中国虚拟水贸易的测算及影响因素研究

黄敏++黄炜

关键词虚拟水；贸易；投入产出

中图分类号F752文献标识码A文章编号1002-2104（2016）04-0100-07doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.04.013

近年来，水资源的保护及优化管理越来越引起国内外各界重视，由于虚拟水（Virtual Water， VW，产品和服务生产过程中所消耗的水量）战略可以促进水资源的有效配置管理，从而达到国家和地区间的用水平衡，解决缺水国家或地区的用水问题，为全球缓解水资源危机提供新途径，因而日益受到国内外学者和政府的重视[1]。虚拟水问题研究一直与贸易问题息息相关，虚拟水战略作为水资源安全战略的重要组成部分不仅是生态文明建设的重要内容也是国家安全的重要保障，并多次在国际水论坛专题讨论[2]。中国对外贸易额随着经济规模增加而不断地增加，本文尝试准确测度进出口贸易虚拟水损益情况，测算各产业虚拟水耗水系数、外贸含水量等数据并定量分解其影响因素，以便能为虚拟水战略政策的制定提供依据。

1相关研究综述

“虚拟水”指在生产产品和服务过程中所需要的水资源数量，即凝结在产品和服务中的虚拟水含量。 Allan[3]于20世纪90年代初最早提出虚拟水概念，并指出农产品贸易中隐含的虚拟水转移有效地解决了中东与北非地区水资源危机。2002年的世界水贸易专家会议上Hoekstra和Hung[4]在虚拟水的基础上提出水足迹概念，用以测算考虑了虚拟水流动之后某一区域的水消耗量，该领域的研究主要有Chapagain等[5]、Gerbens等[6]、程中海[7]。程国栋[1]将虚拟水概念引入中国，并指出优化水资源密集型农产品贸易结构具有重要意义。下面主要从虚拟水的测算和影响因素分解两个方面梳理国内外相关文献。

第一，在虚拟水量的测算方面。目前虚拟水的测算主要有由下而上和由上而下两种方法。其中自下而上的方法主要有Chapagain等[8]提出的产品生产树方法和Zimmer等[9]提出的产品类型区分计算方法。秦丽杰等[10]基于产品类型区分思路并采用世界粮农组织推荐的彭曼公式对吉林省玉米生产虚拟水含量进行测算分析。相关研究还有Hoekstra等[4]、刘梅等[11]、Meng等[12]。

然而由下而上的方法主要是适用于特定产品计算分析，大尺度的测算采用由上而下的投入产出方法比较全面[13]。Lenzen[14]在研究中采用了多区域投入产出模型，但其又同时指出从数据的匹配性和可得性方面考虑，单个国家的研究采用单区域投入产出模型相对合适。Wang等[15]比较测算了北京市2002及2007年各行业外贸虚拟水含量。中国投入产出学会课题组[16]计算2002年我国各部门的耗水量、耗水系数及部门间耗水相关关系，并指出优化贸易结构对节约水资源有重要意义。相关研究还有Velazquez[17]、蔡振华等[18]、朱启荣[19]、zhang等[20]。无论是采用单区域还是多区域模型，此前研究采用的都是竞争型投入产出表，忽略了出口品生产中所消耗的进口品，即没有区分中间投入品中来自国产部分与来自进口部分。刘遵义等[21]在研究出口对国内就业影响时构建了非竞争型投入占用产出表，对中间投入品中的国产部分与进口部分进行了区分，本文将参考该方法编制非竞争型水资源投入产出占用表。

黄敏等：中国虚拟水贸易的测算及影响因素研究中国人口·资源与环境2016年第4期 第二，在虚拟水影响因素的分解分析方面。在影响因素分析方面，目前较多的是定性分析和虚拟水含量变化与影响因素之间的相关性分析。Yegnes[22]、陈丽新等[23]对影响虚拟水的因素进行了定性分析。刘红梅等[24]采用引力模型对影响外贸虚拟水含量的因素进行相关性分析。

在影响因素的定量分解分析方面，近年来，部分学者开始采用在“隐含能、隐含碳”研究领域有较多应用的指标分解分析（Index Decomposition Analysis， IDA）和投入产出结构分解分析（inputoutput Structural Decomposition Analysis， IO SDA）。Cazcarro等[2]在对西班牙1980年至2007年消费虚拟水含量进行测算分解分析的时候采用了IO SDA，他们分析指出经济规模总量是消费虚拟水含量增加的主要因素，同时生产技术和单位产品耗水量的改变在一定程度上缓解了消费虚拟水含量的增加。近期采用此类方法的还有Tillotson等[25]和Zhi等[26]。然而相关研究都没有考虑分解过程所存残差项的处理问题。

综上所述，国内外相关学者关于虚拟水问题的研究已日益增多，但在研究方法方面还有待进一步完善.在影响因素分析方面，主要是定性和相关性分析，定量分解测算刚刚起步，且分解过程中的残差项未作考虑，影响了分解的准确性和实际经济意义。本文将采用非竞争型投入产出模型完善研究过程。

2研究方法和数据处理

2.1虚拟水贸易量的计算：以虚拟水出口量为例

图1、2给出了两个阶段分部门虚拟水出口分解图，本文从全部因素选择影响值居前的前四个因素，此四个因素汇总后与总变化值的差距不足3%。只有部门11（石油加工、炼焦及核燃料加工业）两阶段虚拟水出口都有所减少，第一阶段2007年相较2005年只有7个部门出口虚拟水减少，第二阶段2010年相较2007年只有8个部门出口虚拟水减少。出口规模的增加是各部门虚拟水出口增加的主要原因，两阶段所有部门出口的规模效应都为正向，合计影响值最大的部门19（通信设备、计算机及其他电子设备制造业）为13 903.6×106。只有部门28（住宿餐饮业及批发零售业）在两期间真实用水系数有所增加，部门4（金属矿采选业）在两期间中间投入效应为正向。第一阶段只有4个部门真实用水系数增加，3个部门中间投入效应为正向；第二阶段只有2个部门真实用水系数增加，3个部门中间投入效应为正向，其余各部门真实用水系数和真实中间投入技术效应均为负向。说明此间用水效率和中间投入技术都有较大的提高，真实用水系数影响值最大的部门19为-8 193.5×106，中间投入效应影响值最大的部门7（纺织业）为-259.2×106 t。两阶段出口各部门出口结构效应有较大差异，第一阶段有13个部门出口结构效应表22005年至2010年虚拟水总出口变化的影响因素分解

为负向，第二阶段有14部门出口结构效应为负向。

3.3.22005年至2010年分部门虚拟水进口及变化的影响因素

两期间虚拟水总进口量变化均为正向，较大的进口规模变化是其主要原因，总计为80 401.2×106 t。而真实用水系数等四个因素在两期间均为负向，其中真实技术进步效应（-1 660.8万t）和真实用水系数（-34 668.3万t）影响值居前，较大程度地减少了虚拟水进口的增加，说明在此期间用水效率和中间投入技术有较大提高。中间投入技术分解出的结构效应由负向转为正向，即中间品的需求在第一阶段趋向低耗水产品，而在第二阶段又趋向高耗水产品，整个期间汇总后仍趋向低耗水产品。进口结构效应也同样由负向转为正向，即进口商品结构在第一阶段趋向低耗水产品，而在第二阶段又趋向高耗水产品，但整个期间汇总后仍趋向高耗水产品。

图3、4给出两个阶段分部门虚拟水进口分解图。本文从全部因素选择影响值居前的前四个因素，此四个因素汇总后与总变化值的差距不足2%。第一阶段2007年相较2005年有12个部门进口虚拟水减少，第二阶段2010年相较2007年有3个部门出口虚拟水减少，其中部门7（纺织业）和部门8（服装皮革羽绒及其制品业）两阶段虚拟水进口都有所减少。

进口规模的增加是各部门虚拟水进口增加的主要原因，两阶段所有部门进口的规模效应都为正向，合计影响值最大的部门12（化学工业）为12 072.9×106 t。只有部门28（住宿餐饮业及批发零售业）在两期间真实用水系数有所增加，只有部门4（金属矿采选业）在两期间中间投入效应为正向。第一阶段只有4个部门真实用水系数增加，3个部门中间投入效应为正向；第二阶段只有2个部门真实用水系数增加，3个部门中间投入效应为正向，其余各部门真实用水系数和真实中间投入技术效应均为负向。说明此间用水效率和中间投入技术都有较大的提高，真实用水系数影响值最大的部门12为-545.1×106 t，中间投入效应影响值最大的部门19（通信设备、计算机及其他电子设备制造业）为-232.7×106 t。两阶段各部门进口结构效应有较大差异，第一阶段有15个部门进口结构效应为负向，第二阶段有15部门进口结构效应为负向。

4结论及启示

在2005年至2010年期间，虚拟水进出口额及占全国用水量之比（占比）不断的在增加， 2005年虚拟水总出口量（占比）和总进口（占比）分别为1 774.3亿t（31.5%）和1 378.7亿t（24.5%），2010年增长至2 254.1亿t（37.4%）和1 836.5亿t（30.5 %）。尽管我们不能完全依据各行业虚拟水贸易等数据来规划贸易结构等安排，但虚拟水贸易策略作为水资源战略的重要组成部分同样应引起各界重视。

在衡量一部门耗水系数的时候不仅要考虑直接用水系数更要考虑完全用水系数，很多部门两者间存在巨大的差距，如部门8（服装皮革羽绒及其制品业）差距达115倍，部门6（食品制造及烟草加工业）差距达618.5 t/万元。中间投入技术的改善，包括中间投入的效率提高和中间投入的产品结构优化，都能降低完全用水系数，从而改善产品的最终用水量。

在当前转变经济贸易增长方式的大背景下，用水系数应当成为衡量行业产品的标准之一。前些年，由于鼓励出口政策、薄弱的资源环境保护意识及低效的监管制度安排等缘由造成大量廉价的中国制造出口之各地，这些产品往往都是低附加值、高污染排放和资源消耗（高用水系数）。同时，各地方政府为了经济增长速度，在引进外资时甄别不足，大量污染密集和资源密集产业转移至中国，而其生产的产品最后又流向世界，在赚取微薄加工费的同时消耗了大量的自然资源及带来了巨大的污染。为实行经济、社会及自然资源环境的可持续，粗放、外向型的模式必须改图32007相较2005年分部门虚拟水进口变化

影响因素分解

[1]程国栋. 虚拟水：中国水资源安全战略的新思路[J]. 中国科学院院刊， 2003， 4（1）： 15-17.[Cheng Guodong. Virtual Water：A Strategic Instrument to Achieve Water Security [J]. Bulletin of the Chinese Academy of Sciences， 2003， 4（1）： 15-17.]

[2]Cazcarro I， Duarte R， SánchezChóliz J. Economic Growth and the Evolution of Water Consumption in Spain： A Structural Decomposition Analysis[J]. Ecological Economics， 2013， 96： 51-61.

[3]Allan J A. Virtual Water： A Strategic Resource Global Solutions to Regional Deficits [J]. Ground Water， 1998， 36（4） ：545-546.

[4]Hoekstra A Y，Hung P Q. Globalisation of Water Resources： International Virtual Water Flows in Relation to Crop Trade[J]. Global Environmental Change， 2005， 15 （1）：45-56.

[5]Chapagain A K， Hoekstra A Y， Savenije H H G， et al. The Water Footprint of Cotton Consumption： An Assessment of the Impact of Worldwide Consumption of Cotton Products on the Water Resources in the Cotton Producing Countries[J]. Ecological Economics， 2006， 60（1）： 186-203.

[6]GerbensLeenes W， Hoekstra A Y. The Water Footprint of Biofuelbased Transport[J].Energy& Environmental Science， 2011， 4（8）： 2658-2668.

[7]程中海. 干旱区绿洲农产品虚拟水贸易足迹实证研究：以新疆为例[J]. 国际贸易问题， 2013， （10）： 77-89. [Cheng Zhonghai. Virtual Water Trade Footprint of Agricultural Products in Oases in Arid Areas： An Empirical Case Study of Xinjiang Province in China [J]. Journal of International Trade， 2013， （10）： 77-89.]

[8]Chapagain A K， Hoekstra A Y. Virtual Water Trade： A Quantification of Virtual Water Flows Between Nations in Relation to International Trade of Livestock and Livestock Products[C]//Virtual Water Trade. Proceedings of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade，2003：49-76.

[9]Zimmer D， Renault D. Virtual Water in Food Production and Global Trade： Review of Methodological Issues and Preliminary Results[C]//Proceedings of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade.Value of WaterResearch Rapport Series，2003 （12）： 93-109.