孫才志， 靳春玉， 閻曉東

(1.遼寧師范大學(xué) 海洋經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展研究中心,遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,遼寧 大連116029)

能源和水資源是人類生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的基礎(chǔ)性與戰(zhàn)略性資源。我國是全球第一大水資源和能源消費(fèi)國。中國人均水資源占有量僅為世界人均水平的四分之一[1]，總用水量占水資源可利用量的比例從2000年的19.96%到2017年的21.01%，已超過警戒線20%[2]；中國能源消費(fèi)量從1978年的5.7億tce到2017年的44.9億tce，增長了6.877倍[3]，水資源與能源安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。水資源與能源緊密相連，并且以各種形式相互制約、相互構(gòu)成壓力：一方面，水的生產(chǎn)、使用以及廢水處理等過程中能源的消耗必不可少[4]；另一方面，水資源在化石能源的采掘、處理、轉(zhuǎn)化、運(yùn)輸以及電力生產(chǎn)過程中起到了關(guān)鍵性作用[5]。我國能源與水資源空間分布不匹配，為了保障與協(xié)調(diào)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，必須在綜合考慮能源和水資源耦合關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能源-水資源協(xié)同管理體系[6]。

投入產(chǎn)出法是 Leontief 在 1936 年提出的，能夠分析不同生產(chǎn)部門之間的經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)[7]，可以計(jì)算所有直接或間接的包含在產(chǎn)品消費(fèi)中的資源使用量。多區(qū)域投入-產(chǎn)出模型(Multiregional Input-Output model,MRIO)已經(jīng)被廣泛用于研究城市的能源和水問題，如虛擬水、水足跡、能源足跡、體現(xiàn)能源和體現(xiàn)水[8-11]。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析(Ecological Network Analysis,ENA)是由 HANNON B最先提出來的[12]，起初用來探究生態(tài)系統(tǒng)的整體屬性，利用積分流量不僅可以量化轉(zhuǎn)換過程中直接或間接的流量，而且可以從系統(tǒng)角度來量化經(jīng)濟(jì)部門之間的關(guān)系[13]。城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中能源或水資源的循環(huán)利用率可使用ENA的芬恩循環(huán)指數(shù)進(jìn)行分析研究[14]；系統(tǒng)魯棒性能夠表征系統(tǒng)的穩(wěn)定性和恢復(fù)力[15]；控制和依賴分配系數(shù)可以呈現(xiàn)由于資源流動引起的控制或者依賴關(guān)系[16]。在網(wǎng)絡(luò)視角下，部分學(xué)者運(yùn)用ENA進(jìn)行了單一資源要素的研究[17-20]?？傮w來說，在MRIO和ENA的基礎(chǔ)上對能源-水資源耦合關(guān)系的研究仍處于初步探索的階段。DUAN C C等[21]將投入-產(chǎn)出與生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)合起來，分析中國能源貿(mào)易中的水-能關(guān)系，發(fā)現(xiàn)國際能源貿(mào)易能夠緩解中國水資源短缺問題，但是增加了對其他國家或地區(qū)的能源依賴性；基于此方法，WANG S G等[22]構(gòu)建京津冀地區(qū)的投入-產(chǎn)出模型，探索城市各部門之間水資源與能源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相互作用；對于一個城市系統(tǒng)中的水-能關(guān)系，主要分析水資源與能源的協(xié)同效應(yīng)以及在經(jīng)濟(jì)部門之間的相互作用。目前，在量化中國30個區(qū)域之間的潛在關(guān)聯(lián)影響和指導(dǎo)能源-水資源協(xié)調(diào)管理方面需進(jìn)一步研究。

鑒于此，文中在MRIO和ENA的基礎(chǔ)上，綜合考慮能源和水資源的耦合問題，建立了中國30個區(qū)域的能源-水資源耦合網(wǎng)絡(luò)核算框架，核算體現(xiàn)在中間使用和最終使用中的能源和水資源消費(fèi)量，探索地區(qū)間能源和水資源的流動路徑，分析能源-水資源耦合網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)屬性以及地區(qū)間的控制和依賴關(guān)系，以期為全國能源與水資源協(xié)調(diào)、可持續(xù)利用和統(tǒng)籌管理提供理論參考依據(jù)。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 能源-水資源耦合分析

(1)

(2)

1.2 多區(qū)域投入-產(chǎn)出分析

通過對國民經(jīng)濟(jì)中各部門之間投入和產(chǎn)出相對應(yīng)關(guān)系的研究來分析經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)間關(guān)系的方法被稱為投入-產(chǎn)出技術(shù)方法，主要包括投入-產(chǎn)出數(shù)學(xué)模型和投入產(chǎn)出表[24]。區(qū)域間投入-產(chǎn)出模型的平衡關(guān)系可用矩陣表示為：

XR=(I-ARP)-1YR。

(3)

1)各省區(qū)各部門的用水和能耗系數(shù)矩陣。直接用水系數(shù)或直接能耗系數(shù)矩陣為：

(4)

ε為完全用水系數(shù)或完全能耗系數(shù)，即滿足最終需求的產(chǎn)品在整個生命周期中單位產(chǎn)出的用水量或能耗量，由直接用水系數(shù)或直接能耗系數(shù)與列昂惕夫逆矩陣相乘得到。

(5)

2)各省區(qū)能源和水消費(fèi)總量(從生產(chǎn)側(cè)和消費(fèi)側(cè)角度)的計(jì)算式分別為:

Htotal=Hte+Hfe。

(6)

生產(chǎn)側(cè)能源或水消費(fèi)量為：

Hte=εx。

消費(fèi)側(cè)能源或水消費(fèi)量為：

Hfe=εyfe，

yfe=yR+yU+yG+yFC。

式中：x為中間使用矩陣；yfe為最終消費(fèi)列陣；yR、yU、yG、yFC分別指農(nóng)村居民消費(fèi)支出、城鎮(zhèn)居民消費(fèi)支出、政府消費(fèi)支出和固定資本形成支出。

1.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析方法能夠表征社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的資源循環(huán)利用情況、評估系統(tǒng)穩(wěn)定性以及地區(qū)間的動力學(xué)關(guān)系。積分流(N、N′)用于解釋在整個系統(tǒng)配置過程中一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域的影響，本文選取芬恩循環(huán)指數(shù)(Finn′s Cycle Index,FCI)來量化整個能源或水系統(tǒng)中循環(huán)流量的強(qiáng)度[15]。計(jì)算公式分別如下:

(7)

(8)

(9)

N=(nij)，G=(gij)，G′=(g′ij)，

式中：N為代謝物質(zhì)流的積分無量綱矩陣；G為代謝物質(zhì)流的直接無量綱矩陣；G′為代謝物質(zhì)流的間接無量綱矩陣；fij為從地區(qū)i流向地區(qū)j的能源或水；Ti為地區(qū)i的輸入或輸出；TST為整個系統(tǒng)的總輸入或總輸出。

系統(tǒng)魯棒性(System Robustness,SR)是基于系統(tǒng)的一個指標(biāo)，效率和冗余之間的協(xié)調(diào)才能保障耦合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展[16]。通過耦合網(wǎng)絡(luò)的上升性(A)和發(fā)展能力(C)計(jì)算SR。計(jì)算公式分別如下：

(10)

(11)

α=A/C，

(12)

SR=-αlnα。

(13)

文中利用控制分配系數(shù)(Control Allocation Coefficient,CA)和依賴分配系數(shù)(Dependent Allocation Coefficient,DA)來模擬地區(qū)和行業(yè)之間的控制和依賴關(guān)系，通過分析各區(qū)域之間的控制和依賴關(guān)系，確定其關(guān)聯(lián)管理的調(diào)節(jié)路徑[17]，具體計(jì)算分別如下：

(14)

(15)

1.4 數(shù)據(jù)來源

中國各地區(qū)直接能源消耗量來源于《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》[25]，直接水資源消費(fèi)量來源于《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》[26]，2012年區(qū)域間投入-產(chǎn)出表來自于劉衛(wèi)東等[27]的成果，并按照產(chǎn)業(yè)劃分標(biāo)準(zhǔn)將2012年中國區(qū)域間投入-產(chǎn)出表合并為17個部門，見表1，水資源相關(guān)的能源消耗數(shù)據(jù)和能源相關(guān)的用水?dāng)?shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[1][4][28][29]、各省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、各省工業(yè)用水定額、2013年《城市供水統(tǒng)計(jì)年鑒》以及2013年《城鎮(zhèn)排水統(tǒng)計(jì)年鑒》。

表1 產(chǎn)業(yè)分類

2 結(jié)果分析

2.1 區(qū)域能源和水資源的消費(fèi)格局分析

文中測算了2012年中國30個省區(qū)的水資源和能源相關(guān)水資源的投入情況以及體現(xiàn)在不同最終使用中的水資源消費(fèi)量,如圖1所示。

如圖1右側(cè)所示：從生產(chǎn)和消費(fèi)兩個角度，分別顯示了區(qū)域直接用水量和區(qū)域農(nóng)村居民消費(fèi)、城鎮(zhèn)居民消費(fèi)、政府消費(fèi)以及固定資本形成水資源消費(fèi)的特點(diǎn)。從生產(chǎn)角度看，江蘇、山東、廣東的直接用水量最大，經(jīng)濟(jì)活動使用了大量的水，海南和青海的水資源投入最小。從消費(fèi)角度來看，水資源消費(fèi)量較高的地區(qū)分別為江蘇、廣東和山東，均大于250億m3；海南、青海和寧夏的水資源消費(fèi)量較小，均在60億m3以內(nèi)。農(nóng)村居民消費(fèi)、城鎮(zhèn)居民消費(fèi)、政府消費(fèi)和固定資本形成消費(fèi)這4種水資源使用類型最終總的水資源消費(fèi)量為4 937.78億m3，其中體現(xiàn)在城鎮(zhèn)居民消費(fèi)中的水資源消費(fèi)量最大，為2 059億m3，其次是固定資本形成水資源消費(fèi)量，為1 680億m3，最小是政府消費(fèi)水資源量413億m3。

圖1 中國30個省區(qū)水資源消費(fèi)和能源相關(guān)用水情況

能源相關(guān)的水資源消費(fèi)，如圖1左側(cè)所示：從生產(chǎn)角度來看，直接用水量排在前三的是山東、廣東和江蘇，其中山東省的能源生產(chǎn)耗水量最大，為62億m3，海南和青海的能源生產(chǎn)耗水量最小。從消費(fèi)角度來看，能源相關(guān)的水資源最終使用消費(fèi)量較大的地區(qū)仍然是山東、廣東和江蘇，最小的是海南。體現(xiàn)在居民消費(fèi)中能源相關(guān)的水資源量占消費(fèi)總量的57.3%，最小的是政府消費(fèi)水資源量，占消費(fèi)總量的8.9%。從整體看，多數(shù)地區(qū)消費(fèi)側(cè)水資源消費(fèi)量小于生產(chǎn)側(cè)用水量，生產(chǎn)側(cè)水資源消費(fèi)量約占水資源消費(fèi)總量的65.7%。經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)水資源消費(fèi)量較大，經(jīng)濟(jì)規(guī)模較小的地區(qū)水資源消費(fèi)量相對較小。

同時，測算了2012年中國30個省區(qū)的能源和水資源相關(guān)能源的投入情況和體現(xiàn)在不同最終使用中的消費(fèi)量，如圖2所示。

圖2 中國30個省區(qū)的能源消費(fèi)和水資源相關(guān)能源消費(fèi)情況

如圖2右側(cè)所示：從生產(chǎn)角度看，山東的直接能源消費(fèi)量最大，為10億tce，江蘇、河北、河南的次之，均大于5.8億tce；海南和青海的直接能源消費(fèi)量最小，均小于0.5億tce。從消費(fèi)角度來看，山東、河南和內(nèi)蒙古的能源消費(fèi)量較大，均大于2.4億tce。農(nóng)村居民消費(fèi)、城鎮(zhèn)居民消費(fèi)、政府消費(fèi)和固定資本形成消費(fèi)這4種最終使用類型總的能源消費(fèi)量為40.62億tce，其中體現(xiàn)在固定資本形成中的能源消費(fèi)量最大，占最終使用總能源消費(fèi)量的57%，最小的是政府消費(fèi)占最終使用總能源消費(fèi)量的7.8%。

水資源相關(guān)的能源消費(fèi)如圖2左側(cè)所示：從生產(chǎn)角度看，江蘇、山東、廣東、河南的水資源相關(guān)直接能源消費(fèi)量最大，均大于1 500萬tce；同樣，海南和青海的直接能源消費(fèi)量最小，均小于150萬tce。從消費(fèi)角度來看，河南、湖北、廣東和江蘇的水資源相關(guān)能源的最終使用消費(fèi)量較大，海南和青海的消費(fèi)量最小。體現(xiàn)在固定資本形成中的水資源相關(guān)能源消費(fèi)量最大，為6 325萬tce，政府消費(fèi)的最小，為851萬tce。從整體來看，生產(chǎn)側(cè)能源消費(fèi)約占能源消費(fèi)總量的69.3%。

從地區(qū)來看，無論從生產(chǎn)還是消費(fèi)的角度，水資源消費(fèi)和能源相關(guān)的水資源消費(fèi)量較大的地區(qū)均為江蘇、廣東和山東，而水資源消費(fèi)量較少的地區(qū)多集中在經(jīng)濟(jì)規(guī)模較小的地區(qū)，如海南和青海。能源消費(fèi)和水資源相關(guān)的能源消費(fèi)量較大的地區(qū)多為經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)，如山東、江蘇和河南。不論是水資源消費(fèi)還是能源消費(fèi)，生產(chǎn)側(cè)消費(fèi)量都大于消費(fèi)側(cè)消費(fèi)量。

2.2 區(qū)域間能源和水資源轉(zhuǎn)移分析

為了便于研究，本文分別選取混合水資源和混合能源輸入(輸出)較大的12個地區(qū)展示我國區(qū)域混合水資源和混合能源流動的關(guān)鍵路徑，分別如圖3和圖4所示。在圖3和圖4中，不同的顏色代表不同的地區(qū)，根據(jù)線條的寬度，識別出各地區(qū)之間的資源流量，關(guān)系帶以資源流量的大小權(quán)衡，并對應(yīng)相應(yīng)的資源轉(zhuǎn)移地區(qū)。

圖3 區(qū)域間混合水資源流動路徑圖(單位:億m3)

圖4 區(qū)域間混合能源流動路徑圖(單位:萬tce)

由圖3可以看出區(qū)域間混合水資源的相互作用，混合水資源轉(zhuǎn)移量最大的3條路徑分別為新疆到山東、黑龍江到山東以及新疆到廣東，流量分別為152.76億m3、66.93億m3和66.09億m3。主要水資源供應(yīng)地區(qū)為新疆和黑龍江，山東、廣東、江蘇和浙江是主要水資源消費(fèi)地區(qū)，江蘇、浙江和山東等較發(fā)達(dá)地區(qū)的最終用水需求得到了新疆、黑龍江、內(nèi)蒙古和安徽等內(nèi)陸地區(qū)的支持。新疆和黑龍江向圖3中其他10個地區(qū)的混合水資源總供應(yīng)量分別為469.87億m3和271.9億m3，占兩個地區(qū)混合水資源輸出總量的比例分別為46.39%和43.96%。新疆向江蘇、浙江、山東和廣東輸出的混合水資源占新疆總用水量的32.36%。綜上所述，水資源輸出量最大的地區(qū)為黑龍江和新疆，這兩個地區(qū)的農(nóng)業(yè)相對發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)部門的直接水資源消耗系數(shù)較大，而農(nóng)業(yè)又是水資源消費(fèi)量最大的部門，這與劉雅婷等[29]的觀點(diǎn)相同；水資源輸入量較大的地區(qū)多為經(jīng)濟(jì)規(guī)模較大的地區(qū)?？傮w來說，混合水資源從西部流向東部，從北部流向南部，從內(nèi)陸地區(qū)流向發(fā)達(dá)地區(qū)。

圖4中分析了區(qū)域間混合能源的相互作用。圖4中：山西到江蘇、內(nèi)蒙古到江蘇、內(nèi)蒙古到廣東以及河北到江蘇是混合能源轉(zhuǎn)移量最大的4條路徑，流量分別為10 122萬tce、9 231萬tce、6 317萬tce和6 222萬tce。內(nèi)蒙古、山西和河北是主要的能源供應(yīng)地區(qū)，江蘇和廣東是主要的能源消費(fèi)地區(qū)。此外，山東既是主要的能源供應(yīng)地區(qū)又是主要的能源消費(fèi)地區(qū)，能源流量分別為17 251萬tce和26 867萬tce。內(nèi)蒙古和山西向圖4中其他10個地區(qū)的混合能源總供應(yīng)量分別為41 785萬tce和37 432萬tce，分別占2個地區(qū)混合能源輸出總量的38.47%和45.41%。山西向江蘇、山東、廣東和河北的混合能源輸出總量占山西總能耗量的29.8%。綜上所述，能源輸出量較大的地區(qū)為內(nèi)蒙古、山西和河北，輸出的多為高能耗的資源型產(chǎn)品。內(nèi)蒙古、山西和河北的煤炭、礦產(chǎn)資源豐富，內(nèi)蒙古的采選業(yè)和電力生產(chǎn)及供應(yīng)業(yè)比較發(fā)達(dá)；山西的采選業(yè)和化學(xué)工業(yè)較為發(fā)達(dá)；河北的采選業(yè)、化學(xué)工業(yè)以及金屬制品業(yè)相對發(fā)達(dá)，采選業(yè)、電力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、化學(xué)工業(yè)、金屬制品業(yè)這4個行業(yè)是能源消費(fèi)量較大的行業(yè)。能源輸入量較大的地區(qū)多為經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)?？偟膩碚f，混合能源主要是以能源消費(fèi)量較大的行業(yè)為主的資源豐富地區(qū)向經(jīng)濟(jì)規(guī)模較大的地區(qū)轉(zhuǎn)移。

綜合來看，混合水資源和混合能源輸入量較大的地區(qū)多為經(jīng)濟(jì)規(guī)模較大的地區(qū)，如山東、江蘇、廣東等。此外，相鄰地區(qū)的混合水資源和混合能源轉(zhuǎn)移量較大。

2.3 區(qū)域能源-水資源耦合系統(tǒng)屬性

芬恩循環(huán)指數(shù)(FCI)代表系統(tǒng)中循環(huán)流動的強(qiáng)度。文中同時計(jì)算了水網(wǎng)絡(luò)、能源網(wǎng)絡(luò)、混合水網(wǎng)絡(luò)以及混合能源網(wǎng)絡(luò)循環(huán)流的比例，以此對能源-水資源耦合帶來的影響進(jìn)行量化分析，結(jié)果如圖5所示。

圖5中顯示：水資源網(wǎng)絡(luò)中地區(qū)間循環(huán)流動的水資源為水通量的8.202%，混合水網(wǎng)絡(luò)中水資源循環(huán)流比例為8.238%，由此能源-水資源耦合帶來的影響從此差異中得到體現(xiàn)。水資源網(wǎng)絡(luò)中，山東用水量最大，但是其FCI貢獻(xiàn)率卻小于浙江和廣東的，其中浙江的FCI貢獻(xiàn)率最大，為15.75%，其他省份在水資源循環(huán)利用方面有更大的提升空間，尤其山東應(yīng)在水資源循環(huán)利用方面作出改善。能源網(wǎng)絡(luò)和混合能源網(wǎng)絡(luò)的FCI值分別為8.003%和8.918%，能源-水資源耦合帶來的影響稍大些。能源網(wǎng)絡(luò)中，山東和河南的能源消耗量較大，但其FCI貢獻(xiàn)率不是最大。浙江在水資源網(wǎng)絡(luò)和能源網(wǎng)絡(luò)中FCI的貢獻(xiàn)率均是最大，這與浙江在水網(wǎng)絡(luò)和能源網(wǎng)絡(luò)中更依賴于其他地區(qū)有關(guān)，可見浙江省能比較有效地利用有限的能源和水資源。

利用系統(tǒng)魯棒性(SR)來表明水資源和能源網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展能力。水資源和混合水資源網(wǎng)絡(luò)中的SR分別為14.601%和13.865%，能源和混合能源網(wǎng)絡(luò)中的SR分別為10.022%和10.693%。水資源網(wǎng)絡(luò)中的SR值要大于能源網(wǎng)絡(luò)中的SR值，水資源網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展能力要高于能源網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展能力?？傮w來看，能源和水資源網(wǎng)絡(luò)均偏向于低效率、高冗余的不可持續(xù)狀態(tài)，因此，要適當(dāng)提高能源和水資源網(wǎng)絡(luò)的效率，加強(qiáng)對資源流動的約束和管控，適量減少資源流動的路徑選擇，增強(qiáng)系統(tǒng)的可持續(xù)性，緩解資源使用的壓力。

圖5 中國30個地區(qū)能源-水資源耦合網(wǎng)絡(luò)資源循環(huán)流情況

文中分析了能源系統(tǒng)和水資源系統(tǒng)的控制和依賴關(guān)系，如圖6所示。

1—北京；2—天津；3—河北；4—山西；5—內(nèi)蒙古；6—遼寧；7—吉林；8—黑龍江；9—上海；10—江蘇；

如圖6(a)所示，水資源系統(tǒng)中，區(qū)域間的控制分配關(guān)系存在較大差異，新疆和黑龍江對大多數(shù)地區(qū)的控制關(guān)系較強(qiáng)，正因?yàn)樾陆秃邶埥撬Y源輸出量最大的地區(qū)，尤其是新疆地區(qū)，控制關(guān)系最突出的是新疆對黑龍江的控制，原因是黑龍江對大多數(shù)地區(qū)都有控制關(guān)系，唯獨(dú)對新疆地區(qū)有很強(qiáng)的依賴性，故而顯示出新疆對黑龍江存在控制關(guān)系，且控制關(guān)系較強(qiáng)。

圖6(b)中顯示區(qū)域間的依賴分配系數(shù)，浙江和天津?qū)Υ蠖鄶?shù)地區(qū)存在很強(qiáng)的依賴關(guān)系，浙江對天津、浙江對北京、浙江對山東、天津?qū)ι綎|和北京的依賴程度要高于其他地區(qū)，部分原因是由于地理位置和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)決定的。

如圖6(c)所示，能源系統(tǒng)中，區(qū)域間的控制分配關(guān)系存在較大差異，內(nèi)蒙古、山西和河北對大多數(shù)地區(qū)的控制關(guān)系較強(qiáng)，內(nèi)蒙古對山西、貴州和新疆的控制關(guān)系最突出。因?yàn)椋蠖鄶?shù)地區(qū)的能源輸入主要來自內(nèi)蒙古，控制分配關(guān)系為能源系統(tǒng)的配置提供了可以有效利用的關(guān)鍵信息。

圖6(d)中顯示能源系統(tǒng)中區(qū)域間的依賴分配系數(shù)，浙江和廣西對多數(shù)地區(qū)存在較強(qiáng)的依賴關(guān)系，浙江對上海、廣東、四川和重慶等地的依賴程度高于其他地區(qū)。浙江是大宗商品交易中心，因此，不論是能源系統(tǒng)還是水資源系統(tǒng)，浙江對大多數(shù)地區(qū)的依賴程度都較大，浙江的生產(chǎn)活動更加依賴于其他地區(qū)資源的投入，受其他地區(qū)的影響較大。這些關(guān)聯(lián)是能源-水資源耦合協(xié)調(diào)管理的關(guān)鍵路徑。

由此可見，能源系統(tǒng)與水資源系統(tǒng)中區(qū)域間的控制和依賴關(guān)系具有很高的相似性。能源、水資源動力學(xué)關(guān)系中能源與水資源耦合帶來的影響大致相同。

3 結(jié)語

本文利用多區(qū)域投入-產(chǎn)出模型構(gòu)建了2012年中國30個地區(qū)能源-水資源耦合網(wǎng)絡(luò)，核算了中間使用和最終使用的能源和水資源消費(fèi)情況。其次，通過“混合水資源”和“混合能源”的概念，分析混合水資源和混合能源流動的關(guān)鍵路徑。最后，構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析模型，探索流動網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)以及各地區(qū)之間的控制和依賴關(guān)系，主要結(jié)論如下：

1)能源相關(guān)的水資源消費(fèi)量以及水資源相關(guān)的能源消費(fèi)量最大的地區(qū)均為廣東。通過多區(qū)域投入-產(chǎn)出模型，得到了各地區(qū)的資源消費(fèi)情況，無論從生產(chǎn)還是消費(fèi)的角度看，山東和江蘇的直接水資源和直接能源消費(fèi)量均較大，與此同時，能源相關(guān)的水資源和水資源相關(guān)的能源消費(fèi)量也較大。而水資源和能源消費(fèi)量較少的地區(qū)多集中在經(jīng)濟(jì)規(guī)模較小的地區(qū)，如海南和青海。從消費(fèi)角度來看，各地區(qū)城鎮(zhèn)居民的水資源消費(fèi)量較大，固定資本形成的能源消費(fèi)量較大，政府消費(fèi)的水資源量較小，這與各地區(qū)政府管控、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及消費(fèi)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

2)從混合水資源和混合能源流動情況來看，新疆和黑龍江是水資源的重要輸出者，廣東、江蘇和浙江是主要水資源需求者；內(nèi)蒙古、山西和河北是能源的重要輸出者，江蘇和廣東是主要能源需求者?；旌纤Y源從西部流向東部，從北部流向南部；混合能源主要從資源豐富地區(qū)向經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快、能源需求量較大的地區(qū)轉(zhuǎn)移?；旌纤Y源流動路徑最大的是新疆到山東；混合能源流動路徑最大的是山西到江蘇，這是提高資源管理協(xié)同度的關(guān)鍵路徑?；旌纤Y源和混合能源輸入量較大的地區(qū)多為經(jīng)濟(jì)規(guī)模較大的地區(qū)，如山東、江蘇、廣東等，這幾個地區(qū)的混合能源和混合水資源從相鄰地區(qū)轉(zhuǎn)移的數(shù)量較大，其他地區(qū)的轉(zhuǎn)移也呈現(xiàn)出變化，這是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的必然結(jié)果。

3)通過FCI的結(jié)果可以看出，所有能源和水資源網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)循環(huán)率都不足10%，具有較大的提升空間，需要更好地建立地區(qū)之間的關(guān)聯(lián)。能源和水資源網(wǎng)絡(luò)均向低效率、高冗余的不可持續(xù)狀態(tài)一側(cè)偏移，要適當(dāng)減少資源流動的路徑選擇，增加對資源流動的約束來緩解資源使用壓力。能源系統(tǒng)與水資源系統(tǒng)中區(qū)域間的控制和依賴關(guān)系具有很高的相似性。能源、水資源動力學(xué)關(guān)系中能源與水資源耦合帶來的影響大致相同?？刂坪鸵蕾囮P(guān)系可以作為調(diào)整區(qū)域間經(jīng)濟(jì)關(guān)系的指導(dǎo)，為資源協(xié)調(diào)、可持續(xù)利用和管理提供理論基礎(chǔ)。