人口特征對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水影響及峰值預(yù)測(cè)

何國(guó)華 趙勇 王浩 何凡 李海紅 秦長(zhǎng)海 朱翰林

摘要：人口規(guī)模結(jié)構(gòu)是決定水資源需求的關(guān)鍵因子，在人口總量負(fù)增長(zhǎng)的重大變化背景下，中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水如何演變直接關(guān)系到水資源管理宏觀決策。本文通過(guò)分析中國(guó)人口城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水的影響規(guī)律，構(gòu)建了基于人口特征的需水變化曲線，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水演變態(tài)勢(shì)及峰值時(shí)點(diǎn)。研究結(jié)果表明：中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值可能出現(xiàn)在2042年，達(dá)峰規(guī)模約為7 300億m³;2050年之前，城鎮(zhèn)地區(qū)需水總量將會(huì)持續(xù)增加，農(nóng)村地區(qū)需水峰值將于2030年左右出現(xiàn)。經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水規(guī)模是決定區(qū)域用水特征的邊界條件，研究認(rèn)為在中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水還未到達(dá)拐點(diǎn)、國(guó)際貿(mào)易環(huán)境動(dòng)蕩加劇的背景下，未來(lái)中國(guó)供水保障還應(yīng)該保持一定的彈性和韌性。

關(guān)鍵詞：需水峰值;人口負(fù)增長(zhǎng);城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu);年齡結(jié)構(gòu);需水變化曲線

中圖分類號(hào)：TV213.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-6791（2024）02-0220-12

收稿日期：2023-09-06;網(wǎng)絡(luò)出版日期：2024-02-02

網(wǎng)絡(luò)出版地址：https：//link.cnki.net/urlid/32.1309.P.20240201.0935.002

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2021YFC3200204）;國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（52109042）

作者簡(jiǎn)介：何國(guó)華（1990—），男，甘肅慶陽(yáng)人，高級(jí)工程師，博士，主要從事國(guó)家水網(wǎng)、水-能源-糧食紐帶關(guān)系研究。

E-mail：hegh@iwhr.com

通信作者：趙勇，E-mail：zhaoyong@iwhr.com

人口特征是決定水資源需求格局的基礎(chǔ)性、全局性要素，關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的大局。2022年，中國(guó)人口總量較2021年減少85萬(wàn)人，是近61 a來(lái)中國(guó)人口首次出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng);65歲以上人口占比首次超過(guò)14%，進(jìn)入深度老齡化社會(huì)。人口格局重大變化對(duì)需水態(tài)勢(shì)產(chǎn)生的影響及其作用機(jī)理已經(jīng)成為中國(guó)水資源需求管理研究的重要課題。

對(duì)需水規(guī)模和特征進(jìn)行有效預(yù)測(cè)是水資源中長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)利用和管理的前提。從國(guó)家尺度看，目前中國(guó)普遍采用的需水預(yù)測(cè)方法有趨勢(shì)分析法和用水定額法，無(wú)論采用何種方法，人口要素都是預(yù)測(cè)是否準(zhǔn)確的關(guān)鍵因子^［1-2］。1998年國(guó)家計(jì)委和水利部編制《全國(guó)水中長(zhǎng)期供求計(jì)劃》，預(yù)測(cè)2000年和2010年全國(guó)人口總量分別為12.75億、14億人，城鎮(zhèn)化率分別為31.9%、39.5%，在此基礎(chǔ)上利用趨勢(shì)分析法和定額法，推算得出2000年和2010年需水總量分別為6 000億、7 200億m³。2010年發(fā)布的《全國(guó)水資源綜合規(guī)劃》，預(yù)測(cè)2020年中國(guó)人口總量為14.4億人、城鎮(zhèn)化率為55.6%，并采用定額法預(yù)測(cè)2020年需水量為6 964億m³。實(shí)際上，2000年、2010年和2020年，中國(guó)人口總量分別為12.67億、13.40億、14.12億人，與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)有所差距;城鎮(zhèn)化率分別為36.2%、49.9%、64.1%，與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)差別明顯;用水總量分別為5 498億、6 022億、5 813億m³，與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)差別極大^［3-4］。隨著人口格局變化加劇，近年來(lái)眾多機(jī)構(gòu)和學(xué)者圍繞人口特征對(duì)需水的影響進(jìn)行了新的探討，研究重點(diǎn)集中在水安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、需水規(guī)模預(yù)測(cè)和影響機(jī)理識(shí)別等方面。在水安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，聯(lián)合國(guó)教科文組織發(fā)布的《2023聯(lián)合國(guó)世界水發(fā)展報(bào)告》指出，隨著人口總量快速增加等因素影響，2050年之前全球用水量仍將以每年1%的速率持續(xù)增長(zhǎng)，中、低收入國(guó)家未來(lái)將面臨較大的供水壓力^［5］。Nazari等^［6］構(gòu)建了全球尺度的水密度指數(shù)（人口規(guī)模與可新增水資源量比值），發(fā)現(xiàn)21世紀(jì)中期全球2/3的人口將生活在水資源壓力較大的地區(qū)，該比例將比1965年增加17%。Klassert等^［7］通過(guò)建立反映人口特征和氣候特征的系統(tǒng)動(dòng)力模型，識(shí)別了人口結(jié)構(gòu)和氣候變化對(duì)約旦水安全的影響，評(píng)估結(jié)果認(rèn)為在最不利的氣候條件下，人口增加會(huì)導(dǎo)致約旦2100年人均可用水量下降50%。在需水規(guī)模預(yù)測(cè)方面，秦長(zhǎng)海等^［8］認(rèn)為經(jīng)濟(jì)水平是需水增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?，通過(guò)解析人均GDP與人均需水量的關(guān)系特征，預(yù)測(cè)中國(guó)全口徑需水總量將于2039年達(dá)到峰值6 907億m³。趙勇等^［4］梳理了主要發(fā)達(dá)國(guó)家用水演變歷程，提出了第三產(chǎn)業(yè)占比為60%、人均GDP為2萬(wàn)美元、城鎮(zhèn)化率為70%的用水峰值特征，并結(jié)合各地區(qū)人口、產(chǎn)業(yè)發(fā)展演變規(guī)律，預(yù)測(cè)了中國(guó)用水量將于2037年達(dá)到峰值6 480億m³。此外，還有一些學(xué)者解析了人口城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、收入結(jié)構(gòu)、教育結(jié)構(gòu)對(duì)需水的影響機(jī)理^［9-11］，并給出了相應(yīng)量化成果?？傮w來(lái)看，針對(duì)人口要素對(duì)需水的影響，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量研究，取得了豐碩成果。但現(xiàn)有成果主要以相關(guān)性分析等手段開(kāi)展研究，難以有效評(píng)估人口特征的多維度變化對(duì)需水的復(fù)雜影響，且現(xiàn)有研究較少考慮人口達(dá)峰與需水的相互關(guān)系，難以支撐國(guó)家需水管理的實(shí)踐需求。

需水量是指區(qū)域滿足正常合理消費(fèi)水平、維持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境健康穩(wěn)定所需要的理想水量規(guī)模;用水量則是指區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境實(shí)際使用的水量規(guī)模，不僅與需求有關(guān)，還受到區(qū)域水資源條件、工程保障能力等多種因素影響^［12］。中國(guó)以往水量需求測(cè)算主要從用水端展開(kāi)，通過(guò)趨勢(shì)分析法、用水定額法、人均用水量法推求未來(lái)用水需求，缺少考慮商品、服務(wù)端的快速變化對(duì)水需求的直接影響。為了全面、準(zhǔn)確地反映人口變化對(duì)需水的重大影響，本文從消費(fèi)端出發(fā)，量化分析人口的年齡結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)對(duì)需水的作用機(jī)理，并以此為切入點(diǎn)，分析研判中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值的規(guī)模和時(shí)點(diǎn)。本研究可為中國(guó)水安全保障提供技術(shù)支撐，為水資源供需格局研判和水資源管理政策制定提供參考依據(jù)。

1 人口特征對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水的影響分析

中國(guó)人口會(huì)長(zhǎng)期處于負(fù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和研究機(jī)構(gòu)的普遍共識(shí)，但相比于已經(jīng)出現(xiàn)人口達(dá)峰的發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)人口格局表現(xiàn)出三方面顯著特征。一是人口總量仍會(huì)長(zhǎng)期處于超大規(guī)模。根據(jù)聯(lián)合國(guó)人口司預(yù)測(cè)^［13］，截至21世紀(jì)中期中國(guó)人口總量還會(huì)保持在13億人。因此，中國(guó)的人口負(fù)增長(zhǎng)是超大人口規(guī)?；A(chǔ)上的緩慢負(fù)增長(zhǎng)，人口規(guī)模巨大始終是中國(guó)的基本國(guó)情。二是少子化與老齡化是中國(guó)人口年齡結(jié)構(gòu)的主要態(tài)勢(shì)。目前，中國(guó)14歲以下和65歲以上人口占比在全球214個(gè)國(guó)家和地區(qū)中分別排名153位和65位，是全球主要經(jīng)濟(jì)體中少子化、老齡化問(wèn)題比較突出的國(guó)家，考慮到人口出生率不斷下降的實(shí)際情況，未來(lái)中國(guó)少子化、老齡化問(wèn)題可能會(huì)更加突出。三是人口會(huì)持續(xù)向經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)移。人口向京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、成渝等城市群以及省會(huì)城市集中是中國(guó)人口空間變化的顯著特征，根據(jù)第七次人口普查數(shù)據(jù)，2010—2020年間中國(guó)省會(huì)城市的常住人口和流動(dòng)人口分別增加了1 058萬(wàn)和7 811萬(wàn)人，造成中心城市承載壓力明顯加大。

人口結(jié)構(gòu)包括年齡結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、教育結(jié)構(gòu)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面，考慮到年齡結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)是中國(guó)人口格局變化的關(guān)鍵變量，并且教育結(jié)構(gòu)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)與城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)存在較為明顯的關(guān)聯(lián)性，因此，著重分析年齡結(jié)構(gòu)和城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)對(duì)中國(guó)需水的影響機(jī)理。選擇與人口變化密切相關(guān)的居民生活需水、主要工業(yè)品消費(fèi)需水和食物消費(fèi)需水為研究對(duì)象。本文中的居民生活需水是指居民住宅日常生活需水，主要工業(yè)品消費(fèi)需水是指生產(chǎn)與居民生活密切相關(guān)的工業(yè)產(chǎn)品的需水量，食物消費(fèi)需水是指農(nóng)田灌溉、林牧漁業(yè)灌溉和牲畜繁殖生長(zhǎng)所需的凈消耗水量。城鄉(xiāng)不同年齡段居民的生活需水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)自本團(tuán)隊(duì)在全國(guó)發(fā)放的22 500份家庭用水行為習(xí)慣調(diào)查問(wèn)卷（其中有效問(wèn)卷18 742份）;主要工業(yè)品消費(fèi)數(shù)據(jù)來(lái)自于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2021》和相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)、消費(fèi)調(diào)查報(bào)告及相關(guān)文獻(xiàn)^［14-16］，主要工業(yè)品生產(chǎn)用水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)自于相關(guān)產(chǎn)品的用水定額標(biāo)準(zhǔn);食品消費(fèi)量數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2021》，不同食物類型的耗水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)自于He等^［17］、吳燕等^［18］的研究成果。本研究以2021年為基準(zhǔn)年，少年、青年、中青年、中年和老年的年齡閾值分別為20歲以下、20～29歲、30～39歲、40～59歲和60歲以上。

1.1 城鄉(xiāng)不同年齡結(jié)構(gòu)居民家庭生活需水

通過(guò)對(duì)全國(guó)18 742個(gè)家庭洗浴、洗衣、飲食、個(gè)人衛(wèi)生、家庭清潔用水行為調(diào)查，發(fā)現(xiàn)中國(guó)居民生活需水總體呈現(xiàn)隨年齡增加而降低的趨勢(shì)，同時(shí)城鄉(xiāng)居民用水需求存在較大差異，城鎮(zhèn)明顯高于農(nóng)村（圖1）。從城鎮(zhèn)居民來(lái)看，城鎮(zhèn)青年人均需水定額最大，為135 L/d；城鎮(zhèn)老年的人均需水定額最小，為111 L/d。農(nóng)村居民與城鎮(zhèn)居民生活需水表現(xiàn)出相似的年齡分布特征，農(nóng)村青年的人均需水定額最大，為113 L/d，與同年齡段城鎮(zhèn)居民相差16%;農(nóng)村老年的人均生活需水定額最小，為87 L/d，與同年齡段城鎮(zhèn)居民相差22%。通過(guò)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)取算數(shù)平均值，計(jì)算得出2021年中國(guó)居民人均生活用水定額為113 L/d，該數(shù)據(jù)與2021年度《中國(guó)水資源公報(bào)》數(shù)據(jù)較為一致。

1.2 城鄉(xiāng)不同年齡結(jié)構(gòu)居民主要工業(yè)品消費(fèi)需水

本文涉及的主要工業(yè)品包括汽車、摩托車、電動(dòng)助力車等交通產(chǎn)品，洗衣機(jī)、電冰箱（柜）、微波爐、彩色電視機(jī)、空調(diào)、熱水器、排油煙機(jī)等家用電器，移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品，以及被用于居民生活的汽油、天然氣、電力等能源產(chǎn)品。從表1可以看出，由于消費(fèi)模式和收入水平的差異，中國(guó)城鄉(xiāng)不同年齡段居民的主要工業(yè)品消費(fèi)數(shù)量具有明顯區(qū)別。在交通產(chǎn)品方面，城鎮(zhèn)居民的汽車消費(fèi)量明顯高于農(nóng)村，但摩托車和電動(dòng)助力車消費(fèi)較農(nóng)村居民偏小;青年、中青年和中年是中國(guó)交通產(chǎn)品消費(fèi)的主要群體，其汽車、摩托車、電動(dòng)助力車的消費(fèi)量分別占全國(guó)總量的96%、91%和87%。在家用電器方面，中國(guó)城鄉(xiāng)居民洗衣機(jī)、電冰箱（柜）、彩色電視機(jī)的消費(fèi)數(shù)量基本相當(dāng)，但城鎮(zhèn)居民微波爐、空調(diào)、熱水器和排油煙機(jī)的消費(fèi)數(shù)量明顯高于農(nóng)村居民;從年齡特征看，除了熱水器和排油煙機(jī)的主要消費(fèi)群體為青年人外，其他家用電器的主要消費(fèi)群體都為中青年人。在電子產(chǎn)品方面，城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民平均每百人手機(jī)消費(fèi)量分別為91.7臺(tái)和96.3臺(tái)，城鎮(zhèn)略低于農(nóng)村，青年、中青年和中年人的手機(jī)擁有量明顯高于少年和老年。城鎮(zhèn)居民的計(jì)算機(jī)擁有量是農(nóng)村居民的2.6倍，主要消費(fèi)群體集中在少年、青年和中青年。在能源產(chǎn)品方面，農(nóng)村居民除電力消費(fèi)與城鎮(zhèn)居民較為接近外，汽油和天然氣消費(fèi)量遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)居民，中青年是中國(guó)能源產(chǎn)品消費(fèi)的主要群體。

在主要工業(yè)品消費(fèi)特征分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同產(chǎn)品用水定額，計(jì)算得到中國(guó)居民主要工業(yè)品消費(fèi)需水量（表1）。可以看出，中國(guó)城鎮(zhèn)居民人均主要工業(yè)品消費(fèi)需水量整體高于農(nóng)村，但兩者相差較小。在城鎮(zhèn)居民中，中青年是主要工業(yè)品消費(fèi)需水最大的群體，其人均需水量為19.9 m³，比需水最少的少年人群多了近10倍；在農(nóng)村居民中，青年是主要工業(yè)品消費(fèi)需水最大的群體，其人均需水量為18.2 m³。

1.3 城鄉(xiāng)不同年齡結(jié)構(gòu)居民食物消費(fèi)需水

中國(guó)城鄉(xiāng)不同年齡段居民糧食、蔬菜、肉類、禽類、水產(chǎn)品、蛋類、奶類和水果的消費(fèi)結(jié)構(gòu)如表2所示?？梢钥闯?，城鎮(zhèn)居民除了人均糧食消費(fèi)較少外，其他食物消費(fèi)都高于農(nóng)村地區(qū)。糧食目前仍是中國(guó)最主要的食物消費(fèi)類型，城鎮(zhèn)和農(nóng)村中年人群的人均糧食消費(fèi)量分別為149.8 kg/a和205.0 kg/a，分別比排名第2的中青年人群多15.1 kg/a和20.6 kg/a。肉類和禽類的消費(fèi)量隨年齡結(jié)構(gòu)整體呈下降趨勢(shì)，青年人消費(fèi)量最多，老年人消費(fèi)量最少。與肉類和禽類相反，蔬菜和水產(chǎn)品的消費(fèi)量整體隨年齡增加而上漲，中年人是蔬菜和水產(chǎn)品的主要消費(fèi)群體。水果和奶類的消費(fèi)人群主要集中于少年，目前，中國(guó)城鄉(xiāng)少年群體的水果、奶類人均消費(fèi)量分別為71.2 kg/a和22 kg/a。蛋類消費(fèi)隨年齡變化趨勢(shì)并不顯著，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民人均蛋類消費(fèi)分別為13.2～13.6 kg/a和10.7～11.1 kg/a。

由于飲食消費(fèi)結(jié)構(gòu)的巨大差異，城鄉(xiāng)不同年齡段居民食物消費(fèi)需水也存在顯著區(qū)別，城鎮(zhèn)普遍高于農(nóng)村。目前，中國(guó)城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民人均食物消費(fèi)年需水量分別為180 m³和159 m³，兩者相差11.7%（表2），該數(shù)據(jù)與琚潤(rùn)濤^［19］、He等^［20］的研究成果基本一致。從年齡結(jié)構(gòu)看，青年人是中國(guó)食物消費(fèi)需水的最大群體，占食物消費(fèi)需水總量的22.1%，其次為中青年、中年、少年和老年。

2 人口變化背景下中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值預(yù)測(cè)

經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平與人均需水定額密切相關(guān)，為了研究人口變化背景下中國(guó)需水總量達(dá)峰的規(guī)模和時(shí)點(diǎn)，本研究參考秦長(zhǎng)海等^［8］的研究結(jié)論，認(rèn)為人均GDP相似的地區(qū)人均需水定額相近。通過(guò)測(cè)算未來(lái)典型年城鄉(xiāng)不同年齡人群的人均需水規(guī)模，結(jié)合人口總量、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)的相關(guān)預(yù)測(cè)成果，通過(guò)定額法推求未來(lái)城鄉(xiāng)及全國(guó)需水峰值的規(guī)模和時(shí)點(diǎn)。

2.1 研究方法與數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)

2.1.1 人口總量預(yù)測(cè)

近年來(lái)中國(guó)實(shí)施了一系列生育促進(jìn)政策，但受育兒條件變化、觀念轉(zhuǎn)變、育齡婦女人數(shù)減少等多重因素影響，加之政策邊際效應(yīng)減弱，中國(guó)人口出生率不斷下降，人口總量持續(xù)減少。國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心基于對(duì)中國(guó)城鄉(xiāng)生育率、人口死亡率、出生人口性別比和農(nóng)村人口轉(zhuǎn)移的分析預(yù)測(cè)^［21］，利用改進(jìn)的人口結(jié)構(gòu)模型迭代測(cè)算得出2025年中國(guó)人口總量會(huì)下降到14.08億人，2030年會(huì)下降到14億人，2040年和2050年分別會(huì)進(jìn)一步下降到13.6億人和13.0億人。本文中關(guān)于人口總量的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)采用國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心的分析成果。

2.1.2 城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)

2021年中國(guó)城鎮(zhèn)化率為64.7%，處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展期的后半階段，將要達(dá)到70%這一快速發(fā)展期向穩(wěn)定發(fā)展期轉(zhuǎn)變的臨界點(diǎn)。根據(jù)第七次全國(guó)人口普查數(shù)據(jù)，過(guò)去10 a中國(guó)城鎮(zhèn)化率有所放緩，考慮到城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)變化的新特點(diǎn)，參考《國(guó)家人口發(fā)展規(guī)劃（2016—2030年）》^［22］以及喬文怡等^［23］的研究成果，預(yù)測(cè)2025年、2030年、2040年和2050年中國(guó)城鎮(zhèn)化率可能將分別達(dá)到67%、70%、75%和79%。

2.1.3 年齡結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)

少子化和老齡化將成為中國(guó)人口年齡結(jié)構(gòu)變化的長(zhǎng)期趨勢(shì)。2021年，中國(guó)人口年齡的中位數(shù)為38.5歲，首次超過(guò)年齡中位數(shù)37.9歲的美國(guó)，比老齡化問(wèn)題嚴(yán)重的日本年輕10歲左右。根據(jù)聯(lián)合國(guó)人口司預(yù)測(cè)，2050年，中國(guó)人口年齡中位數(shù)將達(dá)到49.6歲，遠(yuǎn)超英國(guó)、美國(guó)等主要西方發(fā)達(dá)國(guó)家，接近日本53.3歲的水平。參考聯(lián)合國(guó)人口司、國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心等機(jī)構(gòu)對(duì)中國(guó)生育率預(yù)測(cè)結(jié)果^{［13，21］}，以及第七次人口普查各年齡段人口存活率數(shù)據(jù)^［24］，本研究利用人口年齡移算模型預(yù)測(cè)不同時(shí)期城鄉(xiāng)少年、青年、中青年、中年和老年的人口規(guī)模。

年齡移算模型主要依據(jù)人口是年齡時(shí)間函數(shù)的原理，以現(xiàn)狀年各年齡段人口數(shù)量為基礎(chǔ)，依據(jù)不同年齡段存活率逐年遞推預(yù)測(cè)人口數(shù)量。具體而言，預(yù)測(cè)年齡為1歲的人口數(shù)量，是由上一年度0歲人口數(shù)量乘以0歲人口存活率而來(lái);預(yù)測(cè)年齡為2歲的人口數(shù)量，是由1歲人口數(shù)量乘以1歲人口存活率而來(lái)，以此類推。年齡移算模型計(jì)算公式如下：

P_i+1（t+1）=P_i（t）×S_i（t）??? （1）

式中：P_i（t）、P_i+1（t+1）分別為t年i歲、t+1年i+1歲人口數(shù)量，人;S_i（t）為t年i歲人口的存活率。

2.1.4 人均經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水定額預(yù)測(cè)

人均GDP越高，所需要的產(chǎn)品和服務(wù)越多，其人均經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水量就越大^［25］。林毅夫等^［26］預(yù)測(cè)2022—2035年中國(guó)GDP總量的年均增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將穩(wěn)定在4.7%，2036—2050年將維持在4%左右。據(jù)此推算，中國(guó)人均GDP將由2021年的8.1萬(wàn)元，增長(zhǎng)到2025年的8.6萬(wàn)元、2030年的12.4萬(wàn)元、2040年的17.7萬(wàn)元和2050年的29.3萬(wàn)元，分別相當(dāng)于2021年湖北、福建、上海和香港的人均GDP水平。本文基于2021年湖北、福建、上海、香港不同年齡人群的居民生活需水、主要工業(yè)品消費(fèi)需水和食物消費(fèi)需水分布特征，通過(guò)測(cè)算居民家庭生活需水與生活需水（包括居民家庭生活需水和第三產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)需水）、主要工業(yè)品需水與工業(yè)需水、農(nóng)業(yè)耗水與農(nóng)業(yè)用水的比例關(guān)系，推算得出湖北、福建、上海、香港不同城鄉(xiāng)年齡結(jié)構(gòu)居民的人均生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)需水規(guī)模，據(jù)此形成2025年、2030年、2040年和2050年中國(guó)人均經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水規(guī)模。具體計(jì)算公式如下。

式中：Q_d，m（t）、Q_i，m（t）、Q_a，m（t）分別為m年齡段人群在第t年的家庭生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)需水定額，m³/人;S_l，m（t）、S_p，m（t）、S_f，m（t）分別為m年齡段人群在第t年的居民家庭生活、主要工業(yè)品、食物消費(fèi)的需水定額，m³/人，湖北、福建、上海不同年齡段人群的居民家庭生活、主要工業(yè)品、食物消費(fèi)的需水定額依據(jù)本團(tuán)隊(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)、《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2021》、相關(guān)文獻(xiàn)和用水定額標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算而來(lái)，香港不同年齡段人群需水定額數(shù)據(jù)依據(jù)《2021年香港統(tǒng)計(jì)年刊》、第二次全港食物消費(fèi)調(diào)查報(bào)告、相關(guān)文獻(xiàn)和用水定額標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算而來(lái);T_l-d為居民家庭生活用水占生活用水的比例，其中湖北、福建、上海的占比數(shù)據(jù)來(lái)自2021年《中國(guó)水資源公報(bào)》，香港的占比數(shù)據(jù)來(lái)自香港水務(wù)署2020—2021年報(bào);T_p-i為主要工業(yè)品生產(chǎn)需水占工業(yè)需水的比例，該數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)經(jīng)濟(jì)普查年鑒》，由于缺少分省數(shù)據(jù)，該占比采用全國(guó)平均值表示;T_f-a為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耗水占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的比例，該數(shù)據(jù)來(lái)自2021年《中國(guó)水資源公報(bào)》;W_m（t）為m年齡段人群在第t年的人均經(jīng)濟(jì)社會(huì)綜合用水定額，m³/人；W（t）為第t年全國(guó)需水總量，m³;P_m（t）為m年齡段人群在第t年的人口數(shù)量，人；m=1，2，…，5，分別代表少年、青年、中青年、中年、老年5個(gè)年齡段。

2.2 基于人口特征的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水變化曲線

基于人口特征對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水的影響分析，發(fā)現(xiàn)人口年齡結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、總量規(guī)模是影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水的三大條件，基于3個(gè)變量的演變規(guī)律，提出了基于人口特征的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水變化曲線（Socio-Economic Water Demand Curve Based on Population Characteristics，簡(jiǎn)稱WDP曲線），用于反映人口對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水的影響。如圖2所示，WDP曲線總體可看作是一個(gè)符合邏輯斯蒂增長(zhǎng)模型的S型曲線，根據(jù)曲線的變化趨勢(shì)，可將經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水過(guò)程分為快速增長(zhǎng)、穩(wěn)定增長(zhǎng)、緩慢增長(zhǎng)和需求下降4個(gè)階段。在快速增長(zhǎng)階段（P（A）—P（B）），由于人口總量和城鎮(zhèn)化率的快速增加，加之人口年齡結(jié)構(gòu)也處于合理區(qū)間，此時(shí)需水量將呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展導(dǎo)致的人口老齡化不斷加劇是國(guó)家發(fā)展的普遍趨勢(shì)，當(dāng)老齡人口增加帶來(lái)的需水下降效應(yīng)不斷凸顯，達(dá)到臨界點(diǎn)F時(shí)，需水總量將會(huì)從快速增長(zhǎng)階段進(jìn)入到穩(wěn)定增長(zhǎng)階段（P（B）—P（C））。進(jìn)一步地，隨著城鎮(zhèn)化率和老齡化率增加，人口規(guī)模增速會(huì)逐漸變緩，當(dāng)人口總量達(dá)到峰值點(diǎn)G時(shí)，人口規(guī)模增加帶來(lái)的需水增長(zhǎng)效應(yīng)將會(huì)消失，此時(shí)需水將會(huì)從穩(wěn)定增長(zhǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛鲩L(zhǎng)（P（C）—P（D）），城鎮(zhèn)化率提升帶來(lái)的生活水平上漲將成為此階段需水增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α．?dāng)城鎮(zhèn)化率提升導(dǎo)致的需水上漲效應(yīng)達(dá)到拐點(diǎn)H后，人口年齡結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、總量規(guī)模帶來(lái)的需水增長(zhǎng)動(dòng)力將會(huì)全部消失，經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水將會(huì)進(jìn)入到下降階段（P（D）—P（E））。

當(dāng)前，中國(guó)進(jìn)入到深度老齡化社會(huì)，人口總量已經(jīng)達(dá)峰，城鎮(zhèn)化率持續(xù)上漲但增速開(kāi)始下降。根據(jù)WDP曲線變化過(guò)程，中國(guó)正處于需水緩慢增長(zhǎng)階段的中后期。未來(lái)一段時(shí)間，受制于年齡結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、總量規(guī)模等因素影響，中國(guó)需水可能會(huì)出現(xiàn)繼續(xù)保持緩慢增長(zhǎng)或需求下降2種態(tài)勢(shì)。若需水持續(xù)增加，保障水資源的安全有效供給仍將成為水資源管理的長(zhǎng)期任務(wù);若需水開(kāi)始減少，水資源管理則需要從保障供給向提質(zhì)增效轉(zhuǎn)變。

2.3 經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值時(shí)點(diǎn)研判

根據(jù)上述研究思路，以2021年為基準(zhǔn)年，預(yù)測(cè)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值時(shí)點(diǎn)（圖3）。結(jié)果顯示，未來(lái)30 a，隨著城鎮(zhèn)人口數(shù)量的增加和生活水平的提升，中國(guó)城鎮(zhèn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水總量會(huì)持續(xù)上升。2021年，中國(guó)城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水總量為4 173億m³，該數(shù)字將會(huì)增加到2030年的4 806億、2040年的5 701億和2050年的5 923億m³。從年齡結(jié)構(gòu)看，城鎮(zhèn)少年群體的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水量將從現(xiàn)狀的748億m³持續(xù)下降到2050年的419億m³，與此相反，老年群體的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水量則會(huì)從現(xiàn)狀的506億m³大幅增加到2050年的1 863億m³。中國(guó)農(nóng)村地區(qū)未來(lái)需水規(guī)模將表現(xiàn)出先增后減的變化趨勢(shì)，需水總量拐點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)在2030年左右，峰值規(guī)模為1 933億m³。與城鎮(zhèn)地區(qū)相似，農(nóng)村少年群體的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水量未來(lái)會(huì)持續(xù)減少，青年、中青年、中年的需水峰值將在2025年左右出現(xiàn)，老年群體則會(huì)在2030年左右達(dá)到需水峰值437億m³。

從全國(guó)層面看，盡管中國(guó)人口總量已于2022年達(dá)峰，但人口結(jié)構(gòu)變化會(huì)使得經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值出現(xiàn)延后（表3）。根據(jù)測(cè)算，中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水總量會(huì)從2021年的5 996億m³持續(xù)增加到2040年的7 296億m³，此后需水規(guī)模會(huì)有所回落，下降到2050年的7 104億m³。基于2040年前后需水變化過(guò)程，預(yù)測(cè)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值大約出現(xiàn)在2042年，達(dá)峰規(guī)模約為7 300億m³。老年人群需水規(guī)模的持續(xù)增加，是未來(lái)一段時(shí)期中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水上漲的最主要?jiǎng)恿?。目前老年是中?guó)需水規(guī)模最少的年齡群體，需水量占中國(guó)總量的14%，2040年，老年群體的需水量占比預(yù)計(jì)將增加到中國(guó)總量的1/4。由于人口規(guī)模的減少，少年群體的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水量會(huì)從目前的1 079億m³持續(xù)下降到2050年的502億m³，降幅將達(dá)到53%。

3 關(guān)于中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值的討論

3.1 人口特征對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水的驅(qū)動(dòng)機(jī)制

本研究表明，人口城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)和總量規(guī)模對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水特征有著直接影響。中國(guó)城鄉(xiāng)居民經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水差異的本質(zhì)是城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的明顯差別，在這種二元經(jīng)濟(jì)模式背景下，城鎮(zhèn)居民具有更高的收入水平和社會(huì)保障，而這也會(huì)在需水端體現(xiàn)出來(lái)。在生活需水方面，由于城鄉(xiāng)供排水網(wǎng)絡(luò)體系差別明顯，加之居民衛(wèi)生習(xí)慣有所不同，導(dǎo)致農(nóng)村居民家庭用水設(shè)施相對(duì)單一，而城鎮(zhèn)居民淋浴、馬桶等用水量大的設(shè)備配套更加完善。在主要工業(yè)品消費(fèi)方面，目前城鎮(zhèn)居民工業(yè)品消費(fèi)數(shù)量整體高于農(nóng)村，但由于工業(yè)品的用水定額相對(duì)較低，導(dǎo)致城鄉(xiāng)居民主要工業(yè)品消費(fèi)需水的差異并不顯著。食物消費(fèi)需水占居民經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水總量的絕大部分，由于城鎮(zhèn)居民更高的收入水平，其食物消費(fèi)需水明顯高于同年齡段農(nóng)村居民。老齡化是中國(guó)人口年齡結(jié)構(gòu)的主要特征，本研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)老年人群的居民家庭生活需水、主要工業(yè)品消費(fèi)需水和食物消費(fèi)需水相較于其他年齡人群均明顯降低，其中家庭生活和工業(yè)品消費(fèi)需水的下降與老年人洗浴、清潔頻率減小以及購(gòu)物欲望下降等因素有關(guān)。食物需求與身體機(jī)能、勞動(dòng)強(qiáng)度等因素密切相關(guān)，由于老年人的新陳代謝速度減慢，吸收功能衰退，對(duì)食品的消耗需求也有所減弱。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織分析結(jié)果，全球老齡人口食物消費(fèi)水平為青壯年的50%～70%，這與本文研究結(jié)果相似。人是水資源的最終消費(fèi)者，人口總量的下降意味著水資源消費(fèi)受體規(guī)模的絕對(duì)減少。但需要注意的是，需水規(guī)模的下降并不意味著用水特征會(huì)立即發(fā)生轉(zhuǎn)變，特別是產(chǎn)業(yè)用水，可能與該產(chǎn)業(yè)的比較優(yōu)勢(shì)有關(guān)。

3.2 基于經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值的分行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)研判

人口結(jié)構(gòu)和總量是決定需水的關(guān)鍵因子，相對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模、科技水平、管理政策等影響因素，人口是一個(gè)“慢變量”，在沒(méi)有突發(fā)性、重大外部沖擊下，人口結(jié)構(gòu)與數(shù)量的變化是穩(wěn)定的，能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)，這為做好需水的前瞻性安排提供了有利條件。但人口的需求屬性在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)遵循特定規(guī)律，這意味著人口變化對(duì)需水的影響不具備太多短周期的調(diào)控工具，必須更多著眼于長(zhǎng)周期的預(yù)判分析。

本研究的分析表明，由于人口城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)變化尚未達(dá)到拐點(diǎn)，人口總量的負(fù)增長(zhǎng)并不會(huì)立即帶來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水的負(fù)增長(zhǎng)，2042年之前中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水可能還將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。然而，未來(lái)城鄉(xiāng)不同年齡人群需水特征的明顯差異，意味著需水保障的重點(diǎn)相比現(xiàn)狀將出現(xiàn)新的改變。城鎮(zhèn)生活是過(guò)去數(shù)十年中國(guó)供水保障的重點(diǎn)，根據(jù)《中國(guó)水資源公報(bào)》統(tǒng)計(jì)，2000—2020年中國(guó)城鎮(zhèn)生活用水從284億m³增加到675億m³，年均增幅為4.5%，遠(yuǎn)高于城鎮(zhèn)人口年均增長(zhǎng)率（3.4%），未來(lái)30 a中國(guó)城鎮(zhèn)地區(qū)需水還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，保障城市生活供水安全將成為未來(lái)水治理的重點(diǎn)工作。擁有全部工業(yè)門類、以實(shí)體經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，是中國(guó)與主要發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展路徑的顯著區(qū)別?？紤]到東部地區(qū)現(xiàn)階段已經(jīng)總體進(jìn)入到工業(yè)化后半階段，伴隨著工業(yè)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化，未來(lái)需水可能會(huì)持續(xù)減弱;而中、西部地區(qū)工業(yè)化進(jìn)程尚未完成，且部分工業(yè)門類仍處于快速發(fā)展階段，未來(lái)工業(yè)需水有可能持續(xù)增加，應(yīng)對(duì)工業(yè)需水的空間異質(zhì)性問(wèn)題，將成為未來(lái)中國(guó)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。隨著食物消費(fèi)的不斷升級(jí)，中國(guó)食物安全保障已逐步從以往的“口糧安全”轉(zhuǎn)變?yōu)椤按笫澄锇踩?，?gòu)建多元食物供給體系將成為未來(lái)一個(gè)時(shí)期農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。目前，中國(guó)食物安全由國(guó)內(nèi)、國(guó)際2個(gè)市場(chǎng)共同保障的特性已十分明顯，且部分農(nóng)產(chǎn)品主要依賴國(guó)外進(jìn)口，考慮到近年來(lái)國(guó)際農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)不穩(wěn)定性明顯增加，國(guó)家制定相關(guān)農(nóng)業(yè)用水政策時(shí)，需對(duì)突發(fā)事件導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)需水變化予以充分考慮。

3.3 經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值和貿(mào)易格局決定區(qū)域用水特征

經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水的極值特征和對(duì)外貿(mào)易模式對(duì)區(qū)域用水態(tài)勢(shì)有著直接影響。理論上，正常合理范圍內(nèi)的需水均應(yīng)得到保障，但如何保障卻有2種不同的方式，一種是采用增加供水能力等“強(qiáng)載”的方式，另一種是通過(guò)貿(mào)易結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加高耗水產(chǎn)品進(jìn)口等“卸荷”的方式，通過(guò)何種方式來(lái)滿足需水規(guī)模直接決定了區(qū)域的用水特征。根據(jù)《中國(guó)水資源公報(bào)》，中國(guó)農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、用水總量的峰值分別于1985年、2011年和2013年出現(xiàn)，峰值規(guī)模分別為4 240億、1 462億和6 183億m³，根據(jù)此特征，部分專家學(xué)者認(rèn)為中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水規(guī)模已經(jīng)達(dá)峰。事實(shí)上，目前已經(jīng)出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)達(dá)峰的是用水規(guī)模，并非是需水規(guī)模。通過(guò)計(jì)算分析，本研究認(rèn)為中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水還處在持續(xù)增長(zhǎng)的階段，而部分行業(yè)用水達(dá)峰可能是由于虛擬水進(jìn)口的影響。過(guò)去數(shù)十年，中國(guó)對(duì)外貿(mào)易格局基本穩(wěn)定有序，國(guó)家可以充分進(jìn)口高耗水產(chǎn)品來(lái)減緩自身用水壓力。近年來(lái)，受新冠疫情、俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)、外貿(mào)環(huán)境動(dòng)蕩等因素影響，對(duì)外貿(mào)易出現(xiàn)“黑天鵝”、“灰犀?！笔录母怕拭黠@增加，決定中國(guó)用水規(guī)模的外部控制邊界開(kāi)始出現(xiàn)顯著的不確定性。例如，新冠疫情初期，越南、俄羅斯、印度等世界主要糧食出口國(guó)紛紛限制或減少糧食的出口，以確保本國(guó)居民的優(yōu)先消費(fèi)，這些行為嚴(yán)重?cái)_亂了國(guó)際糧食市場(chǎng)的平穩(wěn)，造成中國(guó)主糧價(jià)格上漲。2022年俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)初期，國(guó)際糧價(jià)發(fā)生劇烈動(dòng)蕩，給中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)帶來(lái)了顯著影響。2022年中國(guó)小麥、大豆、原油等高耗水產(chǎn)品的進(jìn)口規(guī)模分別占當(dāng)年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總量的7%、491%和258%，如果無(wú)法通過(guò)進(jìn)口滿足這些高耗水產(chǎn)品的需求，中國(guó)用水規(guī)模無(wú)疑將顯著增加。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水規(guī)模還未到達(dá)拐點(diǎn)、國(guó)際貿(mào)易環(huán)境動(dòng)蕩加劇的背景下，未來(lái)中國(guó)供水保障還應(yīng)該保持一定的彈性和韌性。

3.4 不確定性分析

中國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水特征受多種因素影響，極值規(guī)模和發(fā)生時(shí)點(diǎn)仍存在一定的不確定性，主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

（1） 人口特征的不確定性。中國(guó)正處于老齡化、少子化、區(qū)域人口增減分化的劇烈波動(dòng)期，人口變化表現(xiàn)出了前所未有的波動(dòng)特征，以往的人口變化規(guī)律已經(jīng)難以指導(dǎo)未來(lái)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。盡管目前有大量研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者對(duì)中國(guó)人口變化開(kāi)展了預(yù)測(cè)分析，但由于預(yù)測(cè)成果無(wú)法被有效驗(yàn)證，導(dǎo)致未來(lái)人口規(guī)模和特征難以準(zhǔn)確判斷，這對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水預(yù)測(cè)成果的準(zhǔn)確性帶來(lái)了一定影響。

（2） 消費(fèi)模式的不確定性。消費(fèi)水平是經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水規(guī)模的重要驅(qū)動(dòng)，隨著收入提升和消費(fèi)模式升級(jí)，未來(lái)中國(guó)人均需水定額可能還將持續(xù)增加，但具體增加到何種程度會(huì)受到科技進(jìn)步、可支配收入、物價(jià)水平、財(cái)政貨幣政策等一系列因素的影響，呈現(xiàn)出非線性的變化過(guò)程，由于這些因素難以被準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，因此消費(fèi)模式的不確定性也將影響未來(lái)需水特征。

（3） 科技進(jìn)步的不確定性。當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命正在重塑世界，以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)加速突破，以融合機(jī)器人、新材料為代表的先進(jìn)制造技術(shù)正在推進(jìn)升級(jí)轉(zhuǎn)型，未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)組織結(jié)構(gòu)和發(fā)展方式正在加速變革。技術(shù)進(jìn)步無(wú)疑會(huì)促進(jìn)需水過(guò)程的改變，從而增加經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水預(yù)測(cè)的難度。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水涉及各行各業(yè)無(wú)數(shù)個(gè)環(huán)節(jié)，若某項(xiàng)顛覆性措施未來(lái)大面積推廣，必將大幅改變經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水規(guī)模。

（4） 氣候變化的不確定性。氣候變化對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水特征有著直接影響，根據(jù)有關(guān)學(xué)者的研究，溫度每升高1 ℃，居民生活需水將增加約1%^［27］，工業(yè)冷卻需水將增加約2%^［16］，干旱半干旱地區(qū)灌溉需水可能會(huì)增加10%^［28］。本研究以現(xiàn)狀氣候條件下各行業(yè)需水特征進(jìn)行未來(lái)預(yù)測(cè)，未考慮氣候變化帶來(lái)的潛在影響，這可能會(huì)對(duì)未來(lái)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水規(guī)模產(chǎn)生影響。

4 結(jié)論

本文識(shí)別了人口城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水的影響規(guī)律，構(gòu)建了基于人口特征的需水變化曲線，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展了中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水演變態(tài)勢(shì)及峰值時(shí)點(diǎn)預(yù)測(cè)，主要研究結(jié)論如下：

（1） 現(xiàn)階段中國(guó)城鄉(xiāng)不同年齡段居民經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水存在明顯差異，城鎮(zhèn)居民家庭生活、主要工業(yè)品和食物消費(fèi)需水均高于農(nóng)村居民，老年人群是需水最少的年齡群體，食物消費(fèi)差異是造成城鄉(xiāng)居民需水差距的主要原因。

（2） 通過(guò)測(cè)算未來(lái)人口特征及人均需水規(guī)模，發(fā)現(xiàn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水峰值可能出現(xiàn)在2042年，達(dá)峰規(guī)模約為7 300億m³，老年人群需水規(guī)模持續(xù)增加，是未來(lái)一段時(shí)期中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水上漲的最主要?jiǎng)恿Α?/p>

（3） 研究認(rèn)為經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水規(guī)模和貿(mào)易格局是決定區(qū)域用水特征的邊界條件，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水還未到達(dá)拐點(diǎn)、國(guó)際貿(mào)易環(huán)境動(dòng)蕩加劇的背景下，未來(lái)中國(guó)供水保障還應(yīng)該保持一定的彈性和韌性。

參考文獻(xiàn)：

［1］馬于航，索梅芹.基于GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與正態(tài)區(qū)間估計(jì)的需水預(yù)測(cè)：以邯鄲市為例［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2022（3）：20-24.（MA Y H，SUO M Q.Research on water demand forecasting in Handan City based on GA-BP neural network and normal interval estimation［J］.China Rural Water and Hydropower，2022（3）：20-24.（in Chinese））

［2］侯保燈，高而坤，吳永祥，等.水資源需求層次理論和初步實(shí)踐［J］.水科學(xué)進(jìn)展，2014，25（6）：897-906.（HOU B D，GAO E K，WU Y X，et al.Water resources demand hierarchy theory and preliminary practice［J］.Advances in Water Science，2014，25（6）：897-906.（in Chinese））

［3］國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.2021中國(guó)人口與就業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒［M］.北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2021.（National Bureau of Statistics of China.2021 China population & employment statistics yearbook［M］.Beijing：China Statistic Publishing House，2021.（in Chinese））

［4］趙勇，李海紅，劉寒青，等.增長(zhǎng)的規(guī)律：中國(guó)用水極值預(yù)測(cè)［J］.水利學(xué)報(bào)，2021，52（2）：129-141.（ZHAO Y，LI H H，LIU H Q，et al.The law of growth：prediction of peak water consumption in China［J］.Journal of Hydraulic Engineering，2021，52（2）：129-141.（in Chinese））

［5］UNESCO.United nations world water development report 2023：water and climate change［R］.Paris：UNESCO，2023.

［6］NAZARI B，KESHAVARZ M.Water population density：global and regional analysis［J］.Theoretical and Applied Climatology，2023，153（1）：431-445.

［7］KLASSERT C，YOON J，SIGEL K，et al.Unexpected growth of an illegal water market［J］.Nature Sustainability，2023，6（1）：1406-1417.

［8］秦長(zhǎng)海，孫華月，趙勇，等.中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)消費(fèi)水量、效率及其未來(lái)極值［J］.南水北調(diào)與水利科技（中英文），2023，21（1）：76-86.（QIN C H，SUN H Y，ZHAO Y，et al.Water consumption，efficiency and future extremum of accompanying China′s social commodity consumption［J］.South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology，2023，21（1）：76-86.（in Chinese））

［9］GUO J，SUN H，DU B G.Multivariable time series forecasting for urban water demand based on temporal convolutional network combining random forest feature selection and discrete wavelet transform［J］.Water Resources Management，2022，36（9）：3385-3400.

［10］陳磊，喬昌凱，夏琳琳，等.廣東省新型城鎮(zhèn)化時(shí)期生活用水變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)制［J］.南水北調(diào)與水利科技（中英文），2021，19（2）：273-280.（CHEN L，QIAO C K，XIA L L，et al.Changes of domestic water consumption and its driving mechanism in the period of new urbanization of Guangdong［J］.South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology，2021，19（2）：273-280.（in Chinese））

［11］刁子乘，趙晶，韓宇平，等.河北省城鎮(zhèn)居民生活層次化用水的影響因素分析［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2023（6）：215-221.（DIAO Z C，ZHAO J，HAN Y P，et al.An analysis of the influencing factors of urban residents′ living hierarchical water use in Hebei Province［J］.China Rural Water and Hydropower，2023（6）：215-221.（in Chinese））

［12］王建華，何國(guó)華，師林蕊，等.中國(guó)用水演變態(tài)勢(shì)研判：讀《做好新時(shí)期水資源需求的研判》并與之商榷［J］.中國(guó)水利，2023，18：29-33.（WANG J H，HE G H，SHI L R，et al.Judging the evolution of China′s water use：reading and debating the study of “Making a good judgement on the water resources demand in the new era”［J］.China Water，2023，18：29-33.（in Chinese））

［13］United Nations：Department of Economic and Social Affairs，Population Division.World population prospects 2022：summary of results［EB/OL］.（2023-06-02）［2024-01-07］.https：∥population.un.org/wpp/Download/Probabilistic/Fertility/.

［14］曹靜，胡文皓.中國(guó)城鎮(zhèn)家庭汽油需求彈性估計(jì)［J］.清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，58（5）：489-493.（CAO J，HU W H.Estimating the elasticities of gasoline demand for urban households in China［J］.Journal of Tsinghua University （Science and Technology），2018，58（5）：489-493.（in Chinese））

［15］劉自敏，崔志偉，朱朋虎，等.中國(guó)電力消費(fèi)的動(dòng)態(tài)時(shí)空特征及其驅(qū)動(dòng)因素［J］.中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2019，29（11）：20-29.（LIU Z M，CUI Z W，ZHU P H，et al.Dynamic spatiotemporal feature and driving factors of China′s electricity consumption［J］.China Population，Resources and Environment，2019，29（11）：20-29.（in Chinese））

［16］WANG X J，ZHANG J Y，SHAHID S，et al.Forecasting industrial water demand in Huaihe River basin due to environmental changes［J］.Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change，2018，23（4）：469-483.

［17］HE G H，ZHAO Y，WANG L Z，et al.China′s food security challenge：effects of food habit changes on requirements for arable land and water［J］.Journal of Cleaner Production，2019，229：739-750.

［18］吳燕，王效科，逯非.北京市居民食物消耗生態(tài)足跡和水足跡［J］.資源科學(xué)，2011，33（6）：1145-1152.（WU Y，WANG X K，LU F.Ecological footprint and water footprint of food consumption in Beijing［J］.Resources Science，2011，33（6）：1145-1152.（in Chinese））

［19］琚潤(rùn)濤.我國(guó)居民食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化對(duì)虛擬水消耗的影響［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2017.（JU R T.Influence of changes in food consumption structure of Chinese residents on virtual water consumption［D］.Lanzhou：Lanzhou University，2017.（in Chinese））

［20］HE G H，GENG C F，ZHAI J Q，et al.Impact of food consumption patterns change on agricultural water requirements：an urban-rural comparison in China［J］.Agricultural Water Management，2021，243：949-961.

［21］國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心.中國(guó)人口的事實(shí)［R］.北京：國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心，2023.（Development Research Centre Of The State Council.Facts about Chinese population［R］.Beijing：Development Research Centre Of The State Council，2023.（in Chinese））

［22］國(guó)務(wù)院.國(guó)家人口發(fā)展規(guī)劃（2016—2030年）［EB/OL］.（2017-01-25）［2023-11-01］.https：∥www.gov.cn/zhengce/content/2.017-01/25/content_5163309.htm.（Chinese State Council.National population development plan （2016—2030）［EB/OL］.（2017-01-25）［2023-11-01］.https：∥www.gov.cn/zhengce/content/2.017-01/25/content_5163309.htm.（in Chinese））

［23］喬文怡，李玏，管衛(wèi)華，等.2016—2050年中國(guó)城鎮(zhèn)化水平預(yù)測(cè)［J］.經(jīng)濟(jì)地理，2018，38（2）：51-58.（QIAO W Y，LI L，GUAN W H，et al.Prediction of urbanization level in China：2016—2050［J］.Economic Geography，2018，38（2）：51-58.（in Chinese））

［24］國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.第七次全國(guó)人口普查公報(bào)［EB/OL］.（2021-05-11）［2023-11-01］.http：∥www.stats.gov.cn/sj/tjgb/rkpcgb/qgrkpcgb/202302/t20230206_1902001.html.（National Bureau of Statistics of China.The seventh national population census［EB/OL］.（2021-05-11）［2023-11-01］.http：∥www.stats.gov.cn/sj/tjgb/rkpcgb/qgrkpcgb/202302/t20230206_1902001.html.（in Chinese））

［25］HE Y，YANG J，CHEN X，et al.A two-stage approach to basin-scale water demand prediction［J］.Water Resources Management，2018，32（2）：401-416.

［26］林毅夫，文永恒，顧艷偉.中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)潛力展望：2020—2035、2035—2050［J］.金融論壇，2022，27（6）：3-15.（LIN Y F，WEN Y H，GU Y W.Prospect of China′s economic growth potential：2020—2035、2035—2050［J］.Finance Forum，2022，27（6）：3-15.（in Chinese））

［27］WILLIS R M，STEWART R A，PANUWATWANICH K，et al.Quantifying the influence of environmental and water conservation attitudes on household end use water consumption［J］.Journal of Environmental Management，2011，92（8）：1996-2009.

［28］蔣飛卿，董增川，吳晗，等.寧蒙引黃灌區(qū)灌溉需水對(duì)變化環(huán)境的響應(yīng)［J］.水文，2019，39（5）：35-39，7.（JIANG F Q，DONG Z C，WU H，et al.Response of irrigation water demand to changing environment in Yellow River irrigation area in Ningxia and Inner Mongolia［J］.Journal of China Hydrology，2019，39（5）：35-39，7.（in Chinese））

Impact of demographic characteristics on China′s economic and social water

demand，with peak projections

The study is financially supported by the National Key R&D Program of China （No.2021YFC3200204） and the National Natural Science Foundation of China （No.52109042）.

HE Guohua，ZHAO Yong，WANG Hao，HE Fan，LI Haihong，QIN Changhai，ZHU Hanlin

（State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin，China Institute of

Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100038，China）

Abstract：The size and distribution of the population are crucial factors determining the demand for water resources.Considering the significant decline in total population growth，the evolution of China′s economic and social water demand is directly related to macro-level decision-making in water resource management.By analyzing the demographic composition of China′s population in terms of urban-rural distribution and age distribution，this paper clarifies the impacts of these factors on economic and social water demand.It further establishes a water demand change curve based on these demographic characteristics，which is used to predict the evolution of economic and social water demand trends and peak projections.The research findings indicate that the peak projection of China′s economic and social water demand may occur in 2042，reaching an estimated scale of 730 billion cubic meters;before 2050，the total water demand in urban areas will continue to rise，whereas the peak projection in rural areas will likely occur around 2030.The scale of economic and social water demand is a boundary condition determining the characteristics of regional water usage.As China′s economic and social water demand is yet to reach an inflection point，and as the international trade environment is becoming more volatile，future efforts to ensure water supply security in China should maintain a certain degree of flexibility and resilience.

Key words：peak water demand;population negative growth;urban and rural structure;age structure;water demand curve