǒng)計年鑒》。

2. 2 研究方法

為了能更加準(zhǔn)確地分析農(nóng)業(yè)部門的用水量，在藍(lán)水資源的基礎(chǔ)上，加入農(nóng)作物與農(nóng)畜產(chǎn)品的綠水資源消耗量。由于該研究主要是基于中國各個省份的水資源消耗情況，來分析中國省域間水資源的流動格局，因此不包含中間投入和最終消費(fèi)部分的進(jìn)口項，而多區(qū)域投入產(chǎn)出表中，進(jìn)口數(shù)據(jù)包含在中間使用和最終使用矩陣中，因此需要將數(shù)據(jù)中的進(jìn)口部分進(jìn)行剔除，由此測算了2002年、2007年、2012年和2017年中國各個省份的流入與流出水足跡。

2. 2. 1 農(nóng)業(yè)綠水資源

農(nóng)作物綠水資源消耗量運(yùn)用農(nóng)作物的蒸發(fā)蒸騰量結(jié)合耕地面積計算得出，由于缺乏各個省份豬和禽類飼料消耗的具體數(shù)據(jù)，因此該研究只計算牛、羊和奶類的綠水資源消耗量，這三類農(nóng)畜產(chǎn)品綠水資源消耗量主要集中于飼料，即牧草和草料，因此利用各農(nóng)畜產(chǎn)品單位質(zhì)量虛擬水含量進(jìn)行計算，單位質(zhì)量虛擬水含量參考孫才志等［17］的研究成果。具體的計算過程在以往的研究成果中有詳細(xì)描述［7，18］，不再作過多描述。

2. 2. 2 水足跡計算

3 結(jié)果與分析

3. 1 中國省域水足跡總量變化及流動格局特征

根據(jù)公式（1）—公式（7）計算得出2002—2017年中國各個省份本地水足跡、流入和流出水足跡總量，其中農(nóng)業(yè)綠水足跡與已往的研究結(jié)果相近［17，31］?？偹阚E等于本地水足跡與流出水足跡的總和，流出水足跡由于加入了出口水足跡，因此與流入水足跡總值不相等，具體結(jié)果見表1。

從整體來看，總水足跡在2002—2012年，總水足跡呈上升的趨勢，特別是2012年，增長幅度最大，而在2017年大幅度下降；在2002—2017年間，本地水足跡總值大致呈上升的趨勢，并且，在總水足跡中占比最大，而流入和流出水足跡總值在2002—2017年呈上升-下降趨勢，說明在保持經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值穩(wěn)定增長的同時，水資源消耗量有所減少，表明中國水資源利用效率有所提高，同時水資源在各省份之間鏈接路徑上的流量發(fā)生了轉(zhuǎn)變，隱藏在貿(mào)易往來產(chǎn)品或服務(wù)中的水資源消耗量有所下降，水資源消耗量更多地集中在本地，滿足本地的生產(chǎn)和消費(fèi)需求，進(jìn)一步說明中國節(jié)水政策頗有成效，落實水資源消耗總量和強(qiáng)度雙控的政策，以及發(fā)揮“兩手發(fā)力”的作用，均在一定程度上推動了國家節(jié)水行動方案的順利推進(jìn)。

從水資源流動格局來看，結(jié)合表1和圖1，①大部分省份流出水足跡在2002—2012 年間均保持著較大的數(shù)值，平均值始終保持在111億m³以上，而在2017年則大幅度下降，平均值為71億m³。②流出水足跡較大的省份基本不變，大多集中在華南地區(qū)、東北地區(qū)、華中地區(qū)和華北地區(qū)，特別是河南、山東、四川、廣東、廣西、湖北、湖南、安徽、新疆、內(nèi)蒙古、河北、遼寧、吉林、黑龍江，其流出水足跡均遠(yuǎn)高于全國流出水足跡平均值，主要原因在于，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省份在全國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易中占據(jù)一定的中心位置，與其他省份之間，特別是鄰近省份，存在著對各種資源、產(chǎn)品或服務(wù)的巨大貿(mào)易量，因此使其具有較高的流出水足跡，而經(jīng)濟(jì)較為落后的地區(qū)，為了本地經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)水資源消耗量較大的初級產(chǎn)業(yè)，以消耗資源作為與其他經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)省份貿(mào)易的“籌碼”。③流入水足跡的增長趨勢與流出水足跡一樣，先上升后下降，流入水足跡較大的省份大多集中在華東地區(qū)、華中地區(qū)、華北地區(qū)和東北地區(qū)，特別是浙江、安徽、江蘇、上海、山西、河北、北京、天津、河南、山東和廣東，其流入水足跡均遠(yuǎn)高于全國流入水足跡平均值，這些地區(qū)，一部分是對資源有巨大需求量且貿(mào)易往來較多的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，一部分是資源短缺的缺水地區(qū)，都使其有較大的流入水足跡。④出口水足跡在絕大部分省份的流出水足跡中占據(jù)較大的份額，特別是廣東、上海、江蘇、浙江和山東，這些沿海城市憑借優(yōu)越的地理位置，在進(jìn)出口貿(mào)易中始終發(fā)揮著較大的作用，因此，這些省份在出口產(chǎn)品或服務(wù)中始終消耗較大的水資源量。

從水資源流動網(wǎng)絡(luò)來看（圖2），根據(jù)省份間鏈接路徑上的流量，將流動路徑分為四個等級。結(jié)合表1、圖1和圖2，研究期間，中國省份間水資源流動網(wǎng)絡(luò)的空間關(guān)聯(lián)強(qiáng)度較大，在2002—2012年間，第三等級和第四等級流動路徑的總數(shù)較大，水資源流動的空間關(guān)聯(lián)強(qiáng)度和廣度較高，說明在這一期間，隱藏在商品中的水資源消耗量逐漸增加，導(dǎo)致省份間鏈接路徑上的流量也逐漸增加，高等級的流動路徑在水資源流動網(wǎng)絡(luò)中逐漸突出，同時，由于流入水足跡較高的省份大多集中于華東地區(qū)、華中地區(qū)、華北地區(qū)和東北地區(qū)，第三等級和第四等級的流動路徑也集中分布在東部和中部地區(qū)，使得水資源流動網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的空間分異現(xiàn)象也較為明顯；而在2017年，第三等級和第四等級流動路徑的總量大幅度減少，第一和第二等級的流動路徑逐漸增多，表明中國省份間水資源流動的空間關(guān)聯(lián)強(qiáng)度有所減弱，但關(guān)聯(lián)廣度并未明顯減弱，主要由于中國的用水和治水理念發(fā)生了變化，在經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的過程中，更加注重資源的合理利用，避免資源的過度浪費(fèi)，水資源利用效率有所提高，加之節(jié)水政策與方式的不斷改進(jìn)，水資源消耗更多地集中在本地，緩解了部分省份高耗水產(chǎn)業(yè)的壓力，從而使得在水資源流動網(wǎng)絡(luò)中，高等級的流動路徑集中在少數(shù)鏈接路徑上，水資源流動網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的差異性有所減弱，但是，高等級流動路徑的起始點大多為水資源壓力較大的西北、東北、華北地區(qū)，而終點大多為水資源壓力較小的華東和華南地區(qū)，因此，還應(yīng)不斷加強(qiáng)水資源空間均衡的系統(tǒng)治理，強(qiáng)化市場配置和政府“兩手發(fā)力”，逐步完善水資源管控體系，加快節(jié)水向各領(lǐng)域、各層次的全面推廣。

3. 2 中國省域流入和流出水足跡時空動態(tài)特征

上述水資源流動格局和流動網(wǎng)絡(luò)的分析僅僅反映出中國水資源流動的整體特征，為了進(jìn)一步分析各個省份流入和流出水足跡的時空變化，結(jié)合探索性時空數(shù)據(jù)分析法進(jìn)行探討。

3. 2. 1 局部空間自相關(guān)分析

運(yùn)用局部空間自相關(guān)分析中國省域流入和流出水足跡在局部地區(qū)的集聚和分異特征，并運(yùn)用GeoDa軟件得到LISA聚類圖（圖3、圖4）。

從圖3可知，2002—2017年流出水足跡HH集聚和LL集聚地區(qū)的分布范圍和總量不斷發(fā)生變化，即在研究期間，流出水足跡的熱點區(qū)域和冷點區(qū)域并不是固定的。在2002年，流出水足跡熱點區(qū)域集中在華北、東北和華東地區(qū)，冷點區(qū)域集中在西南和西北地區(qū)；在2007年，華北、華東、東北、華中和華南地區(qū)為流出水足跡的熱點區(qū)域，西南和西北地區(qū)為冷點區(qū)域；2012年的熱點區(qū)域集中在東北和華東地區(qū)，西北地區(qū)為冷點區(qū)域；2017年的熱點區(qū)域集中在東北地區(qū)，冷點區(qū)域集中在西北地區(qū)。綜上表明，由于節(jié)水制度體系的不斷完善，省際流出水足跡總量不斷下降，從而導(dǎo)致流出水足跡熱點區(qū)域的總量不斷減少，局部空間集聚性不斷下降，呈現(xiàn)出分散的趨勢，同時，由于資源稟賦條件和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不同，省際流出水足跡在下降的過程中，區(qū)域間的分化現(xiàn)象逐漸明顯，特別是第一產(chǎn)業(yè)的相關(guān)部門，除此之外，流出水足跡熱點區(qū)域的分布范圍從豐水區(qū)逐漸轉(zhuǎn)移到缺水區(qū)，豐水區(qū)逐漸變?yōu)長L集聚區(qū)，這種變化趨勢在空間分布上是不合理的，不利于水資源調(diào)控向空間均衡方向發(fā)展，需要充分發(fā)揮市場資源調(diào)節(jié)和政府宏觀調(diào)控的作用，引導(dǎo)生產(chǎn)與消費(fèi)需求、貿(mào)易結(jié)構(gòu)向低耗水產(chǎn)品轉(zhuǎn)變。

圖4為中國流入水足跡LISA聚類圖，2002—2017年，流入水足跡的HH集聚和LL集聚地區(qū)的分布范圍基本保持不變，熱點區(qū)域大致集中在華東、華中和華北地區(qū)，西北和西南地區(qū)始終為流入水足跡的冷點區(qū)域，并且，隨著時間的推移，熱點區(qū)域和冷點區(qū)域的總量基本保持不變，表明流入水足跡的局部空間集聚性較為穩(wěn)定，結(jié)合表1來看，區(qū)域間的差值有所減少，水資源空間配置逐漸向合理的方向發(fā)展，但是流入水足跡的高值和低值地區(qū)基本保持不變，缺水地區(qū)仍然保持較低的流入水足跡，豐水地區(qū)基本保持較高的流入水足跡，流入水足跡的空間分布仍然存在不合理的現(xiàn)象，這與各個省份的資源需求量、資源稟賦條件、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等有密切的關(guān)系，特別是東部地區(qū)，盡管水資源較為充沛，但需求量較大，以第二、三產(chǎn)業(yè)為主，這就造成在第一產(chǎn)業(yè)貿(mào)易中隱含大量的虛擬水流入。

3. 2. 2 LISA時間路徑分析

根據(jù)公式（9）和公式（10）計算得出2002—2007 年、2007—2012 年和2012—2017 年三個時間段內(nèi)流入和流出水足跡的相對長度和彎曲度，同時通過ArcGIS的自然斷點法將其分為4類，即：低相對長度、中等相對長度、較高相對長度、高相對長度；低彎曲度、中等彎曲度、較高彎曲度、高彎曲度。結(jié)果如圖5—圖8所示。

中國流出水足跡相對長度如圖5所示。在三個時間段內(nèi)，相對長度低于平均值的省份數(shù)量均大于67%，表明流出水足跡在局部空間結(jié)構(gòu)上具有相對的穩(wěn)定性。2002—2007年，高相對長度的省份分別是內(nèi)蒙古、山東、江西和廣東，較高相對長度的省份分別為黑龍江、安徽、湖南、福建和云南，說明其局部空間結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的動態(tài)性；2007—2012年，高相對長度的省份為河北和吉林，較高相對長度的省份為山西、陜西、寧夏、山東、河南、安徽、重慶和貴州；2012—2017年，高相對長度的省份為內(nèi)蒙古、河北、山西和安徽，較高相對長度的省份分別是黑龍江、河南、浙江和貴州。綜上來說，流出水足跡高相對長度或較高相對長度大致集中在華北地區(qū)和華中地區(qū)，局部空間結(jié)構(gòu)具有一定的動態(tài)性，流出水足跡增加或下降幅度較大，原因在于，這些地區(qū)資源稟賦條件較差，其經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在很大程度上依賴于國家政策的扶持，受國家政策變化的影響較大，同時，雖然受國家“南水北調(diào)”工程的影響，在一定程度上緩解了缺水問題，但大部分省份大多生產(chǎn)的是高耗水的初級產(chǎn)品，使其流出水足跡總值較大，特別是河南，糧食作物消耗了較多的水資源，并且這些產(chǎn)業(yè)具有替代性，使這些地區(qū)與鄰近省份之間的貿(mào)易往來具有一定的動態(tài)變化；華東地區(qū)、華南地區(qū)、東北地區(qū)、西南地區(qū)、西北地區(qū)大致為低相對長度或中等相對長度，主要原因在于，這些地區(qū)一部分省份為水資源密集區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)在貿(mào)易往來中占據(jù)一定的地位，而經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)受鄰近經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)省份的溢出效應(yīng)影響，使其貿(mào)易往來較為穩(wěn)定，使其流出水足跡保持在一個較高或中等的水平，另一部分省份為水資源稀缺區(qū)，但受國家“振興東北老工業(yè)基地”和“西部大開發(fā)戰(zhàn)略”的支持，在貿(mào)易往來中占據(jù)相對穩(wěn)定的位置，使得其流出水足跡變化幅度較小，保持在較高或較低的水平，具有較為穩(wěn)定的局部空間結(jié)構(gòu)。

中國流入水足跡相對長度如圖6所示，在三個時間段內(nèi)，相對長度低于平均值的省份數(shù)量均大于63%，表明流入水足跡在局部空間結(jié)構(gòu)上具有相對的穩(wěn)定性。2002—2007年，高相對長度的省份為內(nèi)蒙古和湖北，較高相對長度的省份為黑龍江、江蘇、湖南和云南；2007—2012年，高相對長度的省份分別為內(nèi)蒙古、黑龍江、湖南、廣東和云南，較高相對長度的省份分別為河北、北京、江蘇、甘肅、四川、廣西和海南；2012—2017年，高相對長度的省份為內(nèi)蒙古、河北、北京、山東、陜西、江蘇、四川、江西和廣東。綜上來說，高相對長度和較高相對長度主要集中于華北地區(qū)和華南地區(qū)，主要原因在于，華北地區(qū)雖然為國家政策扶持的地區(qū)，吸引了很多經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)省份與其進(jìn)行貿(mào)易往來，但是，部分省份產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型較慢，無法及時跟隨國家政策的變化而發(fā)展，缺少優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的吸引，使得其在貿(mào)易往來中較為被動，容易被其他省份所替代，而華南地區(qū)，位于珠江三角洲經(jīng)濟(jì)帶，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，貿(mào)易往來較多，在研究期間始終保持較高的流入水足跡，2002—2007 年流入水足跡保持穩(wěn)定的增長趨勢，而在2007—2017年間，華南地區(qū)流入水足跡呈下降的趨勢，特別是在2017年，下降幅度較大，使其局部空間結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定；低相對長度和中等相對長度大致集中于華東地區(qū)、華中地區(qū)、東北地區(qū)、西南地區(qū)和西北地區(qū)，主要原因在于，一部分地區(qū)位于長江三角洲經(jīng)濟(jì)帶，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，在貿(mào)易往來中具有較為穩(wěn)定的地位，始終具有較高的流入水足跡，而另一部分地區(qū)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后、溢出效應(yīng)影響較弱等因素的阻礙，與其他地區(qū)貿(mào)易往來較少，流入水足跡也相應(yīng)較低，從而使這些地區(qū)流入水足跡的局部空間結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。

從彎曲度來看，如圖7 和圖8 所示。在三個時間段內(nèi)，中國省域流入和流出水足跡的彎曲度大致保持在低彎曲度和中等彎曲度，特別是在2002—2007年間，彎曲度小于1的省份占總數(shù)的77%以上，說明絕大多數(shù)省份流入和流出水足跡增長或下降過程的穩(wěn)定性較強(qiáng)，受局部空間結(jié)構(gòu)的時空依賴效應(yīng)影響較小，局部空間呈現(xiàn)出協(xié)同發(fā)展的趨勢。流出水足跡中，2002—2007 年，所有省份均為低彎曲度或中等彎曲度；2007—2012 年，僅有山西為高彎曲度，遼寧、河北和河南為較高彎曲度；2012—2017年，只有山西為高彎曲度，黑龍江、遼寧、河北、河南和湖南為較高彎曲度。流入水足跡中，2002—2007 年，內(nèi)蒙古、山西、湖北和上海為較高彎曲度，無高彎曲度；2007—2012年，內(nèi)蒙古和上海為高彎曲度，北京、天津、山西、湖北、湖南廣東和四川為較高彎曲度；2012—2017年，內(nèi)蒙古和上海為高彎曲度，北京、天津、山西、廣西和四川為較高彎曲度。上述結(jié)果說明，絕大部分省份流入與流出水足跡的變化幅度較為穩(wěn)定，受鄰近省份的影響較小，少數(shù)省份則相反，在空間依賴方向上具有較大的波動性，受局部空間范圍內(nèi)各種因素的影響較大，流入水足跡或流出水足跡的增長或下降過程具有較強(qiáng)的動態(tài)性。

3. 2. 3 LISA時空躍遷分析

表2展示了2002—2017年中國省域流入和流出水足跡的時空躍遷矩陣，進(jìn)一步分析中國省域流入和流出水足跡局部空間關(guān)聯(lián)類型的時空演化特征。從整體來看，流出水足跡躍遷類型最多的為Type0 型，所占比例為0. 63，表明絕大部分省份流出水足跡在2002—2017年間未發(fā)生顯著的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，而流入水足跡Type0型所占比例為0. 31，表明絕大部分省份發(fā)生了顯著的狀態(tài)轉(zhuǎn)移；時空凝聚分別為0. 63、0. 58，時空流動分別為0. 37、0. 42，說明流入水足跡的局部空間轉(zhuǎn)移具有相對較低的穩(wěn)定性，而流出水足跡具有相對較高的穩(wěn)定性，即某省份與鄰近省份之間的空間關(guān)系隨時間變化的波動性較弱，彼此之間的空間關(guān)系較為穩(wěn)定；相對移動率分別為0. 39、0. 68，說明雖然局部空間轉(zhuǎn)移具有一定的穩(wěn)定性，但流入水足跡與流出水足跡的轉(zhuǎn)移程度相對較大，特別是流入水足跡。綜合來說，中國省域流入與流出水足跡空間格局較為穩(wěn)定，局部空間的空間凝聚性較強(qiáng)，且流出水足跡的凝聚性高于流入水足跡，但是兩者的轉(zhuǎn)移程度相對較大，特別是流入水足跡，應(yīng)在保持現(xiàn)有的水資源管理與配置的基礎(chǔ)上，不斷更新理論與方法，使中國水資源流動的格局更加合理有效。

4 結(jié)論與政策建議

該研究基于MRIO與ESTDA模型分析了中國省際流入與流出水足跡空間集聚特征和局部空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，得到研究結(jié)論如下。

4. 1 研究結(jié)論

（1）總水足跡在2002—2017年呈上升-下降的趨勢，本地水足跡在總水足跡中占比最大，且呈穩(wěn)定的增長趨勢，流入和流出水足跡在2002—2017年呈上升-下降的趨勢；從水資源流動格局來看，流出水足跡多集中在華南地區(qū)、東北地區(qū)、華中地區(qū)和華北地區(qū)，流入水足跡大多集中在華東地區(qū)、華中地區(qū)、華北地區(qū)和東北地區(qū)；從水資源流動網(wǎng)絡(luò)來看，在2002—2012年間，高等級流動路徑的總數(shù)較大，集中分布在東部和中部地區(qū)，水資源流動網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的空間分異現(xiàn)象較為明顯；在2017年，高等級流動路徑的總量大幅度減少，表明中國省份間水資源流動的空間關(guān)聯(lián)強(qiáng)度有所減弱，但關(guān)聯(lián)廣度并未明顯減弱，高等級的流動路徑集中在少數(shù)鏈接路徑上，起始點大多為水資源壓力較大的西北、東北、華北地區(qū)，而終點大多為水資源壓力較小的華東和華南地區(qū)。

（2）研究期間，流出水足跡熱點區(qū)域的總量不斷減少，局部空間集聚性不斷下降，區(qū)域間的分化現(xiàn)象逐漸明顯，熱點區(qū)域的分布范圍從豐水區(qū)逐漸轉(zhuǎn)移到缺水區(qū)，豐水區(qū)逐漸變?yōu)長L集聚區(qū)；流入水足跡熱點區(qū)域總量基本保持不變，局部空間集聚性較為穩(wěn)定，區(qū)域間差值逐漸減小，分布范圍集中在豐水區(qū)。

（3）LISA時間路徑表明，中國省域流入和流出水足跡的局部空間結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性；流出水足跡的高相對長度或較高相對長度大致集中在華北地區(qū)和華中地區(qū)，局部空間結(jié)構(gòu)具有一定的動態(tài)性，華東地區(qū)、華南地區(qū)、東北地區(qū)、西南地區(qū)、西北地區(qū)大致為低相對長度或中等相對長度；流入水足跡的高相對長度或較高相對長度大致集中在華北地區(qū)和華南地區(qū)，低相對長度和中等相對長度大致集中于華東地區(qū)、華中地區(qū)、東北地區(qū)、西南地區(qū)和西北地區(qū)；中國省域流入與流出水足跡彎曲度在三個時間段內(nèi)，基本保持在低彎曲度和中等彎曲度，說明受局部空間結(jié)構(gòu)的時空依賴效應(yīng)影響較小，局部空間呈現(xiàn)出協(xié)同發(fā)展的趨勢。

（4）LISA時空躍遷的結(jié)果顯示，流出水足跡躍遷類型最多的為Type0型，流入水足跡為Type3型，流出水足跡的局部空間轉(zhuǎn)移具有相對較高的穩(wěn)定性，而流入水足跡具有相對較低的穩(wěn)定性；局部空間的空間凝聚性較強(qiáng)，且流出水足跡的凝聚性高于流入水足跡，但是兩者的轉(zhuǎn)移程度相對較大，特別是流入水足跡。

4. 2 政策建議

從研究結(jié)果和結(jié)論可知，水資源消耗總量與流動格局不僅僅是一個地區(qū)和國家所決定的，不同省份和國家之間由于生產(chǎn)與消費(fèi)需求、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同等因素的影響，使得隱含在產(chǎn)品和服務(wù)中的水資源消耗總量和流動格局的形成具有復(fù)雜性，不同地區(qū)或國家承擔(dān)著生產(chǎn)者或消費(fèi)者的責(zé)任，因此，需要各個地區(qū)和國家共同努力與合作，加快推進(jìn)節(jié)水目標(biāo)的進(jìn)程。

（1）未來節(jié)水政策應(yīng)當(dāng)繼續(xù)充分發(fā)揮市場資源配置和政府宏觀調(diào)控的作用，優(yōu)化水資源空間配置格局，促使水資源的空間均衡分布；在水利改革現(xiàn)有成就的基礎(chǔ)上，不斷增強(qiáng)水資源剛性約束作用，完善節(jié)水制度體系，同時還應(yīng)大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，持續(xù)加大工業(yè)節(jié)水減排力度，推進(jìn)城鎮(zhèn)和農(nóng)村的節(jié)水降損宣傳力度和實施進(jìn)度，降低水資源消耗總量，提升水資源利用強(qiáng)度。

（2）充分發(fā)揮局部空間帶動效應(yīng)，明確“生產(chǎn)者”和“消費(fèi)者”的連帶責(zé)任制度，避免個別省份為了降低本地直接水資源消耗總量，而從其他省份或國家進(jìn)口，同時加大對“消費(fèi)者”的水資源獎懲制度，從而帶動“生產(chǎn)者”提高水資源利用率，降低水資源消耗總量。例如：上海、江蘇等流入水足跡較大的省份，在某一產(chǎn)品貿(mào)易過程中，挑選水資源利用效率較高或該產(chǎn)品耗水量較低的省份進(jìn)行貿(mào)易，促使發(fā)展較為落后的省份提高水資源利用強(qiáng)度。

（3）“十三五”期間，中國節(jié)水行動方案得到全面落實，水資源管理制度與方法發(fā)生了深刻的變革，跨省江河水量分配、水資源統(tǒng)一調(diào)度取得了實質(zhì)性進(jìn)展，不斷推進(jìn)南水北調(diào)等重大引調(diào)水工程的進(jìn)展。但在分析水足跡流動格局與查找目前水資源配置資料的過程中，發(fā)現(xiàn)在目前的研究成果中，較少考慮和量化“南水北調(diào)”等重大引調(diào)水工程中的跨區(qū)域調(diào)水，而這部分水資源總量對于調(diào)出區(qū)和調(diào)入?yún)^(qū)均產(chǎn)生了不同程度的影響，希望在未來的研究中，能夠嘗試將工程調(diào)水部分考慮到水資源流動格局當(dāng)中，提高評價結(jié)果的精確性和可靠性。

（責(zé)任編輯：王愛萍）