虚拟水研究进展

虚拟水研究已成为水科学的研究热点,在解决水资源危机和粮食安全危机等方面发挥着重要作用。从虚拟水及其相关概念、虚拟水的量化研究、虚拟水战略、水足迹、虚拟水贸易及虚拟水流动、虚拟水与水资源和粮食资源的关系、虚拟水生态补偿领域7个方面综述了虚拟水研究成果,并对今后的研究做了展望:虚拟水研究应按照特征 结构 格局 机理的研究范式,进一步加强虚拟水的系统性研究;应加强基于虚拟水视角下的农业生态补偿机制研究;将虚拟水思想与水权理论相结合,创新水权理论;根据农田生态系统具有生态服务功能价值及虚拟水在绿水中的地位与作用,可适当减少绿地面积,增加耕地面积,既维持了良好的生态环境又提高了粮食产量。     

国际农业虚拟水贸易国别研究

虚拟水是水资源短缺地区解决水资源问题的新途径。国际上,美国是世界上主要的虚拟水出口国家,日本是主要的虚拟水进口国,印度则是发展中国家中主要的虚拟水出口国。本文分析了美国、日本和印度的虚拟水贸易情况,可以看出虚拟水贸易在国际上已广泛存在,虚拟水贸易除了受水资源因素的影响外,还受到很多因素的影响。我国水资源短缺,因此应该重视虚拟水战略的实施,可以从国际贸易和国内地区贸易两方面进行。     

粮食虚拟水流动对水资源和区域经济的影响研究

[目的]通过省际粮食虚拟水流动分析,探讨其对水资源和区域经济的影响,以期为保障我国粮食安全和水安全提供有益借鉴。[方法]以我国31个省(市、自治区)为研究单元,通过引入距离分量对2006、2015年我国省际粮食虚拟水贸易的空间分布格局及驱动因素进行解析,在此基础上评价虚拟水贸易所引起的生态效应和经济价值变化。[结果]结果表明:近年来我国省际粮食虚拟水流动更加频繁,整体表现出由北向南的逆向流动格局,但输出省份的范围呈萎缩状态,部分输出区已转变为输入区,有近50%的输出省份虚拟水输出量大幅下降,虚拟水输出有进一步向黑龙江等产粮大省集中的趋势;水资源并非是影响虚拟水贸易最关键的因素,耕地资源禀赋、资源优化配置以及经济发展水平对虚拟水的影响作用也是不容忽视的;2015年粮食虚拟水流动在国家层面上共形成276亿m3的节水量,对国内经济增长的贡献份额达到2.836 6万亿元,但虚拟水的输出使输出区水资源压力指数由0.84(假设输出区粮食虚拟水输出为0)上升到1.20,地区生产总值由42.675 9万亿元(假设用于输出的粮食虚拟水全部转变为工业用水和服务业用水)减少到28.597 4万亿元。[结论]省际粮食虚拟水流动在国家尺度上有节水和促进经济发展的作用,但对输出区有较大的破坏作用,输出区存在将粮食生产用水转变为其他高收益产业用水的可能,针对以上结果提出解决我国粮食虚拟水流动负面效应的相关建议。     

我国农产品虚拟水流动格局分析及其应用

我国2000—2009年八大区域间的虚拟水流量关系计算结果表明:10年间我国通过粮食贸易产生的虚拟水流向主要是从北方流向南方地区;在八大区域中,东北、黄淮海、长江中下游地区为我国虚拟水净调出区,其他五大区域为虚拟水净调入区,其中华南和东南为主要的净流入区。我国区际间虚拟水流动格局形成的原因,除受水资源影响外,还受到耕地资源、生态需要、经济因素、人口、政策因素的限制。我国粮食对外贸易中虚拟水流动格局主要受大豆影响,大米、小麦、玉米虚拟水含量仍以出口为主。基于虚拟水流动格局构建的区际间农业生态补偿横向转移支付模型,为解决农业生态补偿中补偿主客体不明确及补偿标准模糊问题提供了新思路。水资源承载力不会影响虚拟水流动格局,但却是虚拟水流动格局合理与否的参照。     

基于虚拟水战略背景下河北省农业结构调整及其效益分析

通过计算河北省主要农产品中的虚拟水量,分析了河北省不同区域农作物虚拟水资源量的差异,在此基础上建立了基于虚拟水战略的水资源配置模型,并将其在河北省农业种植结构调整中进行验证。通过对冬小麦-夏玉米粮食作物和春播棉作物对比分析,结果表明,基于虚拟水战略背景下农业种植结构调整的节水效果明显。并提出实施虚拟水战略对策建议:建立基于虚拟水战略的区域政策保障体系;建立国家生态补偿机制。     

我国虚拟水及虚拟水战略研究

在总结国内外虚拟水和虚拟水战略研究进展的基础上,分析了我国虚拟水贸易流动格局,提出了适合我国国情的广义虚拟水战略,对其驱动因子做了较详细的分析,并就广义虚拟水战略在我国的实施提出相关对策和建议。结果表明,广义虚拟水战略在我国实施的直接原因是水土资源的不匹配,而根本原因与我国国民经济的总体布局密切相关,是我国经济发展的必然。     

虚拟水视角下的水资源承载力分析

为研究华北地区水资源的可持续发展能力,引入虚拟水作为评价华北地区水资源承载力的评价指标,探讨虚拟水战略的适用性及与水资源承载力的关系。以水资源总量、总供水量、年降水量等13个因子作为水资源承载力评价指标,运用主成分分析法对华北地区的水资源承载力进行综合评价。结果表明:影响水资源承载力的驱动因子主要为经济、人口和水资源及虚拟水净流量;华北地区水资源承载力处于波动上升的趋势;虚拟水是影响水资源承载力的重要因子,但虚拟水的引入不会改变水资源承载力的总体变化趋势。     

基于投入产出模型的陕西省虚拟水分析

虚拟水理论和虚拟水贸易是水资源管理的一个重要途径,其中虚拟水贸易量的估算是难点。采用投入产出法对陕西省的直接耗水强度系数、完全耗水强度系数、耗水乘数、产业间的水转移系数及虚拟水贸易及消费量进行了估算。结果表明:陕西省农业是耗水强度最大,但绝大部分是在农业生产环节直接耗水;工业、建筑业及服务业直接耗水较小,绝大部分是间接耗水,尤以服务业较大。而虚拟水贸易评价结果表明陕西省是虚拟水的净输出省,但是面临严峻的水资源短缺问题。建议陕西省强化虚拟水管理,通过产业结构、消费结构和贸易结构的调整来减少本地水资源消耗,实现水资源和社会经济协调发展。     

国际贸易视角下的虚拟水贸易博弈分析

全球水资源短缺问题日益严峻,为探求解决水资源问题的新思路,采用博弈论中的囚徒困境模型,分别对水资源博弈和国际贸易博弈进行独立分析。应用虚拟水贸易的思想将水资源问题的解决与国际贸易行为相联系,构建虚拟水贸易的博弈模型。对2个独立博弈的分析表明,单独的博弈易陷入“囚徒困境”,对关联后合作利益的分析表明,博弈双方合作利益的大小及利益的分配是虚拟水贸易博弈能否形成合作纳什均衡的关键。水资源与国际贸易存在博弈均衡差异及收益互补性,虚拟水贸易的施行将会使双方在合作方面取得更大的收益,从而增加突破囚徒困境的可能性。由此分析得出将两者捆绑在一起要比单纯的解决水资源问题更加有效。     

水资源安全视角下我国粮油虚拟水贸易实证研究

[目的]通过测算我国粮油虚拟水进出口量,估算粮油虚拟水贸易对农业用水的贡献率,以期为我国实施农产品虚拟水贸易战略缓解农业用水短缺问题提供有益借鉴。[方法]文章利用标准彭曼公式估算2001—2017年我国粮油单位质量虚拟水含量,进而计算出2001—2017年我国粮油虚拟水进出口量,进一步计算我国粮油虚拟水贸易对农业用水的贡献率。[结果](1)我国粮油单位质量虚拟水平均含量由高到低依次为棉籽、大豆、油菜籽、花生、大米、小麦和玉米;(2) 2001—2017年我国粮油虚拟水贸易一直处于净进口状态,并且净进口量整体呈增长趋势,2001—2017年我国粮油虚拟水净进口量累计达2.216万亿m3,相当于节约了同等数量粮油生产用水量;(3)我国油料虚拟水净进口量远远高于粮食虚拟水净进口量,大豆和油菜籽是虚拟水净进口最多的油料,并且其进口市场集中度很高;(4) 2001—2017年我国粮油虚拟水贸易对农业用水的贡献率不断提高,由8%增至40%。[结论]虚拟水贸易大大节约了我国农业用水量,在一定程度上缓解了我国农业用水短缺问题,为我国节约水资源和实施水资源可持续发展战略提供了新的发展思路。     

基于SWOT分析的海水淡化补给京津冀水资源供给战略研究

海水淡化作为稳定、优质的增量水源,是解决京津冀水资源短缺的重要途径和战略选择,是保障区域水资源安全供给的重要举措。紧密围绕京津冀水资源安全战略,针对京津冀地区水资源短缺现状及未来发展需求,客观分析京津冀海水淡化现状,使用SWOT矩阵分析方法对海水淡化补给京津冀水资源供给进行了战略分析和选择,并从加大海水淡化科普宣传教育、加强京津冀水资源的统一调配和管理、充分释放已有海水淡化产能、建立海水淡化区域供水工程、突破大型海水淡化装备制造瓶颈、构建自主海水淡化产业链条等六方面提出对策建议。     

绿水资源研究进展及评述

[目的]基于蓝水绿水概念,综述总结国内外绿水资源的研究进展和发展趋势,以期为国内绿水模拟和绿水管理研究提供相关参考依据。[方法]通过文献分析法和比较归纳法,阐述了绿水资源在水资源评估规划中的重要作用和开发利用潜力,评价了国内外绿水模拟的研究方法、研究进展与局限性因素,分析了气候变化和人类活动对绿水资源的影响,探讨了流域绿水管理的基本理念与应用发展。[结果](1)绿水资源表示水循环通过降水渗透入土壤非饱和层并由植物蒸腾或土壤蒸发返回大气层的水汽,是农业作物生产的重要基础,但是通常被传统流域水资源管理所忽视。(2)绿水模拟分析结果表明,全球尺度的陆地水资源总量中绿水资源平均占65%,全球尺度农业用地(作物生产期)的绿水资源比例平均占82%,因此绿水的开发利用潜力相对较大,忽视绿水资源量可能会低估水资源可用性。(3)绿水参数率定、遥感ET数据校准、时空尺度转换和不确定性分析等关键问题是提升绿水模拟精度的重点研究方向。(4)基于气候变化和人类活动影响下,水资源稳定性相对减弱的可能趋势,将绿水纳入流域水资源管理体系,有利于客观评估水资源量,能够为应对解决水缺乏、水波动与水冲突等水资源问题拓宽思路。(5)绿水管理是合理优化配置流域蓝水绿水资源,协调平衡流域整体社会经济与生态环境效益,且兼顾上下游公平效率的新型流域水资源开发管理模式。[结论]应对水资源问题的两个基本方向即“开源节流”,绿水资源作为开源的重要方向,绿水管理作为节流的基本措施,理应受到重点关注。绿水概念和绿水管理是在水量平衡基础上,实现流域水资源合理优化配置及高效利用的可行途径。     

沿海滩涂大规模围垦及保护关键技术研究概述

围绕江苏沿海围垦布局、围垦工程建设、水资源保障、环境保护等问题,对围垦工程与近岸海域水动力过程的相互作用及对港口资源的影响、辐射沙脊群泥沙分布及输运、潮滩及近岸沙洲稳定性、辐射沙脊群围垦布局及监测关键技术,围垦堤防设防标准与设计方法、施工技术、围垦筑堤新材料与新工艺、蓄淡与引排工程、围垦堤防施工安全监控、质量检测及风险评估,垦区水资源开发利用、蓄淡工程优化布局、优化配置与联合调度、一体化管理决策支持系统,围垦工程对环境的影响及生态效应、生态型围垦评价方法、围垦区生态重构技术、垦区生态环境监控管理模式进行研究;进行江苏沿海滩涂大规模围垦及生态环境保护关键技术的集成和工程示范。     

新形势下中国特色水权交易实践总结与发展对策

水权交易是发挥市场机制作用、优化配置水资源的重要手段,是落实水资源刚性约束要求、促进水资源节约和集约利用的关键举措。在总结现阶段水权交易进展及成效的基础上,分析了推进水权交易面临的主要问题及原因,结合用水权市场化交易工作部署,从顶层设计、平台建设、试点示范、交易监管等方面提出了推进水权交易的对策及措施,为完善水权交易制度体系,培育和发展水权交易市场,促进水资源节约和集约利用提供支撑。     

岳城水库供水管理中存在的问题与对策

作为水利工程供水体系的重要环节,做好供水管理,对缓解水资源供需矛盾和保障供水安全起着至关重要的作用。基于对岳城水库供水现状的分析,对水利工程供水管理中存在的问题及成因进行了深入的探讨,提出了深刻理解做好供水管理工作对流域经济社会可持续发展的重要意义,以及规范用水秩序、提高岳城水库的供水保障能力,加快水价调整、促进节约用水和水资源合理配置,实行科学水价制度、保障工程效益的发挥的对策建议,以期实现流域水资源的可持续利用和经济社会的可持续发展。     

中国水贸易战略问题初探

综述水贸易概念产生的背景、水贸易现况和典型案例，从宏观和微观角度分析我国水贸易运行模式，认为我国在制定水资源战略时应充分考虑水贸易的作用，重视水贸易对水系统和社会经济系统的影响，并且应当适时、适当地开展水贸易。