近日，东北大学冶金学院王鹤鸣教授团队在全球材料生产水足迹研究领域取得了重要进展。研究成果以“Doubling of the global freshwater footprint of material production over two decades”为题，发表于国际权威期刊Nature子刊Nature Sustainability（影响因子27.1）。东北大学冶金学院博士研究生王尧和中国科学院城市环境研究所马凤妹博士为共同第一作者；东北大学冶金学院王鹤鸣教授和雷曼大学-剑桥大学Asaf Tzachor教授为共同通讯作者，东北大学冶金学院为第一完成单位。论文的合作者还包括挪威科技大学蒋萌博士和Edgar Hertwich教授、浙江大学方恺教授、广东工业大学梁赛教授、清华大学朱兵教授、悉尼大学Manfred Lenzen教授、澳大利亚联邦科学与工业研究组织Heinz Schandl教授，以及维也纳经济与商业大学Stephan Lutter教授。该论文是以东北大学为第一单位在Nature Sustainability期刊发表的首篇论文，同时也是该团队继在Nature Water发表成果后，在材料生产水足迹领域发表的第二篇相关论文。
材料是现代社会经济运行和基础设施建设的重要支撑。钢铁、铜、铝、水泥、塑料、橡胶、纸张等关键材料广泛应用于人类生产与生活的各个领域，但其背后隐藏着巨大的淡水消耗。随着全球工业化、城镇化的推进和经济规模的不断增长，材料生产过程中取水量持续攀升，进一步加剧了部分地区的水资源紧张。长期以来，学术界对农业用水的研究相对充分，而对非农业部门，尤其是材料生产环节的淡水消耗关注不足，导致全球范围内材料生产对水资源影响的系统认识仍不充分。面对日益严峻的水资源短缺与可持续发展挑战，科学评估材料生产的水足迹，揭示其时空变化规律与驱动因素，对于推动工业节水减排、完善全球水资源管理体系、助力实现联合国可持续发展目标（SDG 6：清洁饮水和卫生设施）具有重要的科学意义和现实价值。
该研究基于环境扩展的多区域投入产出模型与假设提取法，构建了材料与水资源耦合模型，量化了1995—2021年间全球16类金属与非金属材料生产的蓝水足迹，并分析了其区域差异和国际贸易中的虚拟水流动特征。材料生产的蓝水足迹，指在材料生产过程中直接或间接消耗的地表水和地下淡水总量。研究系统揭示了过去近三十年来全球材料生产蓝水足迹的显著增长趋势及其空间变化特征。首先，全球材料生产的蓝水足迹总体规模持续扩大。在经济增长与材料消费增加驱动下，全球材料生产蓝水足迹在1995年至2021年间翻了一倍，其增长速度显著快于全球总体用水水平。其次，各类材料生产蓝水足迹均呈上升趋势，其中钢铁增幅最为显著，约为三倍，成为全球材料生产中淡水消耗最多的品类；其次是铝、水泥和其他金属等基础工业材料。此外，材料生产水足迹的空间格局发生变化，东亚、南亚及大洋洲成为全球材料生产蓝水足迹增长的主要区域；相比之下，经济合作与发展组织国家整体呈下降趋势。同时，材料生产相关的虚拟水贸易规模快速扩大，发展中国家在全球虚拟水贸易体系中的地位显著提升，成为主要供给方。这一转变不仅重塑了全球水资源分配格局，也为未来工业节水与跨区域水资源协同管理带来了新的挑战。
面对这一趋势，研究团队呼吁亟需在全球范围内推动以提升用水效率为核心的政策行动，包括建立重点行业水效标准、完善水资源统计与核算体系、加快节水技术和循环经济实践的推广应用等。该研究成果不仅为高耗水行业的转型提供了科学依据，也为各国落实可持续发展目标中“大幅提高所有部门用水效率，确保淡水可持续取用与供应”的要求，提供了关键决策支撑。
全球材料生产的蓝水足迹变化趋势，1995-2021
