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。     

基于虚拟资源-生态要素流动视角的中国农业生态补偿机制研究

在对我国2000年和2010年农业粮食贸易导致的虚拟资源-生态要素（虚拟水、虚拟耕地、化肥、农药、农膜）的流动量进行计算的基础上,分析我国虚拟资源-生态要素流动格局。结果显示,黄淮海和东北地区是我国虚拟资源-生态要素最主要的调出区,而华南、东南和华北地区则是最主要的调入区。调出区在为保障国家整体利益及调入区粮食安全的同时自身的农业资源和生态环境却承受着巨大压力,经济发展也蒙受较大损失。提出基于虚拟资源-生态要素流动视角的中国农业生态补偿机制的构建思路和政策建议,并建议从发展生态农业、盘活农业生态资本这两个＂拉力＂方面与农业生态补偿这个＂推力＂相结合的角度出发发展农业生态补偿长效机制。     

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。     

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。     

海河流域京津冀地区农产品虚拟水实证研究

引入虚拟水基本概念及其相关理论和计算方法,对海河流域京津冀地区2003～2007年居民消费的虚拟水数量和生产产品包含的虚拟水总量进行了定量分析,结果表明,在这5年间京津冀生产产品的虚拟水总量逐年上升,从2003年的1633.45亿m3增长到2007年的1698.15亿m3,农产品对水资源呈现出巨大的消耗量。指出虚拟水计算可以从定量角度揭示社会对水资源的真实需求状况,采用虚拟水战略可为研究区水资源管理提供新思路和政策建议。     

新发展格局下虚拟水流动对区域粮食安全的影响

选取2012—2020年中国31个省(自治区、直辖市)的面板数据,基于彭曼公式估算稻谷、小麦、玉米、大豆四大粮食作物的虚拟水含量和贸易流量,通过固定效应回归模型分析虚拟水流动对区域粮食安全的影响。结果表明：粮食作物的虚拟水含量在品种、空间上存在明显的差别,虚拟水从北方流向南且流动量逐年增加;虚拟水净调出量与区域粮食安全呈显著的倒“U”形关系,说明虚拟水在区域间的转移应存在一定限度;播种面积、人均水资源量、农业机械化水平和城镇化水平等因素对区域粮食安全均具有显著的影响。为此,提出了筑牢水利保障、优化种植结构、发展节水农业、提升粮食综合生产能力等保障区域粮食安全的对策建议。     

土库曼斯坦虚拟水及其战略评估

作为世界上最干旱的地区之一,水资源危机是土库曼斯坦急需解决的问题。基于土库曼斯坦水资源总量、水资源分配和工农业产品虚拟水含量,对该国实施虚拟水战略的紧迫性、可行性和效益进行评价,结果表明:1土库曼斯坦现今的水资源消耗模式是不可持续的,若维持现有的模式,未来将会有灾难性的后果;2土库曼斯坦的水资源分配严重不合理,农产品尤其是几种重要的农作物耗水量高得惊人,这是该国水资源短缺的一个重要原因;3土库曼斯坦如果实施虚拟水战略,效益将会非常高,现有的水资源完全可以满足当前的农业、工业和居民生活用水,并在一定程度上保证生态需水;4土库曼斯坦实施虚拟水战略无论是经济、思想观念还是制度上都已具备相应的条件。     

基于虚拟水的水资源管理研究

由虚拟水的概念出发,指出虚拟水具有虚拟性、可交易性、灵活性等特点,分析了水资源的管理层次,从开发、利用、保护三方面指出我国水资源管理存在的问题,并提出了管理指标度量工具创新、水资源管理领域创新、水资源＂开源＂＂节流＂方式的创新、消费观念的创新4种管理创新方法。     

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。     

中国粮食虚拟水驱动效应与空间联动分析

以中国粮食虚拟水为主要研究对象,运用LMDI指数分解法,对粮食生产用水量的驱动效应进行分解,从结构、粮食产量、经济发展和人口规模4个重点驱动效应方面实行量化研究,并利用geoda软件求得莫兰指数,分析粮食用水量的空间相关性以及其各种驱动效应在省际间的影响,并针对中国粮食生产用水的现状提出建议。     

中国居民膳食虚拟水消费的区域特征分析

结合信息熵、锡尔指数统计方法与空间数据分析方法,探讨中国膳食虚拟水消费的区域特征,得到主要结论:(1)东、中、西部的膳食虚拟水消费结构均衡度略有上升,东部地区的膳食虚拟水消费结构更趋多元化,中部次之、西部最低。(2)各类膳食虚拟水消费结构差异对地区差异的贡献份额基本稳定在一个数值上,且上下波动;东、中部地区植物性食物虚拟水消费的贡献份额呈下降的态势,西部反之,相比之下东、中、西部地区动物性食物虚拟水消费的贡献份额逐步增强。(3)根据冷热点区变化,发现中国膳食虚拟水消费的空间总体格局没有明显的跃迁,消费热点一直分布在东南沿海,而冷点区域同样在空间分布上表现出稳定的特征。     

农作物在园林绿化中的应用

列举了一些具有代表性的农作物,以其主要形态特征为依据,阐明其在园林绿化中应用的特点;农作物应用于园林绿化的优点很多,值得推广使用。     

基于虚拟水视角的中国城乡居民消费特征分析

以2004—2015年我国各食物产品的虚拟水消费量为基础数据,从虚拟水消费量、消费结构和消费水平地域差异三方面分析我国的虚拟水消费特征。结果表明:农村居民食物产品的人均虚拟水消费总量整体呈下降趋势,城镇居民则相反,且农村居民的动物性食物虚拟水消费量增长幅度大于城镇居民;农村居民的粮食虚拟水消费量高于城镇居民,动物性食物的虚拟水消费量低于城镇居民,但两者之间差距在减小;城镇居民的虚拟水消费相比农村居民更趋多元化,消费水平相对较高;各食物产品的人均虚拟水消费结构存在明显地域差异,不同种类的食物虚拟水消费均存在地域性。     

黄河流域粮食虚拟水流动对水资源空间均衡性的影响

采用引力模型、彭曼公式测算黄河流域省区间粮食虚拟水流动量,基于环境、经济、社会维度,通过比较虚拟水流动存在与否情景下的基尼系数,分析黄河流域粮食虚拟水流动对水资源空间均衡性的影响。结果表明：在2018年黄河流域省区间粮食虚拟水流动中,山东、河南、陕西、内蒙古的粮食虚拟水、虚拟蓝水呈净流出;山西、甘肃、宁夏、青海的粮食虚拟水、虚拟蓝水则呈净流入;黄河流域省区间粮食虚拟水流动在环境、经济、社会维度下均一定程度上促进了水资源空间均衡,其中环境维度下的促进作用较为微弱。     

水量调配博弈分析及应用研究

提出水量调配博弈模型假设,建立完全竞争水量调配博弈模型,对水量调配博弈模型进行分析,得出结论:完全竞争市场的水量调配模式未必是有效率的,政府的作用至关重要。对水量调配博弈模型应用提出建议:建立一套符合中国国情的水权体系,完善水资源分配制度,建立合理的水价形成机制,健全水权交易市场。     

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。