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虚拟水研究述评

 论文栏目:虚拟技术论文     更新时间:2014-4-29 9:54:54   

一、科学研究虚拟水的量化

据研究,目前农业用水占全球用水量的80%,农业是世界上最大的水资源利用部门。而工业部门及工业产品实际消耗的水资源数量相对较小。所以,虚拟水量化的研究,首先应侧重于深入研究探索农业种植养殖物产品虚拟水的计算。1.农植物虚拟水的量化。根据农植物的生长特点和规律,目前虚拟水量的计算主要分为三个步骤:(1)应用当地气候数据,计算参考植物的需水量,然后乘以作物系数就可以得到所研究农植物在整个生长期的需水量。计算办法,联合国粮农组织已经研发了Cropwat软件,只要输入气候参数和植物参数,软件就能自动计算出该作物的需水量。(2)计算单位面积农植物需水量,再除以该植物的单位面积产量,就可以得到单位质量农产品的虚拟水含量。(3)单位质量农产品虚拟水含量乘以所研究植物的总产量,就可以算出该地区生产该农产品的虚拟水含量。2.养殖物虚拟水的量化.养殖物产品的虚拟水含量的研究,应该考虑的因素主要取决于动物的类型、饲养结构和饲养环境。活动物虚拟水含量是指动物整个生长周期内,其生存生长所需要的虚拟水含量,主要包括饲料所含虚拟水、饮用水和清洁水。饲料虚拟水分为作物饲料虚拟水和混合饲料作物实体水。饲料作物虚拟水是按饲料作物的构成比例加权计算的,而单一作物虚拟水含量的计算按农作物虚拟水含量进行计算。动物产品虚拟水是在已知活动物虚拟水含量的基础上,进一步分析研究不同动物产品的虚拟水含量。

二、虚拟水研究的现状分析

虚拟水概念自从问世以来,因其研究内容的现实性,以及表述形象和内涵丰富,受到学术界普遍关注,相关的研究较多学术会议也频繁召开。目前虚拟水研究已经成为水资源、农林牧等部门,以及有关单位研究方面的热点和创新研究课题。主要表现在以下几个方面:1.产品虚拟水量化。产品的虚拟水量化是虚拟水研究的基础,是科学合理利用水资源和实现水资源可持续利用的重要依据和参考因素,具有重要的指导意义。AKChapagain和AYHoekstra计算出茶叶和咖啡的全球平均虚拟水含量分别为11.4m/kg和20.4m/kg,并以此为基础,估算了1995-1999年期间荷兰年平均茶叶、咖啡的虚拟水贸易和消费情况,得出荷兰是虚拟水净进口国;中国科学院地理科学与资源研究所牛树海等人对我国1999年主要农作物虚拟水含量进行了计算,分析了各主要地区虚拟水进口量,为我国今后水资源管理提供参考。但是虚拟水量化研究工作起步比较晚,计算方法还不完善、计算资料不全,虚拟水量化研究有待进一步深入。2.虚拟水流通贸易。当前虚拟水的国际间流通贸易研究是许多研究机构的一个重点问题。世界水资源委员会(WWC)和联合国粮农组织(FAO)从产品使用地角度估算出2000年全球虚拟水流量为每年1.34×10m,其中农作物产品贸易量占60%,鱼类和海洋产品贸易量占14%,动物产品贸易量占26%。研究表明主要的虚拟水进口国为日本、斯里兰卡、意大利、中国、德国;主要虚拟水出口国为美国、加拿大、澳大利亚、阿根廷和泰国。国内,张敦强计算主要农作物虚拟水含量,并算出1995—1999年,我国通过农产品进口了1710亿m的虚拟水,其中89%体现在粮食贸易、11%体现在畜产品贸易,而同期我国出口虚拟水量为170亿m,充分说明1995—1999年,我国是虚拟水净进口国,农产品贸易是虚拟水贸易的最主要组成部分。对于虚拟水贸易流量的研究,由于研究过程没有包括所有产品,角度不同,研究方法不同,研究结果只是大致估算,结果有待于精确。3.虚拟水战略研究与水安全及粮食安全问题。世界上许多缺水国家或地区需要通过国际贸易从富水国家或地区购买水密集型农产品来保证水资源和粮食安全。虚拟水战略的基本观点是提倡出口高效益低耗水产品、进口低效益高耗水粮食产品,通过国际贸易最终解决水资源短缺和粮食安全问题,关于这方面的研究学术界和有关机构已有比较深刻的认识。如Karimetal、Ahmad、Afaisal等先后开展了对孟加拉国及其他地区的粮食安全影响因素分析,认为水资源是决定孟加拉国及类似国家和地区将来粮食安全的重要影响因素,而虚拟水战略有助于水资源及粮食的安全③;程国栋先生运用虚拟水理论主要分析了水资源社会化管理与水资源恢复重建的重要性,重点以我国西北干旱地区为例,测算了西北各省(区)2000年的虚拟水消费量,较深入地分析说明了虚拟水战略的政策含义,探索了虚拟水是水资源安全战略的新思路②。

三、虚拟水研究展望

从总体研究成果来看,自1993年虚拟水概念提出以来,虚拟水研究已经取得了很大的进展,研究领域在不断拓展,研究成果不断涌现。但是由于时间较短,研究方法和数据方面还有待于进一步完善。例如目前虚拟水研究还主要集中在农作物产品领域,动物产品、特别是工业产品的虚拟水研究还需要进一步拓展。虚拟水战略作为水资源战略的实施,需要研究它可能带来的经济、社会、自然环境和政治方面的影响,迫切需要更加深入地研究虚拟水战略对于全球发展和安全的影响。可以说,虚拟水国际贸易体系和框架的构成将是今后虚拟水研究的重要内容。从我国目前的实际情况看,虚拟水研究在解决水资源短缺与粮食安全及生态环境中已得到初步应用。但尚未从更高的层面实施虚拟水战略,今后需要从以下几方面进行深入研究:(1)虚拟水战略实证研究;(2)虚拟水战略对区域资源、生态以及经济、社会的影响研究;(3)虚拟水及节水工程综合利用的研究;(4)虚拟水战略实施的政策保障研究;(5)虚拟水战略与水资源管理体制、机制研究。

作者:刘彦辰

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