[本站讯]近日,山东大学前沿交叉科学研究院联合多家科研机构在EnvironmentalScience & Technology(环境科学与技术,ES&T)发表了题为“Revealing trade potential for reversing regional freshwaterboundary exceedance”的研究论文,为实现水资源最大刚性约束作用,促进我国水资源“空间均衡”提供理论和方法支撑。该研究由山东大学前沿交叉科学研究院赵旭教授牵头,格罗宁根大学、利兹大学、北京大学、华北水利水电大学、山东大学商学院的学者共同参与完成。赵旭教授为论文的通讯作者,赵旭教授与格罗宁根大学博士生侯思雨为论文的共同第一作者。

图1贸易视角下区域水资源超载评估框架
我国水资源空间分配不均,且与社会经济要素分布欠匹配,是我国最主要的水安全问题之一,已经严重制约当前经济社会发展。为此,判断我国不同地区水资源利用是否处于水资源承载能力范围之内显得尤为重要。水行星边界从地球系统观出发为评估水资源承载力提供了全新视角,但基于水行星边界框架的区域水资源承载力评价模型仍存在较大不确定性。另一方面,贸易一直被认为能在缓解区域水资源超载中发挥重要作用,但目前缺少研究框架以全面评估贸易对区域水资源超载的影响。为此,本文基于ISIMIP2a平台下的15种全球水文模型绘制了高空间分辨率的水资源承载力地图,通过多模型的应用降低了计算的不确定性。在此基础上,本文提出了一种全新的框架,用来评估区域贸易对缓解本地水资源超载的影响效果和潜力。

图2不同情景下省间贸易变化对缓解省级水资源超载的潜力
(a)情景1,象限VI省份按当前贸易模式增加进口;(b)情景2,象限VI省份仅从象限III省份增加进口;(c)情景3,在情景2的基础上减少各省用水强度;(d)象限VI省份回到水资源边界内的两种路径
研究表明:省间贸易对缓解我国省级尺度水资源超载效果有限。对于水资源超载且净进口的省份来说,78%的进口产品和服务来自于其它水资源超载省份。情景分析显示,即使将本地生产全部替换为进口,大部分水资源超载省份仍然无法回到水资源边界之内。而由于进口增加所节省的用水无法抵消出口省份所增加的水资源利用(图2a、b),从而造成全国水资源超载情况加剧。研究进一步发现,水资源超载且净出口的省份在增加进口的同时降低用水强度能够大幅度缓解我国省级水资源超载(图2c)。研究指出,通过增加进口的方式缓解区域水资源超载需要考虑贸易双方的水资源超载情况及其用水强度差异,以避免产生局部水资源超载缓解但全国超载加剧的情况。
该研究获得国家自然科学基金面上项目(72074136)、重大项目(72033005)、国家社会科学基金重大项目(21ZDA065)、泰山学者青年专家计划等项目资助。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c01699