足迹检验应用范文

足迹检验应用范文（精选5篇）

足迹检验应用 第1篇

关键词：足迹检验,串并案件,应用研究

贯通地线是一种胶皮铜芯或铝皮铜芯的铁路信号接地电缆, 用于将铁路沿线所有信号传输设备连接, 并保证接地电位的平衡, 一般以7 芯和9 芯居多。其中7 芯贯通地线带外皮直径1. 08cm, 单芯铜线直径2. 4mm, 剥皮后纯铜净重0. 33kg / 米; 9 芯贯通地线带外皮直径1. 35cm, 单芯铜线直径2. 1mm, 剥皮后纯铜净重0. 62kg/米。贯通地线具有含铜量高、容易得手、被盗后短时间不易被察觉、废品收购站乐于收购等特点, 常常成为犯罪嫌疑人的作案目标。

贯通地线盗窃案件多发于正在运营的铁路线。现场多位于钢轨外侧0. 5 米至1. 0 米处, 伴随途径客货列车通过所带来强大气流冲击, 很多质量轻、体积小的物证如烟蒂、矿泉水瓶、食品包装袋、纸张字条等容易被破坏或缺失, 使得遗留在铁路护坡、路肩及桥隧步行踏板等客体上的立体或平面足迹成为分析串并案件和侦查破案的重要线索与依据。

对现场足迹数量多、分布无规律、足迹相互交叠, 难以提取成趟足迹、但是有单个完整足迹的情况下, 技术人员会对现场提取的单个足迹从花纹类型、花纹形态、花纹方向、边沿形状、磨损特征等几个方面进行分析。再通过对同一现场提取的多个足迹进行横向比对, 对不同现场提取的多个足迹纵向比对, 找出其中的相同点从而完成案件的串并。

本文将通过一起案例, 具体阐述足迹发现和检验在串并案件和侦查破案中的主要应用:

2014 年7 月14 日, 安康铁路公安处镇安站派出所接镇安电务车间报称: 西康铁路上行线在巡查中发现多处贯通地线被盗。技术人员从2 座铁路桥、3 条铁路隧道共5 处案发现场提取了具备鉴定条件的足迹6 枚。

其中在混家沟中桥提取足迹2 枚, 左脚、右脚足迹各1枚, 将左脚足迹命名为足迹A、右脚足迹命名为足迹B。足迹A系穿鞋形成的灰尘减层足迹, 鞋底由波浪形花纹构成。足迹全长28. 5cm, 前掌宽9. 8cm, 后跟宽7. 8cm, 偏外起脚, 偏外落脚, 前掌压力面呈横条状, 外实边明显, 反映出第一跖趾骨后端重压, 足弓压呈长方形, 宽4. 8cm, 前掌后缘形态呈角形, 足拇趾压前缘至后跟的距离为26cm。足迹B系穿鞋形成的灰尘减层足迹, 鞋底由正方形块状花纹构成。足迹全长26. 7cm, 前掌宽9. 2cm, 后跟宽6. 5cm, 偏内起脚, 偏外落脚, 前掌压力面呈横条状, 外实边明显, 反映出第一跖趾骨后端重压, 足弓压呈长方形, 宽3. 7cm, 前掌后缘形态呈角形, 足拇趾压前缘至后跟的距离为25cm。

混家沟隧道提取左脚足迹1 枚, 与混家沟中桥足迹A花纹类型、边沿形状、耐磨块位置相同; 新七里沟隧道中提取左脚、右脚足迹各1 枚, 其中左脚足迹在花纹类型、边沿形状、耐磨块位置上与混家沟中桥、混家沟隧道的足迹A相同, 右脚足迹在花纹类型、边沿形状、耐磨块位置上与混家沟中桥足迹B相同; 新庙沟隧道中提取右脚足迹1 枚, 在花纹类型、边沿形状、耐磨块位置与混家沟中桥、新七里沟隧道中的足迹B相同。

鉴于此, 警方分析这5 起盗窃案件极可能为同一盗窃团伙所为, 决定并案侦查。

2014 年7 月16 日, 侦查人员根据线索在柞水至宁陕的102 省道上抓获了犯罪嫌疑人张某龙和张某琪, 技术人员将两人的足迹样本与作案现场提取的足迹进行比对, 认定作案现场提取的足迹A为犯罪嫌疑人张某龙左脚所留, 作案现场提取的足迹B为犯罪嫌疑人张某琪右脚所留。

在无可辩驳的证据面前, 犯罪嫌疑人张某龙和张某琪对7 月12 日、13 日和14 日合伙先后3 次在西康铁路线5 处现场盗窃贯通地线, 后卖于废旧金属收购点的犯罪事实供认不讳。

人体形态结构和生理功能的适应性, 人体行走习惯动作、运步方式的特定性和相对稳定性, 人体重力在脚掌面上分布不均匀的特点以及脚型和穿用鞋子的相应关系等因素共同决定着脚掌面着力点、压力面、着力大小和穿用鞋子相应部位的磨损点、磨损面、磨损的轻重程度。经比对检验, 现场提取的足迹和犯罪嫌疑人的样本足迹二者反映的鞋底重压形态、部位以及行走运动出现的习惯性动作特征相吻合。这些特征的出现, 构成了特定的同一, 反映了特殊的本质, 是其他人所不能重复出现的, 构成了同一认定的科学依据。

参考文献

[1]史力民.足迹学[M].北京:中国人民公安大学出版社, 2007:222-225.

[2]高以群, 史力民.足迹检验图谱[M].北京:警官教育出版社, 1997:111.

[3]汤澄清, 董佳英, 姚力等.关于身高的分析[J].辽宁警专学报, 2005 (33) :62-64.

[4]史力民, 董佳英.赤足残缺足迹检验[J].辽宁警专学报, 2005 (30) :6-9.

碳足迹理论与应用研究 第2篇

【关键词】碳足迹理论；碳足迹计算；碳足迹应用

随着经济社会的持续发展，人们的生活水平日益提高，大量的能源使用、大规模的工业生产、汽车飞机等新型大型交通工具的广泛使用，温室效应也是极端天气出现的原因，然而温室效应的罪魁祸首是 、 一类的温室气体。

一、碳足迹的定义

碳足迹，也被称为“碳指纹”，它的概念缘起于生态足迹，是对某种活动引起的（或某种产品生命周期内积累）直接或间接的二氧化碳排放量的度量。对于碳足迹的内涵，还存在不少的争议。碳足迹的研究对象是二氧化碳的排放量还是用碳排放量，是用重量单位还是用土地面积单位来表征碳足迹，不同的学者持有不同的意见。POST对碳足迹的定义是，碳足迹是一种产品、一项活动（或服务）在整个生命周期内产生的二氧化碳或其他温室气体的排放总量。Grub和Ellis提出碳足迹是衡量化石燃料燃烧过程中排放二氧化碳总量的指标。Wiedmann认为碳足迹是一项活动中直接和间接产生的二氧化碳排放量，或者产品的各生命周期阶段累积的二氧化碳排放量，并明确指出用二氧化碳排放重量来衡量碳足迹。

二、碳足迹的计算及其局限性

1.碳足迹计算方法

目前国际上碳足迹的计算方法主要有四种：

（1）过程分析法。过程分析法是评估一个产品、一项服务在生命过程中的投入和产出对环境造成潜在影响的方法。

（2）投入产出法。它主要利用投入产出表进行计算，建立平衡方程，计算初始投入、中间投入、中间产品、最终产品之间的关系，适用于宏观面的计算。 （3）生命周期法。它是对产品及其“从摇篮到坟墓”的过程有关的环境问题进行后续评价的方法。

（4）IPCC计算方法。IPCC方法是联合国气候变化委员会编写的温室气体清单指南，，农林和土地利用变化部门等，IPCC方法计算过程全面考虑了温室气体的排放。

这四种方法计算原理和方法截然不同，计算结果相差较大，各有优缺点，各学者和专家有自己的选择倾向，所以导致了碳足迹计算的局限。

2.计算局限性

在全球气候变暖的压力下，各国纷纷开展碳足迹的测算工作，开发了不同的碳足迹评价方法和测算体系，以鼓励和促进低碳生活方式的推广，但是目前还存在一些问题：

（1）大比例尺数据公开程度低，测算必要数据获得困难。缺乏生命周期的数据。尽管很多国家已经建立了相关的数据库，但是具体产品的真实生命周期的许多数据无法得到。（2）各国没有统一的方法论和测算体系，往往同样的产品或是活动过程得到的碳足迹的数值不相同，甚至相差很大，这不利于碳足迹的理念在全球流通。

三、我国碳足迹现状

主要表现在以下几方面：

（1）在产品层面上，相同功能的产品，由于其技术、原理、形状、重量等的差异，碳足迹的相差量很大。如在一份受惠普公司委托而开展的研究报告中提到，数字印刷机的碳足迹远远小于胶印机。

（2）在行业层面上，行业内部碳足迹基本处于不断增长的阶段。碳足迹的总量与城市总体发展进度密不可分，在经济高速发展的时期，由于各部门的能源利用量加大，碳排放量自然比较大，经济规模增长要素是拉动碳排放增长的主导因素。

（3）在城市层面上，不同城市碳足迹增长趋势有很大的差别。比较重庆和天津，发现重庆市碳足迹增长幅值大、速度快，且没有下降的趋势；天津市碳足迹虽有增长，但是速度慢、幅值小，有下降的可能性。

（4）在国家层面上，近几年我国的碳排放增长速率有所减缓，这主要得益于环境保护意识的增强、节能减排工作的部署、相关环境标准的更新。

四、碳足迹应用

把碳足迹应用于实际生产和生活是研究碳足迹的目的所在。实践证明，碳足迹理论拥有很大的应用前景和实际意义，主要体现在：

1.在产品层面上，碳标签的使用和推行是具有可行性的。碳标签是显示产品整个生命周期（原材料开采、制造、销售、使用和废弃处置）的所有温室气体排放量的总和（碳足迹）的标签，贴在产品上、包装上、网站上、产品手册上、销售点，用于比较同类产品中不同厂家或型号产品的碳排放情况。碳标签在顾客购买决定中起着决定性的因素，因而低碳标签对于企业而言是向顾客证明其节能减排承诺的一个有价值的方式。

2.在企业层面上，实行企业内部碳足迹测算是可行的。企业可以通过购买相关的测算软件，了解企业自身的碳足迹分量和总量。相关数据可以和国内外相关企业进行比较，分析差距和原因，提出改进工艺和技术水平的措施和意见，进一步实现清洁生产的要求。

3.在行业层面上，实行行业间碳足迹总量比较是具有现实意义的。城市碳足迹在计算过程中往往是分行业进行计算的，分别计算农业、工业、居民生活、交通运输、绿化环保等行业的碳足迹，并对他们进行横向和纵向的比较，得出不同时期行业内部的碳足迹变化趋势以及行业间的碳足迹分布情况，对实现资源的合理分配和使用具有基础意义。

4.在城市层面上，建立城市内部和城市之间的碳足迹地理信息系统图，可以直观的体现城市内部碳足迹的排放量、城市之间碳足迹总量的差异、城市之间碳足迹的流动情况。通过比较可以相互借鉴经验，调整发展的模式和行业的配比，实现区域的能源合理利用和污染物的最小化排放。

5.在国家层面上，可以通过碳足迹总值的历年趋势、相关预测结果以及环境保护目标的要求，制定更加合理的大气环境保护要求，做到定量化、合理化和可行化。为低碳经济的实现提供数据支持和帮助。

五、结论与建议

碳足迹作为新颖而又完整的概念，已经被证实了它的实用性。碳足迹可以应用到社会生活的方方面面，通过简单的测定，使用者可以直观的观察到个人或集体行为对环境的影响状况。它将为减少温室气体的排放和降低全球变暖效应做出贡献。

【参考文献】

[1]黄文秀. 国外产品碳足迹评价的发展[J]. 创新科技， 2012（5）：13-14.

[2]周叶、何慧、陈俊君. 排影响因子与碳足迹研究述评放[J]. 商业研究， 2011（414）：151-155.

平面足迹分析、检验中的几点体会 第3篇

一、平面足迹特征的构成

平面足迹都是由点、线、小平面组成的一个较大平面。在实际检验中, 测量平面足迹反映出鞋底花纹的点与点、线与线、点与线、点线与小平面之间的距离及其相互关系, 分析形成的原因, 就是正确寻找平面足迹特征。平面足迹中形象特征虽然没有立体足迹反映那样直观, 鞋底在穿用过程中形成的花纹缺损、变形, 仔细寻找, 也是比较容易发现的。足迹反映磨损特征较立体足迹有很大差别, 只有仔细研究才会正确的认识、利用。

二、影响平面足迹特征的几种条件

在现场常见的平面足迹, 按其附着物的性质和状态可分为平面汗液足迹、平面血足迹、平面粉尘足迹及几种物质混合的平面足迹。形成平面足迹的关键是足底或承受客体上某种附着物的在二者之间的转移, 因此, 平面足迹的特征形成受以下几种条件影响:

(一) 造痕客体的影响

造痕客体也即人们所穿用的鞋。鞋底有各种形状的花纹、图案, 与地面接触, 形成鞋印。鞋底有厚薄、软硬、缝制、胶粘、模压之分。因此, 在分析、检验、鉴定中既要考虑分析鞋的形状、类型, 又要考虑分析鞋底的制作工艺, 全盘考虑, 综合分析, 才能做出正确的分析判断。另外, 鞋底花纹的磨损程度也会产生偏差。

(二) 承痕体产生的影响

足迹的承痕客体种类繁多, 不同的承痕体具有不同的物理结构和属性, 如弹性、硬度、塑性、渗透性、摩擦系数等。不同软、硬程度, 色泽材质对特征出现与否及出现程度有着重要的影响。另外承受客体的形态, (如客体是否平整、有无缺损等) 及足底或承受客体上附着物的多少直接影响着平面足迹是否完整、清晰程度。

(三) 作用力产生的影响

在人体运动形成足迹的过程中, 人体所受外力有重力、惯性力、支撑反作用力、阻力等, 人体运动过程是内力转化为外力并使人体向前运动的过程, 在人体运动的过程中, 可以分为静态足迹, 半静态的非行走的蹬、踏足迹和动态足迹, 不同的造痕客体、不同的承痕体、不同的运动方式, 直接影响着足迹特征的反映, 造成足迹的各种差异, 不了解人体运动的这些规律特点, 并加以分析运用, 会使我们的分析、检验产生偏差。

(四) 发现提取时, 造成足迹特征变形产生的影响

发现提取足迹时, 我们通常采用静电吸附提取、照相提取、实物提取、三种方法。采用静电吸附的方法, 由于吸附板与承受客体之间会有一定的间隙, 使得吸附起的足迹与原始足迹在特征方面产生变形, 再者操作者自身的一些不正当操作, 也会造成足迹分析、研究中产生偏差。采用拍摄照相的方法, 由于相机的性能及使用的光圈、快门速度和自然光线等的影响, 也会使原始足迹在特征上发生增减。再者, 照相过程中相机与足迹是否垂直也会造成足迹的模糊、变形。实物提取方法, 由于运送、包装过程中方法不当, 使之原始的特征灭失、损坏, 造成足迹检验、分析、鉴定的差异。

三、平面足迹特征的分析、利用

我们掌握了平面足迹特征的构成、形成的影响条件, 在实际检验鉴定中如何去分析、利用特征, 这是平面足迹检验鉴定的关键技术。

(一) 形象特征的分析、利用

平面足迹的形象特征具有直观、易认识利用的特点, 在我们发现、提取的平面足迹主要有以下形象特征:鞋底花纹的加工特征、鞋底在穿用过程中花纹的缺损、鞋底附着物的形态、赤脚印主要是脚底各部位肌肉、骨骼的形态反映等。

对上述特征的分析、利用需要正确分析附着物的情况、承受客体对足迹的影响, 然后将所反映的所有特征给予定位, 测量出每个特征之间的相互关系, 去伪存真, 形象特征才能正确利用好。

(二) 磨损特征的分析、利用

平面足迹反映磨损特征较立体足迹让人在观察、分析利用中更抽象, 难以把握一些。但平面足迹也有它本身的优势, 主要表现在以下几个方面:

1) 有些平面足迹反映脚型较其他种类足迹往往更好。平面足迹中, 趾头、前掌、脚弓、后跟等重压部位对客体作用较强, 也是鞋底平时穿用过程中磨损较重的部位, 产生的物质交换多, 从而使脚型可以明显地反映出来。2) 平面足迹往往反映起落脚特征明显。无论是平面加层足迹, 还是平面减层足迹, 在足迹相应部位总是可以发现出现的起落脚位置及方向。3) 平面穿鞋足迹的边缘形态往往是价值极高的特定特征。平面穿鞋足迹边缘部分足迹花纹的出现与否、出现形态就是脚与地面的作用过程的反映。出现形态是脚运动的方向、运动力大小的反映。

在分析了、利用平面足迹磨损特征时需注意以下几方面:

1) 正确区分附着物的多少与鞋底花纹出现多少的关系, 尤其在加层平面足迹 (如加层血鞋印) 的检验鉴定中, 要根据现场平面足迹的遗留情况正确分析特征的形态反映是否完整, 是否真实。2) 分析承受客体的情况、现场遗留足迹的环境条件。每一种承受客体对平面足迹的遗留会产生一定的影响, 在现场遗留多枚平面足迹的情况下, 仔细分析检验每枚足迹的磨损特征出现情况, 还可以采取现场实验的方法帮助分析。3) 分析磨损特征时, 区分种类特征、个别特征。要考虑磨损面宏观分布关系, 即趾区与跟区、柘区、趾区各趾磨损的轻重关系, 磨损所反映的足型的种类特征, 主要有长、宽特征, 趾排列类型, 各趾前缘的连线特征等。对出现的个别特征, 如拇、小趾的形态, 方位, 特殊、稀有的磨损特征, 磨损面对应的内外边缘的磨损形态、方位、大小以及各边沿磨损的相对应方位关系和相对磨损量比例关系。4) 在现场平面足迹、立体足迹同时出现的情况下, 二者结合检验分析更有利于认识特征。5) 随着作案手段和反侦察手段的日趋智能化, 穿他人鞋作案, 穿新鞋作案和作案后销毁作案鞋的现象越来越多。由于不同人的脚型不同, 脚型相似的, 用力也有差异, 有些花纹、有些线条的长短只有被检人穿用被检鞋子制作样本才会与现场一致。所以, 检验时要考虑鞋主同一认定的问题。

视频侦查中足迹分析的应用 第4篇

关键词：视频侦查,足迹分析,步法

一、足迹分析的概述

(一) 步法特征

步法体现了一个人的习惯动作, 以及其行为规律, 因此足迹检验工作主要依据就是每个人的步法特征。步法特征可以反映出人正常行走的动作, 可以反映出行为人脚接触地面的习惯举动, 以及脚与地面接触所留下的痕迹。研究一个人的步法特征, 可以将不同个体的足迹相区分, 同时还可以将一个人在不同阶段、不同环境、不同场合中留下的足迹准确区分, 给侦查工作带来很大帮助。步法特征又可以细化为步态、步幅两种。步幅反映出个体双脚的协调性、步长、步宽;步态可以看出脚各个部位与客体接触方式。

(二) 步法特征的影响因素

步法特征为足迹检验工作提供了重要依据, 在足迹分析中占据十分重要的地位。在视频侦查中, 需要通过对嫌疑人的步法特征分析来了解犯罪的动态, 但是步法特征也容易受到许多因素的影响, 既包括主观的, 也包括客观的。比如作案人心理情况可以影响到行走的速度、负重情况下会影响足迹的深度、地面环境对足迹的影响等。只有深入了解影响足迹的各种因素, 才可以判断出足迹在不同情况下可能出现的变化, 从而使得分析出来的信息更加准确、可靠。在视频侦查的过程中, 需要研究该犯罪嫌疑人是否伪装自己的步法, 只有这样才可以鉴别足迹的真伪。

二、足迹分析在视频侦查中的应用

在视频侦查中, 因为受到画面质量的影响, 侦查人员很难看清犯罪嫌疑人的面部, 无法获取准确的面部特征, 此时则可以通过足迹分析来总结犯罪嫌疑人的重要特征, 缩小侦查的范围, 帮助案件的迅速侦破。

(一) 个人特点

在监控视频中, 可以看出该嫌疑人的穿着、身高、性别等个人信息, 但是这些信息通常都比较模糊, 无法准确反映嫌疑人的情况。尤其是作案的嫌疑人通常会选择佩戴眼镜、帽子等来伪装自己, 因此从视频中获取的图像信息未必准确可靠。但是通过足迹分析则可以看出犯罪嫌疑人是否具备某种运动技能、身高体型以及生理构造等。并且因为犯罪嫌疑人的性别不同, 在犯罪现场遗留下的足迹也会有所差异。女性体重较轻, 且走路是身体摆动幅度比较小, 因此留下的足迹通常比较平稳, 且步幅较短。男性体重偏重、腿偏长因此步幅较大, 足迹经常是偏内起足, 并且走路时会出现左右的晃荡。通过足迹也可以反映出嫌疑人的大致年龄, 比如年龄较大的行为人动作比较迟缓, 青壮年步伐干脆利落, 少年则比较敏捷。通过视频中这些足迹的研究, 可以缩小搜查的范围。

(二) 经济职业

在监控视频中, 侦查人员可以通过嫌疑人穿着的鞋子来判断其品位、经济能力等, 鞋子的档次可以反映出个人的爱好追求, 通过这点来缩小排查的范围, 推测中几个重点嫌疑人;通过对嫌疑人足迹的研究调查, 也可以推测出不同嫌疑人的职业情况。比如务农的嫌疑人因为常年进行体力劳动, 行走起来比较迟缓, 并且会出现较向外展的情况。受到工作性质的影响, 绝大多数的农民会出现罗圈腿问题;如果该嫌疑人是军人, 则因为长期受到军事训练的影响, 其步调利落干脆, 并且可以探索其行走的规律, 步子通常为直行步。侦查人员可以结合视频中嫌疑人的穿着、行走特点等要素, 来推测其经济情况和具体的职业, 在该范围内逐个排查。

(三) 识别嫌疑人

不同的人生理结构、机能会存在差异, 这些差异会影响着个体的走路姿势, 走路姿势的不同又会直接影响到行为人的步法, 这点是由生理构造的不同间接影响的, 因此很难伪装。因此侦查人员可以通过对嫌疑人步法研究来识别其身份。具体来说, 从步法来分析行为人在作案时候的心理, 如果步子比较慢且短, 则表示行为人当时比较犹豫, 在寻找最佳的时机;如果步子比较紊乱、步长不一致, 则表示行为人此时比较慌张。通过步法来分析行为人作案时的心理特征, 并且结合监控视频中人影形象, 来迅速锁定犯罪嫌疑人。

在案件侦查阶段, 侦查人员通过研究视频当中嫌疑人的步法情况, 而且结合当下先进的信息技术, 可以实现信息之间的共享。侦查人员结合各部门得出的信息来综合分析嫌疑人的走路姿态、犯罪特征等, 为案件侦破搜集全面的线索。

(四) 侦查实验

当盗窃财物的案件当中, 犯罪者通常肩扛、或者是抱着赃物离开现场, 这会导致嫌疑人的重心发生改变。同时赃物的重量不同, 留下的足迹痕迹也有差异。随着赃物重量的增加, 嫌疑人步速、步幅等会随之发生改变。结合足迹变化的特征, 可以进行模拟实验, 来获取有利的线索。

三、结语

通过以上分析可以看出, 在视频侦查的过程中, 侦查人员可以通过对犯罪嫌疑人留下的足迹痕迹进行分析, 从而获取破案的关键性线索, 帮助案件的迅速侦破。但是我国的足迹分析技术起步比较晚, 相比于西方国家发展还不完善, 因此更需要侦查者采取合适的侦查技术, 来提高案件侦破的效率。

参考文献

虚拟水和水足迹理论在中国的应用 第5篇

据世界水资源理事会 (World Water Council , WWC) 报道, 到2020年将没有足够的水源来生产可以维持全世界人口生存的粮食。中国是全球13个人均水资源最短缺的国家之一, 其淡水资源总量仅占全球水资源总量的6%, 人均水资源占有量只有2 200m3, 仅为世界平均水平的1/4。正常年份全国现状缺水量在400×108m3左右, 全国31个省、市中, 有20多个省、市干旱缺水, 其中15个省、市严重缺水;全国660多座大中城市中有2/3以上的城市缺水, 其中110座属严重缺水, 全国城市年缺水总量达6×109m3。水资源已成为我国生态环境安全和经济社会发展的最主要限制性因子。

2 虚拟水与水足迹概念的提出

在人口增长和经济发展及气候变化等多重因素的影响下, 特别是在自然及人为驱动力的直接或间接影响下, 水生态系统日趋退化、水资源供给能力严重萎缩已成为世界性难题。在此背景下, 全球都在努力探索应对破解水资源危机的新途径。20 世纪90 年代初以来, 虚拟水以及随后提出的蓝水、绿水以及水足迹等一系列概念为解决缺水国家和地区水资源安全问题提供了一种新思路, 成为水资源界普遍关注的热点之一。

1993 年, 英国伦敦大学非洲和东亚研究学院的Tony Allan教授首次提出了虚拟水 ( virtual water) 的概念。如生产1kg粮食需要耗水1 000L, 生产1kg肉类需要消耗1. 3万L水, 则1 000L和1. 3万L水就分别是1kg粮食和1kg肉类的虚拟水含量。此前, 他已使用“嵌入水 (embeded water) ”[6,7]这个术语, 但并没有引起水资源管理机构的重视。随着虚拟水概念的正式提出, 逐渐成为水资源研究领域一个新的热点问题, 学界开始对此进行了越来越深入的研究, 为后来的提出的蓝水, 绿水以及水足迹等一些概念提供了研究基础。

水足迹 (Water Footprint) 是由Hoekstra在2002年12月12～13日荷兰代尔伏特举行的虚拟水贸易国际专家会议上提出的。该概念反应了人类消费对水资源系统的真实占用情况。它的提出, 是仿照1992年加拿大大不列颠哥伦比亚大学规划与资源生态学教授里斯 (William E.Rees) 提出的“生态足迹”理论。“生态足迹”反映了人类活动对生态系统的影响, 最终归结为对土地面积的占用情况的表达。而水足迹则是经济社会发展对水资源的占用情况定量的表达, 反映人类消费对水资源系统的影响。

“水足迹”是任何已知人口 (一个国家、一个地区或一个人) 在一定时期内消费的所有产品和服务所需要的水资源数量。因此, 水足迹可以真实地反映一个人、一个地区或一个国家对水资源的真实地使用情况, 量化水足迹能反映人类对水资源系统水资源量的压力大小, 为科学利用有限的水资源提供有益的决策依据;在不降低人类福利的同时, 充分调动各种社会资源, 改善水资源利用模式, 实现水资源可持续利用。

3 水足迹理论在中国的应用

自水足迹理论被引入国内以来, 水足迹理论主要被用于区域水足迹的测算, 分析区域水足迹状况。

龙爱华, 徐中民等 (2003) 首次以虚拟水为基础, 对西北4省 (区) 2000年的水足迹进行了研究, 结果表明:2000年西北四省 (区) 总的水足迹为6.13×1010m3, 人均水足迹为712.3m3/年, 高于统计的水资源利用量。并指出, 以虚拟水为基础的水资源足迹更真实地衡量了社会经济系统对水资源消费利用状况, 为解决区域水资源短缺和创新水资源管理体制提供了新思路, 产品形式的虚拟水贸易是解决干旱区水资源安全、粮食安全的有效战略工具。

王新华等 (2005) 引入水足迹的概念和计算方法, 对中国2000年各省水足迹进行初步计算和分析, 结果表明:西北部省份水足迹较大, 南部和中东部省份水足迹较小, 青海省水足迹最大, 其值为935.75m3· (人·年) -1, 广西水足迹最小, 其值为466.31m3· (人·年) -1。全国平均水足迹为601m3· (人·年) -1。分析了几个典型省份水足迹的构成, 并探讨了降低水足迹以缓解水资源压力的几条途径。最后提出通过提高水分生产率、实现消费模式的转变及使用虚拟水战略优化水资源配置。

马静等 (2005) 借助水足迹和虚拟水的概念, 计算了我国各区域主要农产品的虚拟水含量, 通过分析区域的农产品生产和消费关系, 计算了国际和国内区域间的虚拟水流量, 以及相应的水足迹和水的自给率, 并进行了相关分析。计算结果表明中国是一个水资源高度自给的国家, 但区域间差别较大。他同时认为, 人的消费模式, 特别是膳食结构对水资源消耗的影响非常显著, 我国人均水足迹的计算结果与这一结论基本吻合, 因此倡导节约的消费方式, 研究并推荐符合中国国情的膳食结构, 将有助于全面节水型社会的建设。

龙爱华、张志强等 (2005) 对甘肃省水资源足迹与消费模式进行研究, 结果表明, 1989年以来甘肃省全社会的水资源足迹总量基本稳定在220×108～240×108m3, 总体上呈现微量的下降趋势, 人口增加和消费水平提高并没有增加对水资源系统在数量上的压力。从消费模式分析看, 随消费结构多样化的增加, 人均虚拟水消费量呈现不断下降的趋势, 因而, 增加消费结构的多样性有利于减少对水资源系统的压力。

项学敏 (2006) 归纳了农产品和畜牧产品中虚拟水含量的计算方法, 并总结了有关产品虚拟水的研究成果和不足之处;提出了工业产品虚拟水的计算方法, 以辽河油田为例, 计算出石油制品中虚拟水含量。在此基础上, 建议中国石油行业今后应有计划进口石油制品, 缓解我国水资源紧缺的现状。

邓晓军等 (2008) 以上海市为案例, 计算了2005年上海市的水足迹, 并分析了1999～2005年间上海水足迹动态变化过程。结果表明:2005年上海市总水足迹为243.04×108m3 , 人均水足迹1 366m3/年, 水匮乏度高达8.16 ;7年间万元GDP水足迹逐年下降, 但人均水足迹明显上升。这说明上海市水资源利用呈不可持续状态, 今后需要注重提高水资源利用率, 提倡节约型生产和消费模式以及实施虚拟水战略等来减少其水足迹, 逐步实现城市水资源的可持续利用。

高孟绪 (2008) 通过对2000年中国各省人均水足迹与人均用水量的比较, 借助于统计分析软件SPSS对各省区人均水足迹进行了系统聚类, 在GIS软件的支持下, 将中国31个省区的人均水足迹划分为5类, 其中人均水足迹在480m3/年以下的仅有广西, 480～550m3/年的有四川、贵州、江西、浙江, 700～850m3/年的有新疆、甘肃、宁夏、山西、北京、上海、天津、黑龙江、辽宁, 850～950m3/年 的有内蒙古和青海, 其余省份介于550～700m3/年, 制作了中国2000年各省人均水足迹空间分布图。

陈秀端 (2009) 以虚拟水、水足迹理论为基础, 结合生态需水理论可以测算和分析西部城市西安市的水足迹状况, 研究结果表明, 西安市主要食品的虚拟水消费量呈出口状态, 其中以粮食和奶类为主;西安市的虚拟水总量中以食品消费和城市生态需水所占份额最大, 2007年分别占到60. 63 %和17. 32 %;相对于西安市的水资源承载力, 西安市的水足迹呈现赤字状态, 2007 年的水赤字为38. 29亿m3 , 因此西安市需要从区域外输入水资源承载力, 并加强水资源管理, 提高水资源的利用效率。

蔡燕 (2009) 采用2002年黄河流域流经的主要省区的投入产出表计算研究区以及三产业的用水系数、水足迹和净外部水足迹, 结果表明:黄河流域第一产业的直接用水系数和完全用水系数均最高, 其次二、三产业;地区间用水系数相差很大;2002年黄河流域的总水足迹是1 461.0亿m3, 46.9%缘于地区内最终消费、53.1%缘于资本积累;人均水足迹是359.7m3·年-1地区差异明显;2002研究区净外部水足迹132.5亿m3, 占总水足迹的9.1%。

赵旭 (2009) 利用投入产出法对2002年中国的水足迹做了研究。他计算出中国的每万元产品的水足迹是每年381m3。和以往的研究不同, 通过他的计算, 中国是一个净虚拟水出口国。同时, 他利用水资源压力系数得到各个部门不同的用水压力, 建议那些高耗水部门应成为节水的主力部门。

朱启荣 (2009) 利用投入产出分析方法, 测算了2002～2007年中国对外贸易的虚拟水量, 并从节约水资源的角度, 实证分析了目前中国对外贸易结构存在的问题。本文的研究结果表明, 2002年以来, 中国出口贸易向国外输出的虚拟水量大于进口贸易从国外输入虚拟水量, 而且由于前者的增长速度明显快于后者, 导致我国对外贸易净输出水资源量迅速增长;研究还表明, 我国出口贸易中的高耗水产品所占比重较大, 而进口贸易中高耗水产品所占比重较小, 这说明, 我国的外贸结构不利于节约水资源。

孙才志 (2010) 在总结国内外虚拟水和虚拟水战略研究进展的基础上, 分析了我国虚拟水贸易流动格局, 提出了适合我国国情的广义虚拟水战略, 对其驱动因子做了较详细的分析, 并就广义虚拟水战略在我国的实施提出相关对策和建议。结果表明, 广义虚拟水战略在我国实施的直接原因是水土资源的不匹配, 而根本原因与我国国民经济的总体布局密切相关, 是我国经济发展的必然。

陈俊旭 (2010) 利用水足迹对北京市水资源占用进行估计, 得出2006年北京市水资源实际占用量为138.28×108m3, 能更真实反映北京市水资源实际占用情况。从产业结构及消费构成分别分析了水足迹的情况, 得出农作物和动物产品虚拟水消耗是水足迹消费的主要组成部分, 粮食及肉类是耗用水资源的主要消费产品。北京市水资源压力为1.37, 工业用水、生活用水、农产品引进、生态环境保障、动物类及农作物产品用水相应水资源压力分别为:0.082、0.135、0.570、0.016、0.350和0.213。市外引入水资源高达59.78×108m3, 对外依存度为0.43, 说明北京市本地水资源难以满足社会、经济发展需求。分析北京市水足迹组成及水资源保障情况得出结论, 市内用水结构优化、虚拟水引进及南水北调是水资源安全保障的基本措施。

雷玉桃等 (2010) 以广州市为案例, 分6个账户对广州市的虚拟水进行计算, 最终得出广州市2007年的水足迹为989.32×108m3, 其中工业产品的水资源需求最大, 其次是农产品和畜产品。近年来广州市水资源的污染严重, 水足迹理论的提出对于广州市水资源的可持续利用提供了新的思路。

此外, 国内学者还从生态需水量角度、生态足迹角度等对对水资源利用状况进行研究。

吴志峰等 (2006) 从淡水生态足迹和水产品生态足迹两个方面测算了广州市1949～1998年的水生态足迹, 并运用综合自回归移动平均模型 (Autoregressive Integrated Moving Average Model, ARIMA) 对水生态足迹计算结果进行模型拟合, 据此预测1999～2003年期间的水域生态足迹变动。

黄林楠等 (2008) 将水资源账户分为生活用水足迹、生产用水足迹和生态需水足迹3个二级账户, 并建立了水资源生态足迹以及水资源生态承载力计算模型, 据此对江苏省1998～2003年水资源生态足迹和生态承载力进行了测算。

谭秀娟等 (2009) 对我国1949～2007年水资源的可持续利用状况作出了客观的评价, 并运用ARIMA模型对我国水资源生态足迹变动趋势作出深入的研究。结果表明, 1949～2007年, 我国人均水资源生态承载力总体上呈下降态势, 而人均水资源生态足迹则逐年上升, 从而造成人均水资源生态赤字逐渐增大, 我国水资源处于一种不安全状态。