本文是一篇SCI论文发表，本研究使用了 2012 年中国省际之间的投入产出模型计算出了中国 31 个省份（特别是西藏自治区）的碳足迹和水足迹，着重对西藏自治区自身和其与中国其他省份之间的虚拟碳和虚拟水的贸易情况进行了详细分析。
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
近年来，在人类活动和自然因素的共同作用下，温室气体浓度节节攀升，这种变化对社会经济有着日益严重的影响。但是，全球变暖仍在加速，2017 年温室气体浓度达到了历史最高，相比于工业化前的水平，二氧化碳、甲烷、氧化亚氮的浓度分别提高了 46%、57%和 22%。2018 年全球平均温度比 20 世纪八十年代到 21 世纪前十年的平均值高出 0.38℃，与工业化前比上升了约 1.0℃，为在 2015年、2016 年和 2017 年之后的第四暖年。基于完整的气象观测记录，2014 到 2018是历史中最暖的 5 年。而导致气候变暖的主要原因就是温室气体浓度的升高。气候变化是一个严重而紧迫的问题(IPCC,2014)。IPCC 预测，在全球范围内，我们需要在 2100 年之前将人为温室气体(GHG)排放减少到“接近零”，从而有可能将全球变暖控制在 2 摄氏度以内，并避免气候变化的最坏影响(IPCC, 2014)。《巴黎协定》加强了减缓气候变化的雄心，将全球变暖幅度保持在比工业化前低 1.5摄氏度的水平(UNFCCC,2015)。中国自改革开放以来，经济迅猛增长的同时带来的是二氧化碳排放量的不断增长，与 2005 年超过美国成为了全球第一大二氧化碳排放国。2017 年中国二氧化碳排放量达到了 109 亿吨，而美国的二氧化碳排放量仅为中国的一半。中国的二氧化碳排放量在世界各国中名列前茅，所以需要承担较大的减排压力，全球各个国家和地区都在采取各种措施来降低二氧化碳排放。根据最新研究显示中国二氧化碳排放总量可能在 2021—2025 年之间达峰，峰值区间为 130-160 亿吨二氧化碳，比目前的目标（2030 年达峰）提前大约 5~10年[1]。这需要中国在多方面共同努力来控制二氧化碳排放的增长。
水资源短缺是未来 50 年全球面临的另一个主要挑战。水是人类社会发展必不可少的的资源，具有基础性和战略性的地位，在人类和自然的共同影响下，水资源短缺的压力越来越严重[2, 3]。目前，受到水资源短缺影响的有 43 个国家 7 亿人。联合国估计，到 2050 年将有 20 到 70 亿人面临水资源短缺，未来 20 年人均水资源将减少三分之一。水短缺在中国尤其严重，它导致了中国经济的快速发展和人口的不断增长。中国的人均水资源量排名世界第 121 位，仅达到世界平均水平的四分之一，是世界上 13 个最缺水的国家之一[4]。在 699 个中国城市中，400个城市常年缺水，110 个城市面临水资源短缺危机。
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1.2 国内外研究进展
1.2.1 碳足迹和水足迹的相关概念研究
碳足迹和水足迹的概念来源于生态足迹，于 2002 年前后相继产生[7]。生态足迹也称“生态占用”，是指要维持一个人、地区、国家的生存所需要的或者指能够容纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积，其由加拿大教授Willian 于 20 世纪 90 年代初提出[8]。生态足迹、水足迹、 碳足迹都是通过不同的方法衡量人类活动对地球自然资源利用和自然资源的承载能力，它们共同的特点是都与具体的活动、产品和消费模式相关，将自然资源嵌入在活动和产品之中[9, 10]。
碳足迹是指企业机构、活动、产品或个人通过交通运输、食品生产和消费以及各类生产过程等引起的温室气体排放的集合，其作为重要的工具被用来计算人类活动所产生的温室气体[11]。 “水足迹”这个概念最早是由荷兰学者 Hoekstra在 2002 年提出的，其中涵盖了国家水足迹和个人水足迹两部分[12]。水足迹指的是一个国家、一个地区或一个人，在一段时间内所消费的所有产品和服务总需水量。
近年来由于温室效应的日益严重和现有水资源与水资源需求不匹配，减少碳排放和解决水资源短缺的问题引起了世界的关注，在这方面的研究也是如雨后春笋般涌现[13-15]。这些研究不仅涉及到国家层面，还涉及到了地区、城市、家庭和个人层面。
Hertwich and Peters（2009）[16]利用多区域投入产出模型量化了与 73 个国家和 14 个地区的商品和服务的最终消费所导致温室气体排放量，发现食品和服务在发展中国家更为重要，而流动性和制成品随着收入快速增长，在富裕国家占主导地位。
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第二章 研究模型和数据
2.1 基于区域间投入产出模型的运用
投入产出分析，又称“部门平衡”分析，是 W.Leontief 最先提出，主要是依托投入产出表的编制和相应的数学模型的建立，反映社会经济发展系统中各个行业之间的贸易关系。根据所研究的区域数量的差异，投入产出模型分为单区域模型和区域间模型。因此，利用投入产出模型对碳足迹和水足迹的研究可以分为单区域研究和多区域研究。目前，利用单区域投入产出模型研究单区域内的碳足迹和水足迹问题较为普遍，主要是由于单区域投入产出模型研究单个区域的足迹及其转移是一种简单的操作，只需要简单的数据采集和高精度的结果。然而，区域间贸易正变得越来越频繁，因此单一区域的投入产出模型无法确定所调查区域内虚拟水和虚拟碳的具体来源或处置。为了全面了解各区域各行业的足迹以及虚拟碳和虚拟水的跨区域转移，有必要采用区域间投入产出模型研究[50]。现如今，多区域投入产出模型已然成为运用最为广泛，效果最好的的投入产出分析模型[51]。
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2.2情景分析模型
本文主要基于西藏自治区 GDP 增长速度高低的两种情景下，依据各省碳排放强度和单位 GDP 水消耗系数的变化趋势，预测西藏 2012-2030 年的碳足迹和水足迹情况。碳排放强度指的是每单位 GDP 的增长所导致的二氧化碳排放量。碳排放强度作为衡量经济与碳排放量之间关系的重要指标，对于研究能源消耗量至关重要，本文所采用的各省份不同行业的二氧化碳排放数据主要来源于中国碳核算数据库。碳排放强度的一般计算公式如下：
本文主要研究了 2012 年西藏自治区的碳足迹和水足迹，分析了其虚拟资源与全国其他三十个省份之间的转移情况，分析了虚拟资源转移的部门和空间特点，最后通过情景分析预测了西藏自治区未来的碳足迹和水足迹。在本研究中主要包含了以下四个方面的数据: (1)基本经济地理数据；(2)2012 年中国多区域投入产出表；(3)2012 年中国各省份各行业的碳排放和用水量数据；(4)情景分析中所需要的西藏和中国的单位 GDP 水消耗系数和单位 GDP 二氧化碳排放量的变化情况、西藏自治区 GDP 等数据。
基本经济地理数据包括西藏基本地理信息和经济情况等，主要来源于国家数据和西藏统计局，其中国家数据是有中华人民共和国统计局所编制。本文所使用的 2012 年中国多区域投入产出表是由中国科学院地理所所编制，根据已有的大型商品和主要贸易活动编制而成，能够较为清晰的展示出全国 31 个省市区（除港澳台）的 30 个行业部门直接的贸易流动情形。
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第三章 研究区域概况......................15
3.1 西藏自治区自然资源状况................15
3.2 西藏自治区社会经济状况......................16
第四章 西藏自治区碳足迹和水足迹实证研究...................21
4.1 西藏自治区碳足迹和水足迹的测算.........................21
4.2 省际间人均碳足迹和水足迹的比较........................22
第五章 西藏自治区碳足迹和水足迹情景预测............................32
5.1 经济情况情景分析.........................32
5.2 碳排放强度和水消耗系数情景分析...........................33
第五章 西藏自治区碳足迹和水足迹情景预测
5.1 经济情况情景分析
本文基于 2012 年西藏碳足迹和水足迹的计算结果，结合全国各省市的单位GDP 水消耗系数和单位 GDP 碳排放量的变化情况，测算了西藏未来的碳足迹和水足迹。首先我们将 2012 年作为价格基准年，假设了西藏 GDP 增长的两种情景“高增长率（SH）”和“低增长率（SL）”，预测了西藏未来的 GDP 情况，结果如图所示。在高增长率的情景下，西藏经济持续稳定增长，每个“五年计划”的 GDP 增速略有下降，估计 2030 年西藏的 GDP 将达到 3522 亿元。在低增长率的情境下，西藏经济增速明显放缓，预计 2030 年西藏的 GDP 将会达到 2912 亿元。
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第六章 总结、建议与展望
6.1 总结
在全国大部分的省份面临的水资源不足问题背景下，西藏自治区拥有丰富的水资源，如何更好的利用这些水资源，让其发挥更大的价值，值得我们去深究。西藏自治区虽然属于能源消耗水平低，工业发展规模小，工业水平较为落后的地区，但二氧化碳排放问题仍然不容忽视，如何平衡经济快速发展的需要同减排之间关系就显得尤为重要。
之前对中国国家和省级足迹的研究通常忽略了西藏自治区，直到西藏自治区被纳入中国 2012 年的 MRIO 表格。本研究使用了 2012 年中国省际之间的投
