基于水資源生態足跡的馬鞍山市水資源可持續利用評價

黃雙雙 楊明杰 程林

摘 要：以水資源生態足跡模型為基礎，綜合研究馬鞍山市2016-2021年統計得出的各項相關數據。馬鞍山市2016-2021年水資源生態足跡呈波動下降趨勢，其值范圍為0.043 9-0.055 2 hm2/人，馬鞍山市人均水資源承載力在0.001 1-0.004 3 hm2/人之間，人均水資源赤字在0.040 5-0.053 0 hm2/人之間，水資源負載指數的均值數據是20.10，萬元GDP水資源生態足跡年平均降低12.46%。分析結果表明，馬鞍山市水資源利用效率顯著提高，水生態壓力有所減小，但水資源仍處于不可持續狀態。通過對馬鞍山市水資源可持續利用現狀進行分析評價，以期為區域未來水生態文明建設和可持續發展提供相關支持。

關鍵詞：水資源生態足跡;水資源評價;馬鞍山市

中圖分類號：TV213 文獻標識碼：A 文章編號：2095-9699（2023）06-0051-05

水資源是人類活動中極為關鍵的自然資源，對于社會、經濟和環境建設等有著非常重要的價值。隨著中國城鎮化和工業化的持續發展，對水資源的需求也顯著增長，水資源的過度開發、短缺和環境破壞等問題日益嚴重，因此眾專家學者開始重視水資源的可持續利用等領域的研究[1-2]。生態足跡是一個綜合評價指標，它是指在已有的技術條件下，計算滿足一定人口生產生活所需的資源供應和消納人類產生的廢棄物排放所需要的生物生產力土地和水域[3-4]。生態足跡理論和計算模型由William Rees等人正式設計提出，后由其博士生Wackernagel圍繞該模型對其進行了進一步的優化[5-7]。

馬鞍山市是傳統的工業城市，也是典型的資源枯竭型城市，為了擺脫對傳統發展路徑的依賴，煥發城市發展活力，馬鞍山市政府立足長遠提出資源型城市轉型的戰略目標，但在轉型過程中，仍面臨許多問題，其中資源供需矛盾問題尤為突出。本文主要以水資源生態足跡模型為理論框架，對該區域的水資源可持續利用方面進行探討，重點研究該地區2016—2021年的水資源生態足跡等多項指標，以期為后續更好地推進可持續發展的各項工作提供支持。

1 區域概況

馬鞍山市位于安徽省最東部，地處東經117°53'～118°52'、北緯31°24'～32°02'。區域內長江東西貫穿，東鄰南京市，西接蕪湖市，北連合肥市和滁州市，南接宣城市，全市總面積4 049km2，下轄花山區、雨山區、博望區3區，以及當涂縣、和縣、含山縣3縣。該區域地理上屬于亞熱帶，為季風性濕潤氣候，季節變化顯著，總體上氣候溫暖、降水充足，降水具有明顯的季節和空間差異。降水主要集中在5月至9月的時間段中，這期間的降水量占全年總降水的60%，全年平均降水量大約為1 096mm，年平均氣溫15.6°C。區域內河道縱橫、湖泊眾多、溝塘密布，主要的河流有滁河、裕溪河、姑溪河、青山河和運糧河等，均屬長江水系，較大的湖泊有石臼湖等，水域總面積約360km2。

3 結果與分析

3.1 馬鞍山市水資源生態足跡及水資源承載力

依據水資源生態足跡模型，在本文研究期間農業用水、工業用水、城鎮公共用水等五大帳戶的生態足跡詳細數據見圖1-圖3所示。馬鞍山市2016-2021年水資源生態足跡大體呈現下降后升高的趨勢，但是整體上是不斷走低的，2020年達到最低值，說明馬鞍山市近6年水生態環境壓力有所減小。

在本文所研究的五大帳戶中，工業用水生態足跡占總用水生態足跡的65.51%，顯著高于其他4個帳戶的生態足跡，這是因為馬鞍山是以工業為主的傳統工業城市。而在農業用水方面，由于近年來馬鞍山的高標準農田和農業示范園區的推廣建設，農田灌溉水利用系數大幅提升，其水生態足跡呈逐漸下降趨勢。生活用水方面的實際數據有提升趨勢，公共與生態用水保持平穩。從圖1可以看出，工業生產用水雖然占比高，但呈現逐年下降的趨勢，可以看出馬鞍山市近幾年積極推動高能耗、高污染的傳統工業向新興產業發展，小有成效。但工業用水占比仍然很大，這也說明馬鞍山市目前的產業結構仍以工業為主，這導致水資源分配過程的不合理。

由圖2可以看出2016-2021年馬鞍山市水資源承載力呈逐年下降趨勢，并于2019年達到最低，為0.001 1 hm2/人，據推測是因為2019年為枯水年。其值均顯著低于生態足跡，這表明馬鞍山市社會和經濟發展對水資源的需求量很大，目前水資源的狀態無法滿足發展的需求，這一結果將對該地區的可持續性發展造成一定的影響[15]。水資源承載力不僅受社會經濟條件影響，還跟當地的氣候條件息息相關，尤其跟降水量密切相關。由圖2可以看出2016-2021年馬鞍山市水資源承載力變化趨勢與年均降水量變化趨勢高度一致，兩者之間的相關系數是0.9762，說明水資源承載力對當地的氣候變化高度敏感。

由圖3可知，馬鞍山市2016-2021 年萬元GDP水資源生態足跡呈逐年下降趨勢，年均降幅達到12.5%，2016 年的萬元GDP水資源生態足跡約是2021 年的兩倍。這一趨勢的核心原因之一是隨著馬鞍山市“生態福地、智造名城”的推進建設，占用大量水資源的工業比例顯著降低[15]，工業在GDP中的占比有所減少[16];另一方面，高新技術的不斷發展，使得相關水資源的利用率有顯著提高，有助于高效地減少水資源損耗[17]。

3.2 馬鞍山市水資源生態赤字

結合圖3所展示的各項數據能夠得出，研究期間有顯著的赤字現象，意味著當前水資源的開發運用水平顯著超出自然承載力。其總體變化趨勢呈現先減小后增大的態勢，且變化規律和水資源生態足跡的變化規律一致，但現階段水資源赤字仍處于較大的階段，表明馬鞍山市應加強工農業節水措施推進，深入開展公共領域節水，加快節水型城市建設，以緩解現階段供需矛盾。

3.3 馬鞍山市水資源負載指數

結合表3所展示的數據能夠得出，研究區域在研究期間的水資源負載指數指標有著顯著的提升，整體表現為波動上漲，2016年的數據是最小數值，級別為Ⅱ，說明馬鞍山市水資源利用程度高，但開發條件困難，而其余年份水資源負載指數最小值為13.173，最大值為41.432，均值都高于10，級別為Ⅰ級，這表明馬鞍山市在研究期間對水資源利用的程度很高，存在需求大于供給的矛盾，需要調水。馬鞍山市2016-2021年水資源負載指數基本在Ⅰ和Ⅱ級，說明水資源需求量大，開發利用程度高，要維持可持續性發展需要向其他流域調水。

4 結語

文章綜合研究該區域在研究期間內各項指標的變化，探討當前水資源運用狀況，基于生態足跡視角對可持續運用狀態開展評估，得出結論如下：

（1）近年來，馬鞍山市水資源利用效率有所提高：2016-2021年人均水資源生態足跡從2016年的0.055 0 hm2/人下降到2021年的0.047 6 hm2/人，萬元GDP水生態足跡呈明顯下降趨勢。在水資源足跡的具體占比上，工業方面的數值相對最高，約為65.1%;其次是農業用水，具體數值為28.12%;第三是生活用水，具體數值為3.89%;第四是城鎮公共用水，具體數值為1.29%;最后是生態環境用水，具體數值為1.19%。

（2）馬鞍山市2016-2021年人均水資源承載力為0.001 1-0.004 3 hm2/人，水資源承載力受降水量影響較大。在保護生態環境不受破壞的前提下，人均水資源生態赤字保持在較高水平，馬鞍山市水資源總體表現為不可持續發展狀態。水資源負載指數均值為20.10，遠大于10，水資源生態壓力較大，需要通過過境水量來補充，同時實施嚴格的水資源管理制度。

根據上述結論，研究提出以下發展建議：馬鞍山市的過度依賴鋼鐵產業和城鎮化進程給水資源帶來壓力，需要通過多種措施提高水資源利用效率和保障生態安全。馬鞍山是享譽全球的鋼鐵工業城市，過度依賴高污染、高耗水的鋼鐵產業結構造成了水資源供給的壓力，居民生活水平的提高和城鎮化進程的推進也增加了對水資源的消耗，導致馬鞍山市水資源承載力負荷的增加。從水資源生態足跡的角度來看馬鞍山市水資源生態安全仍較為嚴峻，為了緩解現階段的矛盾，緊緊圍繞“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”新時代治水思路，嚴格落實水資源管理制度，統籌全面節水，優化水資源分配制度，構建智慧水務系統體系，豐富節水理念宣傳模式，提高居民和全社會的節水意識，多措并舉提高水資源利用效率。

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責任編輯：肖祖銘