基于STIRPAT模型的河池市水資源可持續利用對策

張義　覃勇榮　田米香

摘 要： 本文通過計算河池市2004～2012年水資源生態足跡，測試了該地區人類活動對水環境的壓力狀況，即以STIRPAT模型為分析工具，分析了人口、富裕程度及技術等人文因素對水環境影響的作用程度，并在此基礎上提出了實現該地區水資源可持續利用的對策。

關鍵詞： 水資源生態足跡 STIRPAT模型 水資源 可持續利用 河池市

人類實際能夠利用的水資源只占地球上水資源總量的0.2%左右，資源量十分有限。隨著世界人口迅猛增長和經濟的快速發展，水資源短缺問題已成為全球資源環境的首要問題。目前全球80多個國家的約15億人口面臨淡水不足，其中26個國家的3億人口完全生活在缺水狀態。預測至2030年，全球將有47%的人口居住在用水高度緊張的地區。由于水資源的諸多問題與人類活動密不可分，因此解決水資源問題的重要工作之一就是客觀衡量人類對水資源的占用狀況。水資源生態足跡是對傳統生態足跡模型的完善與擴充，反映的是人類在生產生活過程中對水資源的占用，已成為當前測度人類活動對水環境影響的較好指標。為理解和解決面對的復雜環境問題，需要了解每一種人文驅動因素對環境影響作用的大小。本文以STIRPAT模型為分析工具，以廣西河池市2004～2012年的水資源生態足跡為水環境影響的測量指標，分析了人口、富裕程度及技術等人文因素對水環境影響的作用程度，在此基礎上提出了實現該地區水資源可持續利用的對策。

1.研究方法與數據來源

1.1水資源生態足跡模型。

生態足跡模型是加拿大學者Rees和Wackernagel于20世紀90年代初提出的一種以土地為度量單位的生態可持續性評估方法。經過20年的發展，它已成為目前應用范圍最廣、關注程度最高的可持續發展評價方法之一。但該模型仍存在諸多不足。如它對于水域僅考慮其漁業生產功能而忽略其水資源供給功能。為解決這一問題，研究者提出水資源生態足跡模型。它是不同于傳統生態足跡模型六類賬戶的第七類賬戶，反映的是人類在生產生活過程中對水資源的占用。其計算公式為：

1.2 STIRPAT模型構建。

STIRPAT模型源于IPAT等式。IPAT等式在20世紀70年代由Ehrlich和Holdren首次提出，目的是用來反映人口對環境壓力的影響。IPAT模型實際上就是“I=PAT”，其中，I代表環境影響，P代表人口規模，A代表人均財富，T代表對環境破壞的技術水平。IPAT等式概念上是一個簡單的框架，具有簡單性、系統性和健全性等特點，在分析人口對環境影響的運用上被廣泛認可，同時也被廣泛應用于分析環境變化的決定因素。但是這種經典的IPAT等式卻簡單地認為人文驅動因素和環境影響之間只存在同比例變化，即單調關系，因此在是否適合衡量人文因素對環境的影響上有很多爭論。為了盡量克服這個局限性，York等創建了STIRPAT（Stochastic Impacts by Regression on Population，Affluence，and Technology）模型，即人口、富裕和技術的隨機回歸模型，其形式通常表達為：

STIRPAT模型是定量分析人文因素對環境壓力影響的一種有效方法，被廣泛應用于生態足跡、水足跡、能源消費、碳排放等驅動機制研究。本文運用STIRPAT模型對河池市水資源生態足跡影響因素進行分析。式（3）中，I為水資源生態足跡，P為人口數，A為人均GDP，T為萬元GDP耗水量。

1.3數據來源與參數取值。

2.模型結果與分析

對上述模型采用最小二乘進行參數估計，得到水資源生態足跡與各影響因素間的STIRPAT模型（下表）。模型擬合優度88.56%，說明選擇的指標能解釋河池市2004～2012年水資源生態足跡的88.56%，各系數均在0.05水平上顯著不為0，方程擬合非常好。人口數量對以水資源生態足跡為指標的水系統影響成正比，系數為0.8745，說明在其他條件相同的情況下，人口數量增加1%導致總的水資源生態足跡增加0.8745%，所以人口數量的有效控制將對減輕河池市水資源系統壓力十分重要。人均GDP的回歸系數為0.1061，顯示出水資源生態足跡與人均GDP為正相關關系，人均GDP每提高1%將使水資源生態足跡增加0.1061%。萬元GDP耗水量回歸系數為0.0537，表明萬元GDP下降1%，就會使水資源生態足跡下降0.0837%，說明積極提高水資源的利用效率不失為緩解水環境壓力的行之有效的手段。

綜上所述，人口對水資源系統影響作用最大，人均GDP次之，萬元GDP耗水量最小。

3.河池市水資源開發利用對策

3.1嚴格控制人口數量。

STIRPAT模型分析結果表明，導致河池市水資源壓力的最主要的影響因子是人口數量。因此當前及未來緩解該地區水資源緊張的首要著力點在于嚴格控制當地人口數量。

3.2增強節水意識，建立合理水價機制。

本文模型揭示了河池市水資源壓力會隨著富裕度同步增加。而當前該地區人均GDP較低，經濟發展仍是河池市現在及未來的首要任務，因此對水資源的消費量需求將會有較大增加。在此背景下，節約用水是減輕該地區水資源壓力的重要途徑。可以通過以下方法實現節水目標：其一是對公眾開展環境教育。應充分利用電視、網絡、廣播、掛圖、標語、宣傳墻報、警示牌、宣傳小冊子、環境科普讀物、幻燈、電影、文藝表演及環保咨詢、環保知識有獎問答、環保項目等多種公眾喜聞樂見的形式開展生動活潑的水環境教育，從而讓人人認識到水資源的現狀，人人自覺節水。其二是建立合理水價機制。當前相對偏低的水價在一定程度上使得部分居民習慣大手大腳用水，更使得一些利潤偏高的企業，寧可多用水多交水費，也不愿意在污水處理設備上投資，當然無從談到采用節水技術。因此，實行定量供水超量加價這一經濟手段在一定程度上可以對節水產生積極的作用。在這種價格體制下，有些企業會探尋經濟合理的途徑，不斷提高其對水資源的重復利用率，從而節約大量的水資源；同時提高水價，部分市民為了減少水費，會自覺地一水多用，從而減少用水量。

3.3提高技術水平，高效利用水資源。

STIRPAT模型分析結果顯示，萬元GDP耗水量下降使得河池市水資源生態足跡降低。而前者的下降主要來自技術水平的提高，因此，積極發展各種技術，提高水資源的利用效率，對緩解該地區水資源壓力非常重要。可以通過以下方面實施：一是大力推行清潔生產技術。在企業內部推行清潔生產，可以使企業改進工藝和流程，使水的重復循環次數和用水效率得到進一步的提高，促進廢物的減量化、資源化、無害化；清潔生產可以使城市污水得到回用。二是調整產業結構。要嚴格控制高耗水量、重污染企業的新建與發展，鼓勵發展低水耗、輕污染的新型工業；農業上因地制宜，合理調整農作物的種植結構，擴大生長期與降水時間匹配較好的作物種植比例。同時在畜牧業上也可做一定的調整，如可以消減一些需水量較大的畜種，多發展經濟高效的畜種。三是提高水資源利用率。河池市農業用水占總用水量的70%以上，但其有效利用系數較低，可通過以下途徑實現農業節水：采取先進的灌溉方式，改漫灌、渠灌為滴灌、噴灌和滲灌；采用渠道襯砌或低壓軟管輸水以減少田間輸水損耗。生活節水方面，除了通過環境教育和經濟手段外，積極推廣各種生活節水器具和減少輸（用）水環節的跑冒滴漏也很重要。

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