基于水足迹的安徽省水资源利用与经济发展脱钩效应研究

摘要 运用水足迹理论方法，结合脱钩理论和LMDI方法构建Tapio-LMDI模型，分析研究安徽省2011—2020年水资源利用与经济发展的脱钩效应。结果表明，安徽省水足迹呈现出逐渐降低的趋势，虽然人均水足迹和水资源自给率相对较高，水资源紧缺的压力有所缓解，但是水资源总量仍未能满足生产和生活的需求，仍处于紧缺状态。安徽省水资源最大流向行业为农业，生态用水占比最小，工业和生活用水表现出缓慢增加的趋势。安徽省水资源利用与经济发展整体处于弱脱钩状态，技术效应、产业结构效应、规模经济效应和常住人口效应4个脱钩因子中，技术效应、产业结构效应脱钩因子为脱钩的主要促进因子，而规模经济效应、常住人口效应脱钩因子对脱钩均具有负向驱动作用，但常住人口效应脱钩因子对脱钩的影响相对较小。因此，需要大力发展节水技术，优化升级产业结构，增强居民节水意识，从而促进安徽省水资源与经济的可持续发展。

关键词 水资源利用；水足迹；脱钩效应；安徽省

中图分类号 TV 213  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）12-0197-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.041

Study on Decoupling Effect of Water Resources Utilization and Economic Development in Anhui Province Based on Water Footprint

LI Bao-chun

（Anhui and Huaihe River Institute of Hydraulic Research，Hefei，Anhui 230088）

Abstract The Tapio-LMDI model was constructed by combining the water footprint theory with the decoupling theory and LMDI method to analyze the decoupling effect between water resources utilization and economic development in Anhui Province from 2011 to 2020.The result showed that although the per capita water footprint and self-sufficiency rate of water resources were relatively high， and the pressure of water shortage had been alleviated， the total water resources still failed to meet the needs of production and life， and were still in a state of shortage.In Anhui Province， the largest flow industry of water resources was agriculture， the proportion of ecological water use was the smallest， and industrial and domestic water use showed a slow increase trend.On the whole， water resources utilization and economic development showed a weak decoupling state，technology effect decoupling factor and industrial structure effect decoupling factor were the main influencing factors to promote the decoupling，the decoupling factors of scale economy effect and resident population effect had negative driving effects ，and the effect of resident population decoupling factor on decoupling was relatively small.Therefore， it is necessary to vigorously develop water-saving technology， optimize and upgrade industrial structure， and enhance residents’ awareness of water-saving， so as to promote the sustainable development of water resources and economy in Anhui Province.

Key words Water resources utilization;Water footprint;Decoupling effect;Anhui Province

作者简介 李宝春（1978—），男，安徽六安人，工程师，从事水利工程设计研究。

收稿日期 2023-12-12

水资源是重要的基础资源和战略资源，水资源的丰盈程度会对人们生活质量和区域经济发展产生重要影响，在社会生产和发展过程中具有不可替代的作用。近年来，随着我国社会经济的快速发展，城市化进程不断推进，城镇人口数量快速增加，水资源短缺、水环境恶化等问题越来越严重，已逐渐成为制约经济发展的不可忽视的因素［1］。

水足迹是在生态足迹的概念基础上被提出的，主要指消费产品中的水资源量，分为虚拟水和实体水2个部分［2］。水足迹理论有效弥补了生态足迹理论中忽视地表水和地下水资源的缺陷，可以真实反映水资源的消耗和流通程度，是一种科学、全面了解水资源状况的评价方法［3］。脱钩理论在被引入资源环境领域后，常被用来研究资源消耗与经济发展之间的耦合断裂关系，其本质是指随着经济增长，资源利用效率提高，而资源利用总量的增加速度逐渐放缓，直至实现零增长或负增长［4］。沈瑞华等［5］基于水足迹模型和Tapio脱钩模型，分析评价了京津冀城市群水资源消耗与经济发展的协调关系；杨燕燕等［6］通过水足迹理论方法和Tapio脱钩指数模型，分析了黄河流域水量足迹与经济发展脱钩的程度；潘忠文等［7］采用水足迹计算方法并结合Tapio模型对我国水资源利用与经济增长的协调关系进行了分析。对数均值迪氏指数模型（LMDI）可以将因变量分解成多个简易的指标，已被广泛应用于能源消耗相关研究中。陆秋雨［8］通过构建LMDI模型，探究了河南省水资源与经济发展之间的脱钩效应，并将脱钩状态分解为人口规模、用水强度、产业结构、规模经济4个指标；孙付华等［9］利用水足迹-LMDI模型，对江苏省水资源利用情况进行了分析研究。

安徽省位于我国中东部，降水时空分布不均，随着城镇化进程的快速推进，社会经济不断发展，对水资源的需求量不断增加，水资源与经济发展不匹配以及不同区域之间的用水矛盾日益凸显。基于此，该研究基于水足迹理论方法，结合脱钩理论和LMDI方法，构建Tapio-LMDI模型，分析安徽省水资源利用与经济发展的脱钩效应，以期为安徽省水资源利用与经济协调发展提供理论依据。

1 研究方法

1.1 水足迹测算模型

水足迹测算模型主要是通过建立境内生产和服务的用水量与境外虚拟水进出口相结合的模型［10］，进而衡量用水总量，通常将境内生产和服务用水分解成农业用水、工业用水、生活用水、生态用水。已有研究大多将农业用水作为基础指标，而忽略了农业虚拟水在农业生产过程中的影响［11］，为了真实反映安徽省水资源利用状况，笔者结合农业实体水与虚拟水来构建水足迹模型。计算公式为：

TWF=TIWF+TEWF（1）

TIWF=TAGEF+TINWF+TLIWF+TECEF-TEXWF（2）

TEWF=TIMWF-TIEWF（3）

MWP=TWFTPO（4）

RIW=TIWFTWF×100%（5）

IIA=TIWF+TEXWFTAVWF（6）

BGW=TGDPTWF（7）

式（1）～（7）中：TWF为地区水足迹总量；TIWF为境内水足迹总量；TEWF为境外消耗虚拟水量；TAGEF为农业虚拟水量；TINWF为工业用水量；TLIWF为生活用水量；TECEF为生态用水量；TEXWF为出口虚拟用水量；TIMWF为进口虚拟水量；TIEWF为进口再出口虚拟水量；MWP为人均水足迹；TPO为人口数量；RIW为水资源自给率；IIA为水资源匮乏指数；TAVWF为水资源总量；BGW为水资源利用效率；TGDP为地区生产总值。

1.2 基于水足迹的脱钩模型

脱钩模型在资源与经济发展之间关系研究中的应用较为广泛，主要是反映地区经济发展与资源消耗不再相互依赖的状况［12］。目前测度脱钩状态的方法较多，其中，Tapio脱钩弹性指数法不会受到量纲变化的影响，在脱钩状态分析过程中具有较大优势［13］。因此，该研究采用Tapio脱钩弹性指数法来构建安徽省水资源利用与经济发展的脱钩模型。计算公式为：

e=ΔTWFΔTGDP（8）

ΔTWF=TWFt-TWF0TWF0（9）

ΔTGDP=TGDPt-TGDP0TGDP0（10）

式（8）～（10）中：e为脱钩系数；ΔTWF为水足迹变化量；ΔTGDP为生产总值变化量；TWFt、TWF0分别为第t、0期的水足迹总量；TGDPt、TGDP0 分别为第t、0期的经济总量。参考文献［14］的划分标准，脱钩状态可划分为8种类型（表1）。

1.3 基于水足迹的LMDI脱钩模型及驱动因素分解

为了更加深入地分析安徽省水资源利用与经济发展的脱钩状态，在Tapio脱钩模型的基础上，继续引用LMDI模型［15］，从技术改进、产业结构、规模经济、常住人口4个方面深入分析安徽省水资源利用与经济发展脱钩驱动因素。计算公式为：

TWF=iTWF=iTWFiTGDPi×TGDPiTGDP×TGDPP×P（11）

式中：TWFi为行业i的水足迹总量；TGDPi为行业i的生产总值；TGDP为国民经济生产总值；P为常住人口数量。其中，TGDP=iGDPi，可将式（11）调整为：

TWF=iTWF=iIi×Si×Inc×P（12）

式中：Ii为行业i的用水强度；Si为行业i的生产总值；Inc为人均生产总值。

再将水足迹总量进一步分解为分别反映技术改进（TWFI）、产业结构（TWFS）、规模经济（TWFInc）、常住人口（TWFP）的4个变量因素，可得式（13）：

ΔTWF=ΔTWFI+ΔTWFS+ΔTWFInc+ΔTWFP（13）

结合上述公式，推导出水资源利用与经济发展脱钩分解模型，公式如下：

e（TWF，TGDP）=ΔTWFΔTGDP（14）

e（TWF，TGDP）=（ΔTWFI+ΔTWFS+ΔTWFInc+ΔTWFP）/TWFΔTGDP/TGDP（15）

e（TWF，TGDP）=eI+eS+eInc+eP（16）

式中：eI、eS、eInc、eP分别表示技术改进、产业结构、规模经济、常住人口效应导致的脱钩因子变化。