虚拟水研究的理论方法及现状分析

虚拟水作为新的水资源观已成为水科学的研究热点,在解决水资源短缺等方面发挥着重要作用。文中针对国内外虚拟水研究进展,分析了有关虚拟水的理论、方法及其现状。     

虚拟水理论与方法的研究进展

虚拟水是当前研究的热点领域,是实体水资源概念在经济社会领域中的拓展。本文在对虚拟水相关概念和意义介绍的基础上,对国内外有关虚拟水问题的研究进展分虚拟水理论研究、虚拟水贸易与粮食安全、虚拟水战略、水生态足迹、虚拟水量化等5个方面进行了归纳和总结,最后探讨了未来虚拟水的研究方向,认为水资源概念的扩展、虚拟水的量化、以虚拟水概念理论制定相关政策、水生态足迹和虚拟水贸易平衡等5个方面是未来可以深入讨论的重点。     

虚拟水理论发展及应用前景综述

自20世纪末虚拟水的概念提出以来,其基本理论、核算方法及案例研究在国内外得到了蓬勃发展,逐步建立了包含虚拟水含量、虚拟水贸易、虚拟水流动、虚拟水平衡、水足迹等概念的经济社会水资源管理理论框架,成为研究水资源在经济社会中循环演变的重要方法。系统地对虚拟水的概念及特点进行了解析,梳理了虚拟水理论的产生和发展历程,详细阐述了当前虚拟水研究进展,并对虚拟水理论在水资源管理中的应用前景进行了分析,提出了将其应用于农业水资源管理中的三大科学设想,为虚拟水理论的研究与应用提供参考。     

虚拟水研究分析

虚拟水作为21世纪的一种新水资源观,为缓解我国水资源压力和粮食安全问题开辟了研究的新领域.在分析虚拟水概念的基础上,对虚拟水贸易、虚拟水战略、水足迹、虚拟水量化结合研究现状进行实例分析,证实了我国实行虚拟水战略的可行性.结合虚拟水在我国的发展情况,提出进一步的研究重点.     

虚拟水域虚拟水战略研究进展

水资源短缺是阻碍社会经济发展的主要因素。在当前的水资源研究中，虚拟水研究是水资源管理领域较前沿的一个课题，为水资源的可利用方式选择、区域性缺水、国家粮食安全等问题指明了道路。虚拟水是一种概念水，是生产产品所消耗的水量。虚拟水战略是指贫水国家或地区通过贸易的方式从富水国家或地区购买水密集型农产品（尤其是粮食）来获得水和粮食的安全。文章概述了虚拟水研究进展及虚拟水的计算方法，从国内外研究虚拟水的进展与涵盖内容进行了比较，指出了以后国内虚拟水研究的方向，最后从政策涵义上分析了虚拟水及虚拟水交易。     

水足迹的理论、核算方法及其应用进展

在阐述水足迹相关理论的基础上,对水足迹定量核算的模型与方法进行了比较和评述,对其相关应用进展进行了总结。水足迹的核算方法主要有Bottom-up分析法、Top-down分析法和Input-output模型法,它们在计算水足迹时所采用的公式和适用范围均有差别;目前国内外水足迹研究主要集中于产品水足迹、区域水足迹、国家水足迹以及基于水足迹理论的其他应用研究;贸易的虚拟水流量分析和虚拟水战略、量化人类水足迹消费对生态环境的影响、衡量水足迹的经济效益以及开发水足迹定量计算模型等内容将是今后研究的重要方向。     

虚拟水与虚拟水战略研究

在当前的水资源研究中，虚拟水研究是水资源管理领域较前沿的一个课题，为水资源的可利用方式选择、区域性缺水、国家粮食安全等问题指明了道路。虚拟水是一种概念水，是生产产品所消耗的水量。虚拟水战略是指贫水国家或地区通过贸易的方式从富水国家或地区购买密集型农产品（尤其是粮食）来获得水和粮食的安全。文章概述了虚拟水研究并从国内外研究虚拟水的进展与涵盖内容进行了比较，指出了以后国内虚拟水研究的方向，最后从政策涵义上分析了虚拟水及虚拟水交易。     

虚拟水与虚拟水战略研究

在当前的水资源研究中，虚拟水研究是水资源管理领域较前沿的一个课题，为水资源的可利用方式选择、区域性缺水、国家粮食安全等问题指明了道路。虚拟水是一种概念水，是生产产品所消耗的水量。虚拟水战略是指贫水国家或地区通过贸易的方式从富水国家或地区购买密集型农产品（尤其是粮食）来获得水和粮食的安全。文章概述了虚拟水研究并从国内外研究虚拟水的进展与涵盖内容进行了比较，指出了以后国内虚拟水研究的方向，最后从政策涵义上分析了虚拟水及虚拟水交易。     

山东省水足迹演变趋势及水资源管理对策

水足迹是反映人类对水资源消费利用情况的一个全新概念。本文从虚拟水的角度计算了山东省2005—2011年的水足迹和人均水足迹,并在此基础上探析其发展变化趋势及影响因素,进一步明确山东水资源开发利用和管理的方向及对策。     

河南省2008年水足迹分析

水足迹是反映人类对水资源消费情况的一个全新概念,其计算方法有自上而下法和自下而上法,分别采用两种方法计算河南省2008年水足迹.结果表明:采用自上而下法计算的水足迹总量为1 179.011亿m3,人均水足迹为1 188.759 m3/人;采用自下而上法计算的水足迹总量为495.675亿m3,人均水足迹为499.774 m3/人.总体而言,河南省经济生产以自给为主,水匮乏度很高.未来在水资源开发利用过程中,应注意调整作物种植结构、改变消费模式、实施虚拟水战略.     

再生水灌溉研究进展

从再生水灌溉对土壤、作物、地下水和土壤斥水性4个方面简述国内外再生水灌溉的发展概况和研究进展。已有研究表明：再生水灌溉对土壤肥力和土壤酶活性的影响尚未有定论;再生水对农作物生长的影响尚有分歧;再生水灌溉对地下水水质具有一定的影响,并显著影响地下水水环境;长期的再生水灌溉会引发土壤斥水性的产生,且土壤斥水持续时间与土壤有机质质量分数呈正相关。目前存在的问题有：再生水灌溉对土壤和农作物的影响研究不一致,如何消除再生水灌水对地下水和土壤斥水性的影响。认为由于再生水中含有作物正常生长的必要营养元素,若能克服再生水灌溉存在的问题,可缓解淡水资源的压力和减少化肥的使用,避免环境的污染。     

水足迹研究进展及其对农业水资源利用的启示

在明确水足迹起源、概念的基础上,综合评述基于虚拟水理论的水足迹方法、生命周期评价和基于生命周期评价的水足迹方法。比较不同方法的特点及其研究意义,认为基于虚拟水理论的水足迹方法适用于区域层面,而基于生命周期评价的水足迹方法更适用于产品层面的研究;二者结合可为农业水资源可持续利用提供从区域到产品尺度的研究方法及思路。     

基于水足迹模型的新疆水资源承载力分析

基于新疆1999-2014年统计资料,采用自下而上的水足迹概化方法,以水资源匮乏指标、水资源压力指数和水足迹经济效益为指标分析评价了区域的水资源承载力水平。结果表明:水资源承载力各指标均呈增长趋势,且水资源匮乏指标于2014年(枯水年)增长至1.03,表明水资源严重匮乏。建议在满足生态要求和粮食安全的前提下,调整农作物种植比例,增加低耗水高产值的工业产品生产,并通过跨区域调水和贸易来缓解区域水资源承载压力。     

Water footprint for Korean rice products and virtual water trade in a water-energy-food nexus

ABSTRACT

One possible approach for addressing water and food insecurity involves food production, trade, and water used elsewhere. In this study, we introduce a water footprint for Korean rice products and focus on the impacts of localized cultivation and water supply systems on the water footprint. In addition, we discuss several studies on the application of water footprint and virtual water trade in water and food management in Korea. Finally, we suggest the role of water footprint and virtual water trade in sustainable resource management through a water-energy-food nexus approach.     

黄河流域粮食生产水足迹及虚拟水流动影响评价EI北大核心CSCD

为分析黄河流域粮食生产用水的可持续性,引入水足迹和虚拟水相关理论方法,对研究区主要粮食生产水足迹及粮食贸易伴生的虚拟水流动格局进行了量化解析,并对未来粮食生产水足迹进行了预估。结果表明:2011—2016年,全流域粮食生产总水足迹和单位水足迹分别由460亿m^(3)和1.20 m^(3)/kg降为402 m^(3)和0.93 m^(3)/kg,均呈下降趋势;从粮食贸易伴生的虚拟水流动特点来看,流域全口径粮食虚拟水从2011年的110.7亿m^(3)减小到2016年的50.3亿m^(3),呈输入态势;除稻谷之外的粮食虚拟水由82.6亿m^(3)增加到193.4亿m^(3),呈输出态势;在流域不同气候情景下,2035年粮食生产总水足迹为481.9亿~518.7亿m^(3),其中绿水足迹增幅达20%,而蓝水足迹增长不显著;未来流域内粮食输出量的增加会进一步加剧本地农业生产的用水矛盾,但粮食灌溉总用水量的增速可能放缓。     

京津冀农业虚拟水流动及对区域水资源压力影响研究

水资源安全问题一直是研究热点,基于生产-消费状况揭示区域虚拟水流动,对了解水资源利用状况和水资源可持续利用具有重要意义。基于虚拟水视角,以灌溉用水和绿水核算区域农业虚拟水生产,以居民膳食消费核算居民虚拟水消费,以两者的差值核算并分析了京津冀地区在生产-消费模式下农业虚拟水流动特征及对区域水资源压力的影响。结果表明:(1)2004-2015年间,河北、天津、北京年均作物生产虚拟水分别为353.1亿m3、22.9亿m3和16.0亿m3,年均畜牧产品生产虚拟水分别为445.3亿m3、47.6亿m3、36.7亿m3;河北、天津作物虚拟水呈现下降趋势但变化趋势不明显,北京作物生产虚拟水呈现出持续性的下降趋势;河北、天津畜牧产品虚拟水均呈现出先增加后减少最后趋于缓慢上升态势,北京畜牧产品虚拟水呈现持续下降趋势。(2)2004-2015年河北、天津和北京年均虚拟水消费分别为243.7亿m3、61.6亿m3和98.3亿m3,虚拟水消费均呈现出上升趋势。(3)河北省为虚拟水输出型,输出量呈明显的下降趋势,北京市和天津市为虚拟水输入型,输入量呈增加趋势。(4)2004-2015年年均水资源压力指数呈现河北天津北京,水资源匮乏度呈现为天津北京河北,水资源自给率呈现河北天津北京,北京和天津对外部虚拟水输入的依赖程度逐渐增加。京津冀水资源面临着严重的短缺问题,水资源超载严重。提高农业用水效率,优化种植结构,引导合理的膳食结构调整,从生产和消费两方面同时入手是解决京津冀水资源问题的关键措施。     

虚拟水引入对北京市水资源承载能力的影响研究

根据近年来北京市产业结构、经济社会规模及用水量变化，研究了虚拟水引入量。通过实施农业种植结构调整与虚拟水战略对外调水、再生水及自产水资源进行配置，采用定额趋势法分析了虚拟水引入对北京市水资源承载能力的影响。提出水资源管理对策措施。研究成果对北京市农业产业结构调整与布局具有参考价值。