基于水資源生態(tài)足跡的西安市水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤分析

翟琴琴 張杏梅

摘??? 要：為定量分析西安市水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系，從水資源生態(tài)足跡視角分析了二者之間的脫鉤關(guān)系。研究表明：西安市水量資源生態(tài)足跡整體呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢，人均水量生態(tài)足跡則緩慢下降，水質(zhì)生態(tài)足跡呈快速下降態(tài)勢，水環(huán)境有所改善。水量資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)增長全部處于脫鉤狀態(tài)，但未實(shí)現(xiàn)完全脫鉤，水質(zhì)生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)增長處于協(xié)調(diào)發(fā)展的理想狀態(tài)，綜合來看，水資源短缺與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系是目前的主要矛盾。根據(jù)研究結(jié)果，本文為西安市水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤發(fā)展提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：水資源生態(tài)足跡; 脫鉤; 水資源利用; 經(jīng)濟(jì)增長; 西安市

中圖分類號：X24?????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???????? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.02.011

Decoupling Analysis of Water Resources Utilization and Economic Growth in Xi'an City Based on Water Ecological Footprint

ZHAI Qinqin， ZHANG Xingmei

（College of Geographical Science， Shanxi Normal University， Linfen，Shanxi 041004，China）

Abstract： In order to quantitatively analyze the relationship between water resources utilization and economic growth in Xi'an， this paper analyzed the decoupling relationship between them from the perspective of water ecological footprint. The results showed that the ecological footprint of water resources in Xi'an City had shown a slow upward trend as a whole， the ecological footprint of per capita water had slowly declined， the ecological footprint of water quality had shown a rapid decline， and the water environment had been improved. The ecological footprint of water resources and economic growth were all in a state of decoupling， but not completely decoupling. The ecological footprint of water quality and economic growth were in an ideal state of coordinated development. On the whole， the relationship between water shortage and economic growth is the main main contradiction at present. Based on the research results， this article put forward relevant suggestions for the decoupling development of water resources utilization and economic growth in Xi'an.

Key words： water ecological footprint;decoupling; water use; economic growth;Xi'an City

水是生命之源，生態(tài)之基和生產(chǎn)之要，具有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)雙重價(jià)值屬性，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展必備的戰(zhàn)略資源和經(jīng)濟(jì)資源，在人類的生產(chǎn)發(fā)展過程中起著不可替代的作用。作為省會城市、大西安規(guī)劃和關(guān)中平原城市群的中心，西安市的經(jīng)濟(jì)增長潛力巨大，但人均水資源量少，2018年人均地表水資源量為179.83 m3·人-1，不到全省的1/5，全國的1/10，遠(yuǎn)低于國際公認(rèn)的維持地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所必需的1 000 m3的臨界值，處于極度缺水范圍，西安市水資源與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。

目前對于水資源與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系多是從用水量角度進(jìn)行分析，缺乏從用水量和污染水綜合角度的研究，而水資源生態(tài)足跡能從水量和水質(zhì)綜合角度對其進(jìn)行分析，彌補(bǔ)了單一角度研究的不足[1]，脫鉤分析又能判斷區(qū)域水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長之間是否平衡，將兩種理論相結(jié)合能夠較全面的分析區(qū)域發(fā)展?fàn)顩r。基于此，本文綜合運(yùn)用水資源生態(tài)足跡和脫鉤評價(jià)模型探討2004—2018年西安市水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系，為西安市水資源與經(jīng)濟(jì)增長的協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策參考。本文數(shù)據(jù)主要來源于《西安市水資源公報(bào)》、《西安市統(tǒng)計(jì)年鑒》、西安市環(huán)境質(zhì)量公報(bào)和統(tǒng)計(jì)公報(bào)。對于GDP值以2004年為基期，運(yùn)用平減指數(shù)法將2004—2018年的GDP值換成可比價(jià)格。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 水資源生態(tài)足跡模型

水資源生態(tài)足跡是指在特定人口和經(jīng)濟(jì)狀況下，為了維持人們正常的生產(chǎn)生活、水資源消費(fèi)以及消納水污染所必須的生態(tài)生產(chǎn)性面積[2]。以往對水資源生態(tài)足跡的研究中，學(xué)者多趨向于水量資源生態(tài)足跡，但水資源用地除了包括人類的直接用水和水資源消耗外，還包括水域產(chǎn)品用水以及污染水用水。綜合考慮西安省的自然地理位置以及當(dāng)?shù)厝说娘嬍沉?xí)慣，本文著重對水量資源生態(tài)足跡以及水質(zhì)生態(tài)足跡進(jìn)行分析。

（1）水量生態(tài)足跡模型

根據(jù)我國水資源公報(bào)數(shù)據(jù)以及人類用水的特性，本文將用水量資源生態(tài)足跡劃分為農(nóng)業(yè)用水生態(tài)足跡、工業(yè)用水生態(tài)足跡、生活用水生態(tài)足跡以及生態(tài)用水生態(tài)足跡四部分，其計(jì)算模型如下：

EFw=N*efw=NRwW/Pw（1）

式中，EFw代表水量資源生態(tài)足跡（hm2）;N為常住人口數(shù)（人）;efw為人均水量生態(tài)足跡（hm2·人-1）;Rw為水資源全球均衡因子（選取WWF-2002年的核算數(shù)據(jù)Rw=5.19）;W為人均用水量;Pw為水資源全球平均生產(chǎn)能力（m3·hm-2），Pw=31.4*104 m3·km-2。

（2）水質(zhì)生態(tài)足跡模型

水質(zhì)生態(tài)足跡是指消納城市生產(chǎn)和生活產(chǎn)生的水體污染物所需要的水資源用地面積[3]。《地表水環(huán)境質(zhì)量表》中認(rèn)為劣于三類的水體生態(tài)服務(wù)功能會喪失[4]，因此本文以三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的水污染總量控制指標(biāo)化學(xué)需氧量（COD）和氨氮（NH3-N）作為評價(jià)依據(jù)[5]，選取二者中水生態(tài)足跡的較大值作為水質(zhì)生態(tài)足跡值。其計(jì)算模型如下：

EFwp=max（EFCOD，EFNP）（2）

EFCDP=CCOD/PCOD??????????????????????????????????????? （3）

EFNP=CN/PN（4）

式中，EFwp為水質(zhì)生態(tài)足跡（hm2）; EFCODP和EFNP為化學(xué)需氧量生態(tài)足跡（hm2）和氨氮生態(tài)足跡（hm2）;CCOD為化學(xué)需氧量排放量（t）;PCOD為區(qū)域水吸納化學(xué)需氧量的能力（t·hm-2）; CN為氨氮排放量（t）; PN為區(qū)域水吸納氨氮的能力（t·hm-2）。其中，COD和NH3-N的全球平均消納能力分別選取0.062 893 t·hm-2和0.003 145 t·hm-2。

2.2 水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤模型

脫鉤理論一般被用來描述資源消耗或環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長之間的相互變化態(tài)勢[6]，當(dāng)水資源用量或污染水量隨著經(jīng)濟(jì)增長而減小（或不變）時(shí)，二者處于絕對脫鉤狀態(tài)，當(dāng)水資源用量或污染水量的增速低于經(jīng)濟(jì)增速時(shí)，處于相對脫鉤狀態(tài)，絕對脫鉤是水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長的理想狀態(tài)。Tapio彈性指數(shù)法受基期影響小，而且能具體說明水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長之間的脫鉤程度，其計(jì)算模型如下：

式中，Ei為脫鉤指數(shù);EF和ΔEF為水資源生態(tài)足跡和水資源生態(tài)足跡增長率;G和ΔG為GDP和GDP增長率; EFt， EFt-1為研究區(qū)域第t年和第（t-1）年的水資源生態(tài)足跡值;Gt， Gt-1為研究區(qū)域第t年和第（t-1）年的GDP值。本文在賈莉[7]、楊天通[8]和王寶強(qiáng)[9]等人研究基礎(chǔ)上， 確定了脫鉤狀態(tài)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（圖1）。

3 結(jié)果與分析

3.1 水資源生態(tài)足跡

3.1.1 水量生態(tài)足跡 根據(jù)2004—2018年西安市水資源公報(bào)以及公式（1），可以算出西安市水量生態(tài)足跡及各賬戶所占比重。由表1可知，西安市水量生態(tài)足跡由2004年的3.014 8億hm2上升為2018年的3.254 5億hm2，整體上呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢，2004—2009年水量生態(tài)足跡波動下降，2009—2018年緩慢上升;人均水量生態(tài)足跡整體上呈緩慢下降的趨勢，2004—2009年受水量生態(tài)足跡影響較大，下降較快，但隨著人口增長對水資源需求的增長，人均水量生態(tài)足跡有所回升，但變化不大。

從水量生態(tài)足跡構(gòu)成來看，農(nóng)業(yè)水量生態(tài)足跡呈下降趨勢，其水量生態(tài)足跡中的占比由47.42%下降為32.96%，但占比仍然最大，這說明西安市農(nóng)業(yè)用水在總用水中占主要地位;工業(yè)水量生態(tài)足跡呈現(xiàn)先大幅減小后趨于平穩(wěn)的趨勢，占比由29.77%下降為 22.65%，這與西安市能源工業(yè)、重工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型有關(guān)，體現(xiàn)了西安市工業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程;生活水量生態(tài)足跡占比由20.50%增加到30.32%，呈現(xiàn)出快速上升到緩慢上升的趨勢，隨著經(jīng)濟(jì)增長，人民生活得到了改善，用水量需求增加，但近幾年西安市階梯式水價(jià)、最嚴(yán)格水資源管理制度等的實(shí)施，人民節(jié)水意識不斷增強(qiáng)，生活水量生態(tài)足跡上升速度有所緩解;生態(tài)環(huán)境水量生態(tài)足跡雖占比最小，2018年僅占14.07%，但增長迅速，反映出西安政府重視水環(huán)境治理工作，治理力度有所加大，人民對水環(huán)境的保護(hù)意識也有所提高（圖2）。

3.1.2 水質(zhì)生態(tài)足跡 由于西安市的COD、NH3-N排放量等指標(biāo)數(shù)據(jù)2011年才被正式收錄，因此本文選取2011—2017年的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式（3）-（5）計(jì)算得出西安市2011—2017年COD生態(tài)足跡、NH3-N生態(tài)足跡，進(jìn)而計(jì)算得出水質(zhì)生態(tài)足跡。

從表2可以看出，2011—2017年西安市COD排放量和NH3-N排放量迅速減少，COD生態(tài)足跡、NH3-N生態(tài)足跡與其發(fā)展趨勢一致，呈快速下降態(tài)勢。水質(zhì)生態(tài)足跡受COD和NH3-N生態(tài)足跡交替影響，除2011和2015年受COD生態(tài)足跡外，其余5年均受NH3-N生態(tài)足跡的影響，說明近年來西安市水環(huán)境污染壓力主要來自于NH3-N污染。從整體則，對農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)民生活用水實(shí)行總量控制、定額管理制度[11]，引導(dǎo)農(nóng)民轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)灌溉觀念，對于居民生活用水，按量定價(jià)，實(shí)行階梯式水價(jià)制度，對工業(yè)和服務(wù)業(yè)，實(shí)行超定額、累進(jìn)加價(jià)管理的制度，促進(jìn)工業(yè)和服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)變用水方式，促進(jìn)其節(jié)水技術(shù)的更新;第三，嚴(yán)格污水排放治理，防范水質(zhì)型缺水問題，引進(jìn)先進(jìn)污染水處理技術(shù)，鼓勵(lì)水污染較嚴(yán)重的企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，提高水資源利用率;最后，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，利用旅游、一帶一路等機(jī)遇開發(fā)區(qū)域新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，積極尋先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的支持，合理進(jìn)行水資源優(yōu)化配置，大力開展節(jié)水治水工作，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長與水資源利用的完全協(xié)調(diào)發(fā)展。

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