阜新市水生态足迹分析

乔 磊

阜新市水生态足迹分析

乔 磊

（辽宁闹德海供水有限责任公司，辽宁 阜新 123000）

计算了阜新市的水生态足迹，并与水生态承载力进行比较，得到了该市的水生态压力指数值。结果表明，阜新市综合水生态足迹为68.46万hm2，水生态压力指数值为0.6，全市水资源利用在整体上处于可持续状态；但阜新市区和清河门区的水生态足迹过大，水资源利用供需矛盾突出、不可持续。

阜新市；水生态足迹；水生态承载力；水生态压力指数

1 概述

随着人口增长与经济社会的发展，人类对水资源的需求不断增加，而同时水环境污染与气候变化等问题却不断减少自然界对水资源的供应［1-2］，不但成为限制国家经济增长的重要制约因素，也严重威胁着社会的健康发展［3］。水是重要的自然资本之一，自然资本管理的核心是可持续性发展，而水生态足迹是水资源可持续发展评估的重要指标之一。

生态足迹也称“生态占用”，它是指特定数量人群按照某一种生活方式所消费的，自然生态系统提供的，各种商品和服务功能，以及在这一过程中所产生的废弃物需要环境（生态系统）吸纳，并以生物生产性土地（或水域）面积来表示的一种可操作的定量方法，目前已广泛应用在全球、国家、城市和个人尺度上［4］。根据周文华等人所提的定义［5］，任何一个特定人口的水生态足迹，是指其占用的用于生产所消费的水资源和服务以及利用现行技术同化其所产生的废弃物的生物生产土地。

目前，我国开展了大量的水资源现状调查、需水量评估、水资源承载力评估等工作，为我国的水资源优化配置与管理提供了科学依据，但水生态足迹分析则进行得较少。鉴于此，本文以阜新市为例，计算该地区的水生态足迹（也可称为水生态足迹需求），并与水生态承载力（也可称为水生态足迹供给）进行比较，得到水生态压力指数，从而定量地判断该地区的可持续发展状态，为该市的社会经济发展提供参考。

2 分析方法

2.1 研究区概况

阜新市地处辽宁省西北部，位于东经121°1′～122°56′， 北纬 41°41′～42°56′之间。 北与科尔沁沙地接壤，东为辽河平原，西皆热河山地，是辽河与大凌河流域上中游浅山丘陵区域。主要山脉包括大青山、伊马图山、骆驼山、乌兰木图山等；主要河流有绕阳河、大凌河、柳河、细河、秀水河、牛河等。属北温带亚温带亚湿润半干旱大陆性季风气候，年均气温7.6℃。年均降水量481mm，大水面蒸发量1789mm，无霜期154天。

2.2 水生态足迹

水生态足迹以水资源为出发点，估算流域或区域水代谢强度；它从生产和消费2个角度全面反映人类对水资源的占有和利用情况，主要表示对水资源的需求，因此也可称之为“水生态足迹需求”。根据Stoeglehner等人所采用的分析方法，水生态足迹的计算公式可表示为［6］：

式中，EFw—水生态足迹，hm2；N—研究区域内的人口数；efw—研究区域内人均水量生态足迹，hm2/人；rw—全球水资源均衡因子， 为 5.19；Uw—水资源利用量m3；Pw—全球水资源平均生产能力，为3140m3/hm2。

2.3 水生态承载力

流域水生态承载力指在一定的经济技术水平与社会发展要求下，利用当地的水资源能够维系良好生态环境所能支撑的最大人口数量与社会经济规模［7-8］。为方便与水生态足迹进行对比，可同样用土地面积来表示该承载力，因此也可将其称为“水生态足迹供给”。水生态承载力的计算模型可表达为：

式中，EFw—水生承载力，hm2；（1-0.6）—“扣除60%用于维持生态环境本身发展和生物多样性的水资源量”；θ—研究区域内的水资源产量因子，参考郭晓娜等人［9］的研究成果可取2.04；Q—水资源总量，m3。

2.4 水生态压力指数

水资源压力生态指数为水生态足迹和水生态承载力之间的比值，主要用于表征研究区域内的水资源可持续发展状况，其计算公式为：

式中，EQ—水生态压力指数。当该值为1时，说明水资源处于供需平衡状态，水资源可持续开发利用处于临界值；当该值大于1时，表示水资源需求大于供应，水资源可持续开发利用程度较低；当该值小于1时，表示水资源需求小于供应，水资源可持续开发利用程度较高。

3 分析结果

3.1 阜新市水生态足迹

水生态足迹评估中的核心数据是水资源利用量，该数据来源于《阜新市水资源公报》与杨玉光的调查成果［10］，如图1所示。

图1 阜新市水资源利用情况

图1 表示阜新市各行政区不同用水类型的用水量，对其数据进行汇总，可得到全市不同用水类型的用水量，可知农田灌溉用水是该市的用水大户，年用水量为18405.3万 m3；生态环境用水最少，约为1890.5万m3；也可得到各行政区每年的合计用水量，其中阜新市区为11158.7万 m3，清河门区为1987.6万m3，彰武县为12471万m3，阜蒙县为15800.5万m3，合计为41417.8万 m3。

根据以上数据，结合公式（1）可计算阜新市各行政区及全市的水生态足迹值，结果见表1。

表1 阜新市水生态足迹

从表1得出，阜蒙县水生态足迹值最大，为26.12万hm2，主要因为该县的农田灌溉与林牧渔畜用水量均比阜新市其它地区高；清河门区的水生态足迹值最小，仅为3.29万hm2，主要因为该地区的各类用水量均较少。在人均水生态足迹方面，彰武县的人均水生态足迹值最大，为0.51，该县用水量较多，但人口低于阜蒙县；阜新市区的人均水生态足迹值最小，为0.26，一个重要的原因是该地区的人口相对较多。然而，通过以上分析发现，水生态足迹（水生态足迹需求）本身难以对水资源管理实践起到实际的指导意义，因此还需计算水生态承载力、即水生态足迹供给。

3.2 新市水资源承载力

参考《阜新市水资源公报》与杨玉光的调查成果可得到阜新市各地区的水资源量，如图2所示。

图2 阜新市水资源状况

根据图2所示数据，结合公式（2）可计算阜新市各行政区及全市的水生态承载力，结果详见表2。

表2 阜新市水生态承载力

由表2可知，彰武县的水生态承载力最大，为65.36万 hm2，主要因为该地区占有阜新市约30.1%的水资源量；清河门区的水生态承载力最小，仅为0.79万hm2，主要因为该地区仅占有阜新市4.8%的水资源量。在人均水生态承载力方面，彰武县的人均水生态承载力最大，为1.61hm2/人，因为该县水资源相对丰富而人口较少；阜新市区水资源相对匮乏且人口密度较大，人均水生态承载力最小，仅为0.04hm2/人。

3.3 阜新市水生态压力指数

基于公式（3）并结合表1和表2中的数据可以计算得到阜新市水生态的压力指数值，结果见表3。结果表明，阜新市的综合水生态压力指数值为0.6，低于1，即该地区的综合水生态供给大于需求，水资源开发利用是可持续的；但阜新市区和清河门区的水生态足迹分别是其水生态承载能力的6.57倍和4.15倍，远大于供需平衡的临界值，说明该地区的水资源利用不可持续，供需矛盾十分突出。

表3 阜新市水生态压力指数

综上分析，阜新市的水资源利用在整体上处于可持续状态，但阜新市区和清河门区的水生态足迹过大，因此应该适当控制当地的人口数量、合理配置社会经济发展速度、大力发展节水工艺、并积极调整产业结构；彰武县和阜蒙县的水生态足迹值较大，水资源利用的潜力相对较大，因此可鼓励该市人口与产业向这两个地区流入与转移，从而增强该地区水资源与社会经济发展的协调性。

4 结语

根据阜新市的水资源空间分布及开发利用状况评估了阜新市的水生态足迹、水生态承载力和水生态压力指数。阜新市区、清河门区、彰武县、阜蒙县与全市综合的水生态足迹分别为18.45万hm2、3.29万hm2、20.61万hm2、26.12万hm2、68.46万hm2，水生态承载力分别为2.81、0.79万 hm2、65.36万hm2、44.60万hm2、113.55万hm2， 水生态指数分别为6.57、4.15、0.32、0.59、0.60。因此阜新市整体水资源利用可持续，其中阜新市区和清河门区的水资源利用不可持续，彰武县和阜蒙县的水资源利用可持续。以上成果可为阜新市的城市规划与水资源配置提供参考，增强该地区社会经济发展与水资源的协调性。

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1008-1305（2017）05-0148-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2017.05.045

2017-06-28

乔 磊（1982年—），男，工程师。