趙銳, 李紅,賀華玲, 周曉, 劉丹

?

樂山市動物類產(chǎn)品水足跡測算分析

趙銳1,2,*, 李紅1,賀華玲1, 周曉1, 劉丹1

1. 西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院, 成都611756 2. 高速鐵路運營安全空間信息技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室, 成都 611756

產(chǎn)品水足跡能反映人類活動在產(chǎn)品全生命周期中對水資源的消耗情況, 為水資源的合理分配和利用提供科學(xué)依據(jù)。以樂山市為例, 運用水足跡的理論和方法, 測算了動物從出生到出欄過程中的虛擬水量以及出欄后加工成肉類產(chǎn)品期間的生產(chǎn)用水量。結(jié)果顯示: 樂山市動物產(chǎn)品總水足跡在2000—2011年呈上升趨勢, 2011年較2000年總水足跡增加了22.23億立方米。比較不同種類動物產(chǎn)品水足跡, 由大到小為牛肉>羊肉>豬肉>其它禽肉>兔肉>水產(chǎn)品>禽蛋>奶類。從水足跡構(gòu)成看, 年虛擬水量占總水足跡的比重在56.03—60.70%之間。動物產(chǎn)品的耗水環(huán)節(jié)主要為飼料用水以及出欄后動物產(chǎn)品的加工過程, 建議采取改善飼料成分、改變養(yǎng)殖模式以及加強(qiáng)虛擬水貿(mào)易等措施, 從而有效降低動物產(chǎn)品的水足跡。

水足跡; 動物產(chǎn)品; 虛擬水; 生命周期

1 前言

水足跡的概念是由荷蘭屯特大學(xué)的Hoekstra教授于2002年提出的, 指一個國家、一個地區(qū)或一個人在一定時間內(nèi)消費或生產(chǎn)所有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源總量[1–2]。水足跡概念一經(jīng)提出, 就引起了人們的廣泛關(guān)注, 其理論是建立在虛擬水理論基礎(chǔ)之上的, 通過識別人類生產(chǎn)或消費行為對水資源的消耗和污染來衡量產(chǎn)品的水資源利用效率, 揭示產(chǎn)品全生命周期水資源消費情況, 進(jìn)而判斷某產(chǎn)品對當(dāng)?shù)厮Y源和水環(huán)境的影響情況[3–4]。但是大部分研究是集中在對地區(qū)及農(nóng)業(yè)水足跡的研究方面, 而對動物產(chǎn)品水足跡的測算研究甚少。

動物產(chǎn)品是人類膳食的重要組成部分, 包括畜類、禽類、水產(chǎn)類、奶類和蛋類等[5]。該類產(chǎn)品能為人體提供優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)和維生素, 是食用和營養(yǎng)價值較高的食品[6]。改革開放以來, 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展, 居民人均收入水平大幅提升, 居民的食品消費模式發(fā)生著重大轉(zhuǎn)變, 食用肉類、牛奶和乳制品的需求量分別以每年5%—6%和3.4%—3.8%的速度增長, 其中動物產(chǎn)品的消費量在過去三十年內(nèi)翻了一番。食品消費模式的轉(zhuǎn)變加上城市化進(jìn)程的推動導(dǎo)致我國對動物產(chǎn)品的需求量年年攀升, 動物產(chǎn)品所消耗的水資源也隨之逐年增加[7–9]。然而傳統(tǒng)的區(qū)域水資源利用數(shù)據(jù)僅反映了實體水方面的信息, 并不能反映與該地區(qū)居民消費相對應(yīng)的水資源真實需求量, 水足跡則能更好的反映此項信息[10]。中國人均淡水資源占有量為2813 m3, 僅為世界人均水平的28%,水資源供需矛盾的日益加劇, 如何優(yōu)化產(chǎn)品水資源配置顯得尤為重要[11–12]。

針對動物產(chǎn)品水足跡的測算方法是由Chapagain和Hoekstra教授于2003年提出[13]; 2006年, Steinfeld等人在聯(lián)合國糧農(nóng)組織的一項研究中將動物產(chǎn)品水足跡中虛擬水涵蓋的飼料用水量、飲用水量以及服務(wù)用水量三個指標(biāo)進(jìn)行了量化; 在此基礎(chǔ)上, Galloway等人做了更詳細(xì)的研究, 于2007年以美國、日本、巴西和新西蘭為研究對象, 估算了全球家畜飼料的用水量, 使測算動物產(chǎn)品虛擬水的核算得到進(jìn)一步發(fā)展[14–17]。Mekonnen和Hoekstra于2010年對牛肉、羊肉、豬肉等動物產(chǎn)品的水足跡進(jìn)行了測算, 結(jié)果表明牛肉的水足跡高于其他動物產(chǎn)品, 同時以營養(yǎng)價值為標(biāo)準(zhǔn), 衡量各種動物產(chǎn)品的水足跡, 并提出降低產(chǎn)品水足跡的相關(guān)建議[18]。而Gerbens-Leenes等人于2013年分析了家禽、豬肉和牛肉的水足跡, 認(rèn)為相比于農(nóng)場飼料喂養(yǎng), 放牧系統(tǒng)下的牛肉水足跡卻低于家禽和豬肉[19]。相較國外, 國內(nèi)對于動物產(chǎn)品水足跡研究還尚處于起步階段, 徐麗麗等通過對武漢某生態(tài)畜禽養(yǎng)殖基地的水足跡進(jìn)行分析核算, 得到了該養(yǎng)殖基地的綠水足跡、藍(lán)水足跡和灰水足跡, 提出了該養(yǎng)殖基地優(yōu)化的水資源利用方案[20]。周玲玲等采用水足跡理論和方法核算即墨市2008—2010年的水足跡大小, 指出各類產(chǎn)品中牲畜產(chǎn)品耗水比例最大[21]。秦文彥等以長春市為例, 分析了城鄉(xiāng)居民膳食水足跡, 得出城鎮(zhèn)居民人均糧食水足跡明顯低于農(nóng)村居民, 而肉類產(chǎn)品水足跡則遠(yuǎn)高于農(nóng)村居民[22]。

綜上所述, 國外學(xué)者更多關(guān)注某幾類動物產(chǎn)品的水足跡, 如牛肉、羊肉以及豬肉的水足跡。而國內(nèi)學(xué)者雖有涉及動物產(chǎn)品水足跡測算, 但未有系統(tǒng)分析某區(qū)域內(nèi)的動物產(chǎn)品水足跡的實際貢獻(xiàn)。此外, 國外有關(guān)動物產(chǎn)品水足跡研究中有關(guān)動物養(yǎng)殖方式, 飼料成分等分析也與國內(nèi)有較大的不同, 從而影響水足跡測算的結(jié)果。本文以樂山市為例, 測算了樂山市動物產(chǎn)品從出生到出欄過程以及出欄后加工成肉類產(chǎn)品的水足跡, 以期尋找出動物產(chǎn)品耗水較高的環(huán)節(jié), 從而為制定合理的節(jié)水措施提供必要的科學(xué)依據(jù)。

2 動物產(chǎn)品水足跡測算方法

在確定動物產(chǎn)品水足跡核算的系統(tǒng)邊界中, 本文僅對總水足跡有實質(zhì)性貢獻(xiàn)的相關(guān)活動進(jìn)行核算。因此, 動物產(chǎn)品水足跡核算主要包括兩部分: 一部分是動物從出生到出欄整個生命周期內(nèi)消耗的虛擬水總量, 另一部分是動物出欄后加工成肉類產(chǎn)品期間的用水量[23]。最后, 通過各部分水足跡的加和得到總水足跡。

動物從出生到出欄整個生命周期中所消耗的虛擬水總量被分成三部分: 成長和加工飼料用水, 飲用水以及清洗服務(wù)用水[24], 即:

2.1 飼料虛擬水含量

飼料中的虛擬水含量有兩部分組成, 一是混合飼料中的需水量, 二是不同飼料成分所含的虛擬水。動物生命周期中飼料用虛擬水含量如下[15]:

2.2 飲用水總量

動物的飲用水的總供給量等于飲用水中的虛擬水含量, 即為動物在生命周期中飲用水的總量, 我們用每噸活體動物的虛擬水含量表示, 公式如下[15]:

2.3 清洗服務(wù)用水量

動物服務(wù)用水量等于服務(wù)用水中的虛擬水含量, 即在動物的生命周期中, 為清理牛舍,羊舍, 清洗動物以及其他為保持環(huán)境清潔所必要的用水總和[25–26], 公式如下:

3 結(jié)果與分析

本文以樂山市為例, 定量計算2000—2011年樂山市動物產(chǎn)品水足跡狀況。樂山市地處岷江、青衣江、大渡河中下游, 介于東經(jīng)102°15′—104°15′、北緯28°28′—29°56′之間。樂山在特定地理環(huán)境條件下形成了多種氣候類型。全市屬中亞熱帶氣候帶, 具有四季分明的特點, 雨量豐沛, 水熱同季, 無霜期長。年平均氣溫在16.5—18.0℃之間, 年平均無霜期長達(dá)300天以上, 年平均霜日4.2—9.4天, 年平均降雪日數(shù)僅1.0—2.7天。西南山區(qū)氣候垂直差異明顯, 從山麓至山巔依次分布著中亞熱帶一暖溫帶一溫帶一寒溫帶的完整氣候帶, 受季風(fēng)影響和地形的抬升作用, 氣候濕潤, 雨量豐沛。樂山市水資源較為豐富, 境內(nèi)徑流量大, 多年平均產(chǎn)水量為1266056萬m3, 人均水資源占有量約為3660 m3[27–28]。樂山也是四川省重要的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和加工基地。根據(jù)樂山市十×二五規(guī)劃, 到2015年為止, 樂山市擬以市中區(qū)、井研縣、犍為縣、五通橋區(qū)、沙灣區(qū)、沐川縣等區(qū)縣為重點, 依托藍(lán)雁、巨星、新希望、綠寶利康、京川等龍頭企業(yè), 建成年產(chǎn)130萬頭無公害綠色生豬生產(chǎn)基地; 以井研縣為重點, 輻射市中區(qū)、五通橋區(qū)、犍為縣、夾江縣、沐川縣等區(qū)縣, 建設(shè)1500只綠色肉兔生產(chǎn)基地; 以峨邊彝族自治縣、馬邊彝族自治縣、金口河區(qū)、沐川縣為重點, 建設(shè)12萬頭牛、55萬只羊的商品基地; 在市中區(qū)、五通橋區(qū)、峨眉山市、犍為縣、沐川縣、馬邊彝族自治縣等縣建設(shè)5000萬只優(yōu)質(zhì)肉禽基地。

考慮本文的實際篇幅限制, 下文僅以肉牛為例, 詳細(xì)介紹其虛擬水含量的測算過程, 并對測算結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析; 另外, 其它產(chǎn)品均可利用該計算方法進(jìn)行類比測算。

3.1 以肉牛為例的虛擬水測算結(jié)果

(1) 肉牛飼料虛擬水測算

動物飼料用水量等于農(nóng)產(chǎn)品飼料虛擬水含量與混合飼料用水量之和。根據(jù)對樂山市動物飼料的主要成分的調(diào)研, 牧草和儲藏飼料用量最大。飼料中所涉及的農(nóng)作物成分采用世界糧農(nóng)組織(FAO)推薦的標(biāo)準(zhǔn)彭曼公式以及CROPWAT模型計算其所含的虛擬水含量。因此, 每年飼料消耗總水量為1029, 見表1所示。以肉牛為例, 結(jié)合公式(2)的計算方法, 每頭牛所用飼料的虛擬耗水量為=3087 m3。

混合飼料多為混合粗飼料, 本文選擇混合粗飼料總用量的一半作為混合飼料的實際用水量。根據(jù)樂山市統(tǒng)計年鑒以及現(xiàn)場調(diào)研, 混合粗飼料的總用量為每年2.83 m3, 因此混合飼料用水量為每年1.42 m3。以肉牛為例, 結(jié)合公式(2)的計算方法, 每頭牛所用混合飼料的耗水量為=4.25 m3。因此, 每頭肉牛每年所產(chǎn)生的飼料用水量為3091.25 m3。

表1 飼料虛擬水用量

(2) 肉牛飲水量需求測算

以肉牛為例, 根據(jù)動物飲水需求量的計算公式(3), 測算出牛犢以及成年牛每天的平均飲水量, 如表2所示。因此, 每頭肉牛每年的總飲水需求量為=14.78 m3。

(3) 肉牛服務(wù)用水量測算

以肉牛為例, 根據(jù)動物服務(wù)用水需求量的計算公式(4), 測算出牛犢以及成年牛每天的平均耗水量, 如表3所示。因此, 每頭肉牛每年的服務(wù)用水總量為=3.83 m3。

(4) 肉牛單位質(zhì)量虛擬水測算

以肉牛為例, 假定每只成年的肉牛為300 kg, 則牛肉類動物產(chǎn)品每單位質(zhì)量的虛擬用水量為:

3.2 動物產(chǎn)品虛擬水測算結(jié)果

參照上述以肉牛為例的計算方法, 可以類比得到其他動物類產(chǎn)品每單位質(zhì)量的虛擬用水量, 如表 4所示。

通過查閱《樂山市統(tǒng)計年鑒》2000—2012, 樂山市農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)年鑒等相關(guān)資料, 得出樂山市2000年至2011年間各類動物產(chǎn)品的產(chǎn)量情況, 見表5。根據(jù)表4提供的動物產(chǎn)品每單位質(zhì)量的虛擬水含量情況, 分別測算出各類動物產(chǎn)品在該10余年間的虛擬水含量, 如表5所示。

3.3 動物產(chǎn)品水足跡測算結(jié)果

動物產(chǎn)品水足跡除整個生命周期內(nèi)消耗的虛擬水總量外, 還包括動物出欄后加工成肉類產(chǎn)品期間的用水量。通過查閱樂山市年鑒等資料, 結(jié)合當(dāng)?shù)厝饴?lián)加工廠的實地調(diào)研, 得出單位質(zhì)量各類動物加工制成肉類產(chǎn)品的生產(chǎn)用水量, 見表6。根據(jù)表6中所提供的每單位質(zhì)量的動物產(chǎn)品生產(chǎn)耗水量, 分別測算出2000—2011年樂山市各類動物產(chǎn)品的生產(chǎn)用水總量, 而動物產(chǎn)品水足跡為二者之和, 其計算結(jié)果如表7所示。

表2 肉牛日飲用水量

表3 肉牛日服務(wù)用水量

表4 動物產(chǎn)品每單位質(zhì)量的虛擬水含量

表5 動物產(chǎn)品產(chǎn)量及虛擬水總用量

3.4 動物產(chǎn)品水足跡分析

以肉牛為例, 其水足跡虛擬水含量和生產(chǎn)用水分別為10370 m3·t–1、4830 m3·t–1。其中, 虛擬水中的飼料用水量、總飲水量以及總服務(wù)用水量分別為10300 m3·t–1、49.27 m3·t–1、12.77 m3·t–1。由以上數(shù)據(jù)可以得出, 動物產(chǎn)品(牛肉)在耗水環(huán)節(jié)主要反映在從出生到出欄過程中的飼料用水以及出欄后動物產(chǎn)品的加工過程。

由圖1可以看出, 樂山市動物產(chǎn)品總水足跡在2000—2011年呈上升趨勢, 較2000年總水足跡增加22.23億m3; 且生產(chǎn)用水量和虛擬用水量均呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢, 較2000年二者分別增加7.71億m3和14.52億m3。分析其主要原因為: 在2000—2011年期間, 除奶類產(chǎn)品的產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢外, 其余各類動物產(chǎn)品的產(chǎn)量逐年升高, 詳見表5。動物產(chǎn)品水足跡由虛擬用水量和生產(chǎn)用水量兩部分組成。其中, 年虛擬用水量占總水足跡的比重在56.03—60.70%之間, 年生產(chǎn)用水量占總水足跡的比重在39.30—43.97%之間。

表6 每單位質(zhì)量動物產(chǎn)品的生產(chǎn)用水量

表7 樂山市動物產(chǎn)品水足跡

由表4和表6可以得出, 不同動物產(chǎn)品單位質(zhì)量水足跡之間的關(guān)系為: 牛肉>羊肉>豬肉>其它禽肉>兔肉>水產(chǎn)品>禽蛋>奶類。進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)樂山市牛肉、豬肉、羊肉及奶類產(chǎn)品單位質(zhì)量水足跡均高于Chapagain等人測算的全國同類單位質(zhì)量水足跡, 其測算的中國地區(qū)牛肉、豬肉、羊肉和奶類的平均水足跡分別為: 13652 m3·t–1、6130 m3·t–1、5813 m3·t–1、1282 m3·t–1 [29]。其主要原因可能是樂山市農(nóng)產(chǎn)品虛擬水含量高, 且該地區(qū)主要為傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式, 傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式現(xiàn)代化水平低, 其虛擬用水量和生產(chǎn)用水量均高于現(xiàn)代規(guī)?；酿B(yǎng)殖模式。

4 討論

水足跡源于Tony Allen提出的虛擬水理論, 由Hoekstra在2002年提出, 指一個國家、一個地區(qū)或一個人, 在一定時間內(nèi)消費的所有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量[1,30]。通過量化產(chǎn)品的供應(yīng)環(huán)節(jié)及服務(wù)環(huán)節(jié)的水足跡, 明確產(chǎn)品高耗水階段, 從而采取針對性措施, 有效降低產(chǎn)品水足跡, 緩解全球水資源短缺現(xiàn)狀。然而在其應(yīng)用和研究中還存在著一些不確定因素, 諸如: ①測算方法的不確定性。當(dāng)前有較多的水足跡測算方法, 例如bottom-up[2,31]、top- down[32]、投入產(chǎn)出模型[33]、生命周期方法[34]以及虛擬水核算法[11]等, 本文則采用生產(chǎn)要素法, 利用生產(chǎn)樹計算動物產(chǎn)品虛擬用水量并加和出欄的后生產(chǎn)用水量。②系統(tǒng)邊界的不確定性。在計算產(chǎn)品或者服務(wù)水足跡時確定系統(tǒng)邊界尤為重要, 選擇的系統(tǒng)邊界不同, 測算的水足跡結(jié)果也會存在很大差異。例如, 在測算動物飼料的用水量時, 不同的飼料成分會導(dǎo)致測算結(jié)果產(chǎn)生差異。③測算過程中所用的數(shù)據(jù)來源和質(zhì)量的可靠性與優(yōu)劣性, 都會直接影響水足跡的測算。

基于結(jié)果與分析可知, 動物產(chǎn)品耗水環(huán)節(jié)主要為飼料用水量以及生產(chǎn)用水量?？梢酝ㄟ^合理調(diào)整飼料組分, 提高飼料轉(zhuǎn)化率; 同時利用水足跡較低的農(nóng)作物副產(chǎn)品, 如秸稈、麥麩、稻草、谷殼等作為飼料原料來降低飼料用水量。由于樂山市動物產(chǎn)品水足跡的用水量組成結(jié)構(gòu)中, 虛擬水用量所占比例大于年生產(chǎn)用水量, 而飼料用水量占虛擬水總用水量的比重高達(dá)99.32%, 因此合理調(diào)整飼料組分、利用水足跡較低的農(nóng)作物副產(chǎn)品等作為飼料原料應(yīng)成為減少樂山市動物水足跡的首要舉措。當(dāng)前樂山市以傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式為主, 傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式現(xiàn)代化水平低, 其虛擬用水量和生產(chǎn)用水量均高于現(xiàn)代規(guī)?；酿B(yǎng)殖模式, 應(yīng)改變其養(yǎng)殖模式, 加大現(xiàn)代化養(yǎng)殖業(yè)的建設(shè), 來緩解水資源緊缺的壓力。對于生產(chǎn)用水應(yīng)加大對企業(yè)用水的監(jiān)督管理力度, 鼓勵其積極進(jìn)行清潔生產(chǎn), 加大資金投入力度, 積極研究節(jié)水技術(shù), 以降低動物產(chǎn)品在加工過程中的耗水量。

此外, 本文在確定產(chǎn)品系統(tǒng)邊界時, 僅對總水足跡有實質(zhì)性貢獻(xiàn)的相關(guān)活動進(jìn)行了核算, 可能導(dǎo)致測算結(jié)果與實際的動物產(chǎn)品水足跡有一定的偏差; 數(shù)據(jù)來源有限也可能會對測算結(jié)果造成影響。在以后研究中, 將進(jìn)一步完善測算方法, 注重基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集以及來源的可靠性, 力求更準(zhǔn)確的描繪出動物產(chǎn)品的水足跡。

5 結(jié)論

本文基于生產(chǎn)要素法, 以樂山市為例測算了動物產(chǎn)品(牛肉、羊肉、豬肉其他禽肉、兔肉、水產(chǎn)品、禽蛋以及奶類)的水足跡大小, 根據(jù)測算結(jié)果以及上述分析, 得出以下結(jié)論:

(1) 樂山市動物產(chǎn)品總水足跡在2000—2011年呈上升趨勢, 且生產(chǎn)用水量和虛擬用水量均呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢, 這主要是由于隨著生活水平的提高, 人們的膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生變化, 對動物產(chǎn)品的需求量逐年上升。

(2) 樂山市不同動物產(chǎn)品單位質(zhì)量水足跡之間的關(guān)系為: 牛肉>羊肉>豬肉>其它禽肉>兔肉>水產(chǎn)品>禽蛋>奶類。因此, 樂山市在制定相關(guān)政策時應(yīng)結(jié)合不同動物產(chǎn)品單位質(zhì)量水足跡的大小關(guān)系以及當(dāng)?shù)厮Y源的實際情況制定合理的畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

(3) 從動物產(chǎn)品水足跡構(gòu)成來看, 動物產(chǎn)品水足跡由虛擬用水量和生產(chǎn)用水量兩部分組成, 其中, 年虛擬用水量占總水足跡的比重在56.03—60.70%之間, 年生產(chǎn)用水量占總水足跡的比重在39.30—43.97%之間。

(4) 樂山市動物產(chǎn)品單位質(zhì)量水足跡普遍高于全國同類動物類產(chǎn)品單位質(zhì)量水足跡。因此, 樂山市應(yīng)采取改善飼料成分、改變養(yǎng)殖模式以及加強(qiáng)虛擬水貿(mào)易等措施來達(dá)到合理利用水資源的目的。

[1] HOEKSTRA A Y. Virtual water trade: proceedings of the international expert meeting on virtual water trade. Value of Water Research Report Series No. 12[M]. Delft, The Netherlands: UNESCO-IHE, 2003.

[2] HOEKSTRA A Y. Human appropriation of natural capital: a comparison of ecological footprint and water footprint analysis [J]. Ecological Economics, 2009, 68(7): 1963–1974.

[3] DANIEL C, MAITE M A, AlBERTO G. A water footprint assessment of a pair of jeans: the influence of agricultural policies on the sustainability of consumer products [J]. Journal of Cleaner Production, 2013, 57: 238–248.

[4] 嚴(yán)巖, 賈佳, 王麗華, 等. 我國幾種典型棉紡織產(chǎn)品的工業(yè)水足跡評價[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2014, 34(23): 7119–7126.

[5] 孫艷芝, 魯春霞, 謝高地, 等. 北京市水足跡[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2015, 02: 524–531.

[6] JOHN M L, O'REILLY P, MORGAN. Desirable characteristics of animal products from a human health perspective[J]. Livestock Production Science, 2004, 94: 95–103.

[7] 王艷陽, 王會肖, 張昕. 基于投入產(chǎn)出表的中國水足跡走勢分析[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2013, 33(11): 3488–3498．

[8] DECKERS J. Should the consumption of farmed animal products be restricted, and if so, by how much? [J]. Food Policy, 2010, 35: 497–503.

[9] 龍愛華, 徐中民, 張志強(qiáng). 西北四省(區(qū)) 2000年的水資源足跡[J]. 冰川凍土, 2003, 25(6): 692–700.

[10] 黃晶, 宋振偉, 陳阜. 北京市水足跡及農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)變化特征[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2010, 23: 6546–6554.

[11] World Bank. World Bank Development Indicators [DB/OL]. From: http://data.worldbank.org/indicator.

[12] 張雪飛, 程水源, 郭秀銳, 等. 多目標(biāo)優(yōu)化方法在區(qū)域水資源優(yōu)化配置中的應(yīng)用–以唐山市為例[J]. 安全與環(huán)境學(xué)報, 2006, 04: 73–77.

[13] CHAPAGAIN A K. HOEKSTRA A Y. Virtual water flows between nations to trade in livestock and livestock products. Value of Water Research Report Series No .13[M]. Delft, The Netherlands: UNESCO-IHE, 2003.

[14] HOEKSTRA A Y. The water footprint of animal products, In: D' Silva, J. and Webster, J. (eds.) The meat crisis: Developing more sustainable production and consumption [M]. Earthscan, London, UK, 2010: 22–33.

[15] HOEKSTRA A Y. CHAPAGAIN A.K. Water footprints of nations: water use by people as a function of their consumption pattern [J]. Water Resources Management, 2007, 21(1): 35–48.

[16] HOEKSTRA A Y. CHAPAGAIN A K. Globalization of water: Sharing the planet’s freshwater resources [M]. Blackwell Publishing, Oxford, UK, 2011.

[17] HOEKSTR A Y, CHAPAGAIN A K, ALDAYA M M, et al. Water footprint manual: state of the art 2009, Water Footprint Network [M]. Enschede, The Netherlands, 2009.

[18] MEKONNE M M. HOEKSTRA A Y. The green,blue and grey water footprint of farm animal products. Value of Water Research Report Series No .48[M]. Delft, The Netherlands: UNESCO-IHE, 2010.

[19] GERBENS-LEENES P W, MEKONNEN M M, HOEKSTRA A Y. The water footprint of poultry, pork and beef: A comparative study in different countries and production systems[J]. Water resources and industry, 2013, 1: 25-36.

[20] 徐麗麗, 劉先國, 劉丹青, 等. 基于水足跡的生態(tài)畜禽養(yǎng)殖基地生產(chǎn)用水分析[J]. 安全與環(huán)境工程, 2014, 06: 18–22.

[21] 周玲玲, 王琳, 余靜, 等. 基于水足跡理論的即墨市水資源可持續(xù)利用對策研究[J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2014, 11: 95–100.

[22] 秦文彥, 唐珍珍, 秦麗杰. 長春市膳食水足跡研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理, 2013,10: 63–68.

[23] 李亞娟, 趙軍. 農(nóng)畜產(chǎn)品虛擬水計算與虛擬水戰(zhàn)略研究[J]. 人民黃河, 2012, 34(12): 59–62.

[24] 孟文文. 陜北生態(tài)脆弱帶生態(tài)恢復(fù)對生態(tài)承載力的影響研究–以馬家溝流域為例[D]. 西安科技大學(xué), 2010.

[25] 徐中民, 龍愛華, 張志強(qiáng). 虛擬水的理論方法及在甘肅省的應(yīng)用[J]. 地理學(xué)報, 2003, 58(6): 861–869.

[26] 劉昌明, 李云成. “綠水”與節(jié)水: 中國水資源內(nèi)涵問題討論[J]. 科學(xué)對社會的影響, 2006 (1): 16–20.

[27] 朱鐘麟, 侯魯川. 四川省水資源緊缺性評價及可持續(xù)利用研究[J]. 中國水土保持科學(xué), 2006, 4(4): 92–95.

[28] 湯一凡. 樂山市水環(huán)境容量研究[D]. 西南交通大學(xué), 2004.

[29] CHAPAGAIN A K, HOEKSTRA A Y, SAVENIJE H H G. Saving water through global trade.Value of Water Research Report Series No.17, UNESCO-IHE[M]. Delft, the Netherlands, 2005.

[30] 潘文俊, 曹文志, 王飛飛, 等. 基于水足跡理論的九龍江流域水資源評價[J]. 資源科學(xué), 2012, 10: 1905–1912.

[31] KLDOUTT B G, JULIANO P, SANGUANSRI P, et al. The water footprint of food waste: case study of fresh mango in Australia[J]. Journal of Cleaner Production, 2010, 18(16/17): 1714–1721.

[32] CHAPAGAIN A K, HOEKSTRA A Y, SAVENILE H. Water saving through international trade of agricultural products [J]. Hydrology and Earth System Sciences, 2006, 10(3): 455–468.

[33] ZHAO Z, CHEN B, YANG Z F. National water footprint in an input-output framework: a case study of China 2002[J]. Ecological Modelling, 2009, 220(2): 245–254.

[34] 徐長春, 黃晶, 劉繼軍, 等. 基于生命周期評價的產(chǎn)品水足跡計算方法及案例分析[J]. 自然資源學(xué)報, 2013, 28(5): 873–879.

Assessment of water footprint of animal products in Leshan City

ZHAO Rui1,2,*, LI Hong1, HE Hualing1, ZHOU Xiao1, LIU Dan1

1. Faculty of Geosciences and Environmental Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China2. State-Province Joint Engineering Research Lab in Geospatial Information Technology for High Speed Railway Safety, Southwest Jiaotong University, Chengdu 611756, China

Water footprint assessment is to measure fresh water consumption during the full life cycle of a product, which provides insight into better policy making on water resources allocation. In order to identity the water intensive sector, this paper provides a holistic water footprint assessment for animal products by taking Leshan City as a case example. The water footprint of animal products is composed of the virtual water content of a live animal during its entire lifespan, and the water consumption while distributing various meat products from the animals, in which the virtual water contains the water use of feeding, drinking and servicing. Results show that the total water footprint of animal products reaches 4.42 billion cubic meters in the year of 2011, being increased by 2.23 billion cubic meters compared with that in the year of 2000. Compared with various categories of the water footprints, a sequence of the measured animal products is ranked from the highest to the lowest grade, i.e. beef is ranked as the most water intensive product, mutton the second, pork the third, poultry the fourth, rabbit meat the fifth, aquatic products the sixth, and dairy products the least. From the perspective of the constitution of the water footprint, the virtual water consumption accounts for the total water footprint between 56.03% and 60.70%. In addition, the most water consumed sectors are identified as the virtual water requirement of the feed ingredients during the entire lifespan of the live animal, and the manufacturing process of the corresponding animal products. It is further suggested adjusting the feed ingredients, increasing the feed conversion rate, and using the agricultural by-products, e.g. straw, wheat bran, husk etc., to reduce the water consumption in the feed sector. For the sector of the manufacturing process of the animal products, it is recommended to minimize the associated water footprint by implementation of cleaner production. Through the enhancement of modernized breeding and the promotion of virtual water trade, the water efficiency is expected to be improved, thus to reduce the total water footprint.

water footprint; animal products; virtual water; life cycle

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.02.014

X37

A

1008-8873(2017)02-093-07

2015-11-05;

2016-07-03

國家自然科學(xué)基金(41301639); 四川省科技支撐項目(2014GZ0168);廣西空間信息與測繪重點實驗室開放基金項目(14-045-24-12); 教育部創(chuàng)新研究團(tuán)隊資助(IRT13092)

趙銳(1983—), 男, 博士, 副教授, 主要從事環(huán)境系統(tǒng)工程與低碳可持續(xù)發(fā)展研究, E-mail: ruizhao@home.swjtu.edu.cn

趙銳, 李紅, 賀華玲, 等. 樂山市動物類產(chǎn)品水足跡測算分析[J]. 生態(tài)科學(xué), 2017, 36(2): 93-99.

ZHAO Rui, LI Hong, HE Hualing, et al. Assessment of water footprint of animal products in Leshan City[J]. Ecological Science, 2017, 36(2): 93-99.