武汉市2005－2012年水资源生态足迹和生态承载力研究

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1、武汉市2005－2012年水资源生态足迹和生态承载力研究　　在气候变暖的背景下，随着城市建设快速扩张，武汉市城市用水压力加大，如何促进水资源可持续利用成为不可忽视的问题。为了解武汉市水资源可持续利用状况，促进水资源的合理开发利用，本文采用生态足迹分析法对武汉市水资源状况进行分析。　　生态足迹分析法是一种简便、操作性较强的研究思路，是由Rees提出，其后由m;武汉是世界上水资源丰富的特大城市之一，水域面积2217.6km2,占全境总面积的26.1%,人均占有地表水11.4104m2,全市河X水系发育齐全，5km以上的河流共165条，大小湖泊166个。由于气候变暖、水资源不合理利

2、用和水污染等的制约，作为百湖之市的武汉市近年来水资源形势日益严峻，已影响到自然生态系统、居民饮水和社会经济可持续发展。　　2计算模型及数据　　2.1水资源生态足迹模型　　将水资源量的消耗转换成相应账户的生物生产性用地面积，然后对其进行均衡化得到各地区可相互比较的抽象数值即为水资源生态足迹[9]:　　　　式中，E为水资源总生态足迹（hm2）,N为人口数（人）,A为人均水资源生态足迹（hm2人-1）,γ为水资源的全球均衡因子，3）,P为全球水资源平均生产能力（m3hm-2）.全球水资源平均生产能力即全球多年平均产水模数，为3140m3hm-2[16],均衡因子采用黄林

3、楠等[9]算出的全球水资源均衡因子5.19.　　2.2水资源生态承载力模型　　水资源承载力为某一区域在具体发展时间段内，能够支持该地区社会、经济和环境可持续发展的水资源最大供给能力，即社会经济和生态系统可持续发展的水资源支持能力[9]:　　　　式中，C为水资源承载力（hm2）,N为人口数（人）,G为人均水资源承载力（hm2人-1）,γ3）,P为全球水资源平均生产能力（m3hm-2）.为维持生态环境平衡，一个国家或地区的水资源承载力中要扣除60%[17],在模型计算中乘以系数0.4.产量因子为区域水资源平均生产能力与全球水资源平均生产能力比值[8].根据水资源公报，

4、武汉市多年水资源平均生产能力为45.21104m3km-2,计算得水资源产量因子为1.44.　　2.3数据2005-2012年的2人-1下降到0.7265hm2人-1,降幅较小；但2007-2012年由0.7265hm2人-1增长到0.7957hm2人-1,增长率高达9.53%,增幅较大。据计算2005-2012年武汉市人口年均增长率为0.35%,而人均水资源生态足迹年均增长率高达0.78%,表明影响水资源生态足迹增长主要是水资源消费水平的增长，人口增长对水资源生态足迹的影响相对较小。　　在人均水资源生态足迹账户中，生产用水份额最大，占人均水资源生态足迹的86%以上；生活用水

5、相对较小，约占12%左右，主要为城镇居民用水；生态用水所占比例不到1%,但呈上升趋势（表1）,表明城市绿化需水量增加，生态环境保护逐渐得到重视；生产、生活用水比重过大，不利于生态系统的可持续发展。在生产用水账户中，第二产业所占比例最大，历年增长率为3.5%,是水资源生态足迹的主要贡献者；第一产业波动大且呈下降趋势，第三产业变化较小但仍保持递增趋势（图1）.第一、二产业在人均水资源生产账户中比重较大，表明水资源利用产业结构明显不合理。　　　　4.2水资源生态承载力　　2005-2012年人均水资源生态承载力差异较大（图2）,最高年份为2010年，达0.8718hm2人-1,最低

6、年份为2006年，达0.2665hm2人-1,相差0.6053hm2人-1;2005-2009年变化幅度较小，2009-2012年变化幅度大，表明武汉市人均水资源承载力变化大且不稳定，与戴昌军等[15]研究结果基本一致。人均水资源生态承载力除2010年外均小于人均水资源生态足迹，生态赤字明显，一定程度上制约了水资源支撑社会经济发展的能力。　　　　采用线性回归方法对人均水资源生态承载力与年降水量进行拟合，发现年降水量较少时，人均水资源生态承载力就小，年降水量较多时，人均水资源承载力就大，此结论与王文国等[10,20]分析结果相一致，二者呈显著正相关（图2）,R2达到0.9168

7、.2010年武汉市年降水量高达1494.8mm,人均水资源生态承载力也为历年最高，达到0.8718hm2人-1,属丰水年，其他年份的人均水资源生态承载力变化与降水量基本也呈相同趋势，可见年降水量是人均水资源生态承载力的重要影响因素。　　　　4.3评价指标动态分析　　2005-2012年武汉市人均水资源生态赤字总体上差异较大，2005-2006年由-0.3417hm2人-1上升到-0.4785hm2人-1,2010年下降至最低值0.0964hm2人-1,2011-2012年在-0.4777hm2人-1和-