第33卷第4期水利水电科技进展2013年7月Vol.33 No.4Advances in Science and Technology of Water ResourcesJul.2013D0I:10.38801i.issn.10067647.2013.04.019水足迹的理论、核算方法及其应用进展黄凯，王梓元，杨顺顺，金晨(1.北京林业大学环境科学与工程学院.北京100083：2.湖南省社会科学院.湖南长沙410003)摘要：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Bottomup分析法、Top-dowm分析法和Input--0put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客将是今后研究的重要方向。中图分类号：X37:G353.11文献标志码：A文章编号：10067647(2013)040078-06Theory,calculation method and application progress of water footprint//HUANG Kai,WANG Ziyuan',YANGChina:2.Hunan Academy of Social Sciences,Changsha 410003,China)Abstract:Based on water footprint theories,the calculation methods of water footprint were compared,and theirapplications progress were summarized.Water footprints can be evaluated by Bottom-up approach,Top-down approach andinput-output approach.The three methods have differences in representation of calculations fomula for water footprint,aswell as their applicable scopes.The current researches of water footprint mainly focus on product water footprint,regionalwater footprint,national water footprint,and other application cases based on water footprint theories.The virtual water flowand strategy,the quantization of the influences of human water footprint on the ecosystem,economic efficiency of wateruse,and water footprint calculation models are the important fields of research in the further.Key words:water footprint:virtual water:calculation method:water resources;research progress数十年来，由于人口增长、经济发展以及随之而进行了比较和评述，对水足迹的相关应用进展进行来的用水量增加和水污染加剧，全球范围内的可用了总结，以期为国内水资源管理提供理论基础与方水资源已经愈发稀缺，水资源正成为制约经济社法借鉴。会发展的关键因素。为了有效应对水资源短缺局面，提高水资源利用效率，Hoekstra等四在2002年1水足迹的概念提出了水足迹的概念：随后Chapagain等目对其进1.1虚拟水行了完善；水足迹的理论基础可追溯到1993年虚拟水的概念是水足迹的重要理论基础，最早Alan等提出的虚拟水的概念。近年来，国外对是在1993年由AⅡan提出，将进口虚拟水作为缓解虚拟水和水足迹的研究既有宏观层面的国家水足中东地区水资源贫乏的策略之一9。虚拟水最初迹，也有微观层面的产品水足迹、消费者水足迹被定义为生产农业产品所需要的水资源量，其后被等，尤其是贸易的虚拟水流量以及水足迹相关扩展为生产商品和服务所需要的水资源量网。可应用的研究逐渐成为热点网。目前国内也已有一见虚拟水并非真正意义上的实体水，而是以虚拟的些关于水足迹的研究，包括最初的理论引进以及现形式物化在产品中，又被称为“嵌入水”和“外生在一些区域的水足迹核算。本文在阐述水足水”。目前比较精确的虚拟水定义分为两种：①从迹相关理论的基础上，对其定量核算的模型与方法生产者的角度，定义为生产某产品的真实用水量，它基金项目：北京市自然科学基金9122017)：国家自然科学基金51104021)：中央高校基本科研业务费专项(D201123)78(C)1994-2023 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net由生产地的生产状况和水资源利用效率所决定四国家或地区间的贸易所产生的虚拟水流量是当②从消费者的角度，是指在使用地生产某产品的需前研究的一个热点。国家虚拟水平衡即为总的虚拟水量，该定义对于缺水地区进行水资源赤字的平衡水入流量与出流量之差，分为农业产品与工业产品研究更为有效四。贸易的虚拟水流量两部分目，计算步骤如图1所示。1.2水足迹在虚拟水核算和贸易研究的基础上，学者们进一步提以虚拟水研究为基础，Hoekstra于2002年进一出了虚拟水战略，意在使缺水国家通过贸易从富水国步提出了水足迹的概念，用于表征人类消费对水资家进口水密集型产品来获得水和粮食安全。因此，虚源的影响。水足迹由生态足迹的概念衍生而来，定拟水最初研究的中心问题是国家或地区能否应用虚义为任何已知人口（一个国家、地区或个人）在一定拟水战略和制定战略下的应对措施与适应对策四。时间内消费的所有产品和服务所需要的水资源数初级农作物农业产品农业产品和溶量。，西在人类对水资源的消耗量中，生活用水的比虚拟水含量虚拟水含量牧业产品贸易量例通常较小，大部分消耗都以虚拟水的形式体现，虚虚拟水含量拟水消耗是水足迹的主要组成部分鬥。水足迹的概农业产品贸易的念关联了实体水和虚拟水，其由区域用水量与虚拟水工业取水量国家单位工业产值虚拟水流量虚拟水含量净进口量之和来描述，体现了评价国家或区域水资源真实消费量的新思路倒。目前主要从水资源来源和工业产值系数国际单位工业产值国家呢拟水平衡水资源类型两个角度对于水足迹进行定义。虚拟水含量.根据水资源来源，可以将一个国家或地区的进口工业产值工业产品进口的工业产品贸易水足迹分为内部水足迹和外部水足迹。国家水足迹虚拟水进口量的虚拟水流量是指国内生产为本国所消费的产品和服务使用的水出口工业产值工业产品出口资源总量，它表明一个国家的和消费相关的水需求的虚拟水出口量量。内部水足迹是指国内使用的水资源量，用国家图1国家虚拟水平衡计算步骤用水总量减去由国内出口产品或服务中所使用的水资源量而得到鬥。外部水足迹是指他国生产被本3水足迹核算方法国进口的产品和服务所使用的水资源量，用国家虚3.1 Bottom-up分析法拟水进口量减去再出口的产品所含虚拟水量得到。Bottom-up分析法是一种要素分析方法，具体算b.根据水资源类型，可以将国家或地区生产消法如下：费过程中所消耗的水资源分成绿水、蓝水、灰水3种W=(1)类型，分别对应相关的水足迹类型。蓝水指江河湖泊以及地表水和地下水的总和，即通常意义上的水式中：y为单位j产品的虚拟水含量：C为生产国内资源。蓝水水足迹就是生产和消费过程中所消耗的居民消费的j产品总量：W为消费所有产品和服务蓝水量。绿水概念由Falkenmark网提出，指土所需的整体水足迹。壤非饱和含水层（包气带）中的土壤水，以蒸发形式通过Bottom-p分析法的计算可以发现，各种被利用。绿水水足迹则指农业生产所消耗的绿水产品的虚拟水含量因地区差别和生产水平不同存在量。灰水是指用于稀释农作物生产和加工过程中造巨大差异刚，Ridoutt等网运用该法计算出芒果消成水质污染的用水量网。费过程的水足迹。Bottom-up法适用于个人、公司和地区等这些进出口水量无法获得情形下的水足迹分2虚拟水的核算与贸易析。该法的优点是灵活，可选取不同层次的数据进目前在虚拟水的核算研究中，一般认为工业产行分析，并以消费特点为基础对要素进行调整，同时品的虚拟水含量计算过于复杂，尚无简便有效的方因其将活动影响进行分解，显得更直观。但Bottom-法例，且相对于农业产品，其虚拟水含量较小，因此u即用于分析国家水足迹存在着不足，它属于数据密对农业种植业和养殖业产品的虚拟水含量计算是目集型分析方法，容易因数据的多样性和可靠性受到质疑。前虚拟水核算研究中的最主要部分。联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的标准彭曼公式、Chapagain3.2Top-dowm分析法等倒提出的生产树法以及产品类型区分法是较为Top-down分析法是一种平衡分析方法。一国普遍的农业产品的虚拟水含量计算方法。的国家水足迹由国内消耗的虚拟水含量和贸易的虚水利水电科技进展，2013,33(4)Tk:02583786335(C)1994-2023 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net