国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

黑龍江省水足跡時空分布規(guī)律及空間均衡分析

2022-09-29 12:22姜秋香吳云星王子龍歐陽興濤李鑫瑩何曉龍
水資源保護(hù) 2022年5期
關(guān)鍵詞:灰水綠水足跡

姜秋香,吳云星,王子龍,歐陽興濤,李鑫瑩,何曉龍

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150030)

水資源是基礎(chǔ)性的自然資源,是人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件[1]。為了更準(zhǔn)確地衡量一個地區(qū)對水資源的消耗,Hoekstra教授在“虛擬水”的基礎(chǔ)上提出了水足跡的概念[2],即任何已知人口(一個國家、區(qū)域或個人)在一定時間內(nèi)消耗或生產(chǎn)的產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源總量。水足跡從水源角度區(qū)分了生產(chǎn)活動所消耗水資源的類型,更加清晰地刻畫了水資源的取用與消耗[3-4]。根據(jù)水足跡理論,可以更精確地衡量水資源的消耗和污染量,有效改善水資源管理分配方式,最大程度滿足不同部門的水資源需求。自水足跡概念提出以來,其理論蓬勃發(fā)展、不斷完善,成為量化水資源消耗的一個重要手段。水足跡的研究經(jīng)歷了從全球和國家尺度[5-7]到區(qū)域和流域尺度[8-10]的轉(zhuǎn)變。Hoekstra等[6]計算了1997—2001全球各國家的水足跡,得出全球平均水足跡為1 240 m3/a,而中國為700 m3/a,遠(yuǎn)低于全球平均水平;郭相平等[11]對中國31個省份作物水足跡進(jìn)行了研究,并利用通徑分析識別了人均純收入、人口密度、化肥施用量和降水量是影響水足跡時空分布的主要驅(qū)動因素;侯林秀等[12]對內(nèi)蒙古地區(qū)1998—2018年的水足跡進(jìn)行研究,得出了研究區(qū)水資源壓力較高但尚未出現(xiàn)水質(zhì)性缺水的結(jié)論。目前研究主要集中在區(qū)域水足跡上,包括工業(yè)水足跡[13]、農(nóng)業(yè)水足跡[14]和生活水足跡[15]等的核算和影響因素分析,得出不同部門對水足跡的需求,從而制定減少水足跡的合理策略,使水資源得到可持續(xù)利用。水足跡空間均衡指水足跡的空間分布與社會經(jīng)濟(jì)的布局和生態(tài)環(huán)境的功能之間呈現(xiàn)的一種平衡狀態(tài)[16]。在區(qū)域發(fā)展水平、自然條件和人口數(shù)量等因素作用下,不同地區(qū)對水足跡的需求有較大差異。利用空間均衡理論定量分析水足跡區(qū)域間的差異,能夠制定更符合區(qū)域自身條件的水資源分配方案。目前研究僅針對灰水足跡進(jìn)行空間均衡分析,藍(lán)水和綠水足跡空間均衡特征分析的缺失,易造成后續(xù)政策制定的不完善和應(yīng)用性差等問題。

本文利用水足跡理論,對2000—2018年黑龍江省13個地級市水足跡進(jìn)行量化,并分析其時空分布規(guī)律。在選取水足跡特征指標(biāo)的基礎(chǔ)上,利用空間均衡理論進(jìn)行水足跡的空間均衡分析,利用熵權(quán)法計算各指標(biāo)權(quán)重,最終得出水足跡的空間均衡情況,以期為黑龍江省高效利用、合理分配水資源提供可行建議。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

黑龍江省位于中國東北部,面積為45.25萬km2,約占全國面積的4.7%,位居全國第六。多年平均降水量為536 mm,折合水量為2 420億 m3,境內(nèi)擁有黑龍江、烏蘇里江、松花江、綏芬河四大水系,是我國重要的糧食生產(chǎn)基地[17]。黑龍江省多年平均水資源總量為775億 m3,人均水資源量為2 067 m3,對地表水的利用率較低,多依賴于地下水資源,導(dǎo)致地表水的開發(fā)程度不高。黑龍江省水資源時空差異較大,年內(nèi)年際分布不均,大體上呈現(xiàn)夏秋多、春冬少、邊緣多、腹地少等特點。黑龍江省作為農(nóng)業(yè)大省,是中國糧食安全的壓艙石,保障農(nóng)業(yè)用水至關(guān)重要。在中國“振興東北老工業(yè)基地”戰(zhàn)略指導(dǎo)下,發(fā)展工業(yè),提高工業(yè)水平,滿足黑龍江省工業(yè)部門水資源需求是重中之重。研究黑龍江省各部門水足跡,確定各部門對水資源的實際需求量,可為制定區(qū)域水資源分配方案提供依據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文采用的社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、氮肥施用量、畜禽存欄出欄量、養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量和污染物排放量來源于《黑龍江統(tǒng)計年鑒》。水資源相關(guān)數(shù)據(jù)來源于《中國水資源公報》。農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http:∥data.cma.gov.cn/)。

2 研究方法

2.1 水足跡計算

2.1.1藍(lán)水足跡

藍(lán)水足跡是人類消耗的徑流,即由人類利用而不再回到原流域的徑流[18]??偹{(lán)水足跡包括區(qū)域內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)部門的藍(lán)水足跡。其中,工業(yè)部門藍(lán)水足跡由于工業(yè)部門產(chǎn)品種類繁多、生產(chǎn)流程復(fù)雜,計算較為困難,采用工業(yè)用水量來代替[19];生活與生態(tài)部門主要消耗藍(lán)水,其藍(lán)水足跡可以用用水?dāng)?shù)據(jù)來代替[20]。農(nóng)業(yè)部門藍(lán)水足跡由作物和養(yǎng)殖業(yè)藍(lán)水足跡組成,作物藍(lán)水足跡根據(jù)作物生長期間的蒸散發(fā)量計算[21],計算公式為

(1)

其中

ETbl=max(0,ETc-Peff)

ETc=KcET0

式中:Wb1為作物藍(lán)水足跡,m3;Cbl為作物生長期內(nèi)消耗的藍(lán)水量,m3/hm2;d為作物生長期的時長,d;ETbl為生長期內(nèi)藍(lán)水蒸散發(fā)量,mm;A為作物的種植面積,hm2;ETc為作物蒸散發(fā)總量,mm;Peff為作物生育期內(nèi)的有效降水量,mm;Kc為作物系數(shù);ET0為參照作物蒸散量,mm;β為轉(zhuǎn)換系數(shù),本文中取β=10。

養(yǎng)殖業(yè)藍(lán)水足跡Wb2的計算公式為

(2)

式中:Vi為第i種畜產(chǎn)品虛擬水含量,m3/kg,取值參考文獻(xiàn)[6];Pi為第i種畜產(chǎn)品產(chǎn)量,kg。

2.1.2綠水足跡

綠水足跡表示生產(chǎn)過程中消耗的降水量[18]。利用作物生長時期的蒸散發(fā)量計算區(qū)域綠水足跡[22],計算公式為

(3)

其中

ETg=min(ETc,Peff)

式中:Wg為綠水足跡,m3;Cg為作物生長期內(nèi)消耗的綠水量,m3/hm2;ETg為生長期內(nèi)綠水蒸散發(fā)量,mm。

2.1.3灰水足跡

灰水足跡是將污染的水資源稀釋到一定標(biāo)準(zhǔn)所需要的水的體積[18]。結(jié)合研究區(qū)域具體情況將灰水足跡分為農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活灰水足跡。

a.農(nóng)業(yè)灰水足跡。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化肥與農(nóng)藥的大量使用、畜牧業(yè)中畜禽糞便的排放以及其他農(nóng)業(yè)過程排放的污染,都會導(dǎo)致不同程度的水資源污染。結(jié)合文獻(xiàn)[23],本文主要計算種植業(yè)灰水足跡和畜牧業(yè)灰水足跡。農(nóng)作物生產(chǎn)過程中所使用的化肥與農(nóng)藥除被植物吸收外,還會隨著徑流、入滲等方式進(jìn)入水體,從而造成水污染。根據(jù)作物生長過程中施用肥料的不同含量,選取氮肥作為代表污染物對灰水足跡進(jìn)行計算[24],計算公式為

(4)

式中:Wg1為種植業(yè)灰水足跡,m3;α為化肥淋失率,取為10%[25];U為化肥的使用量,kg;ρmax為污染物在水體中最大可容許質(zhì)量濃度,kg/m3,硝酸鹽是農(nóng)業(yè)過程中氮肥流失和水污染的主要原因,根據(jù)GB 3838—2022《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[26]中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),將ρmax設(shè)定為0.01 kg/m3;ρnat為受納水體中污染物的自然本底質(zhì)量濃度,kg/m3,由于真正的環(huán)境情況較為復(fù)雜,ρnat的獲取難度偏大且估值較低,因此令ρnat為0[18]。選取有代表性的畜禽(豬、牛、羊、家禽)作為污染來源,主要通過每年畜禽排放污染物進(jìn)入水體的含量來計算養(yǎng)殖業(yè)灰水足跡。畜禽排放污染物中含量較高的是總氮(TN)和化學(xué)需氧量(COD)[26],因此選擇TN和COD作為計算的指標(biāo)。由于受納水體可以同時對氮和COD進(jìn)行稀釋,因此選取氮灰水足跡和COD灰水足跡中較大值為養(yǎng)殖業(yè)灰水足跡。具體公式為

(5)

式中:Wg2為養(yǎng)殖業(yè)灰水足跡,m3;L為進(jìn)入到受納水體的污染物含量,kg。受納水體中COD的最大容許質(zhì)量濃度為0.02 kg/m3。水體可以同時對多種污染物進(jìn)行稀釋,如果直接將種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的灰水足跡相加,會導(dǎo)致重復(fù)計算。因此需要將相同的污染物含量累加,選出較大的為代表污染物,稀釋代表污染物所消耗的水資源即為農(nóng)業(yè)灰水足跡。計算公式為

Wga=max[(Wg1TN+Wg2TN),Wg2COD]

(6)

式中Wga為農(nóng)業(yè)灰水足跡,m3。

(7)

式中Wgr,in為工業(yè)灰水足跡,m3。

c.區(qū)域灰水足跡。由工業(yè)與生活灰水足跡計算結(jié)果可知,工業(yè)與生活灰水足跡的污染物中COD含量最大。由種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)灰水足跡計算結(jié)果可知,農(nóng)業(yè)部門灰水足跡的污染物中氮元素含量最大,將相同類型污染物消耗的水足跡進(jìn)行累積,水足跡消耗最大者即為區(qū)域灰水足跡。

2.2 空間均衡分析

2.2.1空間均衡系數(shù)

水足跡空間均衡系數(shù)可以表示為水足跡在任意空間點或空間單元分布的均衡程度,取值范圍為[0,1]。越接近1表示空間分布越均衡,越接近0表示空間分布越不均衡[27-29]。計算公式為

(8)

2.2.2總體空間均衡度

水足跡總體空間均衡度可以表示為水足跡在整個區(qū)域分布的均衡程度,取值范圍為[0,1]。越接近1表示水足跡在整個空間上分布越均衡,越接近0表示水足跡在整個空間上分布越不均衡[27]。由于各空間點分布不均勻,故將指標(biāo)j的空間均衡系數(shù)按區(qū)域i的面積比加權(quán),計算指標(biāo)j的總體空間均衡度Bj:

(9)

式中:Si為區(qū)域i的面積,m2;N為區(qū)域數(shù);S為研究區(qū)總面積,m2。

采用熵權(quán)法[30]計算各指標(biāo)權(quán)重,即各指標(biāo)對水足跡總體空間均衡度的貢獻(xiàn)率,從而得出水足跡的總體空間均衡度B:

(10)

式中:J為指標(biāo)的個數(shù);wj為指標(biāo)j的權(quán)重。

3 結(jié)果與分析

3.1 黑龍江省水足跡時空演變規(guī)律

3.1.1時間演變規(guī)律

通過對2000—2018年黑龍江省藍(lán)水足跡、綠水足跡和灰水足跡的計算,確定水足跡的組成及變化趨勢(圖1、圖2)。研究時段內(nèi)黑龍江省總水足跡平均值為837億m3,其中藍(lán)水足跡、綠水足跡和灰水足跡分別占總量的41.13%、33.02%和25.85%,藍(lán)水足跡的主導(dǎo)地位顯著。

年份

年份

由圖1可知,2000—2018年黑龍江省總水足跡呈現(xiàn)波動上升的趨勢??偹阚E變化可以分為2個階段,第一階段2000—2011年,從2000年逐漸增加,至2011年達(dá)到峰值986億m3,第二階段2012—2018年,從2012年又逐漸回落至2018年的752億m3。研究時段內(nèi)黑龍江省積極響應(yīng)“推動全社會節(jié)水,全面提高水資源利用效率”的國家政策,實施農(nóng)業(yè)節(jié)水增效、工業(yè)和生活節(jié)水減排等措施。因此,黑龍江省總水足跡呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。

由圖2可知,黑龍江省藍(lán)水足跡占總水足跡的比例在波動下降,從2000年的40.20%降到2018年的34.49%,說明黑龍江省采取水資源總量強(qiáng)度雙控和科技創(chuàng)新引領(lǐng)等節(jié)水措施取得較好成效。研究時段內(nèi)灰水足跡的比例下降幅度較大(年均下降1.85%),黑龍江省控制污染物排放總量和實施減排重點工程等污水減排措施效果明顯。而綠水足跡的比例則在快速上升,在2018年達(dá)到51.22%,同時從2017年開始綠水足跡的比例首次超過藍(lán)水足跡。黑龍江省作為糧食主產(chǎn)區(qū),種植面積在逐漸增加,且藍(lán)水和灰水足跡在下降,因此綠水足跡的比例不斷增加并成為主導(dǎo)。黑龍江省藍(lán)水足跡變化與總水足跡相近,均表現(xiàn)出兩階段變化的趨勢。在第一階段中2003年的藍(lán)水足跡最低,2003年作物種植面積下降,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)藍(lán)水足跡大幅下降。本文藍(lán)水足跡構(gòu)成中,養(yǎng)殖業(yè)藍(lán)水為總藍(lán)水的66.72%,占據(jù)藍(lán)水足跡的主要部分。第一階段黑龍江省主要畜產(chǎn)品產(chǎn)量逐漸增加,由于黑龍江省部分地區(qū)施行禁牧政策,導(dǎo)致第二階段畜產(chǎn)品產(chǎn)量逐漸降低,由此使藍(lán)水足跡呈現(xiàn)出先增加后減少的變化趨勢。綠水足跡總體呈現(xiàn)增加的趨勢,黑龍江省作為“中華大糧倉”,糧食種植面積逐漸增加,對綠水的需求也在逐漸增加。受到枯水年、自然災(zāi)害和農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革導(dǎo)致作物種植面積減少等因素的影響,2007、2011、2016和2017年黑龍江省綠水足跡略微下降。研究時段內(nèi)黑龍江省灰水足跡逐年下降,其下降趨勢較為明顯,從261億m3降到108億m3,年均減少3.27%。該時段黑龍江省污水治理效果明顯,污染物排放量逐漸減少,因此灰水足跡也呈下降趨勢。本文灰水足跡主要由吸納工業(yè)和生活部門排放的COD所產(chǎn)生。在灰水足跡構(gòu)成中,生活灰水足跡比例較大,占總灰水足跡的70%以上,最大為94.26%。因此下一步要做好生活污水減排工作。

3.1.2空間演變規(guī)律

根據(jù)水足跡計算方法,核算2000—2018年黑龍江省13個地級市的不同水足跡。根據(jù)各水足跡在研究時段內(nèi)的變化特征,選取2000年、2003年、2007年、2011年、2016年和2018年作為代表年,利用ArcGIS繪制其藍(lán)水、綠水和灰水足跡空間分布。圖3為各代表年黑龍江省藍(lán)水足跡空間分布??梢?,黑龍江省北部和東部藍(lán)水足跡較低,包括大興安嶺、鶴崗、伊春和七臺河,該區(qū)域藍(lán)水足跡之和僅占黑龍江省總藍(lán)水足跡的6.14%。其中大興安嶺地區(qū)的藍(lán)水足跡最低,為0.802億~1.68億m3。大興安嶺地區(qū)為黑龍江省最北部,人口數(shù)量最少,工業(yè)不發(fā)達(dá),作物產(chǎn)量和畜牧業(yè)產(chǎn)量也較低,因此對藍(lán)水足跡的需求較低。位于黑龍江省西部和南部的齊齊哈爾、大慶、綏化和哈爾濱藍(lán)水足跡較高,其中哈爾濱最大,為52.2億~109.0億m3。哈爾濱的養(yǎng)殖業(yè)藍(lán)水足跡占總藍(lán)水足跡的69.85%,作為黑龍江省省會,其養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)值和產(chǎn)量均最大,因此消耗較多藍(lán)水足跡。大慶的藍(lán)水足跡也較大,在其藍(lán)水構(gòu)成中工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)藍(lán)水足跡占大慶藍(lán)水足跡的92.23%。大慶作為典型的工業(yè)城市,工業(yè)較為發(fā)達(dá),養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)值在全省為中等水平,故藍(lán)水足跡較大。

(a)2000年

圖4為各代表年黑龍江省綠水足跡空間分布??梢姡G水足跡的低值地區(qū)主要在黑龍江省的北部和中部,包括大興安嶺、伊春和七臺河,影響綠水足跡的因素有作物蒸發(fā)條件、降雨條件和作物種植面積,這3個地區(qū)的降水量較為豐富,占全省的24.43%,但種植面積較低,僅占全省的4.85%,因此這些區(qū)域的綠水足跡較低。綠水足跡的高值地區(qū)主要分布在黑龍江省的西部和東部,包括黑河、綏化、哈爾濱、齊齊哈爾和佳木斯,這些區(qū)域降水量占全省的37.10%,種植面積則占全省的69.02%,在降水和種植面積的綜合作用下,這5個地區(qū)的綠水足跡較高。

(a)2000年

圖5為各代表年黑龍江省灰水足跡空間分布??梢?,位于黑龍江省北部和東部地區(qū)的大興安嶺、伊春、鶴崗、雙鴨山和七臺河是灰水足跡低值區(qū),該區(qū)域中生活灰水足跡占平均灰水足跡的85.14%,生活污水排放是決定灰水足跡空間特征的主要因素。然而該區(qū)域總?cè)丝跀?shù)量僅為全省的13.9%,人口數(shù)量少,排放的生活污水較少,因此灰水足跡也較低?;宜阚E高值地區(qū)主要集中在齊齊哈爾、綏化、哈爾濱和大慶,哈爾濱灰水足跡占全省比例最大(22.98%~26.54%)。在哈爾濱灰水足跡構(gòu)成中,生活灰水足跡占比為73.02%以上。哈爾濱人口最多,污水排放量較大,故灰水足跡較高。大慶由于工業(yè)水平發(fā)達(dá),工業(yè)污水排放較多,導(dǎo)致灰水足跡較高,其工業(yè)灰水足跡占該區(qū)域總灰水足跡的56.03%。

(a)2000年

3.2 黑龍江省水足跡空間均衡分析

3.2.1水足跡特征指標(biāo)總體空間均衡度分析

根據(jù)黑龍江省人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點等,選取水足跡強(qiáng)度、農(nóng)業(yè)水足跡強(qiáng)度、生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡、工業(yè)藍(lán)水足跡、人均水足跡和人均灰水足跡等作為水足跡特征指標(biāo)。水足跡強(qiáng)度為總水足跡與地區(qū)生產(chǎn)總值的比值,反映不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下所消耗的水資源量,水足跡強(qiáng)度越大,單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值消耗的水資源量也越多,對水資源的利用效率就越低。農(nóng)業(yè)水足跡強(qiáng)度為農(nóng)業(yè)水足跡與農(nóng)業(yè)增加值的比值,反映農(nóng)業(yè)用水水平,該值越大,農(nóng)業(yè)用水水平越低。本文采用左其亭等[31]提出的空間均衡量化方法計算水足跡特征指標(biāo)的空間均衡系數(shù)和總體空間均衡度(表1),進(jìn)而分析黑龍江省13個地級市水足跡的空間均衡特征。

由表1可知,研究時段內(nèi)水足跡強(qiáng)度、農(nóng)業(yè)水足跡強(qiáng)度和人均水足跡的總體空間均衡度逐漸減少,空間差異在逐漸變大。其中人均水足跡的總體空間均衡度從2002年開始一直下降。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,發(fā)達(dá)地區(qū)對人口的吸引力越來越大,加劇了各地區(qū)的人口差異,并且我國又實施了最嚴(yán)格的水資源管理制度,而不同的地區(qū)對政策的響應(yīng)也不同。因此導(dǎo)致了黑龍江省人均水足跡空間分布越來越不均衡。

表1 黑龍江省水足跡特征指標(biāo)的總體空間均衡度

研究時段內(nèi)黑龍江省生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡的總體空間均衡度低于0.5,由于各地區(qū)對生態(tài)用水的重視程度不同,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡的分布有較大差異。工業(yè)藍(lán)水足跡和人均灰水足跡的總體空間均衡度波動上升,但工業(yè)藍(lán)水足跡的總體空間均衡度最大值僅為0.357,其空間分布仍存在較大差異。人均灰水足跡的總體空間均衡度最高,研究時段內(nèi)平均值為0.835,黑龍江省污染治理效果明顯,對污水排放控制力度逐漸加強(qiáng),人均灰水足跡的分布更為均衡。

3.2.2代表年水足跡特征指標(biāo)空間均衡分析

為進(jìn)一步分析水足跡特征指標(biāo)在不同地區(qū)的空間均衡差異度,有針對性地制定區(qū)域水資源利用政策,以現(xiàn)狀2018年為代表年,分析各地區(qū)水足跡特征指標(biāo)的空間均衡系數(shù)(表2)。

表2 2018年各地區(qū)水足跡特征指標(biāo)的空間均衡系數(shù)

黑龍江省水足跡強(qiáng)度、農(nóng)業(yè)水足跡強(qiáng)度和人均水足跡的總體空間均衡度較為接近,數(shù)值均大于0.5。由于各地區(qū)的水資源稟賦、經(jīng)濟(jì)水平、種植結(jié)構(gòu)、水資源的利用率和人口數(shù)量等因素差異較大,因此水足跡強(qiáng)度、農(nóng)業(yè)水足跡強(qiáng)度和人均水足跡的空間分布仍不均衡。其中伊春和黑河的水足跡強(qiáng)度空間均衡系數(shù)相差4.08倍,黑河水足跡強(qiáng)度遠(yuǎn)超全省平均值,水資源利用效率低下;伊春水足跡強(qiáng)度接近全省平均值,其積極響應(yīng)國家節(jié)水政策,減少水足跡,水資源利用效率較高。齊齊哈爾、雞西、大慶和伊春的農(nóng)業(yè)水足跡強(qiáng)度空間均衡系數(shù)較低,導(dǎo)致該指標(biāo)總體空間均衡度較低,齊齊哈爾的空間均衡系數(shù)最低(0.451)。齊齊哈爾屬于干旱半干旱地區(qū),農(nóng)業(yè)產(chǎn)值位于全省前列,但農(nóng)業(yè)用水較為粗放,對水資源的利用率低。人均水足跡空間均衡系數(shù)較低的區(qū)域有佳木斯、黑河和大興安嶺,這些區(qū)域的水足跡在全省處于中等水平,人口數(shù)量較少,因此人均水足跡偏離全省平均值較多。各地區(qū)應(yīng)出臺相應(yīng)的節(jié)水政策,提升水資源利用效率,并大力發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè),降低水足跡,使水足跡強(qiáng)度、農(nóng)業(yè)水足跡強(qiáng)度和人均水足跡的分布更均衡。工業(yè)藍(lán)水足跡和生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡的總體空間均衡度均低于0.5,說明黑龍江省工業(yè)和生態(tài)用水空間差異性較為顯著。哈爾濱工業(yè)水平發(fā)達(dá),生態(tài)保護(hù)投入較大,因此其生態(tài)和工業(yè)藍(lán)水足跡遠(yuǎn)高于全省平均值,導(dǎo)致其空間均衡系數(shù)都為0.000。大慶降水少,生態(tài)條件較差,但能保障生態(tài)供水,生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡處于全省平均水平,因此其空間均衡系數(shù)接近1。大慶作為工業(yè)主導(dǎo)型城市,工業(yè)水平遠(yuǎn)超全省大部分地區(qū),故其工業(yè)藍(lán)水足跡的空間均衡系數(shù)為0.000。黑龍江省各地區(qū)工業(yè)水平相差較大,應(yīng)積極響應(yīng)國家振興東北老工業(yè)基地的政策,大力發(fā)展工業(yè),減少工業(yè)耗水,縮小地區(qū)工業(yè)藍(lán)水足跡差異。黑龍江省對生態(tài)用水投入不足,應(yīng)充分考慮生態(tài)用水需求,維護(hù)生態(tài)用水健康,使生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡分布更均衡。除大慶外黑龍江省其他區(qū)域的人均灰水足跡空間均衡系數(shù)均超過0.9,說明人均灰水足跡的分布較為均衡,各地區(qū)對水污染的治理力度較大,污水治理效果明顯。而大慶的人均灰水足跡為全省平均的1.3倍,說明大慶污水排放量較大,治理力度不夠,應(yīng)提高環(huán)保意識,響應(yīng)國家“綠水青山就是金山銀山”的政策。

3.2.3水足跡總體空間均衡度分析

本文根據(jù)熵權(quán)法計算2000—2018年各水足跡特征指標(biāo)的權(quán)重,其中水足跡強(qiáng)度、農(nóng)業(yè)水足跡強(qiáng)度、生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡、工業(yè)藍(lán)水足跡、人均水足跡和人均灰水足跡的權(quán)重分別為0.087、0.098、0.193、0.268、0.087、0.268,進(jìn)而得出黑龍江省水足跡的總體空間均衡度隨時間變化趨勢(圖6)。由圖6可見,水足跡的總體空間均衡度在逐漸升高,說明黑龍江省水足跡空間分布的不平衡性在逐漸降低。水足跡總體空間均衡度在2002—2003年有明顯的上升,2000—2002年,黑龍江省對生態(tài)供水不足,導(dǎo)致各地區(qū)的水足跡分布差異較大,從2003年開始加大對生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡的投入,使得水足跡的空間分布更為均勻。雖然水足跡的總體空間均衡度逐漸升高,但最大值仍未超過0.6,各地區(qū)水足跡仍有差異,還有較大的提升空間。黑龍江省應(yīng)采用更為合理的水資源分配方式,減小水資源利用的區(qū)域差異,使區(qū)域發(fā)展更為均衡。

圖6 黑龍江省水足跡總體空間均衡度隨時間變化

3.3 討論

a.黑龍江省藍(lán)水和灰水足跡在逐漸減少,表明中國實施最嚴(yán)格水資源管理制度在黑龍江省得到較好的響應(yīng),但是和全國平均水平仍有較大差距,應(yīng)提升工業(yè)技術(shù),采取科學(xué)的養(yǎng)殖、種植技術(shù),加強(qiáng)污水處理,減少藍(lán)水、灰水足跡。藍(lán)水足跡中養(yǎng)殖業(yè)藍(lán)水足跡的占比最高,黑龍江省應(yīng)堅持實施禁牧政策,引導(dǎo)、改善養(yǎng)殖方式,并推動養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型升級。黑龍江省生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡只占總藍(lán)水足跡的0.76%,生態(tài)用水投入不足,應(yīng)堅持“以水定綠,以水定產(chǎn)”的政策,加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。黑龍江省生活灰水足跡占總灰水足跡的82.75%,應(yīng)控制生活污水點源污染,加強(qiáng)對生活用水的控制,鼓勵污水處理回用。

b.黑龍江省作為農(nóng)業(yè)大省,在作物種植面積逐年增加、對綠水的需求也在逐漸增加的前提下,綠水足跡的比例越來越大,從2000年21.43%增加到2018年的51.22%。因此,黑龍江省應(yīng)持續(xù)推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革,優(yōu)化種植結(jié)構(gòu),提升灌溉水利用系數(shù),減少水資源的消耗。

c.藍(lán)水、綠水和灰水足跡高值區(qū)主要集中在黑龍江省的西部和南部,由于人口數(shù)量、作物種植面積和畜牧業(yè)產(chǎn)量等都較高,導(dǎo)致藍(lán)水、綠水和灰水足跡高于其他區(qū)域;位于黑龍江省北部和東部的大興安嶺、伊春、七臺河、鶴崗和黑河等區(qū)域是藍(lán)水、綠水和灰水足跡低值區(qū),該區(qū)域降水、人口數(shù)量和種植面積等較低,因此水足跡較少。黑龍江省應(yīng)推動節(jié)水政策,加強(qiáng)污染控制,減少哈爾濱、大慶等高值地區(qū)的水足跡;發(fā)展水足跡低值區(qū)如伊春、鶴崗等地區(qū)的經(jīng)濟(jì),提升其工業(yè)、農(nóng)業(yè)水平,合理利用水資源。

d.水足跡的總體空間衡度在逐漸上升,表明水足跡在黑龍江省的分布越來越均衡,但其中生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡、工業(yè)藍(lán)水足跡的總體空間均衡度較低。黑龍江省應(yīng)明確生態(tài)水權(quán),合理分配生態(tài)用水量,提升生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡,改進(jìn)工業(yè)節(jié)水技術(shù),確定節(jié)水目標(biāo),減少工業(yè)藍(lán)水,合理分配水資源,使水足跡分布更均衡,實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

4 結(jié) 論

a.在研究時段內(nèi),黑龍江省種植面積在逐漸增加,因此綠水足跡總體呈現(xiàn)出增加的趨勢,從2000年的146億m3增加到2018年的385億m3?;宜阚E一直在減少,人均灰水足跡從2000年的706.1 m3降到2018年300.7 m3,表明黑龍江省污水治理效果明顯,人均灰水足跡顯著減少。

b.由于各地區(qū)的降水情況、種植面積和工業(yè)水平等條件的不同,導(dǎo)致黑龍江省13個地級市的水足跡空間分布不均勻,水足跡盈余與匱乏同時存在。大興安嶺、伊春、七臺河和鶴崗水足跡較低,哈爾濱、綏化、大慶、齊齊哈爾和佳木斯的水足跡較高。

c.水足跡強(qiáng)度、生態(tài)環(huán)境藍(lán)水足跡和工業(yè)藍(lán)水足跡總體空間均衡度較低,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡、工業(yè)水平差異較大和生態(tài)意識不同是導(dǎo)致差異較大的主要原因。人均灰水足跡的總體空間均衡度超過0.7,2016年以后超過0.9,表明各地區(qū)對污水治理的力度在不斷加強(qiáng),因此人均灰水足跡的分布趨于均衡。

d.隨著黑龍江省各地區(qū)逐漸加大生態(tài)環(huán)境供水和堅持實施節(jié)水政策,導(dǎo)致水足跡的總體空間均衡度由0.317增加至0.570,水足跡的空間分布向更均衡方向發(fā)展,但區(qū)域差異仍較為明顯。黑龍江省應(yīng)調(diào)整部門用水,加大對生態(tài)用水的投入,提升水資源利用效率。

猜你喜歡
灰水綠水足跡
趕著青山和綠水
山東省灰水足跡區(qū)域均衡性分析
國內(nèi)外灰水處理技術(shù)研究進(jìn)展
設(shè)立船舶灰水排放控制區(qū)應(yīng)加快推進(jìn)
青山綠水幸福長
青荷蓋綠水 芙蓉披紅鮮 歷代文學(xué)作品中的荷花
紅色足跡
難忘家鄉(xiāng)灰水粽
綠水繞家園(國畫)
中國足跡
洛扎县| 柘荣县| 根河市| 浦东新区| 德惠市| 揭东县| 栾城县| 远安县| 泾川县| 石狮市| 且末县| 响水县| 阳东县| 固原市| 石景山区| 县级市| 灵台县| 靖宇县| 蚌埠市| 东明县| 韶山市| 铅山县| 杭锦后旗| 阿城市| 宿松县| 米泉市| 邵东县| 壶关县| 浦北县| 台东市| 新宁县| 疏附县| 广昌县| 金昌市| 昌邑市| 习水县| 太仓市| 长汀县| 高淳县| 博野县| 广南县|