基于蓝绿水细分的北京市虚拟水战略研究——以粮食作物为例

【作者】 马育军； 李小雁； 徐霖； 王卫； 张晓影；

【机构】 地表过程与资源生态国家重点实验室(北京师范大学)； 北京师范大学资源学院；

【摘要】 虚拟水战略作为优化配置实体水资源之外缓解区域水短缺危机的重要途径之一,目前已经引起国内外专家学者以及政府管理部门的广泛关注、研究和应用。但由于水资源存在形式的影响,通过实施虚拟水战略节约的水资源量并非全部能够被其他社会经济部门利用,因此有必要对虚拟水资源中的蓝水和绿水进行细分,并在此基础上科学评价通过实施虚拟水战略节约的能被其他社会经济部门利用的水资源量,最终为在更宽广的范围内进行区域水资源的优化配置提供参考。本文在对蓝水、绿水以及虚拟水的内涵进行详细阐述的基础上,借助联合国粮农组织(FAO)的CropWat模型并参考已有相关研究成果计算了北京市1980-2007年五种主要粮食作物的逐旬需水量和逐旬有效降水量,并通过构建蓝水绿水细分模型,综合分析了1980年以来北京市粮食生产消耗的蓝水资源和绿水资源变化情况,最后结合全市1980-2007年的粮食生产和消费状况,估算了北京市近30年来通过粮食贸易输入的虚拟水资源量,并与实体水资源量进行了对比研究。结果表明:(1)受气候因素和作物产量的综合影响,北京市近30年来冬小麦、稻谷、玉米、薯类、大豆的生长需水量分别为0.85-2.36 m3/kg、0.92-1.84 m3/kg、0.67-1.22 m3/kg、0.81-2.43 m3/kg、1.13-2.37 m3/kg;(2)在作物需水得到完全满足条件下,受农业种植结构调整等因素的共同影响,北京市五种主要粮食作物生长消耗的虚拟水资源总量由1980年的23.31亿m3下降为2007年的9.28亿m3,其中玉米和冬小麦生长消耗的虚拟水资源量所占比例较高,2007年分别为69.24%和24.67%,稻谷生长消耗的虚拟水资源量所占比例变化最为明显,由1980年的18.33%下降为2007年的0.44%;(3)在五种主要粮食作物生长消耗的虚拟水当中,不考虑土壤水储存和考虑土壤水储存条件下,1980年消耗的蓝水资源量分别为17.19亿m3、16.78亿m3,2007年消耗的蓝水资源量分别为6.29亿m3、6.21亿m3,并均明显多于同期生长消耗的绿水资源量;(4)2007年,北京市通过粮食贸易输入的虚拟水资源总量为70.72亿m3,其中蓝水资源量为34.57亿m3,如果仅考虑口粮贸易,则北京市2007年输入的虚拟水资源总量和蓝水资源量分别为28.77亿m3、14.06亿m3,为全市实体水资源总量的120.83%、59.05%,说明北京市运用虚拟水战略缓解水资源短缺危机的潜力巨大。更多还原