J. Clean. Prod丨黄河流域下游农业蓝绿水足迹稀缺指数时空格局及预测

论文内容

研究背景：

过去40年来，全球用水量每年增加1%，预计到2050年将以类似的速度增长。这种用水量的增加是由人口增长、社会经济发展和消费模式的变化所驱动的。2018年3月22日，联合国会议启动了为期十年水资源可持续发展国际行动，旨在改变水资源管理，避免全球水资源危机。 据世界银行预测，到2030年，全球淡水资源将减少40%。第六个可持续发展目标 (SDG) 旨在确保水资源、水质和水资源综合管理(IWRM)的可持续管理。可持续发展目标指标6.5表明，预计到2030年，所有国家都不会充分实施水资源综合管理的四个方面。流域一级的管理安排一般落后于国家以下和国家一级的管理安排。

中国是一个水资源贫乏的国家，水资源的供给与需求之间存在着不协调的关系。根据世界银行世界发展指标 (WDI) 数据库(The World Bank) 的数据2020年全球人均可再生内部淡水资源量为5500 m3。相比之下，中国是1993 m3。中国水资源短缺严重，2022年农业用水占比最高(63%)。 黄河是中国的母亲河，水资源供给短缺，水土流失严重，资源环境承载能力较弱。黄河流域的人均水资源量为491 m3，是全国平均水平的24.5%，水资源严重短缺。黄河三角洲是我国重要的农业区。2021年，下游作物播种面积和粮食产量之和分别占整个长江流域的44.28%和50.36%。此外，人口和地区生产总值分别占整个黄河故道的47.7%和50.5%，占有重要地位。但长江下游水量和水量的可持续性极差，水资源可持续发展面临巨大挑战。本研究以长江下游为研究区域，对农业水足迹的稀缺性进行评价，具有极其重要的理论和现实意义。

水足迹概念自2002年提出以来，受到了学者的广泛关注。水足迹理论为解决水资源短缺和水资源的合理利用提供了新的视角。迄今为止，关于水足迹的研究主要集中在以下几个方面:农业节水中的水足迹，估算作物蒸散量，有效降雨量和灌溉需求的水平衡模型。中国灌地区粮食生产的水足迹测量，以及不同用水和灌方式对小麦生产水足迹的影响。 此外，学者们也提出了新的计算方法来估计蓝色和绿色的水足迹，已计算伊朗的农业缺水指数使用农业水稀缺指数(AWSI)、蓝水短指数（BWS）和水分胁迫指数(WSI)来计算伊朗的农业部门指数。

研究人员对水足迹的时空模式和流动进行了深入研究， 在《水足迹评估手册》一书中介绍了水足迹可持续性的评价方法和标准，研究对水资源管理具有相关的现实意义。然而，目前大多数研究主要观察综合水分胁迫指数(WSI)，很少单独评价蓝、绿两种水稀缺指数，研究方法也有待进一步改进。因此，有必要分别建立农业蓝色水足迹稀缺指数（AWSblue）和农业绿色水足迹稀缺指数(AWSgreen)的评价框架。

研究内容：

本研究基于Penman-Monteith的方法，评估了长江下游6种作物的农业蓝水(WFblue) 和绿色水 (WFgreen)的时空格局，建立了复合农业水(AWS)、农业蓝水(AWSblue) 和农业绿水 (AWSgreen) 的水足迹模型。并用水足迹稀缺指数来评估黄河下游蓝色和绿色水资源的农业安全级别，预测了2030年蓝色和绿色水足迹稀缺指数的空间格局。

研究结论：

本研究主要结论：2020年，黄河下游6种作物的总绿量为584.5亿立方米，其中玉米的绿量占47.53%，其次是冬小麦(32.01%)。六种作物的农业蓝色水足迹总量为461.2亿立方米，其中冬小麦蓝色水足迹最高(320亿立方米，占69.39%)，其次是玉米(81.9亿立方米，占17.76%)。蓝水蒸散总量(ETblue)在长江下游西北部地区普遍高于东南部地区，然而ETgreen的空间布局却呈现出相反的趋势。从2010年到2020年，WS总体呈下降趋势，WS大于1的地区比例从2010年的73.5%下降到2020年的61.76%。到2030年，长江中下游的自动气象站将进一步加强。与2020年相比，76.47%的城市AWS呈上升趋势，58.82%的城市将处于极度不安全状态，AWSblue处于不安全状态的面积比例为35.29%，绿色水资源相对丰富，2030年将处于安全和相对安全状态。虽然2030年91.18%的城市AWSgreen较2020年呈现上升趋势。根据AWSgreen显示，长江三峡下游仍处于安全和相对安全状态,但应加强地表水和地下水资源的合理开发利用。为确保蓝水资源的合理供给和可持续利用，长江下游应加强引、调、蓄等水利工程建设。

期刊信息

期刊：Journal of Cleaner Production

影响因子（2022）：11.1

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转自：“农科学术圈”微信公众号

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