中國(guó)省域水資源生態(tài)足跡格局均衡性研究

陸硯池, 方世明

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 公共管理學(xué)院, 武漢 430074)

我國(guó)是世界上嚴(yán)重缺水的國(guó)家之一，水資源時(shí)空分布不均、供需矛盾尖銳、循環(huán)利用率低等現(xiàn)實(shí)情況[1]，已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)可持續(xù)性的重要原因，因此水資源生態(tài)足跡格局的空間均衡性研究就尤為重要，這可以為我國(guó)調(diào)水、節(jié)水、治水政策提供合理建議，保證水資源配置合乎經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的雙重要求。生態(tài)足跡模型是由加拿大資源生態(tài)學(xué)家Rees提出的，該模型通過估計(jì)人類消耗的自然資源量以及消化人類產(chǎn)生廢棄物所需要的生產(chǎn)性土地面積，來評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展能力[2]。水資源生態(tài)足跡則是將區(qū)域消費(fèi)的水資源量通過一系列方法折算為土地面積。其意義表現(xiàn)在人類和自然兩方面：其一是人類生產(chǎn)生活活動(dòng)對(duì)水資源的消耗，其二是自然界為維持自身生態(tài)功能對(duì)水資源的需求[3]。目前水資源生態(tài)足跡測(cè)算方法已經(jīng)較為成熟，主要以黃林楠的生態(tài)足跡賬戶為標(biāo)準(zhǔn)，將水資源生態(tài)足跡劃分為生活用水足跡、生產(chǎn)用水足跡和生態(tài)蓄水足跡3個(gè)二級(jí)賬戶[3]，這種方法也逐漸成為水資源生態(tài)足跡的主流測(cè)算方法[4-6]。水資源生態(tài)足跡空間均衡性是衡量各個(gè)區(qū)域水資源實(shí)際消耗量和需求量的平衡程度，目前關(guān)于水資源生態(tài)足跡空間均衡性的研究比較少，現(xiàn)有研究可以從兩個(gè)角度進(jìn)行歸納：

(1) 研究方法。關(guān)于水資源生態(tài)足跡均衡性的研究方法主要有指標(biāo)體系法和指數(shù)分析法。指標(biāo)體系法是構(gòu)建關(guān)于均衡性的指標(biāo)體系，并賦權(quán)求值。賈紹鳳等選取水可持續(xù)性、社會(huì)公平和經(jīng)濟(jì)效率三方面指標(biāo)對(duì)寧夏平原用水合理性進(jìn)行測(cè)算[7]；Mimi等通過構(gòu)建水資源分配公平指標(biāo)并加權(quán)求和，測(cè)度了約旦河流域內(nèi)國(guó)家水資源分配公平性[8]。指數(shù)分析法主要是將數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)中的公平指數(shù)引入，用以定量測(cè)度水資源分配均衡性，目前用的較多的指數(shù)包括基尼系數(shù)[4,9-10]、泰爾指數(shù)[11]和差異系數(shù)[12-13]。

(2) 研究區(qū)域尺度。關(guān)于水資源生態(tài)足跡均衡性的研究尺度包括國(guó)家尺度[14-15]、城市群尺度[16]、省(市)級(jí)尺度[17-18]和流域尺度[8,19]，其中研究多以省(市)和流域尺度為主，大區(qū)域尺度的研究較少，然而水資源具有很強(qiáng)的流動(dòng)性和外部性，僅僅局限于小尺度區(qū)域難以從宏觀上為節(jié)水和治水政策提供可靠建議。

綜合來看，前人的水資源生態(tài)足跡研究成果為本文提供了諸多可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。但水資源生態(tài)足跡均衡性的研究還存在一些不足之處，大尺度區(qū)域的均衡性研究還比較少見，已有研究多為區(qū)域小尺度研究，均衡性指標(biāo)也多為全局性指標(biāo)，難以進(jìn)行分區(qū)均衡性評(píng)價(jià)。本文即在前人的研究基礎(chǔ)之上，構(gòu)建水資源生態(tài)足跡格局模型(水資源生態(tài)壓力和水資源經(jīng)濟(jì)效率模型)，然后通過基尼系數(shù)及其分解來分析東、中、西部大尺度區(qū)域水資源生態(tài)足跡格局的區(qū)域均衡性和均衡性的邊際效應(yīng)，再通過重心遷移分析來彌補(bǔ)基尼系數(shù)在地理要素空間分布均衡性動(dòng)態(tài)分析方面的不足，闡述10 a間水資源生態(tài)足跡格局的均衡性演變趨勢(shì)。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 水資源生態(tài)足跡格局模型

1.1.1 水資源生態(tài)足跡模型 本文計(jì)算水資源生態(tài)足跡主要考慮水資源的淡水供給功能、水產(chǎn)養(yǎng)殖功能和水質(zhì)凈化功能，因此將水資源生態(tài)足跡分為3類：淡水資源生態(tài)足跡、水產(chǎn)品生態(tài)足跡和水污染生態(tài)足跡[20]。其中淡水資源生態(tài)足跡以工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水和生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水為基礎(chǔ)，此外由于水體可同時(shí)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖功能和水質(zhì)凈化功能，因此區(qū)域水資源生態(tài)足跡包含兩部分：水產(chǎn)品生態(tài)足跡(EFwp)與水污染生態(tài)足跡(EFww)的最大值、淡水資源生態(tài)足跡(EFfw)。各類水資源生態(tài)足跡計(jì)算公式為：

EFwp=Nφ1×(ACwp/AP1)

EFww=Nφ2×(ACww/AP2)

EFfw=Nφ2×(ACfw/AP2)

總的水資源生態(tài)足跡則為：

WEF=max(EFwp+EFww)+EFfw

式中：WEF為總的水資源生態(tài)足跡(hm2)；N為人口數(shù)量；ACwp為人均水產(chǎn)品消耗量(t/人)；ACww為人均水污染凈化需水量(m3/人)；ACfw為人均水資源消耗量(m3/人)；φ1為全球水域均衡因子，根據(jù)劉某承和李文華的測(cè)算取0.35[21]；φ2為全球水資源均衡因子，根據(jù)黃林楠的測(cè)算取5.19[3]；AP1為全球水產(chǎn)品平均生產(chǎn)能力(t/hm2)，本文取0.18 t/hm2[22]；AP2為全球水資源平均生產(chǎn)能力(m3/hm2)，本文取3 140 m3/hm2[3]。

1.1.2 水資源生態(tài)壓力模型 為了表示各區(qū)域水資源生態(tài)承載力的容納能力，構(gòu)建水資源生態(tài)壓力模型：

式中：WEFi為i省(市)水資源生態(tài)足跡；WECi為i省(市)水資源生態(tài)承載力；WESCi為i省(市)水資源生態(tài)壓力；WESC為全國(guó)水資源生態(tài)壓力均值。以往研究往往將區(qū)域水域扣除60%后作為水資源生態(tài)承載力的基礎(chǔ)，但由于國(guó)家南水北調(diào)工程的實(shí)施，提高了調(diào)入城市的水資源生態(tài)承載力，因此本文以區(qū)域供水資源總量為基礎(chǔ)，通過均衡因子、產(chǎn)量因子和全球水資源平均生產(chǎn)能力將其轉(zhuǎn)換為水資源生態(tài)承載力。水資源生態(tài)壓力越大，表示一定承載力條件下需要承受的水資源消耗越高，水生態(tài)容量越低；反之，則表示一定條件下需要承受的水資源消耗越低，水生態(tài)容量越高。

1.1.3 水資源經(jīng)濟(jì)效率模型 為了表示各地區(qū)水資源消耗對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)能力，構(gòu)建水資源經(jīng)濟(jì)效率模型：

式中：GDPi為i省(市)國(guó)民生產(chǎn)總值；WECCi為i省(市)水資源經(jīng)濟(jì)效率；WECC為全國(guó)水資源經(jīng)濟(jì)效率均值。水資源經(jīng)濟(jì)效率越大，表示水資源生態(tài)足跡對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)能力越大，水資源利用效率越高；反之，表示水資源生態(tài)足跡對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)能力越小，水資源利用效率越低。

1.2 水資源生態(tài)足跡格局均衡性模型

1.2.1 基尼系數(shù)及其區(qū)域分解 基尼系數(shù)是衡量資源配置公平性的最常用指標(biāo)之一[23]?；嵯禂?shù)越小，公平性越高，根據(jù)國(guó)際慣例，基尼系數(shù)可以劃分為：0.2以下、0.2～0.3，0.3～0.4，0.4～0.6，0.6以上，分別表示“絕對(duì)平均”、“相對(duì)平均”、“比較合理”、“差距偏大”和“高度不平均”。本文分別以區(qū)域水資源生態(tài)承載力和區(qū)域國(guó)民生產(chǎn)總值為參考因子，測(cè)算水資源生態(tài)足跡格局的基尼系數(shù)，參考戴平生、孫才志等學(xué)者的研究[24-27]，將基尼系數(shù)進(jìn)行區(qū)域分解，研究總體水資源生態(tài)足跡格局均衡性與區(qū)域水資源生態(tài)足跡格局均衡性的內(nèi)生關(guān)系。

總體水資源生態(tài)足跡格局基尼系數(shù)可以分解為中國(guó)各大區(qū)域基尼系數(shù)關(guān)于單位承載力承受的水資源生態(tài)足跡(水資源生態(tài)壓力)或單位GDP消耗的水資源生態(tài)足跡(水資源經(jīng)濟(jì)效率的倒數(shù))的加權(quán)平均值與排序差異兩部分之和，分解式如下：

為分析各區(qū)域的基尼系數(shù)貢獻(xiàn)度和邊際效應(yīng)，假定區(qū)域k的水資源生態(tài)足跡增加固定比例e，參考因子其他區(qū)域足跡保持不變，得到基尼系數(shù)的增量表達(dá)式：

1.3 數(shù)據(jù)來源

由于港、澳、臺(tái)地區(qū)數(shù)據(jù)難以獲取，本次研究區(qū)域?yàn)橹袊?guó)其余31個(gè)省(市、自治區(qū))。區(qū)域工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水和生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水?dāng)?shù)據(jù)、區(qū)域供水?dāng)?shù)據(jù)來源于《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》2007—2016年和《水資源公報(bào)》2006—2015年；水產(chǎn)品消耗量、水體污染物排放量和國(guó)民生產(chǎn)總值GDP數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》2007—2016年；水污染排放標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)來源于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838—2002》；均衡因子、產(chǎn)量因子和全球水資源平均生產(chǎn)能力來源于部分參考文獻(xiàn)[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 水資源生態(tài)足跡格局總體特征分析

測(cè)算得到31個(gè)省(市、自治區(qū))的水資源生態(tài)足跡(表1)，可以看到，水資源生態(tài)足跡總量呈逐年遞增的趨勢(shì)，從2006年的1.721 16×109hm2增長(zhǎng)至2015年的2.054 31×109hm2，年均增長(zhǎng)率約為2%，2006—2012年增長(zhǎng)較快，2012年1月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》，嚴(yán)格管控水資源開發(fā)利用，從2013年開始全國(guó)水資源生態(tài)足跡總量增速開始放緩，水資源管理制度初見成效。從區(qū)域來看，東部地區(qū)水資源生態(tài)足跡總量最高，中部地區(qū)次之，西部地區(qū)最低，到2015年，東部地區(qū)達(dá)到了9.060 2×108hm2，中部地區(qū)為6.049 2×108hm2，西部地區(qū)為5.433 8×108hm2。水資源生態(tài)足跡最高的省份為東部地區(qū)的廣東省和江蘇省，兩省歷年均超過1.50×108hm2，廣東省珠三角地區(qū)，制造業(yè)和服務(wù)業(yè)發(fā)達(dá)，產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)明顯，區(qū)域耗水量極大，江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平很高，工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，且人口眾多，工、農(nóng)、生用水量大。水資源生態(tài)足跡最低的省份為西部地區(qū)的西藏自治區(qū)和青海自治區(qū)，兩自治區(qū)深居內(nèi)陸，降水量較少，且人口數(shù)量較小，10年間水資源生態(tài)足跡波動(dòng)下降。

表1 2006-2015年中國(guó)各省(市、自治區(qū))水資源生態(tài)足跡值及其格局 106 hm2

注：限于文章篇幅，未將所有年份數(shù)據(jù)列出。

根據(jù)水資源生態(tài)足跡格局模型測(cè)算出各省歷年的水資源生態(tài)壓力和水資源經(jīng)濟(jì)效率，將水資源生態(tài)壓力低于當(dāng)年均值的區(qū)域稱為低壓區(qū)域，反之為高壓區(qū)域；將水資源經(jīng)濟(jì)效率為0～3萬元/hm2的區(qū)域稱為低效區(qū)域，3～5萬元/hm2的區(qū)域稱為中效區(qū)域，>5萬元/hm2的區(qū)域稱為高效區(qū)域。對(duì)水資源生態(tài)壓力和水資源經(jīng)濟(jì)效率進(jìn)行聚類分析，可以劃分為5類：“低壓—低效”，“低壓—中效”，“高壓—低效”，“高壓—中效”，“高壓—高效”(簡(jiǎn)稱“低—低”、“低—中”、“高—低”、“高—中”、“高—高”)(表1)。從水資源生態(tài)壓力和水資源經(jīng)濟(jì)效率聚類格局來看(圖1)，全國(guó)各省市水資源生態(tài)格局逐步由以“高—低”、“低—低”型為主過渡到以“高—中”、“低—中”型為主。2009年以前全國(guó)呈現(xiàn)南北分明的格局，北部以“高—低”型為主，南部以“低—低”型為主，水資源生態(tài)高壓、低壓區(qū)域分布穩(wěn)定，高壓區(qū)域全部位于北部區(qū)域，且分布區(qū)域廣大，低壓區(qū)域分布在南部地區(qū)以及西藏地區(qū)，這是由于我國(guó)水資源量和降水量呈現(xiàn)“東多西少、南多北少”的格局造成的。水資源經(jīng)濟(jì)效率方面，全國(guó)絕大部分區(qū)域的經(jīng)濟(jì)效率均屬低效；2009年以后，東北部地區(qū)逐漸由“高—低”型轉(zhuǎn)為“高—中”型，南部沿海地區(qū)以及中部地區(qū)由“低—低”型逐漸轉(zhuǎn)為“低—中”型，這就表示雖然南水北調(diào)工程在一定程度上緩解了北方地區(qū)的缺水狀況，但北部區(qū)域的水資源生態(tài)承載力依舊較低，水資源生態(tài)壓力依舊較高，但水資源經(jīng)濟(jì)效率開始逐步提升，形成了以北京市為核心的東北部中效區(qū)域，并逐步向南部地區(qū)拓展； 2015年，全國(guó)各省市水資源生態(tài)格局已轉(zhuǎn)為東西格局，西部地區(qū)以“高—低”型和“低—低”型為主，東部地區(qū)以“高—中”型、“高—高”型和“低—中”型為主，此外可以看到“低—中”型區(qū)域從無至有，分布于中部地區(qū)和東南沿海，水資源生態(tài)壓力格局不變，但水資源經(jīng)濟(jì)效率中效和高效區(qū)域已經(jīng)占據(jù)了半數(shù)省份。圖中可以看出高效區(qū)域主要集中于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)、東南沿海地區(qū)和京津冀區(qū)域周邊，這些區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，科技成果轉(zhuǎn)化率高，此外2012年國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十二五”全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》，大力推動(dòng)水污染的治理，在高效經(jīng)濟(jì)和再生用水政策的雙重驅(qū)動(dòng)下，這些區(qū)域水資源生態(tài)效率不斷提升。

圖1 2006年、2009年、2012年、2015年中國(guó)水資源生態(tài)足跡格局特征

2.2 水資源生態(tài)足跡格局均衡性分析

2.2.1 水資源生態(tài)足跡格局基尼系數(shù)及其分解 表2為水資源生態(tài)壓力基尼系數(shù)區(qū)域分解結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，水資源生態(tài)壓力總體基尼系數(shù)10年間略有上升，保持在0.380～0.395，長(zhǎng)期逼近于0.4的均衡性警戒線，說明各地區(qū)的水資源生態(tài)足跡與水資源承載力的比配處于警戒線邊緣，地區(qū)間用水差異較大。東部地區(qū)水資源生態(tài)壓力基尼系數(shù)略有上升，區(qū)域水資源生態(tài)壓力的差異得到抑制，這是因?yàn)閲?guó)家南水北調(diào)工程的實(shí)施使得北京、天津等城市供水壓力得以緩解，此外東部總體基尼系數(shù)的貢獻(xiàn)率從2006年的0.391上升至2015年的0.448，說明東部地區(qū)水資源生態(tài)壓力基尼系數(shù)的變動(dòng)會(huì)對(duì)總體基尼系數(shù)影響較大。中部地區(qū)水資源生態(tài)壓力基尼系數(shù)基本穩(wěn)定在0.350左右，處于均衡性較為合理的階段。西部地區(qū)歷年水資源生態(tài)壓力基尼系數(shù)均高于0.400，西北部地區(qū)新疆、甘肅、青海等地區(qū)水資源生態(tài)壓力較大，西南部地區(qū)西藏、云南等地區(qū)水量充足，水資源生態(tài)壓力較小，所以當(dāng)以水資源承載力為參考時(shí)，西部地區(qū)各省水資源生態(tài)足跡均衡性較差。

東部地區(qū)水資源生態(tài)壓力基尼系數(shù)的邊際效應(yīng)在2011年以前處于0線以下，2011年以后處于0線以上且靠近0線，說明2006—2011年，東部地區(qū)水資源生態(tài)承載力提高較快，適時(shí)地提高水資源生態(tài)足跡有助于改善總體均衡性，2011—2015年間，東部地區(qū)水資源生態(tài)承載力出現(xiàn)下降現(xiàn)象，因此需要減少水資源生態(tài)足跡才能起到改善總體均衡性的效果。中部地區(qū)水資源生態(tài)壓力基尼系數(shù)的邊際效應(yīng)一直處于0線以下，且變動(dòng)不大，說明相比較而言目前中部地區(qū)水資源生態(tài)承載力較高，提高中部地區(qū)水資源生態(tài)足跡，有助于水資源生態(tài)壓力總體均衡性的改善。西部地區(qū)水資源生態(tài)壓力基尼系數(shù)的邊際效應(yīng)一直處于0線以上，2006—2011年由0.152下降至0.071，2011年以后變動(dòng)不大，由于西部地區(qū)水資源生態(tài)承載力較低，因此如果水資源生態(tài)足跡增加，水資源生態(tài)壓力增大，就會(huì)導(dǎo)致總體基尼系數(shù)增加，使得總體均衡性降低。

表2 2006年、2009年、2012年、2015年中國(guó)水資源生態(tài)壓力(WESC)基尼系數(shù)區(qū)域分解及其相關(guān)參數(shù)

表3為水資源經(jīng)濟(jì)效率基尼系數(shù)區(qū)域分解結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，與水資源生態(tài)壓力總體基尼系數(shù)相比，水資源經(jīng)濟(jì)效率總體基尼系數(shù)整體較低，說明我國(guó)水資源生態(tài)足跡與承載力配比不甚契合，與GDP配比則較為契合。水資源經(jīng)濟(jì)效率總體基尼系數(shù)10年間處于不斷下降的狀態(tài)，由2006年的0.251下降至2015年的0.199，由相對(duì)均衡提升至絕對(duì)均衡。東、中部地區(qū)水資源經(jīng)濟(jì)效率基尼系數(shù)變動(dòng)趨勢(shì)相似，均為逐步下降，東部地區(qū)由2006年的0.168下降至2015年的0.124，中部地區(qū)由2006年的0.142下降至2015年的0.124，西部地區(qū)水資源經(jīng)濟(jì)效率基尼系數(shù)呈波動(dòng)下降的趨勢(shì)，由2006年的0.278下降至0.256。中、西部地區(qū)水資源經(jīng)濟(jì)效率基尼系數(shù)的貢獻(xiàn)率處于較高值，中部地區(qū)由2006年的0.542上升至2015年的0.826，西部地區(qū)貢獻(xiàn)率雖在持續(xù)下降，但到2015年仍舊保持0.701的水平，這成為總體基尼系數(shù)保持較低水平的主要原因，而東部地區(qū)由于GDP水平很高，與東、西部地區(qū)相比，區(qū)域水資源經(jīng)濟(jì)效率較高，且差距還在日益擴(kuò)大，因此東部地區(qū)的貢獻(xiàn)率為負(fù)數(shù)且還有不斷下降的趨勢(shì)?？梢钥闯鲭m然水資源經(jīng)濟(jì)效率總體基尼系數(shù)較低，達(dá)到了絕對(duì)均衡的狀態(tài)，但此種均衡狀態(tài)暗含非良性均衡，東、中、西部?jī)?nèi)部均衡性較高，但實(shí)際上大區(qū)域之間，尤其東部地區(qū)整體水資源經(jīng)濟(jì)效率要遠(yuǎn)高于中、西部地區(qū)，因此需要大力提高東、西部地區(qū)整體用水效率以優(yōu)化總體均衡性。

表3 2006年、2009年、2012年、2015年中國(guó)水資源生態(tài)足跡經(jīng)濟(jì)效率(WECC)基尼系數(shù)區(qū)域分解及其相關(guān)參數(shù)

東部地區(qū)水資源經(jīng)濟(jì)效率基尼系數(shù)的邊際效應(yīng)一直處于0線以下，已由2006年的-0.744下降至2015年的-0.968，且還有不斷下降的趨勢(shì)，說明在東部地區(qū)GDP較高的背景下，需要相應(yīng)配備較高的水資源生態(tài)足跡，才能使得總體基尼系數(shù)降低，提高總體均衡性。中、西部地區(qū)水資源經(jīng)濟(jì)效率基尼系數(shù)的邊際效應(yīng)一直處于0線以上，中部地區(qū)持續(xù)上升，由2006年的0.264提升至2015年的0.532，西部地區(qū)則一直保持在0.400左右，由于較東部地區(qū)而言，中、西部地區(qū)GDP水平較低，如果提高水資源生態(tài)足跡就會(huì)造成低效利用，降低總體均衡性。

2.2.2 水資源生態(tài)足跡格局重心遷移 圖2為中國(guó)省域水資源生態(tài)壓力重心遷移圖，可以看出，2006—2015年水資源生態(tài)壓力的重心分布在陜西省榆林市和橫山縣境內(nèi)(109.672°—110.037°E，37.989°—38.051°N)，位于中國(guó)幾何重心(103.50°E，36°N)東北部，說明我國(guó)東北部地區(qū)的水資源生態(tài)壓力較大，這是由于振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略實(shí)施后，東北部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，行業(yè)耗水量高，且區(qū)域水資源存量較低，供需矛盾尖銳。從水資源生態(tài)壓力的重心遷移來看，10年間重心總體往東方遷移了27.658 km，表明目前我國(guó)水資源生態(tài)壓力核心區(qū)位于東北部，管控水資源開發(fā)利用、提高水資源利用效率需要東北區(qū)域承擔(dān)更大責(zé)任。

圖3為水資源經(jīng)濟(jì)效率重心遷移圖，可以看出，2006—2015年水資源經(jīng)濟(jì)效率的重心分布在河南省開封市轄區(qū)、鄭州市轄區(qū)、新密市、原陽縣、中牟縣境內(nèi)(113.478°—114.182°E，34.474°—35.028°N)，位于中國(guó)幾何重心(103.50°E，36°N)東南部，說明我國(guó)東南部地區(qū)的水資源經(jīng)濟(jì)效率較高，這是由于東南部區(qū)域包含長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶以及整個(gè)東南沿海地區(qū)，是我國(guó)對(duì)外開放的窗口，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，科技成果轉(zhuǎn)化率高。從水資源經(jīng)濟(jì)效率的重心遷移來看，10年間重心總體往西南方向遷移了81.102 km，表明西南方向水資源經(jīng)濟(jì)效率處于逐步提升的狀態(tài)。國(guó)家西部大開發(fā)戰(zhàn)略使得西部地區(qū)各省市經(jīng)濟(jì)有了較快發(fā)展，經(jīng)濟(jì)增幅高于水資源消耗量增幅，水資源經(jīng)濟(jì)效率也有了顯著提升。

圖2 2006-2015年中國(guó)省域水資源生態(tài)壓力重心遷移

圖3 2006-2015年中國(guó)省域水資源經(jīng)濟(jì)效率重心遷移

3 結(jié)論和討論

3.1 結(jié) 論

(1) 全國(guó)水資源生態(tài)足跡總量呈逐年遞增的趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)率約為2%，從2013年開始國(guó)家嚴(yán)格管控水資源開發(fā)利用，增速放緩，水資源管理制度初見成效。從水資源生態(tài)足跡量來看，東部地區(qū)水資源生態(tài)足跡總量最高，中部地區(qū)次之，西部地區(qū)最低，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)產(chǎn)業(yè)集聚的省份耗水量較大，如廣東省和江蘇省，兩省歷年均超過1.50×108hm2。

(2) 從水資源生態(tài)壓力和水資源經(jīng)濟(jì)效率聚類格局來看，全國(guó)各省市水資源生態(tài)格局逐步由以“高—低”、“低—低”型區(qū)域?yàn)橹鬟^渡到以“高—中”、“低—中”型區(qū)域?yàn)橹?。水資源生態(tài)壓力保持“北高南低”格局，水資源經(jīng)濟(jì)效率高效區(qū)域主要集中于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)、東南沿海地區(qū)和京津冀區(qū)域周邊。

(3) 水資源生態(tài)壓力總體基尼系數(shù)長(zhǎng)期逼近于0.4的均衡性警戒線,地區(qū)間水資源生態(tài)壓力差異較大。東部地區(qū)基尼系數(shù)略有上升，邊際效應(yīng)從負(fù)到正，均衡性出現(xiàn)惡化；中部地區(qū)基尼系數(shù)處于0.35左右，邊際效應(yīng)為負(fù)，均衡性合理；西部地區(qū)歷年水資源生態(tài)壓力基尼系數(shù)均高于0.400，邊際效應(yīng)一直為正，均衡性較差。

(4) 水資源經(jīng)濟(jì)效率總體基尼系數(shù)整體較低，說明我國(guó)水資源生態(tài)足跡與承載力配比不甚契合，與GDP配比則較為契合。水資源經(jīng)濟(jì)效率總體基尼系數(shù)由相對(duì)均衡提升至絕對(duì)均衡，各區(qū)域均衡性也逐漸提高，東部地區(qū)邊際效應(yīng)為負(fù)，中、西部地區(qū)邊際效應(yīng)為正，東、中、西部大區(qū)域之間的均衡性依賴于中、西部用水效率的提升。

(5) 2006—2015年水資源生態(tài)壓力的重心位于地理重心東北部，且有往東遷移的趨勢(shì)，我國(guó)水資源生態(tài)壓力核心區(qū)位于東北部，管控水資源開發(fā)利用、提高水資源利用效率需要東北區(qū)域承擔(dān)更大責(zé)任。

(6) 2006—2015年水資源經(jīng)濟(jì)效率的重心位于中國(guó)地理重心東南部，且有向西南部遷移的趨勢(shì)，說明我國(guó)東南部地區(qū)的水資源經(jīng)濟(jì)效率較高，國(guó)家振興東北老工業(yè)基地和西部大開發(fā)戰(zhàn)略使得東北和西南地區(qū)的經(jīng)濟(jì)提高，該區(qū)域水資源經(jīng)濟(jì)效率也有了顯著提升。

3.2 討 論

(1) 緩解區(qū)域水資源生態(tài)壓力。對(duì)于北方地區(qū)，重點(diǎn)在于降低水資源生態(tài)足跡，劃定區(qū)域水資源生態(tài)壓力標(biāo)準(zhǔn)值，并以此為目標(biāo)層層劃定區(qū)域調(diào)水量和流域取水量；對(duì)于南方地區(qū)，重點(diǎn)在于提高水資源承載力，提高水污染排放標(biāo)準(zhǔn)，維持區(qū)域水資源生態(tài)質(zhì)量，并加強(qiáng)主要水系的治污工作，恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)功能。

(2) 提高水資源經(jīng)濟(jì)效率。對(duì)于東南地區(qū)，建議全面開征水資源稅費(fèi)，2016年國(guó)家在河北開展水資源稅征收試點(diǎn)，但目前還未全面鋪開，以國(guó)家強(qiáng)制力全面推動(dòng)節(jié)水能夠驅(qū)動(dòng)?xùn)|南地區(qū)節(jié)水意識(shí)提升，并提高利用效率；對(duì)于西北地區(qū)，需要引進(jìn)先進(jìn)用水、治水技術(shù)，提高科技成果轉(zhuǎn)化效率，提高用水效率，此外還要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下水水位，防止地下水被過度利用；對(duì)于西南地區(qū)，區(qū)域水量豐沛，但水污染嚴(yán)重影響用水經(jīng)濟(jì)效率，需要全面控制污染物排放，推動(dòng)污染企業(yè)的推出；對(duì)于東北地區(qū)，鼓勵(lì)發(fā)展高效節(jié)水的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，以水定產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)用水經(jīng)濟(jì)效率。

(3) 提高水資源生態(tài)足跡與生態(tài)承載力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的配比均衡性。目前我國(guó)水資源生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展配比較為均衡，與承載力配比差異過大。對(duì)于耗水量較大的北部和西北部區(qū)域，要?jiǎng)澏▍^(qū)域水資源生態(tài)壓力和水資源經(jīng)濟(jì)效率雙重標(biāo)準(zhǔn)值，落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度，控制工、農(nóng)、生用水量和流域取水量，保證用水生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的配比均衡性；對(duì)于東北和東南等糧食主產(chǎn)區(qū)，需要推動(dòng)農(nóng)業(yè)規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化，引進(jìn)先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，使農(nóng)業(yè)用水與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和區(qū)域水承載力相匹配；對(duì)于產(chǎn)業(yè)技術(shù)相對(duì)落后的西部地區(qū)，在引進(jìn)東部工、農(nóng)業(yè)技術(shù)的同時(shí)，也需要降低用水造成的水資源退化率，提高用水重復(fù)率，保證地區(qū)、行業(yè)水資源供需均衡。

本文在水資源生態(tài)足跡測(cè)算的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了水資源生態(tài)足跡格局模型，然后通過基尼系數(shù)及其分解來分析東、中、西部水資源生態(tài)足跡格局的區(qū)域均衡性和均衡性的邊際效應(yīng)，再通過重心遷移分析來彌補(bǔ)基尼系數(shù)在地理要素空間分布均衡性動(dòng)態(tài)分析方面的不足，闡述了10年間水資源生態(tài)足跡格局的演變趨勢(shì)。但本文也還存在以下不足之處：(1) 在測(cè)算水資源生態(tài)足跡時(shí)，水產(chǎn)品生態(tài)足跡與水污染生態(tài)足跡的重疊關(guān)系沒能定量測(cè)定，而將水產(chǎn)品生態(tài)足跡與水污染生態(tài)足跡做了取最大值處理；(2) 水資源經(jīng)濟(jì)效率方面僅把GDP作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)衡量標(biāo)準(zhǔn)，未考慮其他經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；(3) 水資源生態(tài)足跡格局基尼系數(shù)模型中測(cè)定了大區(qū)域各自基尼系數(shù)和總體基尼系數(shù)，但沒能定量測(cè)算出大區(qū)域之間的基尼系數(shù)。筆者將對(duì)這些不足之處進(jìn)行持續(xù)的研究。

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