畜禽產(chǎn)品水足跡研究進(jìn)展

邢浩翰 李保明,2* 鄭煒超,2 劉志丹,2 張源輝,2,3

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點實驗室，北京 100083；2.北京市畜禽健康養(yǎng)殖環(huán)境工程技術(shù)研究中心，北京 100083；3.伊利諾依大學(xué)香檳校區(qū) 農(nóng)業(yè)與生物工程系，美國 Urbana IL 61801)

0 引 言

人們通過畜禽產(chǎn)品攝取大量的營養(yǎng)物質(zhì)，畜禽產(chǎn)品的質(zhì)與量維系著人們的生存和健康。目前，中國消費的畜禽類產(chǎn)品主要有肉、蛋、奶，其中豬肉、牛奶、雞蛋和雞肉占據(jù)畜禽產(chǎn)品消費的較高比例，并且在人們的膳食結(jié)構(gòu)中占據(jù)著較高地位。隨著人們對畜禽產(chǎn)品的需求日益提高，由生產(chǎn)所致的資源消耗持續(xù)升高。而在種種被消耗的資源中，水資源最容易被忽視。任何畜禽產(chǎn)品的生產(chǎn)均離不開水資源，核算生產(chǎn)畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)消耗的水資源可使消費者和生產(chǎn)者了解相關(guān)產(chǎn)品用水需求[1]，然而除了直接使用的水資源，人們消費的服務(wù)或產(chǎn)品的間接用水卻鮮有人考慮到。

為了解析某一類產(chǎn)品的整體耗水量，Allan[2]提出了虛擬水的概念，它被定義為在生產(chǎn)過程中生產(chǎn)產(chǎn)品或服務(wù)所需的水量，而不僅僅是直接存在于產(chǎn)品中的水。而隨著Hoekstra和Hung等[3]開始量化全球虛擬水量，這一概念變得更加精確。尤其是二者密切相關(guān)。而水足跡(Water footprint)概念的出現(xiàn)是為了從人類消費所需水量的角度來說明自然資本的占用情況，是用來衡量消費者或生產(chǎn)者直接和間接使用的水資源數(shù)量的指標(biāo)[4]。雖然水足跡是在虛擬水的基礎(chǔ)上承接和發(fā)展的，但與虛擬水不同的是，水足跡不但可以體現(xiàn)消耗的水量，而且可以表征水源類型以及污染量和污染類型。水量的消耗通過核算直接用水和間接用水體現(xiàn)，水足跡包括藍(lán)水、綠水和灰水足跡，分別表示地表水和地下水的消耗指標(biāo)，源于降水，未形成徑流或未補(bǔ)充地下水，但儲存于土壤或暫時留在土壤或植被表面的水以及吸收同化污染所需的水量[5]，以此表征水源類型、污染類型和污染量。水足跡通過核算及評價這些指標(biāo)，幫助人們理解淡水資源的全球?qū)傩砸约跋M與全球水資源占用的內(nèi)在聯(lián)系[6]。因此，利用水足跡可以詳細(xì)地核算出畜禽產(chǎn)品的直接和間接用水，明晰畜禽產(chǎn)品的生產(chǎn)如何影響生產(chǎn)鏈途經(jīng)地區(qū)及貿(mào)易地區(qū)的水資源。

預(yù)計到2025年，中國將會占到世界肉類產(chǎn)量增長的50%，其中豬肉占比將達(dá)到80%[7]。畜禽動物的水足跡主要來源于飼料[8]，而影響肉類水足跡的主要因素是飼料轉(zhuǎn)化率、飼料成分以及飼料產(chǎn)地[9]。據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)統(tǒng)計，2001年至2010年約40%的作物被用作畜禽飼料。目前，生產(chǎn)畜禽產(chǎn)品的水足跡占到全球農(nóng)業(yè)水足跡的三分之一，并且這種趨勢似乎仍在增長。肉類中牛肉的水足跡最高，為15 412 L/kg[10]，通過進(jìn)口畜禽產(chǎn)品不僅能夠解決內(nèi)需，同時節(jié)省了大量的水資源。

人類活動產(chǎn)生的水足跡大約91%與農(nóng)業(yè)有關(guān)，其中約三分之一來自畜禽產(chǎn)品[11]，而且在不同的生產(chǎn)環(huán)境中插入的許多研究需要明確。本研究要回答的主要問題有：(1)水足跡概念在畜禽業(yè)是如何發(fā)展的；(2)它的評價方式有哪些，其應(yīng)用是否有任何限制；(3)迄今為止所開展的相關(guān)研究有哪些局限性；(4)如何改善其應(yīng)用及可靠性。本研究旨在對水足跡指標(biāo)進(jìn)行文獻(xiàn)回顧，重點關(guān)注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水足跡，尤其是畜禽生產(chǎn)和畜禽產(chǎn)品的水足跡，并為進(jìn)一步研究畜禽產(chǎn)品水足跡和相關(guān)政策的制定提供依據(jù)。本研究有助于政策制定者和利益相關(guān)者了解水足跡指標(biāo)的科學(xué)性，制定能夠改善淡水利用的政策，或起草關(guān)于水資源可持續(xù)發(fā)展的立法。

1 畜禽產(chǎn)品水足跡研究現(xiàn)狀

1.1 國際畜禽產(chǎn)品水足跡研究現(xiàn)狀

1.1.1畜禽產(chǎn)品水足跡的發(fā)展

Hoekstra和Chapagain[12]在2003年首次對全球主要國家的幾種畜禽產(chǎn)品的耗水量進(jìn)行全球估算，但該研究未將其分為綠水、藍(lán)水和灰水。隨著水足跡概念的普及，在全球范圍內(nèi)針對畜禽產(chǎn)品水足跡的研究逐漸增多，評價畜禽產(chǎn)品水足跡的方法日趨完善，最終將畜禽動物飼養(yǎng)過程中產(chǎn)生的綠水和灰水足跡納入核算。Mekonnen和Hoekstra[10, 13]首次確定了評價畜禽產(chǎn)品水足跡的基本方法，將畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的綠水、藍(lán)水和灰水足跡全部核算在內(nèi)，利用該方法在全球尺度對1996—2005年期間200個國家的3種生產(chǎn)模式(牧養(yǎng)、混合和規(guī)?；?的8個動物品種的水足跡進(jìn)行了量化。研究發(fā)現(xiàn)，源自飼料的綠水足跡占畜禽產(chǎn)品總水足跡的98%，因此降低飼料水足跡可以減少畜禽產(chǎn)品水足跡。該研究為后續(xù)畜禽產(chǎn)品水足跡評價提供了基礎(chǔ)的理論和方法，并對國家層面的研究產(chǎn)生的推動作用。

Gerbens-Leenes等[9]在2013年從國家的尺度對巴西、中國、荷蘭和美國的3種生產(chǎn)模式中的家禽、豬肉和牛肉的水足跡進(jìn)行了量化，發(fā)現(xiàn)這些國家畜禽產(chǎn)品水足跡顯著高于全球平均水平。Bosire等[14]展示了肯尼亞不同氣候區(qū)主要肉類和奶類產(chǎn)品的藍(lán)水足跡和綠水足跡的歷史演變。羊是突尼斯主要的畜禽產(chǎn)品，Ibidhi和Ben[15]在2018年對突尼斯不同地區(qū)的山羊和綿羊進(jìn)行了水足跡評價。Kim等[16]在2019年評價了韓國牛肉、豬肉、雞肉的直接綠水足跡、藍(lán)水足跡以及間接的藍(lán)水足跡。Mekonnen等[17]在2019年研究了美國1960—2014年間主要畜禽產(chǎn)品的水足跡和水生產(chǎn)力的發(fā)展?fàn)顩r。不同國家的氣候條件、養(yǎng)殖模式、消費習(xí)慣均存在差異，因此從國家尺度分析，能夠更準(zhǔn)確地把握畜禽行業(yè)的用水狀況。但由于評價過程所需的數(shù)據(jù)龐大，存在二手?jǐn)?shù)據(jù)重復(fù)使用的情況，因此為了使水足跡更加科學(xué)地應(yīng)用在畜禽行業(yè)，需要國家和相關(guān)從業(yè)者提供更加全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

1.1.2不同評價方法的發(fā)展

隨著水足跡概念的普及，國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)于2014年發(fā)布了國際標(biāo)準(zhǔn)14046《環(huán)境管理——水足跡：原則、要求和指南》。在ISO 14046中，水足跡被定義為一種指標(biāo)，通過遵循生命周期評估(Life cycle assessment, LCA)的概念，量化與水相關(guān)的潛在環(huán)境影響[18]。目前，對于畜禽產(chǎn)品水足跡的研究方法以WFA(Water footprint assessment, WFA)和LCA為主，主要的研究對象包括肉類產(chǎn)品、奶類制品以及不同地區(qū)的飲食習(xí)慣(表1)。LCA研究旨在評估產(chǎn)品在整個價值鏈中對環(huán)境的影響，并根據(jù)資源使用的位置量化該影響?，F(xiàn)有的關(guān)于畜牧業(yè)生產(chǎn)用水的LCA研究主要集中在整個生產(chǎn)鏈中消耗性和降解性藍(lán)水的使用及其對當(dāng)?shù)厮Y源壓力的相關(guān)影響。許多研究比較了基于LCA的水足跡與不同產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)水足跡[19-21]。LCA法認(rèn)為綠水和藍(lán)水不應(yīng)該同等重要，應(yīng)將重點放在藍(lán)水資源上，因為藍(lán)水對于缺水地區(qū)的影響較大[22]。因此，利用LCA方法核算的水足跡均會小很多。而WFA評價方法對于畜牧業(yè)的用水，尤其涉及到飼料作物的生長用水以及各種水資源如何在其他競爭性生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間分配分析更加全面。統(tǒng)計畜禽養(yǎng)殖水資源使用狀況也有利于相關(guān)政策的制定。但因核算方法的不同，導(dǎo)致最終的統(tǒng)計數(shù)據(jù)差異巨大。以牛肉為例，已發(fā)表的飼養(yǎng)肉牛和生產(chǎn)牛肉類產(chǎn)品的需水量差異從27 L/kg到最多200 000 L/kg不等[23-30]。

表1 國際主要畜禽水足跡研究方法Table 1 International major methodologies of the water footprint assessment of livestock and poultry

當(dāng)然，全球各地區(qū)的生產(chǎn)和養(yǎng)殖差異較大，區(qū)域間可利用水資源量、氣候條件也有所不同，在核算畜禽產(chǎn)品水足跡時，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖模式和過程，因為生產(chǎn)上的差異、局部產(chǎn)生的水資源壓力會對該生產(chǎn)模式造成不同程度上的影響。因此，不同生產(chǎn)模式間的水足跡差異需要進(jìn)一步研究，并提出更多的可持續(xù)模式用來生產(chǎn)和消費農(nóng)產(chǎn)品[53]。

1.2 國內(nèi)畜禽產(chǎn)品水足跡研究現(xiàn)狀

相比傳統(tǒng)的水資源使用量統(tǒng)計，水足跡反映的用水?dāng)?shù)據(jù)更大，也能夠真實反映人類對水資源的占用情況。國內(nèi)學(xué)者龍愛華[54]首次核算了中國西北四省居民的消費水足跡，其中畜禽產(chǎn)品的水足跡占比最高，并證明了經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度與水足跡之間存在正相關(guān)關(guān)系，適當(dāng)調(diào)整消費結(jié)構(gòu)和模式可以降低人均水足跡。

國內(nèi)研究致力于分析不同地區(qū)畜禽產(chǎn)品的水足跡與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)狀況和水資源稟賦的關(guān)系。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)人均畜禽產(chǎn)品消費量更大。隨著各類畜禽動物規(guī)?；B(yǎng)殖比例的提高，畜禽養(yǎng)殖和產(chǎn)品生產(chǎn)的用水量也在增長。在北京市的虛擬水消耗結(jié)構(gòu)中，畜禽產(chǎn)品的比例為61%，2012年北京市畜禽產(chǎn)品水足跡達(dá)到23.78億m3，然而與上海、重慶等城市相比，北京市的地下水超采嚴(yán)重[55]，因此為滿足北京市對畜禽產(chǎn)品的需求量，降低對地下水的超采，需通過大量進(jìn)口畜禽產(chǎn)品，即外部虛擬水引入[56]，增加虛擬水貿(mào)易來緩解區(qū)域水資源壓力[57-62]。然而，虛擬水貿(mào)易雖在一定程度上緩解區(qū)域性水資源壓力，但無法從根本上降低生產(chǎn)實際所需的水資源，因此虛擬水貿(mào)易只是將缺水地區(qū)的水資源壓力轉(zhuǎn)移到其他地區(qū)[63]。此外，虛擬水貿(mào)易可能會對水資源匱乏的欠發(fā)達(dá)地區(qū)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)壓力。

國內(nèi)畜禽產(chǎn)品水足跡研究較少，學(xué)者們通常使用國外研究中的二手?jǐn)?shù)據(jù)，缺少對中國相關(guān)方面的水足跡核算及其對環(huán)境和畜禽產(chǎn)業(yè)的影響。尤其是養(yǎng)殖過程中的水足跡評價的忽視，導(dǎo)致養(yǎng)殖過程中的用水?dāng)?shù)據(jù)嚴(yán)重缺乏，這使得中國對畜禽產(chǎn)品的水足跡研究較國際相對滯后。中國的水資源分布不均，畜禽養(yǎng)殖模式差異巨大，導(dǎo)致養(yǎng)殖企業(yè)用水情況各不相同，因此有必要進(jìn)行水足跡評價，對用水效率低的企業(yè)提出節(jié)水的理論依據(jù)?，F(xiàn)今，畜牧業(yè)產(chǎn)生的污染已經(jīng)成為水資源污染的主要來源之一[64-68]，由此帶來的環(huán)境壓力已經(jīng)成為制約畜禽業(yè)發(fā)展的主要障礙。因此，加強(qiáng)畜禽產(chǎn)品用水原始數(shù)據(jù)的收集，提高數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性是國內(nèi)水足跡研究亟待解決的問題之一。利用準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，能夠讓水資源管理者、生產(chǎn)者和消費者明晰畜禽產(chǎn)品用水對環(huán)境的影響，進(jìn)而推動水足跡在畜禽產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。

2 畜禽產(chǎn)品水足跡的核算

水足跡的類型分為產(chǎn)品水足跡、消費水足跡、國家水足跡和企業(yè)水足跡等。畜禽產(chǎn)品的水足跡屬于產(chǎn)品水足跡，而產(chǎn)品水足跡指某一產(chǎn)品生產(chǎn)過程水足跡的總和，即需要將藍(lán)水足跡、綠水足跡和灰水足跡分別核算，但是在畜禽產(chǎn)品直接用水的核算上，基本不會產(chǎn)生綠水足跡，因此只需要考慮在畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)過程中間接產(chǎn)生的綠水足跡。畜禽產(chǎn)品的水足跡包含兩個不同的部分：飼料間接產(chǎn)生的水足跡和涉及到畜禽飲水以及飼養(yǎng)畜禽的其他用水產(chǎn)生的水足跡[12]。同時，LCA開發(fā)了全面的評價方法，將與水有關(guān)的環(huán)境影響納入LCA研究，并已經(jīng)在水足跡國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 14046)中構(gòu)建主要概念。這兩種不同的方法在過去幾年中發(fā)生了一定的沖突[70]。本節(jié)主要以WFA方法為例，對這一爭論進(jìn)行說明，并澄清這兩種方法的目標(biāo)、優(yōu)勢和互補(bǔ)性，希望能夠減少對這些方法的辯論，而將更多的精力投入到應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展這些方法上。

2.1 WFA 水足跡評價方法

2.1.1水足跡核算的終止分析

核算任何產(chǎn)品的水足跡均會涉及到終止分析的問題。該產(chǎn)品水足跡的核算應(yīng)從生產(chǎn)鏈的何處開始至何處結(jié)束，哪些過程產(chǎn)生的水足跡需要核算，哪些過程不需要，在核算產(chǎn)品水足跡之前應(yīng)予以確定。目前學(xué)者們核算某一產(chǎn)品水足跡通常采用的辦法是，分析各生產(chǎn)過程對產(chǎn)品水足跡貢獻(xiàn)的大小，貢獻(xiàn)程度的大小根據(jù)研究目的設(shè)定貢獻(xiàn)百分比，低于該百分比的水足跡予以忽略[5]。

2.1.2核算方法

畜禽產(chǎn)品水足跡核算方法參考Mekonnen和Hoekstra[10]，即WFA方法。畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)的水足跡主要來源于飼養(yǎng)畜禽動物的日常耗水以及種植飼料作物消耗的水資源。畜禽產(chǎn)品的水足跡計算公式為：

WFp=WFf+WFd+WFs

(1)

式中：每一項均包含了該項所產(chǎn)生的藍(lán)水、綠水和灰水足跡。WFp指畜禽產(chǎn)品的總水足跡;WFf指畜禽飼料消耗的水資源;WFd指畜禽動物飲用水;WFs指與畜禽飼養(yǎng)有關(guān)的其他水資源消耗，即服務(wù)用水，主要包括清潔畜禽及養(yǎng)殖場用水、養(yǎng)殖場設(shè)備用水(如濕簾降溫設(shè)備)和畜禽養(yǎng)殖場的員工用水。畜禽產(chǎn)品水足跡以及其他3個部分的單位為m3/年/頭，當(dāng)按照畜禽動物的整個生命周期來計算時單位為m3/頭。

(1)畜禽飼料水足跡

畜禽飼料產(chǎn)生的水足跡包括兩個部分：飼料各種組成成分的水足跡以及混合各種成分的用水。因此畜禽飼料的水足跡為：

(2)

式中:∑指飼料不同成分的水足跡之和;Feed指某一類畜禽動物每年食用飼料某一原料數(shù)量，t/年；WFp[f]指生產(chǎn)這類飼料成分每噸消耗的水量，m3/t；WFm指將混合飼料成分消耗的水量；Qp指每年屠宰的畜禽動物數(shù)量或一年內(nèi)生產(chǎn)的牛奶和雞蛋產(chǎn)品數(shù)量。

飼料原料的水足跡：畜禽動物食用的飼料由多種原料混合而成，因此核算飼料的水足跡，需將各類成分的水足跡予以考慮。不同國家生產(chǎn)同一產(chǎn)品的水足跡不同，因此在計算飼料某一原料的水足跡時，還需將國內(nèi)生產(chǎn)與進(jìn)口區(qū)別開來。故飼料成分水足跡的計算公式為：

(3)

式中:∑指不同國家進(jìn)口同一種飼料的水足跡之和；Pi指原料的用量，t/年；WFp指本國生產(chǎn)該原料的水足跡，m3/t；Qim指進(jìn)口該原料的數(shù)量，t/年；WFe出口國生產(chǎn)該原料產(chǎn)生的水足跡，m3/t。

飼料的構(gòu)成和用量：畜禽飼料的構(gòu)成和用量取決于畜禽動物類型、生產(chǎn)模式和飼養(yǎng)地。每種生產(chǎn)模式總的飼料用量計算公式為：

Feed=FCE·P

(4)

式中:Feed指某國(或地區(qū))某生產(chǎn)模式下某種動物每年消耗的飼料量，t/年；FCE指飼料轉(zhuǎn)化率，每kg干飼料量/每kg產(chǎn)品；P為畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)總量，t/年。

飼料轉(zhuǎn)化率的計算：飼料轉(zhuǎn)化率指飼料與畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)量的比值，計算公式為：

(5)

式中：FI指某國(或地區(qū))某生產(chǎn)模式下某種動物每頭畜禽動物的飼料采食量，每kg干飼料/年/頭；PO指產(chǎn)品的生產(chǎn)量，每kg畜禽產(chǎn)品/年/頭。PO的計算公式為：

(6)

式中：P指某國某生產(chǎn)模式下肉蛋奶的年產(chǎn)量,kg/年;Qp指其對應(yīng)的畜禽動物的總數(shù)量。

(2)畜禽動物飲水

畜禽動物飲水也會消耗大量的水資源，需將其納入到畜禽產(chǎn)品水足跡的核算當(dāng)中，畜禽動物飲水水足跡核算公式為：

(7)

式中：WFp[d]生產(chǎn)這類畜禽產(chǎn)品的畜禽動物的飲水量；Qp指每年屠宰的畜禽動物數(shù)量或一年內(nèi)生產(chǎn)的牛奶和雞蛋產(chǎn)品數(shù)量。

(3)畜禽飼養(yǎng)服務(wù)用水

畜禽飼養(yǎng)會涉及到消毒、沖洗、環(huán)境調(diào)控等工作，同時場內(nèi)員工生活也屬于畜禽飼養(yǎng)過程中的一部分，因此這些過程消耗的水資源需要納入到畜禽產(chǎn)品水足跡的核算當(dāng)中。畜禽飼養(yǎng)服務(wù)水足跡核算公式為：

(8)

式中：WFp[s]為畜禽動物提供不同服務(wù)消耗的水資源；Qp指每年屠宰的畜禽動物數(shù)量或一年內(nèi)生產(chǎn)的牛奶和雞蛋產(chǎn)品數(shù)量。數(shù)據(jù)來源一般需通過現(xiàn)場調(diào)研以及獲取當(dāng)?shù)啬觇b中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.2 LCA水足跡評價方法

LCA水足跡評估方法旨在量化人類活動所消耗水資源(氣候變化、人類呼吸系統(tǒng)影響、土地利用等)產(chǎn)生的潛在環(huán)境影響。因此，生命周期評估包括通過不同的環(huán)境影響途徑和指標(biāo)(主要是富營養(yǎng)化、酸化以及對人類和生態(tài)系統(tǒng)的毒性)，剝奪人類用戶和生態(tài)系統(tǒng)水資源的潛在影響，以及影響水的排放污染物的具體潛在影響。LCA評估方法包括4個階段：目標(biāo)和范圍、清單分析、影響評估和結(jié)果解釋，可以根據(jù)研究的目標(biāo)和范圍選擇清單分析或影響評估作為水足跡分析的重點[18,69]。

2.2.1清單分析

在清單分析中，根據(jù)確定的目標(biāo)和范圍，對單位過程中與水有關(guān)的輸入和輸出進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和驗證，獲得系統(tǒng)邊界內(nèi)完整的水足跡清查(包括直接和間接清單)。無論采用WFN還是ISO 14046，淡水消耗、廢水排放和產(chǎn)品用水都屬于直接用水量，而外購材料和能源產(chǎn)品的消耗則包括在間接用水量中。

2.2.2影響評估

在水足跡影響評估中，LCA水足跡評價方法主要將水足跡清單分為兩大類：缺水(由水量變化引起)和水質(zhì)惡化(由水質(zhì)變化引起)。其次，通過相應(yīng)的表征因子對清單物質(zhì)進(jìn)行表征，表征結(jié)果通常為定量指標(biāo)。最后，得到不同影響類別的一系列指標(biāo)結(jié)果。只有ISO 14046規(guī)定了影響評估的一般程序，并沒有為每個影響類別表征模型提供具體的計算方法。

2.2.3結(jié)果解釋

LCA水足跡評價方法的解釋階段主要包括確定重要問題和評估，允許進(jìn)一步解釋，以確定減少人類活動對環(huán)境干預(yù)的解決方案。該評價方法可以利用可持續(xù)性評估和應(yīng)對措施的制定，進(jìn)一步發(fā)展對LCA水足跡評價定量結(jié)果的解釋。

2.3 評價方法對比

WFA將水足跡定義為核算階段淡水占用的時空明確指標(biāo)。在“水足跡可持續(xù)性評估”階段，重點是對淡水使用和分配的環(huán)境可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)效率和社會公平進(jìn)行多方面的分析。在此階段，對“水足跡”進(jìn)行背景分析，例如，將活動或產(chǎn)品的“水足跡”與基準(zhǔn)進(jìn)行比較，將“水足跡”總量與流域內(nèi)的可用水量進(jìn)行比較。用用水量與可用水量之比量化的缺水情況是評估的一個方面。長效評估側(cè)重于量化指標(biāo)，既包括核算階段(清單)，但更重要的是在區(qū)域化影響評估階段[70]。后一階段描述具體的影響途徑，并最終關(guān)注三大保護(hù)領(lǐng)域的影響指標(biāo)：人類健康、生態(tài)系統(tǒng)影響和資源枯竭。水資源稀缺指數(shù)有時被用作這些影響途徑的指標(biāo)。最后一步對于兩個框架來說都是相似的，因為它允許進(jìn)一步解釋，以確定減少人類活動對環(huán)境干預(yù)的解決方案。兩種方法主要的區(qū)別是：LCA方法注重產(chǎn)品的可持續(xù)性，是綜合性的評價體系，水足跡只是其他方法(如碳足跡、土地利用)中關(guān)注的一個方面。WFA的重點是分析地方和全球范圍內(nèi)淡水的可持續(xù)、有效和公平分配和使用，重點是產(chǎn)品、消費模式或地理。

3 當(dāng)前存在的問題

雖然越來越多的學(xué)者參與到水足跡的研究當(dāng)中，但是在畜禽產(chǎn)品的應(yīng)用上依然存在一些問題。

(1)如何科學(xué)合理地降低畜禽產(chǎn)品水足跡是一個復(fù)雜的問題。很多研究呼吁通過降低畜禽產(chǎn)品在人們飲食結(jié)構(gòu)中的比例，提高對作物及蔬菜類食品的消費去降低水足跡[71-76]。然而，無論在中國還是世界范圍內(nèi)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展使人們消費更多的食物，其中畜禽產(chǎn)品所占的比例在持續(xù)升高，人們正在向更多畜禽產(chǎn)品的食物消費模式轉(zhuǎn)變[77]。近十年來，食物消費模式的改變使肉、蛋、奶這類畜禽產(chǎn)品需求持續(xù)增長[78-79]。因此，企業(yè)甚至行業(yè)的發(fā)展應(yīng)滿足人們的需要，一方面要保證生產(chǎn)，引入新的節(jié)水技術(shù)并提升單位產(chǎn)量，另一方面應(yīng)擴(kuò)大畜禽產(chǎn)品進(jìn)口，滿足人民的多元化需求。水資源問題應(yīng)通過對人類和環(huán)境更加友好的科學(xué)手段去緩解和解決。

(2)關(guān)于水足跡評價的研究在方法上存在一些差異。多數(shù)的研究者將綠水、藍(lán)水和灰水足跡相加，而忽略了各自與實際用水量的聯(lián)系。不同的養(yǎng)殖模式所產(chǎn)生的水足跡不盡相同，而處于不同氣候區(qū)的養(yǎng)殖場用水量也存在差別，各個地區(qū)的水資源政策、經(jīng)濟(jì)狀況等也導(dǎo)致了人們對節(jié)約用水有著差異化的理解，因此這些因素均會影響?zhàn)B殖場對水資源需求。多種因素的互相作用下使養(yǎng)殖水足跡和畜禽產(chǎn)品水足跡呈現(xiàn)出較大差異，探究不同因素對水足跡的影響比重，能夠讓人們更加準(zhǔn)確地控制水資源的用量。

(3)缺乏高質(zhì)量分析數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括飼料成分、不同養(yǎng)殖模式的用水習(xí)慣和用水量及不同地區(qū)的養(yǎng)殖用水量等?，F(xiàn)有的全球和區(qū)域數(shù)據(jù)庫通常用于不同類型的畜牧業(yè)生產(chǎn)和供應(yīng)鏈用水評估研究，這些數(shù)據(jù)庫一般都是基于估計，或者在較高的空間和時間尺度上的直接測量有限。如果將全球和區(qū)域數(shù)據(jù)庫用于當(dāng)?shù)丶畢^(qū)或畜禽生產(chǎn)的水利用評估，則會增加不確定性。

4 畜禽產(chǎn)品水足跡研究展望

水足跡在畜禽產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，使人們意識到畜禽產(chǎn)品的生產(chǎn)會間接消耗大量水資源。分析和評價畜禽產(chǎn)品水足跡，對中國解決水資源短缺、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水資源利用效率低和水環(huán)境惡化等問題具有重要的意義[80]。當(dāng)前，全球各個地區(qū)都存在著不同程度的缺水情況，政府、組織以及水資源管理者亟待出臺科學(xué)有效的用水政策，緩解地方水資源壓力。因此需要對所有產(chǎn)業(yè)的水資源使用情況進(jìn)行全面綜合的評估。其中，農(nóng)業(yè)用水占比巨大，評價農(nóng)業(yè)部門的用水情況已經(jīng)成為一項重要的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)。水足跡概念提供了完整的水資源評價體系，涵蓋了產(chǎn)業(yè)鏈中的直接用水和間接用水。隨著畜禽產(chǎn)品水足跡研究的增多，人們已經(jīng)充分了解影響畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。然而，水足跡的評價方法依然沒有達(dá)成統(tǒng)一。WFA的水足跡評價方法衡量畜禽產(chǎn)品或部門的直接和間接耗水量，并對水源(綠水、藍(lán)水、灰水)進(jìn)行區(qū)分。相比之下，基于LCA的水足跡評價方法排除了消耗性綠水使用的主要部分，而側(cè)重于藍(lán)水資源。評價方法不同導(dǎo)致無法進(jìn)行比較，因此需要重新評估綠水和灰水的科學(xué)性和必要性，探索使兩種評價方法融合統(tǒng)一的可能性。

需進(jìn)一步提高水足跡核算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，各統(tǒng)計部門應(yīng)擴(kuò)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計范圍，嚴(yán)控數(shù)據(jù)的真實性，使該指標(biāo)對實際和未來的畜牧業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)更有意義。特別是需要提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，以降低畜禽產(chǎn)品水足跡的不確定性以及畜禽產(chǎn)品水足跡核算的誤差。

本文在綜述過去研究的基礎(chǔ)上確定了目前主要降低畜禽產(chǎn)品水足跡的方案：

(1)減少飼料生產(chǎn)的水足跡。飼料生產(chǎn)占畜禽產(chǎn)品水足跡的很大比例(大約98%)，在全球水資源短缺的背景下，減少飼料生產(chǎn)用水量非常重要。減少飼料生產(chǎn)的水足跡可以通過提高作物產(chǎn)量和選擇用水量少、抗旱性強(qiáng)的作物品種和品種來提高灌溉效率來實現(xiàn)；

(2)提高飼料轉(zhuǎn)化率。從牧養(yǎng)到規(guī)?；B(yǎng)殖系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，伴隨著飼料轉(zhuǎn)化率的提高，這有助于降低畜禽產(chǎn)品的水足跡。此外，提高飼料原料的質(zhì)量可以提高飼料利用的效率。

(3)水資源管理和提高畜禽動物生產(chǎn)性能。通過利用含水量高的飼料作物或根據(jù)條件飼養(yǎng)更有效利用水的畜禽動物，可以實現(xiàn)更好的飲水管理，例如一些嚴(yán)重缺水的國家可以飼養(yǎng)山羊或駱駝等耐干旱環(huán)境的動物。而動物管理是減少水消耗的另一種方法，包括降低動物死淘率和飼養(yǎng)產(chǎn)能高、生長快的畜禽動物。

(4)改變?nèi)藗兊南M習(xí)慣。消費者可以通過用低水足跡的產(chǎn)品替代高水足跡產(chǎn)品或通過降低畜禽產(chǎn)品的消費量來降低飲食中的水足跡。當(dāng)今社會，人們的飲食結(jié)構(gòu)的確存在著營養(yǎng)攝入過量，畜禽產(chǎn)品占比高的問題，但人們的消費習(xí)慣不易改變，需要一定的時間去倡導(dǎo)人們合理搭配飲食。