農(nóng)業(yè)水足跡影響因素研究及展望

張容 李楊

[摘 要] 在全球水資源短缺的大背景之下，就如何緩解水資源壓力以及提高水資源利用效率問(wèn)題，各國(guó)學(xué)者進(jìn)行了廣泛而深入的研究。水足跡理論作為水資源管理領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，經(jīng)過(guò)將近二十年的發(fā)展，無(wú)論在理論還是應(yīng)用方面都取得了很大進(jìn)步。通過(guò)梳理農(nóng)業(yè)水足跡理論的形成歷程，以糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物及畜牧水足跡影響因素為研究重點(diǎn)，總結(jié)了糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物的綠水足跡隨降水量的增加而增加，藍(lán)水足跡則相反，且氣象因素的變化都會(huì)影響其水足跡；在技術(shù)因素方面，灌溉技術(shù)是影響糧食和經(jīng)濟(jì)作物水足跡的主要因素之一。對(duì)于畜牧業(yè)來(lái)說(shuō)，畜牧水足跡則對(duì)品種、飼料、放牧方式敏感。并對(duì)農(nóng)業(yè)水足跡的發(fā)展方向作了展望，以期為農(nóng)業(yè)水資源管理提供可行方案。

[關(guān)鍵詞] 農(nóng)業(yè)水足跡；影響因素；最新進(jìn)展

[中圖分類號(hào)] S181 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1009-6043（2018）08-0100-05

Abstract： In the context of the global shortage of water resources， scholars in various countries have carried out extensive and in-depth research on how to alleviate the pressure of water resources and improve the utilization efficiency of water resources. Water footprint theory is one of the hot spots in the field of water resources management. After nearly twenty years of development， great progress has been made in both the theory and the application. By combing the formation process of the theory of agricultural water footprint， this paper focuses on grain crops， economic crops and the influence factors of livestock water footprint. It concludes that the green water footprint of grain crops and economic crops increases with the increase of precipitation， the blue water footprint is opposite， and the change of meteorological factors affects the water footprints. In terms of technical factors， irrigation technology is one of the main factors that affect the water footprint of grain and economic crops. For livestock husbandry， the water footprint of livestock is sensitive to breed， feed and grazing ways. The development direction of agricultural water footprint is also prospected for providing feasible solutions for agricultural water resources management.

Key words： agricultural water footprint， influence factor， latest development

一、導(dǎo)論

自工業(yè)革命以來(lái)，各工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)加速增長(zhǎng)，以大規(guī)模投入為范式的生產(chǎn)方式導(dǎo)致的一個(gè)后果就是水資源缺乏[1]。據(jù)聯(lián)合國(guó)2012年統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，到2025年，預(yù)計(jì)將有18億人生活在絕對(duì)缺水的國(guó)家或地區(qū)，世界上三分之二的人口可能處于缺水狀態(tài)。在2016年，Mekonnen and Hoekstra指出世界上三分之二的人口生活在每年至少一個(gè)月缺水的地區(qū)[2]。至此，水資源缺乏已是一個(gè)世界性的熱點(diǎn)問(wèn)題。而全球一年用水總量中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水占比最大，90%的人類消費(fèi)水足跡來(lái)自農(nóng)業(yè)產(chǎn)品[3]，因此，提高農(nóng)業(yè)用水效率是解決水資源匱乏問(wèn)題的重中之重。這促使許多學(xué)者為緩解水資源短缺問(wèn)題提出了一系列理論，其中水足跡理論近年來(lái)深受全球?qū)W者青睞。

2002年Hoekstra在荷蘭代爾夫特舉辦的虛擬水貿(mào)易國(guó)際專家會(huì)議上首次明確提出了水足跡的概念[4]。虛擬水是指產(chǎn)品和服務(wù)的生產(chǎn)過(guò)程中所使用的水[5]，水足跡概念建立在虛擬水理論的基礎(chǔ)之上，是指消費(fèi)者或生產(chǎn)者直接和間接使用水資源量，包括水資源消耗量和污染量，在量化水的基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)水使用對(duì)區(qū)域或全球水環(huán)境的影響[6]。水足跡理論一經(jīng)提出其局限性便遭到了多方質(zhì)疑，在2014年和2015年P(guān)erry和Wichelns分別發(fā)表反對(duì)根據(jù)水足跡來(lái)比較生產(chǎn)系統(tǒng)或制定水資源分配和使用政策的論文，但是Perry關(guān)注的重點(diǎn)在獲得有力指標(biāo)的技術(shù)上的困難，而Wichelns則專注于在水足跡理論中當(dāng)?shù)厮Y源機(jī)會(huì)成本概念的缺乏[7]。但盡管這樣，關(guān)于水足跡的期刊文獻(xiàn)還在大量發(fā)表，越來(lái)越多關(guān)于水的使用和缺乏與消費(fèi)和貿(mào)易相聯(lián)系的研究導(dǎo)致了水足跡評(píng)估體系的出現(xiàn)。在過(guò)去十多年有關(guān)水足跡的研究主要包括四步水足跡評(píng)價(jià)方法論的發(fā)展（建立分析、會(huì)計(jì)、可持續(xù)性評(píng)估和反應(yīng)制定的范圍）、灰水足跡指南的發(fā)展、在高空間和時(shí)間分辨率上的水足跡估計(jì)、全球虛擬水貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展的探索、農(nóng)作物水足跡基準(zhǔn)的發(fā)展、基于藍(lán)水足跡理論的河流流域的藍(lán)水匱乏估計(jì)、基于氮和磷相關(guān)的灰水足跡對(duì)流域水污染水平的評(píng)估、水足跡年際變化的研究、水足跡不確定性的評(píng)估、遙感技術(shù)使用的探索以及未來(lái)水足跡理論的發(fā)展[8]，涵蓋了水在人類活動(dòng)的不同方面的作用及對(duì)其可持續(xù)進(jìn)行性的影響。

還有學(xué)者認(rèn)為水足跡思想來(lái)源于1992年加拿大經(jīng)濟(jì)學(xué)家Wiiliam Rees提出的“生態(tài)足跡”理論，用以描述人類對(duì)水資源系統(tǒng)的占用和影響[9]。生態(tài)足跡與水足跡存在著一定的相似性，都屬于足跡家族，都可以用來(lái)反映自然資源的耗費(fèi)對(duì)環(huán)境的影響。但它們之間存在一些差異：在核算方面，水足跡的核算基于本地生產(chǎn)因子，而生態(tài)足跡則基于全球海洋平均生產(chǎn)力因子來(lái)計(jì)算；從地理定位角度，水足跡不僅計(jì)算水資源消費(fèi)的數(shù)量，還要追蹤其來(lái)源；在關(guān)注重點(diǎn)方面，水足跡關(guān)注的是人類活動(dòng)對(duì)水量的需求（體積單位），而生態(tài)足跡則關(guān)注水產(chǎn)品消費(fèi)對(duì)水域面積的占用（面積單位）[10]。

隨著水足跡理論的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越寬廣，學(xué)者們已將該理論應(yīng)用到不同國(guó)家或地區(qū)以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)等不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，以對(duì)水資源利用狀況進(jìn)行評(píng)估。從已有文獻(xiàn)來(lái)看，關(guān)于農(nóng)業(yè)水足跡的研究自2008年以來(lái)逐漸增多。如在2010-2017年間，中國(guó)學(xué)者對(duì)湖南省水稻水足跡[11]、華北平原小麥、玉米作物生產(chǎn)水足跡[12]、1978-2010年間中國(guó)主要糧食作物的水足跡值[13]等進(jìn)行了核算與評(píng)價(jià)，并探索了農(nóng)業(yè)水足跡的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，如李澤紅等以武威洲為研究區(qū)探索了該地區(qū)農(nóng)業(yè)水足跡變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制[14]。國(guó)外學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)水足跡的研究更加深入，如Mekonnen和Hoekstra2010年對(duì)小麥的綠、藍(lán)、灰水足跡進(jìn)行了全球和高分辨率的評(píng)估[15]，在2012年對(duì)農(nóng)業(yè)動(dòng)物產(chǎn)品的水足跡作了全球評(píng)估等[16]；Thapat Silalertruksa等基于水足跡理論研究了水資源利用和水資源缺乏對(duì)可持續(xù)水稻種植的影響[17]；Nichanan Cheroennet等基于時(shí)間步驟計(jì)算了農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)的灰水足跡[18]。通過(guò)以農(nóng)業(yè)水足跡為研究對(duì)象，對(duì)其內(nèi)涵作了簡(jiǎn)要闡述，重點(diǎn)介紹了農(nóng)業(yè)水足跡的影響因素，并在此基礎(chǔ)上對(duì)未來(lái)農(nóng)業(yè)水足跡發(fā)展方向提出了建議，以期促進(jìn)農(nóng)業(yè)水足跡理論進(jìn)一步發(fā)展，從而緩解全球水資源壓力問(wèn)題。

二、農(nóng)業(yè)水足跡的內(nèi)涵

農(nóng)業(yè)水足跡基于水足跡理論上發(fā)展起來(lái)，農(nóng)業(yè)水足跡是專門用于分析農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)與消費(fèi)過(guò)程中水資源消耗和影響的物理指標(biāo)，即將人類活動(dòng)所有水足跡的核算和評(píng)價(jià)的范圍縮小到農(nóng)業(yè)方面，其含義是指除去工業(yè)水足跡、生態(tài)水足跡外的水足跡，具體是指一定時(shí)期和區(qū)域內(nèi)人們消費(fèi)的所有農(nóng)業(yè)產(chǎn)品（包括作物和畜禽產(chǎn)品）和服務(wù)的虛擬水量之和[19]?；谔摂M水理論，農(nóng)業(yè)水足跡可劃分為農(nóng)業(yè)綠水足跡、農(nóng)業(yè)藍(lán)水足跡和農(nóng)業(yè)灰水足跡。農(nóng)業(yè)綠水足跡即農(nóng)作物生育過(guò)程中消耗的有效降水；農(nóng)業(yè)藍(lán)水足跡是指消耗的地表和地下水資源；農(nóng)業(yè)灰水足跡則是指以現(xiàn)有水環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，消納產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物負(fù)荷所需要的淡水水量[6]。這一理論的發(fā)展不僅明確了農(nóng)產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)不同階段用水情況、用水地點(diǎn)等，而且還可以提高水資源綜合利用水平，提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，逐漸實(shí)現(xiàn)水資源配置與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤。

三、農(nóng)業(yè)水足跡的影響因素

農(nóng)業(yè)是一種高耗水的活動(dòng)，且對(duì)自然環(huán)境和生產(chǎn)技術(shù)的變化十分敏感，收成的潛在減少可能會(huì)導(dǎo)致比現(xiàn)在更大的水需求和食品安全下降[20，21]。為此以減少農(nóng)業(yè)用水量和提高農(nóng)業(yè)用水效率為目的，分析與總結(jié)了農(nóng)業(yè)水足跡的影響因子，重點(diǎn)介紹糧食作物水足跡、經(jīng)濟(jì)作物水足跡、畜牧水足跡的影響因素。

（一）糧食作物水足跡的影響因素

糧食安全問(wèn)題是人類面臨的重大生存危機(jī)問(wèn)題，保障糧食安全現(xiàn)已經(jīng)成為各國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。而糧食作物的生長(zhǎng)發(fā)育與水資源充足與否息息相關(guān)，因此，研究如何用有限的水資源生產(chǎn)出滿足全人類數(shù)量的糧食是具有重要意義的。

1.自然環(huán)境因素

糧食作物的水足跡在很大程度上與特定環(huán)境中的水需求有關(guān)，環(huán)境的變化會(huì)嚴(yán)重影響糧食水足跡水平。分析已有文獻(xiàn)知，影響糧食作物水足跡的主要自然環(huán)境因素包括降水、光照、氣溫、風(fēng)速、CO2濃度等。在研究影響糧食作物水足跡的自然環(huán)境因素時(shí)，前四種因素往往會(huì)結(jié)合起來(lái)考慮。例如Acock[22]和Mekonnen[23]證實(shí)了玉米水足跡隨降水量增加而增加，生長(zhǎng)季積溫與綠水足跡、總水足跡呈顯著負(fù)相關(guān)，與灰水足跡呈顯著正相關(guān)；降水量與藍(lán)水足跡呈顯著負(fù)相關(guān)，而日照時(shí)數(shù)與藍(lán)水足跡呈顯著的正相關(guān)；日照時(shí)數(shù)主要是通過(guò)風(fēng)速作用對(duì)藍(lán)水產(chǎn)生影響，且風(fēng)速是影響玉米水足跡最強(qiáng)的氣候因子，其與綠水、藍(lán)水、灰水和總水足跡的相關(guān)性全部達(dá)到了顯著水平；相對(duì)濕度與綠水足跡呈顯著的正相關(guān)，與灰水足跡呈顯著的負(fù)相關(guān)。對(duì)于小麥而言，降水量的變化是影響其水足跡的重要因素。蓋力強(qiáng)[24]發(fā)現(xiàn)小麥生產(chǎn)用水中綠水的用量占80%左右，這說(shuō)明降水量是影響小麥水足跡非常重要的因素。韓宇平[25]則計(jì)算了人民勝利渠灌區(qū)冬小麥的藍(lán)、綠水足跡，結(jié)果顯示，平均氣溫、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)、水汽壓、平均風(fēng)速以及有效降水都是影響藍(lán)水足跡的主要?dú)夂蛞蜃樱怀麎号c藍(lán)水足跡呈正相關(guān)外，其他因子都與藍(lán)水足跡呈負(fù)相關(guān)，其中水汽壓對(duì)藍(lán)水足跡具有最大影響，相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)次之；而這些氣候因子中有效降水對(duì)冬小麥的綠水足跡的影響最大，它們之間正相關(guān)系數(shù)為0.96，而其他氣候因子的影響都很小，甚至相關(guān)系數(shù)為0。Behnam[26]等研究伊朗主要谷物水足跡發(fā)現(xiàn)，增加綠水水足跡使用或提高綠水的利用效率對(duì)遭受藍(lán)水資源不足的農(nóng)民來(lái)說(shuō)很重要。CO2的濃度對(duì)糧食作物的影響也不容忽視，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)對(duì)敏感性糧食農(nóng)作物來(lái)說(shuō)，兩倍的CO2量可能會(huì)導(dǎo)致30%到100%的光合作用率的增加，這取決于溫度和水的可用量[27，28]，同時(shí)CO2濃度還可以通過(guò)減少蒸騰作用進(jìn)一步提高水的使用效率[29]。Morrison通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，C3類農(nóng)作物（水稻、小麥等）對(duì)高CO2的反應(yīng)是積極的，而C4類農(nóng)作物（玉米、高粱等）則對(duì)CO2濃度的變化不敏感[30]。Bocchiola[31]則以意大利波谷的蘭里亞諾為案例區(qū)，研究了灌溉水稻的水足跡受未來(lái)氣候變化影響的情況，結(jié)果表明，在本世紀(jì)的上半個(gè)世紀(jì)，CO2濃度的增加可能會(huì)導(dǎo)致水稻產(chǎn)量增加（特別是在CCSM4的情況下）；在本世紀(jì)末，只有CCSM4在RCP和4.5的情況下才會(huì)增加水稻產(chǎn)量和藍(lán)水足跡，而且主要是由于夏季溫度的增加而增加。

2.技術(shù)因素

灌溉技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)等是影響農(nóng)業(yè)水足跡的主要技術(shù)因素。在灌溉技術(shù)方面，LaZHUO[32]重點(diǎn)研究了不同灌溉水平下的冬小麥的水足跡。實(shí)踐結(jié)果表明，與完全灌溉相比，不完全灌溉量每降低50%，蒸騰量下降10.5%，總蒸散量下降9.4%；當(dāng)從完全灌溉轉(zhuǎn)向不完全灌溉時(shí)，水使用效率的變化不大，但滴灌的水使用效率比溝灌和噴灌的平均高1%，而藍(lán)色足跡平均下降了38%，綠色足跡平均增加了19%。而生產(chǎn)技術(shù)因素主要包括化肥施用、農(nóng)藥和農(nóng)業(yè)機(jī)械使用對(duì)糧食水足跡的影響。李紅穎[33]等經(jīng)過(guò)研究得出在玉米生產(chǎn)過(guò)程中化肥施用量與綠水、藍(lán)水、總水足跡呈顯著的負(fù)相關(guān)，化肥施用量與灰水足跡呈顯著的正相關(guān)；Rodriguez[34]等則對(duì)阿根廷布宜諾斯艾利斯省馬鈴薯水足跡進(jìn)行了分析，其中灰水足跡所占比例最高，提出了提高水肥利用效率、強(qiáng)化對(duì)農(nóng)民的技術(shù)支持、對(duì)地下水使用進(jìn)行政策調(diào)控等建議。通過(guò)研究人民勝利渠灌區(qū)冬小麥的藍(lán)、綠水足跡，發(fā)現(xiàn)藍(lán)水足跡與農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)藥使用實(shí)物量呈正相關(guān)，與農(nóng)用化肥施用折純量和農(nóng)用柴油使用量呈負(fù)相關(guān)，這些技術(shù)因素對(duì)綠水足跡的影響同樣顯著，但與之相關(guān)性與藍(lán)水足跡相反[26]。

（二）經(jīng)濟(jì)作物水足跡的影響因素

經(jīng)濟(jì)作物又稱“技術(shù)作物”或工業(yè)原料作物，是一個(gè)國(guó)家輕工業(yè)發(fā)展的重要原料，同時(shí)也是人民生活的重要依靠。根據(jù)研究數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)值和產(chǎn)量在農(nóng)業(yè)大國(guó)中國(guó)一直呈現(xiàn)向上攀升的趨勢(shì)，這標(biāo)志著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化和農(nóng)民生活水平的穩(wěn)步提高[35]。然而，國(guó)內(nèi)外目前針對(duì)經(jīng)濟(jì)作物水足跡的文獻(xiàn)相對(duì)較少，縱觀已有文獻(xiàn)，經(jīng)濟(jì)作物水足跡影響因素大致可以分為兩大類。

1.自然環(huán)境因素

影響經(jīng)濟(jì)作物水足跡的自然環(huán)境因素與糧食作物的略有不同，主要是降水量、播種日期、土壤以及其他氣象變量。例如R.González Perea[36]發(fā)現(xiàn)甜菜的水足跡受不同季節(jié)降水量、播種日期、土壤等的影響，且其有效綠水足跡會(huì)因雨水的空間分布差異而發(fā)生巨大變化；Samantha A.Munro[37]等考察了南非柑橘類水果的水足跡，了解到在不同氣候的年份里，臍橙、檸檬和軟柑橘的綠和藍(lán)水足跡的組合會(huì)受到很大程度的影響，在旱年里，藍(lán)水足跡平均增加了10%，在雨水充足的年份里則平均減少了30%；在哥倫比亞的東北部，可可豆的平均水足跡是18876m3/ton，而從全球范圍來(lái)說(shuō)可可豆的平均水足跡是19745m3/ha，造成區(qū)別的主要原因是氣象變量：濕度、風(fēng)速，同時(shí)還有樹蔭面積的差別。因此增大可可樹的種植密度能有效提高資源特別是水資源的利用效率[38]。

2.種植技術(shù)因素

通過(guò)對(duì)水足跡文獻(xiàn)的分析與總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在探究經(jīng)濟(jì)作物水足跡在種植技術(shù)方面的影響因素時(shí)，學(xué)者們主要研究了品種選取、灌溉技術(shù)、種植密度等因素的影響。在品種選取方面，KyounghoonCha[1]等對(duì)韓國(guó)的白蘿卜生產(chǎn)水足跡進(jìn)行了研究，高山地區(qū)種植的白蘿卜的水足跡比用設(shè)備技術(shù)生產(chǎn)的白蘿卜的水足跡高，而秋季白蘿卜的水足跡比用設(shè)備技術(shù)生產(chǎn)的白蘿卜的水足跡低，建議其他栽培品種向秋季白蘿卜轉(zhuǎn)變有利于節(jié)水種植?？紤]灌溉技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)作物水足跡影響的研究較多。例如甜菜在灌溉過(guò)程中用軸心灌溉系統(tǒng)比混合灌溉系統(tǒng)能更好地利用水，但沒(méi)有固定式灌溉系統(tǒng)好[36]；與地面灌溉相比，利用滴灌系統(tǒng)使敘利亞的一個(gè)橄欖樹林中水使用效率從1.3kg/m3提升到2.36kg/m3[39]；Eduardo Augusto Agnellos Barbosa[40]等核算了巴西東南部甘蔗的水足跡，證實(shí)將處理過(guò)的家庭污水用于地下滴灌有利于減少水足跡和增加甘蔗等生物能源作物的產(chǎn)量，這符合當(dāng)前清潔生產(chǎn)系統(tǒng)的理念；在溫室模擬條件下探究紫花苜蓿適宜的灌水頻率，結(jié)果表明，較高的灌水頻率（4天）利于0-40cm土層有適宜的含水量，較低的灌水頻率（6天、10天、15天）有利于40-100cm土層含水量的提高；隨著灌水頻率的增加，苜蓿產(chǎn)量和水分利用效率先增加后降低[41]。在種植密度影響因素方面，通過(guò)將希臘地區(qū)橄欖樹的三種種植密度（超高密度1670trees/ha，高密度1000trees/ha，中等密度500trees/ha）對(duì)比，得出超高密度的橄欖樹種植水使用效率最高[39]。

（三）畜牧水足跡的影響因素

近年來(lái)，關(guān)于畜牧生產(chǎn)和產(chǎn)品的水足跡可持續(xù)評(píng)價(jià)在愛(ài)爾蘭、澳大利亞、中國(guó)等國(guó)家受到了一些關(guān)注[42]。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到畜牧生產(chǎn)與用水之間的緊張關(guān)系，為更好地認(rèn)識(shí)到特定地區(qū)的淡水需求，并改善個(gè)體養(yǎng)殖場(chǎng)的績(jī)效，需要進(jìn)行水消費(fèi)研究，了解詳細(xì)的畜牧用水情況[43]。根據(jù)分析已有的關(guān)于畜牧水足跡的文獻(xiàn)，從以下兩個(gè)方面對(duì)畜牧水足跡的主要影響因素進(jìn)行概括。

1.養(yǎng)殖品種因素

Xue Bai[44]等使用水足跡網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)河南省生豬養(yǎng)殖公司的水足跡進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品水足跡中，豬養(yǎng)殖階段的水足跡比其他生產(chǎn)階段的水足跡大很多，且斷奶豬的生產(chǎn)水足跡明顯高于肥育豬；產(chǎn)品中90%的間接水足跡都來(lái)自于作為飼料生產(chǎn)的作物的生長(zhǎng)階段。

2.養(yǎng)殖技術(shù)因素

養(yǎng)殖技術(shù)包括飼料的選取、放牧方式等。從飼料選取方面來(lái)說(shuō)，飼料種類包括精糧和粗糧，喂食精糧的畜牧具有更高的水足跡，例如Julio Cesar[45]等利用自上而下的水足跡核算方法對(duì)巴西飼養(yǎng)場(chǎng)中牛飼料的水足跡進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在飲食中有大量精糧的飼養(yǎng)場(chǎng)具有較高的水足跡，且粗糧的比例和粗糧的類型是影響足跡價(jià)值的重要因素，建議牛的喂養(yǎng)應(yīng)最大化使用粗糧，這可以減少淡水壓力。此外，各種動(dòng)物在不同生產(chǎn)系統(tǒng)和不同國(guó)家具有不同的水足跡，這是生產(chǎn)系統(tǒng)的類型與動(dòng)物產(chǎn)品水足跡的大小、組成和地理分布密切相關(guān)，因?yàn)樗鼪Q定了飼料轉(zhuǎn)換效率、飼料成分和飼料來(lái)源。如Mekonnen和Hoekstra[46]發(fā)現(xiàn)除了乳制品外，對(duì)于所有農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物產(chǎn)品，工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)低于放牧系統(tǒng)的畜牧水足跡；但由于工業(yè)系統(tǒng)中濃縮飼料在總飼料中比重更大，這促使藍(lán)水和灰水足跡卻是工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的高于放牧系統(tǒng)的，但雞肉產(chǎn)品例外；Enoch[44]等評(píng)估了南非乳制品的水足跡和經(jīng)濟(jì)水生產(chǎn)力，得出南非乳制品的綠水足跡比全球平均水平高，這歸因于依靠降雨和飼料作物生產(chǎn)來(lái)喂養(yǎng)牲畜的單一放牧系統(tǒng)導(dǎo)致的低產(chǎn)奶量，提出乳制品的生產(chǎn)商應(yīng)考慮投資于減少用水量和增加乳制品產(chǎn)量的技術(shù)的建議。同時(shí)，不同季節(jié)的放養(yǎng)率的不同也會(huì)導(dǎo)致水足跡的差別，如美國(guó)南部大平原牛的水足跡與它食用的草密切相關(guān)，同樣數(shù)量的水，低放養(yǎng)率下的植物的產(chǎn)量將高于中、高的放羊率。然而在冬季牧場(chǎng)高放養(yǎng)率的牲畜用的水比低和中等的放養(yǎng)率低，這是因?yàn)楦叻硼B(yǎng)率的情況會(huì)收到更多的肥料和更多的放牧牛所產(chǎn)生的高糞肥[47]。

四、結(jié)論與展望

隨著全球水資源短缺越來(lái)越受到關(guān)注，農(nóng)業(yè)水足跡理論在水資源管理方面的研究得到了非常大的拓展。通過(guò)重點(diǎn)考察農(nóng)業(yè)水足跡影響因素，發(fā)現(xiàn)糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物的綠水足跡隨降水量的增加而增加，藍(lán)水足跡則相反，且氣象因素的變化都會(huì)影響其水足跡；在技術(shù)因素方面，灌溉技術(shù)是影響糧食和經(jīng)濟(jì)作物水足跡的主要因素之一。對(duì)于畜牧業(yè)來(lái)說(shuō)，畜牧水足跡則對(duì)品種、飼料、放牧方式敏感。未來(lái)農(nóng)業(yè)水足跡的研究可以從以下幾個(gè)方面展開(kāi)。其一，農(nóng)業(yè)水足跡的概念還沒(méi)有形成定論，其外延和內(nèi)涵仍需進(jìn)一步完善。其二，其理論的應(yīng)用主要集中在對(duì)糧食作物水足跡的測(cè)算，關(guān)于經(jīng)濟(jì)作物、畜牧作物的研究缺乏，林業(yè)和漁業(yè)的水足跡無(wú)論是測(cè)算還是影響因素的研究仍是鳳毛麟角。拓展農(nóng)業(yè)水足跡測(cè)算有利于農(nóng)業(yè)水資源的利用和管理。其三，擴(kuò)大農(nóng)業(yè)水足跡的應(yīng)用范圍，例如可以將其與膳食結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)理論、時(shí)空差異模型掛鉤，以促進(jìn)其理論與實(shí)踐的密切結(jié)合。其四，進(jìn)一步探索農(nóng)業(yè)水足跡的影響因素，為節(jié)約水資源和提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量尋找新的路徑。

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