下面文章首先通過梳理農(nóng)業(yè)水足跡理論的形成歷程，以糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物及畜牧水足跡影響因素為研究重點(diǎn)，總結(jié)了糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物的綠水足跡隨降水量的增加而增加，藍(lán)水足跡則相反，且氣象因素的變化都會(huì)影響其水足跡，在技術(shù)因素方面，灌溉技術(shù)是影響糧食和經(jīng)濟(jì)作物水足跡的主要因素之一。對(duì)于畜牧業(yè)來說，畜牧水足跡則對(duì)品種、飼料、放牧方式敏感，并對(duì)農(nóng)業(yè)水足跡的發(fā)展方向作了展望，以期為農(nóng)業(yè)水資源管理提供可行方案。

　　關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)水足跡,影響因素,最新進(jìn)展

　　一、導(dǎo)論

　　自工業(yè)革命以來，各工業(yè)化國家經(jīng)濟(jì)加速增長，以大規(guī)模投入為范式的生產(chǎn)方式導(dǎo)致的一個(gè)后果就是水資源缺乏[1]。據(jù)聯(lián)合國2012年統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，到2025年，預(yù)計(jì)將有18億人生活在絕對(duì)缺水的國家或地區(qū)，世界上三分之二的人口可能處于缺水狀態(tài)。在2016年，MekonnenandHoekstra指出世界上三分之二的人口生活在每年至少一個(gè)月缺水的地區(qū)[2]。

　　至此，水資源缺乏已是一個(gè)世界性的熱點(diǎn)問題。而全球一年用水總量中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水占比最大，90%的人類消費(fèi)水足跡來自農(nóng)業(yè)產(chǎn)品[3]，因此，提高農(nóng)業(yè)用水效率是解決水資源匱乏問題的重中之重。這促使許多學(xué)者為緩解水資源短缺問題提出了一系列理論，其中水足跡理論近年來深受全球?qū)W者青睞。

　　2002年Hoekstra在荷蘭代爾夫特舉辦的虛擬水貿(mào)易國際專家會(huì)議上首次明確提出了水足跡的概念[4]。虛擬水是指產(chǎn)品和服務(wù)的生產(chǎn)過程中所使用的水[5]，水足跡概念建立在虛擬水理論的基礎(chǔ)之上，是指消費(fèi)者或生產(chǎn)者直接和間接使用水資源量，包括水資源消耗量和污染量，在量化水的基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)水使用對(duì)區(qū)域或全球水環(huán)境的影響[6]。水足跡理論一經(jīng)提出其局限性便遭到了多方質(zhì)疑，在2014年和2015年P(guān)erry和Wichelns分別發(fā)表反對(duì)根據(jù)水足跡來比較生產(chǎn)系統(tǒng)或制定水資源分配和使用政策的論文，但是Perry關(guān)注的重點(diǎn)在獲得有力指標(biāo)的技術(shù)上的困難，而Wichelns則專注于在水足跡理論中當(dāng)?shù)厮�資源機(jī)會(huì)成本概念的缺乏[7]。

　　但盡管這樣，關(guān)于水足跡的期刊文獻(xiàn)還在大量發(fā)表，越來越多關(guān)于水的使用和缺乏與消費(fèi)和貿(mào)易相聯(lián)系的研究導(dǎo)致了水足跡評(píng)估體系的出現(xiàn)。在過去十多年有關(guān)水足跡的研究主要包括四步水足跡評(píng)價(jià)方法論的發(fā)展(建立分析、會(huì)計(jì)、可持續(xù)性評(píng)估和反應(yīng)制定的范圍)、灰水足跡指南的發(fā)展、在高空間和時(shí)間分辨率上的水足跡估計(jì)、全球虛擬水貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展的探索、農(nóng)作物水足跡基準(zhǔn)的發(fā)展、基于藍(lán)水足跡理論的河流流域的藍(lán)水匱乏估計(jì)、基于氮和磷相關(guān)的灰水足跡對(duì)流域水污染水平的評(píng)估、水足跡年際變化的研究、水足跡不確定性的評(píng)估、遙感技術(shù)使用的探索以及未來水足跡理論的發(fā)展[8]，涵蓋了水在人類活動(dòng)的不同方面的作用及對(duì)其可持續(xù)進(jìn)行性的影響。

　　還有學(xué)者認(rèn)為水足跡思想來源于1992年加拿大經(jīng)濟(jì)學(xué)家WiiliamRees提出的“生態(tài)足跡”理論，用以描述人類對(duì)水資源系統(tǒng)的占用和影響[9]。生態(tài)足跡與水足跡存在著一定的相似性，都屬于足跡家族，都可以用來反映自然資源的耗費(fèi)對(duì)環(huán)境的影響。但它們之間存在一些差異：在核算方面，水足跡的核算基于本地生產(chǎn)因子，而生態(tài)足跡則基于全球海洋平均生產(chǎn)力因子來計(jì)算;從地理定位角度，水足跡不僅計(jì)算水資源消費(fèi)的數(shù)量，還要追蹤其來源;在關(guān)注重點(diǎn)方面，水足跡關(guān)注的是人類活動(dòng)對(duì)水量的需求(體積單位)，而生態(tài)足跡則關(guān)注水產(chǎn)品消費(fèi)對(duì)水域面積的占用(面積單位)[10]。

　　隨著水足跡理論的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越寬廣，學(xué)者們已將該理論應(yīng)用到不同國家或地區(qū)以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)等不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，以對(duì)水資源利用狀況進(jìn)行評(píng)估。從已有文獻(xiàn)來看，關(guān)于農(nóng)業(yè)水足跡的研究自2008年以來逐漸增多。如在2010-2017年間，中國學(xué)者對(duì)湖南省水稻水足跡[11]、華北平原小麥、玉米作物生產(chǎn)水足跡[12]、1978-2010年間中國主要糧食作物的水足跡值[13]等進(jìn)行了核算與評(píng)價(jià)，并探索了農(nóng)業(yè)水足跡的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，如李澤紅等以武威洲為研究區(qū)探索了該地區(qū)農(nóng)業(yè)水足跡變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制[14]。

　　國外學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)水足跡的研究更加深入，如Mekonnen和Hoekstra2010年對(duì)小麥的綠、藍(lán)、灰水足跡進(jìn)行了全球和高分辨率的評(píng)估[15]，在2012年對(duì)農(nóng)業(yè)動(dòng)物產(chǎn)品的水足跡作了全球評(píng)估等[16];ThapatSilalertruksa等基于水足跡理論研究了水資源利用和水資源缺乏對(duì)可持續(xù)水稻種植的影響[17];NichananCheroennet等基于時(shí)間步驟計(jì)算了農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)的灰水足跡[18]。通過以農(nóng)業(yè)水足跡為研究對(duì)象，對(duì)其內(nèi)涵作了簡要闡述，重點(diǎn)介紹了農(nóng)業(yè)水足跡的影響因素，并在此基礎(chǔ)上對(duì)未來農(nóng)業(yè)水足跡發(fā)展方向提出了建議，以期促進(jìn)農(nóng)業(yè)水足跡理論進(jìn)一步發(fā)展，從而緩解全球水資源壓力問題。

　　二、農(nóng)業(yè)水足跡的內(nèi)涵

　　農(nóng)業(yè)水足跡基于水足跡理論上發(fā)展起來，農(nóng)業(yè)水足跡是專門用于分析農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)與消費(fèi)過程中水資源消耗和影響的物理指標(biāo)，即將人類活動(dòng)所有水足跡的核算和評(píng)價(jià)的范圍縮小到農(nóng)業(yè)方面，其含義是指除去工業(yè)水足跡、生態(tài)水足跡外的水足跡，具體是指一定時(shí)期和區(qū)域內(nèi)人們消費(fèi)的所有農(nóng)業(yè)產(chǎn)品(包括作物和畜禽產(chǎn)品)和服務(wù)的虛擬水量之和[19]。

　　基于虛擬水理論，農(nóng)業(yè)水足跡可劃分為農(nóng)業(yè)綠水足跡、農(nóng)業(yè)藍(lán)水足跡和農(nóng)業(yè)灰水足跡。農(nóng)業(yè)綠水足跡即農(nóng)作物生育過程中消耗的有效降水;農(nóng)業(yè)藍(lán)水足跡是指消耗的地表和地下水資源;農(nóng)業(yè)灰水足跡則是指以現(xiàn)有水環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，消納產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物負(fù)荷所需要的淡水水量[6]。這一理論的發(fā)展不僅明確了農(nóng)產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)不同階段用水情況、用水地點(diǎn)等，而且還可以提高水資源綜合利用水平，提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，逐漸實(shí)現(xiàn)水資源配置與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤。

　　三、農(nóng)業(yè)水足跡的影響因素

　　農(nóng)業(yè)是一種高耗水的活動(dòng)，且對(duì)自然環(huán)境和生產(chǎn)技術(shù)的變化十分敏感，收成的潛在減少可能會(huì)導(dǎo)致比現(xiàn)在更大的水需求和食品安全下降[20,21]。為此以減少農(nóng)業(yè)用水量和提高農(nóng)業(yè)用水效率為目的，分析與總結(jié)了農(nóng)業(yè)水足跡的影響因子，重點(diǎn)介紹糧食作物水足跡、經(jīng)濟(jì)作物水足跡、畜牧水足跡的影響因素。

　　(一)糧食作物水足跡的影響因素

　　糧食安全問題是人類面臨的重大生存危機(jī)問題，保障糧食安全現(xiàn)已經(jīng)成為各國發(fā)展戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。而糧食作物的生長發(fā)育與水資源充足與否息息相關(guān)，因此，研究如何用有限的水資源生產(chǎn)出滿足全人類數(shù)量的糧食是具有重要意義的。

　　1.自然環(huán)境因素

　　糧食作物的水足跡在很大程度上與特定環(huán)境中的水需求有關(guān)，環(huán)境的變化會(huì)嚴(yán)重影響糧食水足跡水平。分析已有文獻(xiàn)知，影響糧食作物水足跡的主要自然環(huán)境因素包括降水、光照、氣溫、風(fēng)速、CO2濃度等。在研究影響糧食作物水足跡的自然環(huán)境因素時(shí)，前四種因素往往會(huì)結(jié)合起來考慮。

　　例如Acock[22]和Mekonnen[23]證實(shí)了玉米水足跡隨降水量增加而增加，生長季積溫與綠水足跡、總水足跡呈顯著負(fù)相關(guān)，與灰水足跡呈顯著正相關(guān);降水量與藍(lán)水足跡呈顯著負(fù)相關(guān)，而日照時(shí)數(shù)與藍(lán)水足跡呈顯著的正相關(guān);日照時(shí)數(shù)主要是通過風(fēng)速作用對(duì)藍(lán)水產(chǎn)生影響，且風(fēng)速是影響玉米水足跡最強(qiáng)的氣候因子，其與綠水、藍(lán)水、灰水和總水足跡的相關(guān)性全部達(dá)到了顯著水平;相對(duì)濕度與綠水足跡呈顯著的正相關(guān)，與灰水足跡呈顯著的負(fù)相關(guān)。對(duì)于小麥而言，降水量的變化是影響其水足跡的重要因素。蓋力強(qiáng)[24]發(fā)現(xiàn)小麥生產(chǎn)用水中綠水的用量占80%左右，這說明降水量是影響小麥水足跡非常重要的因素。

　　韓宇平[25]則計(jì)算了人民勝利渠灌區(qū)冬小麥的藍(lán)、綠水足跡，結(jié)果顯示，平均氣溫、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)、水汽壓、平均風(fēng)速以及有效降水都是影響藍(lán)水足跡的主要?dú)夂蛞蜃?除水汽壓與藍(lán)水足跡呈正相關(guān)外，其他因子都與藍(lán)水足跡呈負(fù)相關(guān)，其中水汽壓對(duì)藍(lán)水足跡具有最大影響，相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)次之;而這些氣候因子中有效降水對(duì)冬小麥的綠水足跡的影響最大，它們之間正相關(guān)系數(shù)為0.96，而其他氣候因子的影響都很小，甚至相關(guān)系數(shù)為0。

　　Behnam[26]等研究伊朗主要谷物水足跡發(fā)現(xiàn)，增加綠水水足跡使用或提高綠水的利用效率對(duì)遭受藍(lán)水資源不足的農(nóng)民來說很重要。CO2的濃度對(duì)糧食作物的影響也不容忽視，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)對(duì)敏感性糧食農(nóng)作物來說，兩倍的CO2量可能會(huì)導(dǎo)致30%到100%的光合作用率的增加，這取決于溫度和水的可用量[27,28]，同時(shí)CO2濃度還可以通過減少蒸騰作用進(jìn)一步提高水的使用效率[29]。Morrison通過研究發(fā)現(xiàn)，C3類農(nóng)作物(水稻、小麥等)對(duì)高CO2的反應(yīng)是積極的，而C4類農(nóng)作物(玉米、高粱等)則對(duì)CO2濃度的變化不敏感[30]。

　　Bocchiola[31]則以意大利波谷的蘭里亞諾為案例區(qū)，研究了灌溉水稻的水足跡受未來氣候變化影響的情況，結(jié)果表明，在本世紀(jì)的上半個(gè)世紀(jì)，CO2濃度的增加可能會(huì)導(dǎo)致水稻產(chǎn)量增加(特別是在CCSM4的情況下);在本世紀(jì)末，只有CCSM4在RCP和4.5的情況下才會(huì)增加水稻產(chǎn)量和藍(lán)水足跡，而且主要是由于夏季溫度的增加而增加。

　　三、結(jié)論與展望

　　隨著全球水資源短缺越來越受到關(guān)注，農(nóng)業(yè)水足跡理論在水資源管理方面的研究得到了非常大的拓展。通過重點(diǎn)考察農(nóng)業(yè)水足跡影響因素，發(fā)現(xiàn)糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物的綠水足跡隨降水量的增加而增加，藍(lán)水足跡則相反，且氣象因素的變化都會(huì)影響其水足跡;在技術(shù)因素方面，灌溉技術(shù)是影響糧食和經(jīng)濟(jì)作物水足跡的主要因素之一。對(duì)于畜牧業(yè)來說，畜牧水足跡則對(duì)品種、飼料、放牧方式敏感。未來農(nóng)業(yè)水足跡的研究可以從以下幾個(gè)方面展開。

　　其一，農(nóng)業(yè)水足跡的概念還沒有形成定論，其外延和內(nèi)涵仍需進(jìn)一步完善。其二，其理論的應(yīng)用主要集中在對(duì)糧食作物水足跡的測(cè)算，關(guān)于經(jīng)濟(jì)作物、畜牧作物的研究缺乏，林業(yè)和漁業(yè)的水足跡無論是測(cè)算還是影響因素的研究仍是鳳毛麟角。拓展農(nóng)業(yè)水足跡測(cè)算有利于農(nóng)業(yè)水資源的利用和管理。其三，擴(kuò)大農(nóng)業(yè)水足跡的應(yīng)用范圍，例如可以將其與膳食結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)增長理論、時(shí)空差異模型掛鉤，以促進(jìn)其理論與實(shí)踐的密切結(jié)合。其四，進(jìn)一步探索農(nóng)業(yè)水足跡的影響因素，為節(jié)約水資源和提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量尋找新的路徑。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]KyounghoonCha，MinjungSon，etal.Methodtoassesswaterfootprint,acasestudyforwhiteradishesinKorea[J].InternationalSoilandWaterConservationResearch，2017，5(2)：151-157.

　　[2]MesfinM.Mekonnen，ArjenY.Hoekstra.Fourbillionpeoplefacingseverewaterscarcity[J].ScienceAdvances，2016,2(2)：1-6.

　　[3]HoekstraAY，MekonnenMM.Thewaterfootprintofhumanity[J].ProcNatlAcadSci,2012,109(9):3232-3237.

　　[4]HoekstraAY,etal.ValueofWaterResearchReportSeriesNo12[A].VirtualWaterTrade:ProceedingsoftheInternationalExpertMeetingonVirtualWaterTrade[C].theNetherlands，2003

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