江苏省水资源生态足迹评价及其可持续研究

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在21世纪,资源在发展中扮演着越来越重要的角色,如何评价和实现资源的可持续利用是地区社会经济发展的必答题。水资源作为重要的自然环境资源,评估其可持续利用能力顺理成章成为地区首要目标之一。江苏省经济发达,人口众多,作为长三角地区的重要组成部分,水资源在其发展战略中占据重要地位。水资源促进了江苏省经济的快速发展,但同时水资源供需不平衡、污染浪费、用水结构不合理等问题日益突出,反过来又较大限度地制约着江苏省的社会经济发展。本文基于生态足迹理论和模型,对江苏省2009-2018年水资源生态足迹、生态承载力和水质生态足迹进行计算,在此基础上推算出万元GDP水资源生态足迹、水资源利用效率、生态压力指数以及可持续利用指数;利用Arc GIS10.7软件对江苏省各市2015-2018年人均水资源生态足迹、生态承载力、生态盈余/亏损、万元GDP水资源生态足迹和水资源可持续利用指数进行空间分析;利用三维水资源生态足迹模型、Tapio脱钩指数模型和LMDI指数分解模型对水资源超载程度、水资源利用与经济发展的协调关系以及影响水资源生态足迹增长的相关因素进行分析;在此基础上发现江苏省水资源可持续开发利用的问题,并针对具体问题提出相应对策。研究分析表明:(1)2009-2018年间,江苏省水资源生态足迹呈下降趋势,2018年比2011年下降了15.56%。生产用水账户占比最大,其次为生活用水账户,生态用水账户占比最小,多年平均比例为83.50:6.02:1.00,用水结构不合理。水资源生态承载力变化受当年降水量影响较大,相关系数为0.8858。水资源生态盈亏状况在研究时间内全部为赤字状态,水资源利用不可持续。水质生态足迹、COD排放量和氨氮排放量在2011年达到最高值后,连续7年均处于下降的状态表明江苏省对水资源的保护成效突出,但水污染状况依然严峻。万元GDP水资源生态足迹连续10年呈下降趋势,2018年比2009年下降了64.78%,水资源利用效率显著提高。水资源压力指数先下降后上升,除2015年和2016年外,生态压力均大于2,处于极不安全状态,生态压力十分严峻。(2)在研究时间内,江苏省各市人均水资源生态足迹空间分布差异显著。苏州市人均水资源生态足迹连续四年为全省最高值,徐州市在研究时间内人均水资源生态足迹为全省最低值,其他城市年际变化幅度不大。从地区角度来看,苏北地区人均水资源生态足迹低于苏南地区和苏中地区。各市人均水资源生态承载力年际变化与降水量有较强的相关性。除了2018年的徐州市和2015年的淮安市,全省其他城市人均水资源生态承载力的最大值均出现在降水量最多的2016年。各市空间差异较大,常州市人均水资源生态承载力为全省最高,连云港市为全省最低。从地区角度来看,苏南地区各市人均水资源生态承载力为全省最高,其次为苏中地区,苏北地区最低。除2016年的南京市、镇江市、常州市、无锡市、南通市和泰州市以及2015年的南通市和常州市处于人均水资源盈余状态,其余年份所有城市均处于赤字状态。各市空间分布差异显著,苏州市人均水资源生态赤字情况最严重,南通市和常州市生态状况较好,在2015年和2016年均达到水资源生态盈余状态。值得注意的是,各市人均水资源生态赤字情况均在2017年和2018年更加严重。从地区角度来看,苏南地区除苏州市外生态赤字状况最优,苏北地区赤字现象最严重。各市万元水资源GDP生态足迹呈逐年下降趋势,水资源利用效率不断提高。各市之间空间差异显著,南京市、无锡市和常州市人均万元水资源GDP生态足迹最低,用水效率最高。淮安市、宿迁市、连云港市和盐城市人均万元水资源GDP生态足迹最高,用水效率最低。从地区角度来看,苏南地区用水效率最高,苏中地区次之,苏北地区最低。(3)研究年份内,江苏省水资源存量资本严重大于水资源足迹广度表征的水资源流量资本的占用水平,及需求量远大于供给量,处于水资源存量不平衡状态,且2017年和2018年有逐渐恶化的趋势。江苏省水资源存量利用状况已经严重超载,水资源问题成为推动经济发展的隐患。江苏省水资源利用和经济发展总体处于弱脱钩状态,经济发展与水资源利用协调程度较弱。研究年份中有6年为弱脱钩,有4年为强脱钩,总体处于弱脱钩状态,经济发展与水资源利用协调程度较弱。2014-2016年间水资源与经济发展的脱钩指数为强脱钩状态,2017-2018年下降至弱脱钩状态,应当需要寻找新的经济增长点,提升水资源利用效率,尽早实现强脱钩状态。水资源生态足迹分解效应中,技术效应平均贡献度最高,为负值,对水资源生态足迹的增长起到了较强的抑制作用;经济效应平均贡献度其次,为正值,起到较强的推动作用;人口效应和结构效应均为正值,但平均贡献度不高,对水资源生态足迹的增长起到的推动作用不明显。(4)从可持续发展角度来看,江苏省水资源可持续利用状态较差。除2015年和2016年处于弱不可持续状态外,其他年份均处于中不可持续状态,2013年最差,2016年最优。各市水资源可持续指数大多处于不可持续状态,空间分布差异较大,常州市水资源可持续利用情况最好,连云港市和苏州市水资源可持续利用情况较差,其余城市年际变化幅度不大。从地区来看,苏南地区水资源可持续利用程度最高,苏中地区次之,苏北地区最低。江苏省水资源主要存在水资源供需矛盾不断加剧、水资源污染现象严重、用水结构不合理等问题,需要通过多种方式提升水资源供给能力、提高水资源利用效率、促进水资源合理配置和加强水污染的治理等措施促进江苏省水资源的可持续开发利用。
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