基于投入产出分析的中日双边虚拟水贸易研究

顾艺璇 金继红

摘要：虚拟水贸易作为缓解水资源短缺问题的一大途径受到广泛关注。本文通过编制2002-2008-2014年中日非竞争型水资源国际投入产出表并利用中日各产业部门的完全用水系数，测算分析中日双边虚拟水贸易量及其变动趋势。研究结果表明：中国各产业部门的用水系数趋于下降且降幅高于同期日本各产业部门，但中国各产业部门的用水效率较之日本仍有一定差距;中国对日虚拟水出口量呈逐年下降趋势，而虚拟水进口量呈逐年上升趋势，中国始终为虚拟水净出口国，但净出口量趋于减少。

关键词：中日贸易  虚拟水  投入产出

自2001年12月加入WTO以来，中国对外贸易发展迅猛，在促进经济增长的同时大量水资源通过商品和服务贸易流向国外。中日两国长期保持紧密的贸易往来，目前日本是中国的第三大贸易对象国，而中国是日本最大的贸易对象国，2017年中日双边货物贸易总额达到2972.8亿美元，大规模的进出口贸易势必蕴含着大量的虚拟水流动。日本自上世纪60年代开始，致力于解决经济发展过程中面临的水资源短缺问题，现已拥有先进的节水技术和水资源管理手段。随着人口增长和经济发展，中国水资源供需矛盾日趋严重，人均可再生淡水资源量仅为世界人均水平的1/3，缓解水资源短缺问题，实现水资源利用的可持续对中国社会经济发展具有重要意义。

在此背景下，“虚拟水”概念的提出为缓解国内水资源短缺问题提供了新的途径。虚拟水是指生产商品和服务所需要的水资源数量，自英国学者Allan[1]（1993）提出这一概念以来，国内外学者对虚拟水领域展开了深入研究。虚拟水的测算方法方面，目前主要有两大类测算方法，一是单位用水量法，二是美国经济学家Leontief[2]（1936）提出的投入产出法，该方法可以在各产业部门普遍联系之中追踪产品贸易背后的水资源效应[3]（2014）。诸多学者基于上述测算方法开展实证研究，杨阿强等[4]（2008）采用彭曼公式测算2005年中国与东盟农产品贸易的虚拟水含量;Stanley Mubako等[5]（2013）运用投入产出分析法量化研究美国加利福尼亚州和伊利诺伊州之间的虚拟水转移;Weiming Chen等[6]（2017）运用2000至2012年中国投入产出表测算中国对外贸易中的虚拟水进出口量，研究表明中国始终为虚拟水净出口国，向美国、日本等发达国家净出口大量虚拟水。

目前虚拟水贸易的相关研究主要集中在对一国或区域虚拟水贸易的测算研究，对双边虚拟水贸易的研究较少，且多停留在对双边农产品贸易中虛拟水含量的测算研究，主要原因是获取国外各产业部门用水量等数据困难所限。本文利用中日两国各产业部门的完全用水系数测算分析中日双边贸易所隐含的虚拟水贸易量，在一定程度上拓宽了虚拟水贸易的研究范围，真实地反映中日双边贸易中的虚拟水量，为中国在水资源可持续利用背景下制定对日虚拟水贸易战略提供数据支持，同时日本的节水先进经验可以为中国提高各产业部门的用水效率提供参考价值。

二、研究模型与方法

本文采用投入产出分析方法测算中日双边虚拟水贸易量，由于非竞争型投入产出表在计算直接消耗系数时完全剔除进口品的影响，以此为基础利用WIOD数据库重新编制2002-2008-2014年中日非竞争型水资源国际投入产出表，基本表式如下表1所示。

表1中、、、、、、、和分别代表中国中间产品本国使用、中国中间产品出口至日本、中国中间产品出口至其余国家、日本中间产品出口至中国、日本中间产品本国使用、日本中间产品出口至其余国家、其余国家中间产品出口至中国、其余国家中间产品出口至日本、其余国家中间产品本国使用;、、、、、、、和分别代表中国最终产品本国使用、中国最终产品出口至日本、中国最终产品出口至其余国家、日本最终产品出口至中国、日本最终产品本国使用、日本最终产品出口至其余国家、其余国家最终产品出口至中国、其余国家最终产品出口至日本、其余国家最终产品本国使用。

三、数据来源与处理

选取世界投入产出数据库（WIOD）最新的数据，考虑到中日各产业部门用水数据的可获得性，在参考中国《国民经济行业分类》和《日本标准产业分类》的基础上，将世界投入产出表中的56个产业部门整合为16个部门，整合后的各部门如表2所示。

本文选取2002-2008-2014三个年度的数据进行实证分析，2002年是中国加入WTO的第一年，也是中日贸易总量首次突破1000亿美元大关;2008年全球金融危机发生后，中日贸易摩擦升级，2011年贸易量有所下降，但总体贸易规模持续增长。

日本农林牧渔业用水数据来源于平成14年、平成20年和平成26年版的《日本的水资源》白皮书;制造业各部门用水数据来源于平成14年、平成20年和平成26年版的《工业统计表（用地用水编）》;电力、燃气、热力生产和供应业用水数据来源于平成17年、平成23年和平成29年版的《日本的水资源》白皮书;采选业、建筑业、水的生产和供应业以及第三产业各部门用水数据根据居城琢、長谷部勇一（2010）编制的2000年神奈川县产业水使用量数据按产值推算得出。日本制造业各部门总产出数据来源于平成14年、平成20年和平成26年版的《工业统计表（产业编）》，其余各部门总产出数据源自平成14年、平成20年和平成26年日本投入产出表（延长表）。

中国农林牧渔业和建筑业用水数据来源于2002年、2008年和2014年度的《中国水资源公报》;2002年中国工业各部门的用水数据来源于《中国环境年鉴2003》;2008和2014年中国工业各部门的用水数据来源于相应年度的《中国环境统计年报》;由于第三产业各细分行业的用水统计数据获取较难，参照蒋璐[9]（2012）提出的方法间接计算得出。中国工业各部门总产出数据来源于《中国环境年鉴2003》和2008年、2014年《中国环境统计年报》，其余各部门总产出数据依据编制的2002、2008和2014年中日双边非竞争型水资源投入产出表。本文各部门用水量按取水量（新鲜水量）计，不包括重复利用。

2002-2014年日本对华出口最多的三个部门均为机械设备制造业、金属冶炼及压延加工业和化学工业，其中机械设备制造业占比呈缓慢上升趋势，由2002年的56.19%增长至2014年的61.94%，金属冶炼及压延加工业和化学工业则呈缓慢下降趋势，日本对华出口结构始终以资本、技术密集型高附加值产品为主。

（三）中日双边虚拟水贸易量测算

如图1所示，中国对日虚拟水出口量呈逐年下降趋势，2008年较之2002年减少20.33亿立方米，降幅为14.57%，同期中国对日出口贸易总额从452.77亿美元大幅增长至1239.46亿美元，这表明中国节水技术的创新升级使得各产业部门用水效率提高，完全用水系数大幅降低，从而抵消了由出口规模大幅增加所导致的虚拟水流出。2008-2014年这一阶段，中国对日虚拟水出口量的降幅扩大至32.23%，这主要由中国各产业部门完全用水系数进一步降低以及中国对日出口增速放缓所致。由于中国对日虚拟水出口量逐年递减，而虚拟水进口量逐年递增，中国对日虚拟水净出口量呈逐年下降趋势，2014年中国对日虚拟水净出口量较2002年减少65.72亿立方米，但仍有67.80亿立方米水资源以虚拟水的形式从中国输出至日本，大量虚拟水净流入日本，进一步加剧中国水资源短缺。

中国对日虚拟水进口量呈逐年增长趋势，2008年较之2002年增长4.84亿立方米，增幅高达81%，主要原因是自中国加入世界贸易组织以来，中国从日本进口贸易总量由2002年的378.57亿美元快速增长至2008年的1164.63亿美元。而2008-2014年这一阶段中国对日虚拟水进口量增速放缓，2014年较2008年增长2.14亿立方米，增幅下滑至20%，主要原因是由2008年全球金融危机爆发后世界经济复苏乏力、2011年日本大地震、中日政治关系趋紧等多重因素影响下中日双边贸易增长放缓所致，2014年中国进口贸易总量较之2008年仅增加127.67亿美元。

如表5所示，从虚拟水贸易结构来看，2002-2008-2014年中国对日虚拟水出口规模最大的三个部门均为纺织业、食品制造及烟草加工业和机械设备制造业，仅在次序上有所不同，2014年机械设备制造业的虚拟水出口量超过食品制造及烟草加工业位列第二。中国虚拟水进口规模最大的三个部门均为机械设备制造业、化学工业和金属冶炼及压延加工业，这与中日双边贸易结构相一致。中国对日虚拟水净出口量最大的三个部门均为纺织业、食品制造及烟草加工业和机械设备制造业，贸易规模大且完全用水系数高是纺织业和食品制造及烟草加工业向日本大量输出水资源的主要原因。中国服务业的虚拟水净出口量普遍较低，一方面是由于其对水资源的依赖小，完全用水系数低，另一方面也与中日双边服务贸易规模较小密不可分。

2002-2014年间除建筑业以外的其余部门均不同程度以虚拟水的形式，通过双边贸易向日本输出水资源。2002-2008年间，除化学工业因出口规模大幅增长导致虚拟水净出口量增加以外，其余部门的虚拟水净出口量均趋于减少，其中完全用水系数最高的农林牧渔业和食品制造及烟草加工业的虚拟水净出口量下降显著，较之2002年分别减少6.65亿立方米和5.63亿立方米。2008-2014年间，造纸印刷业因对日出口增量远高于进口增量，而石油加工及炼焦业因进口量大幅减少，导致这两个部门的虚拟水净出口量增加，其余部门的虚拟水净出口量均趋于减少，其中纺织业和食品制造及烟草加工业下降最多，较之2008年分别减少15.13亿立方米和5.72亿立方米。

五、结论与建议

本文基于WIOD数据库编制2002-2008-2014年中日非競争型水资源国际投入产出表，测算分析中日用水系数、双边贸易结构以及中日双边虚拟水贸易量，结论如下：

第一，2002-2014年间中国各部门的用水系数趋于下降且降幅高于同期日本各产业部门，中国各部门的用水效率均有显著提升，但较之日本仍有一定差距。中国直接用水系数和完全用水系数最大的部门为农林牧渔业，虽其用水效率有显著提升，但仍为中国的用水大户。食品制造及烟草加工业和纺织业的完全用水系数与直接用水系数差距最大，节水管理应予以重点关注。

第二，2002-2014年间中国对日虚拟水出口量呈逐年下降趋势，而中国对日虚拟水进口量则呈逐年增长趋势，中国始终为虚拟水净出口国，虽净出口量趋于减少，但仍有67.80亿立方米水资源以虚拟水的形式净输出日本。受出口增速放缓和完全用水系数大幅降低的影响，纺织业和食品制造及烟草加工业的虚拟水出口量逐年下降且呈现较大降幅，而机械设备制造业因出口量大增，虚拟水出口量降幅较小。中国虚拟水进口规模最大的三个部门均为机械设备制造业、化学工业和金属冶炼及压延加工业，与日本对华始终以资本、技术密集型高附加值产品为主的出口结构相一致。

基于上述结论，提出如下建议：一是引进国外先进技术，提高部门用水效率。农林牧渔业作为国民经济的基础产业，为其他产业部门提供大量中间投入，其用水效率的进一步提升将带动所有产业部门完全用水系数的下降，可通过加强节水配套改造以及大力发展智能节水灌溉系统，进一步提升农林牧渔业用水效率;针对造纸印刷业、纺织业等直接用水系数较高的工业部门，建议发展节水冷却、工艺技术和设备，进而提升其直接用水效率;针对食品制造及烟草加工业和纺织业等直接用水系数很小但完全用水系数较大的产业部门，可从整个产业链入手，借鉴日本的生产技术，提高中间投入效率从而降低其完全用水系数。二是调整中国对日贸易结构。从减少水资源输出的角度，降低农林牧渔业、纺织业、食品制造及烟草加工业等水资源密集型产业部门的出口比重，增加机械设备制造业、服务业等完全用水系数较低产业部门的出口比重，从而在经济贸易保持增长势头的同时，实现水资源利用的可持续。

注释：

①ROW（Rest of the World）表示除中日以外的世界其余国家。

②由于《中国水资源公报》中涉及的全国性用水数据未包含香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾省，为保持统计口径的一致性使得中日虚拟水贸易量的测算更为精确，本文利用WIOD数据库计算的2002-2008-2014年中日各部门双边贸易额也不包含香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾省，结果与中国海关统计有所差异。

参考文献：

[1]Allan J A. Virtual Water：A Long Term Solution for Water Short Middle East Economies[J]. British Association Festival of Science，University of Leeds，1997（9）：1-21.

[2]Wassily W. Leontief. Quantitative Input and Output Relations in The Economic Systems of The United States[J]. The Review of Economics and Statistics，1936，18（3）：105-125.

[3]王雪妮. 基于区域间投入产出模型的中国虚拟水贸易格局及趋势研究[J]. 管理评论，2014，26 （7）：46-54.

[4]杨阿强，刘闯，赵晋陵等. 中国与东盟农产品贸易虚拟水概算[J]. 资源科学，2008，30（7）：999-1003.

[5]Stanley Mubako，Sajal Lahiri Et Al. Input-Output Analysis of Virtual Water Transfers：Case Study of California and Illinois[J]. Ecological Economics，2013（93）：230-238.

[6]Weiming Chen，Sanmang Wu Et Al. Virtual Water Export and Import in Chinas Foreign Trade：A Quantification Using Input-Output Tables of China from 2000 to 2012[J]. Resources，Conservation and Recycling，2018（132）：278-290.

[7]朱啟荣，杨琳. 我国贫水地区国内与国际贸易中虚拟水净流量及影响因素研究——以山东省为例[J]. 国际贸易问题，2016（6）：70-81.

[8]陈秀莲，郭家琦. 中国虚拟水贸易的测度、评价与影响因素的实证分析——基于投入产出公式和SDA分解模型[J]. 现代财经，2017（1）：101-113.

[9]蒋璐. 基于投入产出分析的中国虚拟水贸易研究[D]. 广州：华南理工大学，2012.

（作者单位：东华大学旭日工商管理学院）