山西省水資源生態(tài)足跡時(shí)空變化特征及驅(qū)動(dòng)因素

賈陳忠, 喬揚(yáng)源, 關(guān)格格, 趙凱麗

(山西師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院, 山西 臨汾 041004)

水資源危機(jī)是21世紀(jì)影響人類社會(huì)生存和發(fā)展的嚴(yán)重問題之一。當(dāng)前，全球有1/3的人口存在飲水困難。我國是嚴(yán)重干旱缺水的國家，淡水資源占全球水資源的6%，但人均水資源量?jī)H占世界平均水平的1/4。山西是我國缺水最嚴(yán)重的省份之一，水資源總量少，地區(qū)分布差別較大；隨著水資源供需矛盾的加劇，地下水的過度開采，節(jié)水意識(shí)薄弱，水污染和水生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重威脅到人們的用水安全。因此必須科學(xué)管理與規(guī)劃水資源利用，加大居民節(jié)水意識(shí)，加強(qiáng)水污染治理，提高水資源利用效率，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

目前，利用生態(tài)足跡模型評(píng)價(jià)水資源可持續(xù)利用和發(fā)展?fàn)顩r已成為水資源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[1-3]，但其中對(duì)影響水資源生態(tài)足跡因素的研究還較少[4]。因素分解法是分析能源、資源利用變動(dòng)機(jī)制的一種有效工具[5]，自20世紀(jì)80年代以來，因素分解分析理論不斷發(fā)展。其中的指數(shù)分解法被廣泛用于能源需求變化和污染排放變化的影響因素分析中，該方法在理論和實(shí)踐中得到了不斷的發(fā)展與完善[6-11]，也被應(yīng)用于水資源領(lǐng)域。通過指數(shù)分解法分析水資源利用變化的驅(qū)動(dòng)因素和驅(qū)動(dòng)量、調(diào)控措施和調(diào)控量間的定量關(guān)系具有重要現(xiàn)實(shí)意義[12]。該法主要包括拉斯拜爾指數(shù)分解法與迪氏指數(shù)分解法(LMDI)，并且各自包括若干種分解方法[13]。LMDI方法的基本思想是將一個(gè)目標(biāo)變量分解為不同影響因素的組合，然后根據(jù)其計(jì)算公式，計(jì)算出各種影響因素的貢獻(xiàn)量及貢獻(xiàn)率，從而找出其中對(duì)目標(biāo)變量影響較大的因素，并區(qū)分出各因素對(duì)目標(biāo)變量的不同影響[14-15]。與拉斯拜爾指數(shù)分解法相比，迪氏指數(shù)分解法可以將殘差均勻地分配到各部門中，分解結(jié)果不包含殘差項(xiàng)，更符合實(shí)際要求[16]。2010年，李艷娟[17]利用STIRPAT模型分析了人口、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等人文因素變化對(duì)水資源生態(tài)足跡的影響。2015年，方偉成等[18]利用LMDI分解模型對(duì)影響東莞市水資源生態(tài)足跡變化的因素進(jìn)行分析。2016年，馬劍鋒等[19]利用LMDI分解框架分析了干旱區(qū)水資源生態(tài)足跡變動(dòng)及影響因素。洪思洋等[20]運(yùn)用LMDI分解法對(duì)遼寧省水資源生態(tài)足跡變化進(jìn)行了因素分解。

根據(jù)實(shí)際用水特征，本文將水資源生態(tài)足跡賬戶劃分為農(nóng)業(yè)用水足跡、工業(yè)用水足跡、城鎮(zhèn)公共用水足跡、居民生活用水足跡和生態(tài)環(huán)境用水足跡5個(gè)子賬戶，對(duì)山西省2005—2015年水資源利用的時(shí)空變化進(jìn)行分析；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合LMDI模型，對(duì)影響山西省水資源生態(tài)足跡變化的驅(qū)動(dòng)因素，包括技術(shù)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、人口效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)等進(jìn)行分析，并對(duì)未來5年水資源利用狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)，以期對(duì)山西省水資源的科學(xué)開發(fā)與利用提供重要參考。

1 研究區(qū)概況

山西省位于我國黃河中游的黃土高原生態(tài)脆弱區(qū)，總面積為15.63萬km2，地理坐標(biāo)為北緯34°34′—40°44′，東經(jīng)110°14′—114°33′。山西省屬于典型溫帶大陸性氣候，年平均降水量為400～650 mm，降水主要集中在夏季，且多暴雨，降水趨勢(shì)是由于水文下墊面條件的差異從東南向西北遞減。省內(nèi)大小河流有1 000多條，分屬于海河水系和黃河水系。流域面積海河水系為59 133 km2，主要有桑干河，滹沱河和漳河等。黃河水系為97 138 km2，主要有汾河、沁河、流水河、三川河、昕水河等。山西省水資源總量為142億m3，2013年山西省常住人口為3 629萬，人均年水資源量約391 m3，是全國平均水平的1/5，世界水平的1/25，屬于典型內(nèi)陸缺水省份。

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究中的人口數(shù)、國內(nèi)生產(chǎn)總值、水資源總量及各賬戶用水明細(xì)來源于《2005—2015年山西省統(tǒng)計(jì)年鑒》和《2005—2015年山西省水資源公報(bào)》。根據(jù)世界自然基金會(huì)(WWF)2002年核算的6類土地均衡因子，取水資源均衡因子Rw為5.19，將水資源全球平均產(chǎn)水模數(shù)Pw定為3 140 m3/hm2[21]。為了消除價(jià)格波動(dòng)的影響，計(jì)算過程中采用以2005年為基期的不變價(jià)格的國民生產(chǎn)總值。

2.2 水資源生態(tài)足跡

水資源生態(tài)足跡是指在特定人口和經(jīng)濟(jì)狀況下，為了維持人們正常的生產(chǎn)生活過程，水資源消費(fèi)以及消納水污染所必須的生態(tài)生產(chǎn)性面積[22]。其計(jì)算模型可表示為[23]：

EFw=N×efw=N×Rw×(W/Pw)

(1)

式中：EFw為水資源總生態(tài)足跡(hm2)；N為人口數(shù)；efw為人均水資源生態(tài)足跡(hm2)；Rw為水資源的全球均衡因子；W為人均消耗的水資源量(m3)；Pw為水資源全球平均生產(chǎn)能力(m3/hm2)。

2.3 基于LMDI的水資源生態(tài)足跡

本文采用迪氏指數(shù)分解法(LMDI)對(duì)水資源生態(tài)足跡變化的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分解，具體模型如下[18]：

(2)

式中：EFw為水資源總生態(tài)足跡(hm2)；i為水資源生態(tài)足跡賬戶類型；EFwi為第i類賬戶用水生態(tài)足跡(hm2)；T為國內(nèi)生產(chǎn)總值；P為人口數(shù)；Si為第i類賬戶用水生態(tài)足跡占總用水資源生態(tài)足跡的比重；I為單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的水資源生態(tài)足跡，代表水資源生態(tài)足跡的用水強(qiáng)度；G為人均國內(nèi)生產(chǎn)總值，代表經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

根據(jù)式中：設(shè)基準(zhǔn)年與第t年的用水生態(tài)足跡分別為EFwi0和EFwit，從基準(zhǔn)年到第t年的用水生態(tài)足跡的變化值ΔEFwi為[24]：

ΔEFwi=EFwit-EFwi0=ΔSi+ΔI+ΔG+ΔP

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

式中：ΔSi為結(jié)構(gòu)效應(yīng)；ΔI為技術(shù)效應(yīng)；ΔG為經(jīng)濟(jì)效應(yīng)；ΔP為人口效應(yīng)；qi為加權(quán)因子。如果計(jì)算得出因素分解效應(yīng)值為正數(shù)，說明該因素效應(yīng)對(duì)用水生態(tài)足跡變化值具有拉動(dòng)作用，將加劇水資源的消耗；反之則說明該因素效應(yīng)對(duì)用水生態(tài)足跡變化值具有抑制作用，對(duì)水資源的可持續(xù)利用具有積極意義。

2.4 水資源生態(tài)承載力

水資源生態(tài)承載力(ECw)是指在一定區(qū)域和具體時(shí)間內(nèi)，水資源能夠滿足該區(qū)域供給的最高水資源量[25]。一般在ECw的研究中要扣除60%來維持本地區(qū)生態(tài)環(huán)境和物種多樣性，保持生態(tài)平衡[26]。其計(jì)算模型為：

ECw=(1-60%)Rw×Ψ×Q/Pw

(9)

式中：ECw為水資源承載力(hm2)；Rw為水資源全球均衡因子；Ψ為區(qū)域水資源產(chǎn)量因子；Q為區(qū)域內(nèi)水資源總量(m3)；Pw為世界水資源平均生產(chǎn)能力(m3/hm2)。

2.5 水資源生態(tài)赤字或盈余

生態(tài)赤字或盈余(EDw)可以客觀反映資源的供需狀況，一般EDw可以表示為水生態(tài)足跡與水資源承載力的差值。其計(jì)算公式為：

EDw=EFw-ECw

(10)

式中：EDw為水資源生態(tài)赤字和生態(tài)盈余；EFw為水生態(tài)足跡(hm2)；ECw為水資源承載力(hm2)。當(dāng)EDw>0時(shí)，為水資源生態(tài)赤字，表明該區(qū)域水資源供給不能滿足當(dāng)?shù)厣a(chǎn)，生活和生態(tài)用水需求，處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)；當(dāng)EDw=0時(shí)，為水資源生態(tài)平衡，說明該區(qū)域用水安全處于臨界狀態(tài)，一旦用水需求加大，就可能出現(xiàn)用水危機(jī)；當(dāng)EDw<0時(shí)，為水資源生態(tài)盈余，表明水資源生態(tài)足跡大于承載力，說明該區(qū)域水資源有一定開發(fā)利用空間。

3 結(jié)果與分析

3.1 2005-2015年山西省水資源生態(tài)足跡的時(shí)空變化分析

3.1.1 山西省水資源生態(tài)足跡變化 山西省水資源生態(tài)足跡2009年之前呈下降趨勢(shì)，下降幅度為0.006億hm2。2009—2011年呈上升趨勢(shì)，上升幅度為0.030億hm2。2011年后變化幅度趨于平穩(wěn)。11個(gè)行政區(qū)的水資源生態(tài)足跡的變化趨勢(shì)主要有4類(圖1)：(1) 顯著上升型。包括晉城市，由2005年的0.161億hm2，上升到2015年的0.457億hm2，上升幅度為0.296億hm2，年均上升率為10.99%；(2) 顯著下降型。主要是太原市，由2005年的0.364億hm2，下降到2015年的0.286億hm2，下降幅度為0.078億hm2，年均下降率為2.39%；(3) “V”型即先下降后上升型。包括朔州市、陽泉市、長(zhǎng)治市、運(yùn)城市；(4) 基本穩(wěn)定型。包括大同市、忻州市、呂梁市、晉中市、臨汾市。

2005—2015年山西省人均水資源生態(tài)足跡為0.308 hm2/人，其中高于全省水資源生態(tài)足跡平均值的行政區(qū)域有4個(gè)，依次為：運(yùn)城市0.418 hm2/人，朔州市0.406 hm2/人，晉中市0.349 hm2/人，太原市0.316 hm2/人；低于平均值的有7個(gè)依次為：忻州市0.289 hm2/人，大同市0.288 hm2/人，晉城市0.287 hm2/人，臨汾市0.271 hm2/人，長(zhǎng)治市0.253 hm2/人，呂梁市0.238 hm2/人，陽泉市0.237 hm2/人。年均水資源生態(tài)足跡最高的運(yùn)城市和最低的陽泉市，兩者相差1.76倍，人均用水生態(tài)足跡的增長(zhǎng)與地理位置和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的關(guān)系，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的河谷地區(qū)，人均用水生態(tài)足跡較大，山地丘陵地區(qū)的人均用水生態(tài)足跡較小。

3.1.2 山西省人均水資源生態(tài)承載力變化 2005—2015年山西省人均水資源生態(tài)承載力年際變化波動(dòng)大，總體呈上升趨勢(shì)，2013年到最大值為0.059 hm2/人，最小值出現(xiàn)在2011年，為0.021 hm2/人，二者相差0.038 hm2/人。11個(gè)行政區(qū)的人均水資源生態(tài)足跡的變化趨勢(shì)主要有4類(圖2)：(1) 穩(wěn)定型。包括太原市、大同市、朔州市；(2) 上升型。包括陽泉市、呂梁市；(3) “V”型。包括長(zhǎng)治市、晉城市、晉中市、臨汾市；(4) 波浪形。包括忻州市、運(yùn)城市。

2005—2015年山西省人均水資源生態(tài)承載力為0.036 hm2/人，其中高于全省水資源生態(tài)承載力平均值的行政區(qū)域有6個(gè)，依次為：晉城市0.090 hm2/人，長(zhǎng)治市0.069 hm2/人，忻州市0.064 hm2/人，運(yùn)城市0.044 hm2/人，晉中市0.052 hm2/人，陽泉市0.040 hm2/人；低于平均值的行政區(qū)域有5個(gè)，依次為：太原市0.014 hm2/人，大同市0.020 hm2/人，臨汾市0.028 hm2/人，呂梁市0.032 hm2/人，朔州市0.034 hm2/人。其中人均水資源生態(tài)承載力最大的晉城市和最小的太原市，二者相差0.076 hm2。可以看出，水資源生態(tài)承載力和當(dāng)?shù)厮臓顩r，人口狀況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r密切相關(guān)。

圖1 2005-2015年山西省各行政區(qū)人均水資源生態(tài)足跡

圖2 2005-2015年山西各行政區(qū)域人均水資源生態(tài)承載力

3.1.3 人均水資源生態(tài)赤字變化 2005—2015年山西省人均水資源生態(tài)赤字整體呈上升趨勢(shì)，2011年達(dá)到最大值為0.336 hm2/人，最小值出現(xiàn)在2009年為0.241 hm2/人，二者相差0.095 hm2/人，年均水資源生態(tài)赤字為0.274 hm2/人。圖3為山西省各行政區(qū)域年均水資源生態(tài)赤字，由圖3可以得出，11個(gè)行政區(qū)中高于年均值的有4個(gè)，依次為：朔州市0.372 hm2/人，運(yùn)城市0.366 hm2/人，晉中市0.345 hm2/人，太原市0.302 hm2/人；低于年均值的有7個(gè)，依次為：長(zhǎng)治市0.184 hm2/人，晉城市0.194 hm2/人，陽泉市0.197 hm2/人，呂梁市0.206 hm2/人，忻州市0.224 hm2/人，臨汾市0.243 hm2/人，大同市0.268 hm2/人。年均水資源生態(tài)赤字最高的朔州市和長(zhǎng)治市，兩者相差2.02倍，而水資源供給量反向相差2.10倍，年均人口密度反向相差2.03倍，年均GDP反向相差1.42倍。可見，人均水資源生態(tài)赤字在一定程度上與水資源總量、人口密度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況有關(guān)。總體上看，人口密度大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展快的水資源貧乏區(qū)，水資源供給矛盾突出，水資源生態(tài)赤字顯著，不利于該區(qū)水資源可持續(xù)利用與發(fā)展；反之人口密度小，水資源相對(duì)豐富的地區(qū)，生態(tài)赤字小，對(duì)于該區(qū)水資源可持續(xù)開發(fā)與利用的影響較低。

3.2 水資源各用水賬戶組成變化

圖4為2015年11個(gè)行政區(qū)及山西省水資源生態(tài)足跡各賬戶的組成。2015年山西省各賬戶用水生態(tài)足跡占總用水生態(tài)足跡的比例由高到低依次為：農(nóng)業(yè)(61.39%)、工業(yè)(18.68%)、居民生活(13.65%)、生態(tài)環(huán)境(3.19%)、城鎮(zhèn)公共(3.08%)。2005—2015年的11年間，工業(yè)、城鎮(zhèn)公共用水生態(tài)足跡占比下降，其中工業(yè)用水下降幅度顯著。農(nóng)業(yè)、居民生活、生態(tài)環(huán)境用水生態(tài)足跡的占比小幅上升，說明山西省產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)體系發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變。

圖3 山西省各行政區(qū)域年均水資源生態(tài)赤字

2015年，8個(gè)行政區(qū)的總用水生態(tài)足跡中的首要組成賬戶為農(nóng)業(yè)用水生態(tài)足跡，占比由高到低依次為：運(yùn)城市(91.98%)、朔州市(75.70%)、忻州市(70.84%)、晉中市(67.36%)、臨汾市(67.07%)、呂梁市(60.69%)、大同市(58.77%)、長(zhǎng)治市(49.39%)；其余3個(gè)行政區(qū)的首要組成賬戶為工業(yè)用水生態(tài)足跡，占比由高到低依次為：晉城市(39.62%)、陽泉市(39.16%)、太原市(36.15%)。11年中，大多數(shù)行政區(qū)用水賬戶組成較為穩(wěn)定，但是太原市主要賬戶由農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)，太原市這一變化可能與近年來加大經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度有關(guān)。總用水生態(tài)足跡中的首要組成賬戶為農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水生態(tài)足跡，各行政區(qū)的城鎮(zhèn)公共用水占總用水生態(tài)足跡的比例較為穩(wěn)定，居民生活用水和生態(tài)環(huán)境用水占總用水生態(tài)足跡的比例有小幅提升。

圖4 2015年山西省各行政區(qū)水資源生態(tài)足跡各賬戶組成

3.3 水資源生態(tài)足跡變化的驅(qū)動(dòng)因素

圖5為山西省水資源生態(tài)足跡因素分解值，由圖5可以看出，結(jié)構(gòu)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和人口效應(yīng)的分解值都為正數(shù)，對(duì)山西用水生態(tài)足跡的增長(zhǎng)起到拉動(dòng)作用，加劇山西省水資源的消耗，不利于山西水資源可持續(xù)利用與發(fā)展。技術(shù)效應(yīng)的分解值為負(fù)數(shù)，對(duì)山西省用水生態(tài)足跡的增長(zhǎng)起到抑制作用，降低水資源消耗的速度，對(duì)山西水資源的可持續(xù)利用與發(fā)展起到積極作用。可見，技術(shù)效應(yīng)是抑制山西用水生態(tài)足跡過快增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。2005—2015年山西水資源生態(tài)足跡累計(jì)減少0.698億hm2，貢獻(xiàn)度為-52.38%，技術(shù)效應(yīng)分解值整體呈下降趨勢(shì)，對(duì)水資源生態(tài)足跡過快增長(zhǎng)的抑制作用明顯。反映了山西省加大污水治理和提高水資源重復(fù)回收利用等方面的技術(shù)投入。

結(jié)構(gòu)效應(yīng)是導(dǎo)致山西省水資源生態(tài)足跡增長(zhǎng)的主要因素，2005—2015年水資源生態(tài)足跡累計(jì)增長(zhǎng)1.222億hm2，貢獻(xiàn)度高達(dá)91.80%。結(jié)構(gòu)效應(yīng)整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，2007—2011年上升趨勢(shì)顯著，2011—2014年上升速度平緩，2014年以后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，說明山西政府發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，合理布局和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)節(jié)能減排的節(jié)水計(jì)劃與措施取得了很好的成績(jī)。

圖5 山西省水資源生態(tài)足跡因素分解效應(yīng)

經(jīng)濟(jì)效應(yīng)是促進(jìn)山西省水資源生態(tài)足跡增長(zhǎng)的第二因素。山西省經(jīng)濟(jì)效應(yīng)整體呈上升趨勢(shì)，水資源生態(tài)足跡累計(jì)增長(zhǎng)0.743億hm2，貢獻(xiàn)度為56.56%，人口效應(yīng)整體變化趨勢(shì)不明顯，水資源生態(tài)足跡累計(jì)增長(zhǎng)0.054億hm2，貢獻(xiàn)度為4.02%。由此可見，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展會(huì)加劇水資源消耗的速度，加劇水資源供求矛盾，拉動(dòng)水資源生態(tài)足跡的增長(zhǎng)，在一定程度上不利于水資源的可持續(xù)利用與發(fā)展。人口效應(yīng)也會(huì)拉動(dòng)水資源生態(tài)足跡的增長(zhǎng)，但效果不明顯。

3.4 水資源生態(tài)足跡的預(yù)測(cè)

SPSS軟件中的自回歸積分滑動(dòng)平均(ARIMA)模型，是一種常見的時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型。該模型用于對(duì)平穩(wěn)的時(shí)間序列進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)不平穩(wěn)的時(shí)間序列需進(jìn)行若干次差分后，轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)序列。之后根據(jù)自相關(guān)、偏相關(guān)圖趨勢(shì)進(jìn)行模型選擇(AR，MA，ARMA)，在綜合考慮R2等因素后，確定模型及(p，d，q)參數(shù)的設(shè)置，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)[27-28]。

根據(jù)山西省水生態(tài)足跡實(shí)際值觀察，其序列圖表現(xiàn)為非平穩(wěn)時(shí)間序列，在經(jīng)過二次差分后，可轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)序列，因此模型中d值取2。對(duì)進(jìn)行過2次差分的時(shí)間序列做自相關(guān)和偏相關(guān)圖進(jìn)行分析。其圖像均表現(xiàn)出拖尾現(xiàn)象，因此選用ARMA模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。經(jīng)多次嘗試，當(dāng)參數(shù)設(shè)置為(2，2，3)時(shí)R2(0.732)值最大，也最符合要求。因此選用ARIMA(2，2，3)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。

根據(jù)模型參數(shù)和模型一般表達(dá)式φ(B)(1-B)dYt=θ(B)et[29]，得出ARIMA(2，2，3)具體模型：

(1-1.078B+0.942B2)(1-B)2Yt=
(1-2.245B+2.018B2-0.705B3)et

(11)

表1為在SPSS軟件中運(yùn)用模型ARIMA(2，2，3)對(duì)2005—2020年山西省水資源生態(tài)足跡進(jìn)行預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)值。山西省2016—2020年平均用水生態(tài)足跡為0.149億hm2，整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，比2005—2015年的平均水資源生態(tài)足跡高0.405億hm2，水資源生態(tài)足跡由2016年的0.133億hm2，上升到2020年的0.154億hm2，上升幅度為0.022億hm2。預(yù)測(cè)值在2019年達(dá)到最高為0.156億hm2,2020年略有下降。表明山西2016—2020年用水生態(tài)足跡仍將有所上升，但上升趨勢(shì)將有所減緩，在2019年后開始緩慢下降。這主要是因?yàn)樯轿魇“l(fā)展過程中用水量的加大以及人口增長(zhǎng)等原因。同時(shí)由于山西省大力開展節(jié)水型生活、節(jié)水型農(nóng)業(yè)和節(jié)水型工業(yè)，長(zhǎng)期看來水生態(tài)足跡上升趨勢(shì)將趨于平緩，并有望開始下降。

表1 2005-2015年山西省水資源生態(tài)足跡的預(yù)測(cè)值

4 結(jié) 論

(1) 山西省2005—2015年人均水資源生態(tài)足跡一直大于水資源生態(tài)承載力，水資源利用狀況一直處于供求不平衡的狀態(tài)，人均水資源生態(tài)赤字整體呈上升趨勢(shì)，2011年達(dá)到最大值為0.336 hm2/人，最小值出現(xiàn)在2009年為0.241 hm2/人，年均水資源生態(tài)赤字為0.274 hm2/人。年均水資源生態(tài)赤字最高的朔州市和長(zhǎng)治市，兩者相差2.02倍，而水資源供給量反向相差2.10倍，人口密度方向相差2.03倍，GDP反向相差1.42倍。因此，水資源生態(tài)赤字在一定程度上與水資源總量，人口密度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況有關(guān)。

(2) 2005年和2015年各賬戶用水生態(tài)足跡占總用水生態(tài)足跡的比例排名沒有變化，工業(yè)和城鎮(zhèn)公共用水所占比例小幅下降，農(nóng)業(yè)、居民生活、生態(tài)環(huán)境用水所占比例小幅上升。2015年大多數(shù)行政區(qū)總用水生態(tài)足跡中的首要組成賬戶為農(nóng)業(yè)用水生態(tài)足跡，但是太原市由農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)。11年中，各行政區(qū)的城鎮(zhèn)公共用水占總用水生態(tài)足跡的比例較為穩(wěn)定；居民生活用水和生態(tài)環(huán)境用水占總用水生態(tài)足跡的比例有小幅提升。

(3) 2005—2015年山西水資源生態(tài)足跡的分解效應(yīng)中，結(jié)構(gòu)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和人口效應(yīng)的分解值都為正數(shù)，對(duì)山西用水生態(tài)足跡的增長(zhǎng)起到拉動(dòng)作用，加劇山西省水資源的消耗，不利于山西水資源可持續(xù)利用與發(fā)展。技術(shù)效應(yīng)的分解值為負(fù)數(shù)，對(duì)山西省用水生態(tài)足跡的增長(zhǎng)起到抑制作用，降低水資源消耗的速度，對(duì)山西水資源的可持續(xù)利用與發(fā)展起到積極作用。

(4) 在SPSS軟件中選用ARIMA(2，2，3)模型對(duì)山西省水資源生態(tài)足跡進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示未來5年山西省水生態(tài)足跡仍將繼續(xù)上升，但上升趨勢(shì)有所減緩，在2019年后開始緩慢下降。