遼陽市縣域水生態足跡淺析

關艷慶

（遼寧省遼陽水文局，遼寧 遼陽 111000）

水是萬物之源，生命之本，經濟社會及生態環境等的穩定、健康發展建立在水資源持續發展的基礎上，水資源對社會發展起著至關重要的作用[1-3]。隨著經濟社會的高速發展及人民生活需求的不斷提高，水資源的需求日益增多，水資源問題頻現，水問題制約經濟社會發展，威脅社會安全、生存安全、國家安全等，研究解決水問題已成為全球熱點[4-5]?？沙掷m發展是水資源健康發展的核心，水生態足跡作為從生態足跡出發，表征、評估水資源可持續性的指標之一[6]，國內外學者對此進行了大量的研究，并以此為基礎研究某一區域或流域的可持續發展狀態，為增強水資源與社會經濟的協調性、促進社會生態健康發展等提供參考。

生態足跡于20 世紀90 年代由加拿大William Reese 等學者提出，是以生態足跡分析研究自然資源可持續發展[7-8]。在生態足跡的基礎上，水生態足跡概念產生。水生態足跡是從生態視角去量化水資源的消耗，即計算一定范圍、一定時間內所消費的產品和服務所需要的水資源用地面積[9-11]，其反映了水生態系統承受來自于區域內人類活動的壓力，能夠科學客觀地對水資源的可持續發展進行分析研究[12]。

遼陽市地處遼寧省中部下遼河平原區，屬渾太水系，地勢東高西低，東部山區，中部為渾河、太子河山前過渡區，西部為渾太河沖洪積平原。遼陽市水資源豐富，水資源空間分布不均，人均水資源量小，近年來遼陽市水資源公報顯示，遼陽市水資源量供給不足，用水需求得不到滿足，且水環境令人擔憂。水資源制約著經濟的發展，水資源可持續的研究是十分重要且非常必要的。本文以水生態視角分析研究遼陽市各縣域水資源可持續性。

1 原理與方法

1.1 水生態足跡

水生態足跡是以水資源為出發點，利用一定范圍所占有的水生態足跡與可更新水資源供給能力的差值去反映水生態的赤字或盈余，從而反映出一定范圍水資源利用的健康狀態、水資源可持續發展情況[13-14]。其中水生態賬戶又可分農業、工業、生活用水等部分。水生態足跡計算模型公式為：

式中：EFw為水生態足跡，hm2；N 為人口數；efw為人均水量生態足跡，hm2/人；rw為全球水資源均衡因子，為5.19；Uw為水資源利用量，m3；Pw為全球水資源平均生產能力，為 3140 m3/hm2；萬元GDP 數值越大，水資源利用效率越低，越不可持續利用；數值越小，水資源利用效率越高，越可持續利用。

1.2 水生態承載能力

水生態承載能力是水生態系統在其自身保證自身健康的前提下所能承受的當前社會最大經濟總量和人口數量，是動態的、可調節的，且具有極限性。本次計算以面積來表示承載能力，計算模型公式為：

式中：ECw為水生態承載力，hm2；（1-0.6）為扣除 60%用于維持生態環境自身發展和生物多樣性的水資源量系數；Q 為水資源總量，m3；γ 為全球水資源均衡因子，取5.19；φ 為研究區域內的水資源產量因子，取2.04；Pw為全球水資源平均生產能力，為3140 m3/hm2。

1.3 水生態壓力指數

水生態壓力指數是表征水資源可持續發展的狀況，水生態足跡和水生態承載能力的比值來表示。計算模型公式為：

式中：EQ 為水生態壓力指數。當EQ=1 水資源處于供需平衡狀態；當EQ＞1 水資源供不應求，需求大于供應，水資源可持續開發利用程度較低；當EQ＜1 水資源需求小于供應，水資源可持續開發利用程度較高。

1.4 水資源可持續指數（SIw）

水資源可持續指數是指一定時期某區域可持續供給的水資源總量滿足該區域人類社會經濟活動對水資源的需要程度，以此來評價區域水資源可持續發展利用程度[15]。其計算公式為：

式中：0＜SIw＜1，SIw值越大，表明水資源可持續利用程度越高，即水資源利用處于可持續狀態；反之，則水資源可持續利用程度越低，即水資源利用處于不可持續狀態。0.5 即為水資源可持續利用與不可持續利用的臨界點。

2 結果與分析

根據《遼陽市水資源公報》《遼陽市統計年鑒》，計算遼陽市縣域水生態足跡、水生態承載能力、水生態壓力指數，結果見表1～表3。遼陽市水生態足跡為156.82 萬hm2，萬元GDP 水生態足跡0.3 萬hm2/萬元，水生態承載力為78.56 萬hm2，人均水生態承載能力為0.44 hm2/人。

表1 水生態足跡與水生態承載力

表2 縣域子賬戶水生態足跡

表3 縣域水生態壓力指數與水生態可持續指數表

2.1 水生態足跡與承載力分析

根據表1，遼陽各縣域水生態足跡差異大，其中燈塔市水生態足跡最大，高達63.95 萬hm2，弓長嶺區水生態足跡最小4.58 萬 hm2，市區及遼陽縣水生態足跡相近，均40 萬hm2～50 萬hm2。各子賬戶水生態足跡（表2）顯示，農業用水生態足跡較其他子賬戶足跡大，其中燈塔市、遼陽縣農業子賬戶較大，超過40 萬hm2，弓長嶺區工業子賬戶水生態足跡僅為1.38 萬hm2；工業、生活子賬戶中市區水生態足跡遠大于其他行政區；生態子賬戶中弓長嶺區生態子賬戶水生態足跡最大?？h域水生態承載能力中遼陽縣水生態承載能力最大，為35.12 萬hm2，次之為燈塔市、市區、弓長嶺區。

綜合看表1、表2，燈塔市水生態足跡最大的原因在于農業水生態足跡大，農業用水生態足跡占比達91.7%，表明用水結構中農業占比大，農業用水是燈塔市水資源開發利用中的主要部分，農業用水對水生態環境影響大，次之為工業；遼陽縣水生態足跡大亦是由于農業占比大，但其農業用水量較燈塔市農業用水量小，農業子賬戶水生態、遼陽縣水生態足跡均較燈塔市??；市區各子賬戶水生態足跡差別較小，各子賬戶占比大小順序依次為農業、生活、工業、生態；弓長嶺區水生態足跡小原因在于弓長嶺地貌山丘面積大、人口少、用水量小，在其各子賬戶水生態足跡占比中工業最大，次之為農業，再次生活、生態，表明工業對弓長嶺區水生態環境的影響最大。燈塔、遼陽縣萬元GDP 水生態足跡遠大于市區及弓長嶺區，這是受用水結構影響，農業用水生態足跡占比大，農業用水較粗放，用水效率低，水資源產出率低。

各縣區水生態承載能力中，水資源量對水生態承載能力較大，遼陽縣因其水資源量占遼陽市水資源量近二分之一，水資源較豐富，故其水生態承載能力大；而弓長嶺區其水資源量僅為全市水資源總量的6.8%，水生態承載能力最小，為5.33 萬hm2；在人均水生態承載能力中，遼陽市區因其人口密度大，人均水生態承載能力遠小于其他地區。

2.2 水生態壓力與水資源可持續

根據表3 可知，水生態壓力指數與水生態可持續指數表征狀態較一致，遼陽市水生態壓力指數2.00，水生態可持續指數0.33，遼陽市水生態壓力大，處于不可持續利用狀態。燈塔市、遼陽縣、市區水生態壓力指數大于1，燈塔市、遼陽縣、市區水生態可持續指數系小于0.5，水生態壓力較大，水資源開利用成本都較大，水資源需求大于供應，市區及燈塔市水生態壓力指數為供需平衡狀態指數的2.7 倍，水資源的供需矛盾突出，水資源利用不可持續，這其中遼陽縣水生態壓力較燈塔市、市區水生態壓力小，處于臨界值邊緣，但仍顯示為水資源利用不可持續狀態；弓長嶺區為遼陽市縣域中僅有的水生態壓力小于1，水生態較健康，水資源處于可持續利用狀態。

3 結論

受各縣域水資源量分布、人口分布、產業用水結構等因素影響，遼陽市各縣域水生態足跡不同，燈塔市、遼陽縣、市區、弓長嶺區分 別 為 63.95 萬 hm2、48.05 萬 hm2、40.18 萬 hm2、4.58 萬hm2；各子賬戶中農業用水生態足跡占比重高，工業和生活較次之；燈塔市、遼陽縣水資源產出率低，用水效率有待提高。遼陽縣水生態承載力最好，市區人均水生態承載能力最小；燈塔市、遼陽縣、市區水生態承載力與水生態可持續指數突破供需臨界狀態，水資源需求大于供應，水生態出現赤字現象，水資源處于不可持續狀態、水資源生態環境處于不安全狀態，弓長嶺區水資源可持續發展，水資源仍有開發利用潛力。

遼陽市各縣域社會發展與水生態亟待協調發展，可考慮積極開展產業結構調整，發展節水工藝，加強用水效率控制與水資源開發利用控制，強化最嚴格的的水資源管理，加深開展水利強監管、補短板。