王榮森，張宇舟，梁山雪

·生態(tài)文明建設·

安徽省與江蘇省水資源生態(tài)足跡比較分析

王榮森，張宇舟，梁山雪

（中國科學技術大學管理學院，合肥230026）

基于水資源生態(tài)足跡理論，通過計算2010—2014年這五年的安徽省與江蘇省水資源生態(tài)足跡與水資源生態(tài)承載力，得出結論：安徽省水資源一直處于盈余狀態(tài)，而江蘇省水資源生態(tài)安全壓力較大。比較蘇皖兩省人均萬元GDP水資源生態(tài)足跡，發(fā)現(xiàn)兩省的水資源利用率得到了顯著提高，同時期江蘇省的水資源利用率高于安徽省。采用通徑分析的方法比較兩省產(chǎn)業(yè)結構的變動對水資源生態(tài)足跡的影響：安徽省第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對人均水資源生態(tài)足跡都有直接的降低作用，而第二產(chǎn)業(yè)對人均水資源生態(tài)足跡的直接提升作用卻十分明顯；江蘇省的第一產(chǎn)業(yè)對人均水資源生態(tài)足跡有直接提升作用，第二產(chǎn)業(yè)對人均水資源生態(tài)足跡的降低作用十分明顯。

安徽省；江蘇省；水資源；生態(tài)足跡；生態(tài)承載力

蘇皖兩省地理位置緊鄰，同時地跨長江、淮河南北，近年來經(jīng)濟發(fā)展迅速，但經(jīng)濟的發(fā)展帶來了兩省的水資源的壓力日益增大，并且越來越成為制約兩省經(jīng)濟進一步發(fā)展的重要原因。生態(tài)足跡這一概念最早由加拿大生態(tài)經(jīng)濟學家William Rees等于1992年提出并且由其學生Wackernagel在1996年加以完善［1］［2］［3］。2005年，馬靜等將虛擬水的概念引入水足跡，通過計算中國主要農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水含量與分析農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)消費關系，對中國的水足跡進行了估算［4］；2006年，劉寶勤等系統(tǒng)闡述了虛擬水的研究的理論基礎，探討了水足跡概念對水資源承載力研究的影響［5］；2008年黃林楠等人在原有的生態(tài)足跡模型基礎上增加了水資源賬戶，用以描述水資源的生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟功能，同時黃林楠等人定義了水資源生態(tài)足跡的意義：一是描述人類生產(chǎn)生活過程中消耗水資源的過程，二是自然環(huán)境維持自身進化對水的需求過程［6］。

一、蘇皖兩省水資源生態(tài)足跡分析

本文中，降水量、水資源總量、水資源消耗量及比例來自各年份《安徽省水資源公報》與《江蘇省水資源公報》，人口和各項經(jīng)濟數(shù)據(jù)來自各年份《安徽統(tǒng)計年鑒》與《江蘇統(tǒng)計年鑒》。

（一）水資源生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的計算

根據(jù)用水特性和水資源生態(tài)足跡的內涵，將用水分為生活用水、生產(chǎn)用水和生態(tài)環(huán)境用水三大類進行計算。水資源賬戶的計算模型如下：

EFw＝N×efw＝N×γw×（W／pw）水資源生態(tài)承載力是指某一區(qū)域在某一具體歷史發(fā)展階段，水資源最大供給量可供支持該區(qū)域資源、環(huán)境和社會（生態(tài)、生產(chǎn)和生活）可持續(xù)發(fā)展的能力。ECw＝N×ecw＝0．4×ψ×γw×Q／pw

式中，EFw為水資源總生態(tài)足跡（hm2）；ECw為水資源承載力（hm 2）；N為人口數(shù)；EFw為人均水資源生態(tài)足跡（hm2／人）；ecw為人均水資源承載力（hm2／人）；ψ為區(qū)域水資源產(chǎn)量因子；γw為水資源的全球均衡因子；W為人均消耗的水資源量（m3）；Q為水資源總量（m3）；pw為水資源全球平均生產(chǎn)能力（m3·hm－2）。全球水資源平均生產(chǎn)力為3140m3·hm－2；水資源全球均衡因子γw采用基于WWF2000年核算的均衡因子計算結果，為5．19；水資源產(chǎn)量因子采用了黃林楠等人2008年的計算結果，為1．54。

圖1 安徽省與江蘇省的水資源生態(tài)足跡與生態(tài)承載力

（二）蘇皖兩省水資源生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的分析

從圖1可知，2010—2014年間，安徽省水資源生態(tài)足跡變化不大，最高值出現(xiàn)在2013年，為48926939．9hm2，最低值出現(xiàn)在2014年，為44943102．52hm2，相差8．1%，總體平穩(wěn)。而這幾年間安徽省的生態(tài)承載力變化較大，最高值出現(xiàn)在2010年，為95610841．15hm2，最低值出現(xiàn)在2013年，為59622759．67hm2，相差37．6%，而且這五年間水資源生態(tài)承載力不存在明顯的變化趨勢。由于水資源生態(tài)承載力與年平均降水量高度相關，2010年7、8月份長江流域發(fā)生自1999年以來時間最長、強度最大的一次集中降雨過程，導致2010年的水資源生態(tài)承載力高于其他年份。對比生態(tài)足跡與生態(tài)承載力發(fā)現(xiàn)，安徽省各年份水資源生態(tài)承載力均高于同年水資源生態(tài)足跡，五年間始終保持水資源生態(tài)盈余狀態(tài)，水資源生態(tài)安全狀況良好。

2010—2014年間，江蘇省的水資源生態(tài)足跡變化較小，最高值出現(xiàn)在2011年，為91932420．38hm2，最低值出現(xiàn)在2014年，為79453280．25hm2，相差13．6%，從2012年開始呈現(xiàn)出下降趨勢。同時期的江蘇省的水資源生態(tài)承載力變化明顯，最高值出現(xiàn)在2011年，為50134474．39hm2，最低值出現(xiàn)在2013年，為28864994．9hm2，相差42．4%，并且這五年間的變化沒有一定的趨勢性。由于2013年江蘇省全省降水量為849．6億m3，屬于中等干旱年份，造成了2013年的水資源生態(tài)承載力大大低于其他年份。通過觀察發(fā)現(xiàn)，江蘇省各年份的水資源生態(tài)承載力小于同年的水資源生態(tài)足跡，五年來一直處于水資源生態(tài)赤字狀態(tài)，水資源生態(tài)安全壓力較大，對于水資源的需求十分巨大。

通過對比發(fā)現(xiàn)，蘇皖兩省的水資源生態(tài)的情況相差巨大，江蘇省對于水資源的消費遠遠大于安徽省，兩省中各產(chǎn)業(yè)對水資源的消耗占水資源總消耗的比例不同，并且對于水資源的利用效率有所差別。

二、蘇皖兩省水資源生態(tài)足跡的影響因素分析

安徽省在2015年邁入中等偏上收入發(fā)展階段，而同時期江蘇省已經(jīng)成為中國綜合發(fā)展水平最高的省份，故兩省水資源消耗的組成成分占比與水資源利用率各有不同。

（一）蘇皖兩省水資源生態(tài)足跡組成成分分析

在安徽省歷年水資源生態(tài)足跡的組成中農(nóng)田灌溉占到一半左右的比例，其后依次為工業(yè)、居民生活、林木漁畜、生態(tài)環(huán)境。這是因為安徽省的主要農(nóng)作物是水稻和小麥，這兩種農(nóng)作物在生產(chǎn)過程中均需要大量水資源，而這兩種農(nóng)作物播種面積占安徽省農(nóng)作物播種面積的50%以上。農(nóng)田灌溉在安徽省水資源生態(tài)足跡中占比很大，導致了第一產(chǎn)業(yè)水資源生態(tài)足跡和人均生態(tài)足跡均高于第二、第三產(chǎn)業(yè)。安徽省工業(yè)企業(yè)中占比最大的仍是煤炭開采和選洗業(yè)，其次則是金屬礦物采選業(yè)，這些行業(yè)在生產(chǎn)過程中常伴有較嚴重的污染，并且能耗較高，近年來這一情況已經(jīng)得到一定的改善。另外，這五年來生態(tài)環(huán)境的用水占比逐年增加，工業(yè)、居民生活、林木漁畜的用水占比均無太大變化。

在江蘇省歷年水資源生態(tài)足跡的組成中，農(nóng)田灌溉占比很大，并且呈現(xiàn)上漲趨勢。這是因為江蘇省為魚米之鄉(xiāng)，水資源十分豐富，境內降雨年徑流深在150～400毫米之間，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得天獨厚，糧食、棉花、油料等農(nóng)作物幾乎遍布江蘇省，并且由于農(nóng)田水利的不斷建設，水資源的利用率得到了不斷提高。江蘇省近年來不斷進行產(chǎn)業(yè)升級，大力發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)，成為經(jīng)濟的行動力，故第一產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)的用水量逐年減少，第三產(chǎn)業(yè)的用水量增長較快。隨著經(jīng)濟狀況的不斷提升，對于生態(tài)環(huán)境與生活的要求也越來越高，對于生態(tài)環(huán)境的改善投入也在增加，這五年來生態(tài)環(huán)境與居民生活的用水占比呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢。

（二）蘇皖兩省水資源的利用效率分析

為了客觀地衡量水資源的利用效率，本文引入人均萬元GDP水資源生態(tài)足跡這一指標，其計算公式如下：

人均萬元GDP水資源生態(tài)足跡＝人均水資源生態(tài)足跡（AEFw）／萬元GDP

人均萬元GDP水資源生態(tài)足跡越大，水資源利用效率越低；反之，則利用效率越高，該指標可以大致反映一個地區(qū)的增長方式。

圖2 江蘇省與安徽省的人均萬元GDP水資源生態(tài)足跡

通過圖2可以得知，同一時期江蘇省的人均萬元GDP水資源生態(tài)足跡低于安徽省，江蘇省的水資源利用效率較高，這是因為江蘇省的產(chǎn)業(yè)布局更加合理，第三產(chǎn)業(yè)的比重較大，金融業(yè)與服務業(yè)的發(fā)展更為迅速。同時我們也應看到，蘇皖兩省的人均萬元GDP水資源生態(tài)足跡呈現(xiàn)穩(wěn)定的下降趨勢，近五年來的水資源的利用效率得到了顯著的提高，這其中主要原因有：一方面，蘇皖兩省的經(jīng)濟結構尤其產(chǎn)業(yè)結構得到大力調整，粗放型的經(jīng)濟增長方式有所改善，且對水資源的有效開發(fā)利用的重視程度增加；另一方面，技術要素在經(jīng)濟增長過程中的運用和改善減少了水資源的消耗，提高了水資源的利用效率。

三、蘇皖兩省的產(chǎn)業(yè)結構變動影響效應通徑分析

三大產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系和比例關系稱為產(chǎn)業(yè)結構，各大產(chǎn)業(yè)對水資源生態(tài)足跡的變化不盡相同。本文基于通徑分析方法，比較研究了三大產(chǎn)業(yè)對蘇皖兩省水資源生態(tài)足跡的直接影響以及他們之間的間接影響。

（一）通徑分析介紹

通徑分析是對簡單相關分析的延續(xù)，通過將變量間的相關系數(shù)分解為直接通徑、間接通徑以及總通徑系數(shù)，來分別表示自變量對因變量的直接影響效應、自變量通過其他自變量對因變量的間接影響效應以及自變量對因變量的總影響效應。

設x1，…，xp為自變量，y為因變量，構造如下的模型：

使用最小二乘的方法對上述模型系數(shù)進行求解，通過對求解方程進行一定的變換，可以得到如下的相關系數(shù)的分解方程，稱為通徑方程：

其中riy為自變量xi與因變量y的簡單相關系數(shù)；rij為自變量xi與xj的簡單相關系數(shù)；Piy為標準化后的自變量xi與因變量y的偏相關系數(shù)，即直接通徑，表示自變量xi與因變量y的直接影響效應；rijPjy為間接通徑，表示自變量xi通過自變量xj對因變量y的間接影響效應，則就表示了自變量xi通過其他自變量對因變量y的總的間接影響效應。

通徑方程的意義在于通過通徑分析的方法，將自變量xi對因變量y的總效應（即簡單相關系數(shù)riy）分解為了自變量xi對因變量y的直接影響效應（即直接通徑Piy）和自變量xi對因變量y的間接影響效應（即間接通徑

（二）蘇皖產(chǎn)業(yè)結構對水資源生態(tài)足跡影響的通徑分析

分別對蘇皖兩省自變量相關矩陣以及自變量與因變量的相關矩陣進行分解，可以得到如下的通徑分析結果：

首先，從三大產(chǎn)業(yè)增值的總效應來看，安徽省的第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)與人均水資源生態(tài)足跡呈現(xiàn)出正相關的關系。而其第三產(chǎn)業(yè)與人均水資源生態(tài)足跡呈現(xiàn)出負相關的關系。安徽省三大產(chǎn)業(yè)增值對人均水資源生態(tài)足跡總效應大小順序為：第二產(chǎn)業(yè)＞第一產(chǎn)業(yè)＞第三產(chǎn)業(yè)，安徽省第二產(chǎn)業(yè)對人均水資源生態(tài)足跡的總影響效應最大。反觀江蘇省的第一產(chǎn)業(yè)與人均水資源生態(tài)足跡呈現(xiàn)出正相關，而其第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)與人均水資源生態(tài)足跡都呈現(xiàn)出高度的負相關，江蘇省三大產(chǎn)業(yè)增值與人均水資源生態(tài)足跡的總效應大小順序為：第二產(chǎn)業(yè)＞第三產(chǎn)業(yè)＞第一產(chǎn)業(yè)，同樣的，江蘇省第二產(chǎn)業(yè)對人均水資源生態(tài)足跡的總影響效應也最大。

表1 安徽省通徑分析結果

表2 江蘇省通徑分析結果

其次，從三大產(chǎn)業(yè)增值的直接影響效應來看，對安徽省來說，三大產(chǎn)業(yè)對人均水資源生態(tài)足跡的直接影響效應大小順序為：第二產(chǎn)業(yè)＞第一產(chǎn)業(yè)＞第三產(chǎn)業(yè)。其中，第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)對人均水資源足跡的直接影響為負，說明安徽省第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)增值的增加對其人均水資源有直接的降低作用，而安徽省第二產(chǎn)業(yè)增值對人均水資源生態(tài)足跡的直接影響效應為正，并且直接影響最大，現(xiàn)安徽省第二產(chǎn)業(yè)增值的提升直接導致了人均水資源生態(tài)足跡的增加。同樣地，江蘇省三大產(chǎn)業(yè)增值的直接影響效應大小順序也為：第二產(chǎn)業(yè)＞第一產(chǎn)業(yè)＞第三產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)的直接影響效應最大，但其中第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的直接影響為負，第一產(chǎn)業(yè)的直接影響為正，盡管直接影響效應大小順序上與安徽省相同，但影響效應方向上存在著差異。江蘇省為經(jīng)濟發(fā)達的沿海省份，對水產(chǎn)品的開采和需求都較大，因此第一產(chǎn)業(yè)中對各種水產(chǎn)品的生產(chǎn)養(yǎng)殖捕撈是江蘇省人均水資源生態(tài)足跡上升的主要直接影響因素。

最后，從間接影響效應上來看，安徽省第一產(chǎn)業(yè)的間接影響效應是最大的，并且為正向影響，而第一產(chǎn)業(yè)的直接影響效應是為負的，最終導致的結果是第一產(chǎn)業(yè)的總影響效應為正。安徽省第一產(chǎn)業(yè)的間接影響效應十分明顯，并且第一產(chǎn)業(yè)的總影響效應與直接影響效應方向相反；安徽省三大產(chǎn)業(yè)間接影響效應，其次是第二產(chǎn)業(yè)，其間接影響效應為負，第二產(chǎn)業(yè)的直接正向影響效應十分大，導致了第二產(chǎn)業(yè)最終的總影響效應為正。并且安徽省第二產(chǎn)業(yè)的總影響效應與直接影響效應方向一致，都為正。反觀江蘇省，江蘇省第一產(chǎn)業(yè)的間接影響效應為正，第二、三產(chǎn)業(yè)的間接影響效應為負，并且，從一致性上來說，江蘇省三大產(chǎn)業(yè)的總影響效應、直接影響效應與間接影響效應在方向都是一致的。

結 論

安徽省的水資源生態(tài)足跡狀況良好，水資源的利用率逐年提高，其中第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對人均水資源生態(tài)足跡都有直接的降低作用，并且第一產(chǎn)業(yè)的直接降低作用是很明顯的，第一產(chǎn)業(yè)作為支柱性產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)技術水平的發(fā)展，以及林地牧草地的保護，使得水資源的利用和保護都得到加強；而安徽省第二產(chǎn)業(yè)對人均水資源生態(tài)足跡的直接提升作用卻十分明顯，安徽省隨著城市化工業(yè)化的不斷發(fā)展，工業(yè)用水導致的水污染十分嚴重，必須重視工業(yè)用水的處理和排放，并且進一步提升工業(yè)技術水平，將高污染高能耗的粗放型的重工業(yè)逐漸向以高、精、尖的輕工業(yè)轉變。

反觀江蘇省，水資源生態(tài)壓力這幾年正在不斷地改善，只有第一產(chǎn)業(yè)對人均水資源生態(tài)足跡有直接提升作用，主要原因在于江蘇省漁業(yè)的不合理養(yǎng)殖以及過度的捕撈。應該進一步提升水產(chǎn)品養(yǎng)殖技術，并且對水域進行有效的保護、合理的捕撈。江蘇省第二產(chǎn)業(yè)對人均水資源生態(tài)足跡的降低作用十分明顯，主要是由于江蘇省城市化工業(yè)化技術水平的成熟，有效地控制了水資源的消耗以及對水資源的污染。

［1］REES W E．Ecological Footprint and Appropriated Carry?ing Capacity：What Urban Economic Leaves out［J］．Envi?ronment and Unbanization，1992，4（2）．

［2］WACKERNAGEL M，REES W E．Our Ecological Foot?print：Reducing Human Impact on the Earth［M］．Gabrio?la Island：New Society Publishers，1996．

［3］WACKERNAGEL M，REES W E．Perceptual and Struc?tural Barriers to Investing in Natural Capital：Economic from an Ecological Footprint Perspective［J］．Ecological Economics，1997，20：3－24．

［4］馬靜，等．中國區(qū)域水足跡的估算［J］．資源科學，2005，27（5）：96－100．

［5］劉寶勤，封志明，姚治君．虛擬水的研究的理論、方法及其主要進展［J］．資源科學，2006，28（1）：120－127．

［6］黃林楠，等．水資源生態(tài)足跡計算方法［J］．生態(tài)學報，2008，28（3）：1279－1286．

Comparative Analysis of the Water Resources Ecological Footprint in Anhui Province and Jiangsu Province

WANG Rong?sen，ZHANG Yu?zhou，LIANG Shan?xue
（School of Management，University of Science and Technology China，Hefei 230026，China）

According to the model of water resources ecological footprint，this paper calculated the water resources ecological footprint and the water resources ecological carrying capacity in Anhui Province and Jiang?su Province from 2010 to 2014．The results showed the water resources in Anhui Province was surplus，while the water resources ecological security pressure in Jiangsu Province was heavy．Then we compared the per ca?pita ten thousand Yuan GDP water resources ecological footprint in these two provinces，which indicated that the utilization of water resources in the two provinces increased in the past years．Finally，we compared the effect of the changes in industrial structure on water resources ecological footprint．The development of the pri?mary industry and the tertiary industry in Anhui Province had a direct reduction effect on the water resources ecological footprint，while the development of the secondary industry had a direct lifting effect on the water re?sources ecological footprint．The development of the primary industry in Jiangsu Province had a direct enhance effect on the water resources ecological footprint，while the development of the secondary industry had a direct reduction effect on the water resources ecological footprint．

Anhui Province；Jiangsu Province；water resources；ecological footprint；ecological carrying capacity

F062．2

：A

：1009－1971（2017）02－0106－05

［責任編輯：王 春］

2016－12－21

安徽省科技廳軟科學項目（11402052004）

王榮森（1957—），男，安徽合肥人，教授，從事生態(tài)經(jīng)濟學研究；張宇舟（1991—），男，安徽宿松人，碩士研究生，從事生態(tài)經(jīng)濟學研究；梁山雪（1991—），男，貴州貴陽人，碩士研究生，從事生態(tài)經(jīng)濟學研究。