基于投入产出分析的中美两国虚拟水贸易研究

韩文钰，张艳军，张利平，佘敦先，董文逊，吴金津，赵建华

(武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072)

在中国经济快速发展的过程中，环境问题也日益突出。作为人类生存与发展不可缺少的资源，水资源危机近年来不断加深，也逐渐引起了人们对于水资源问题的重视。

向别国出口商品或服务，一定程度上能促进国内经济的发展，增加本国居民就业机会。但随着国内产品大量流向国外，其整个生产过程中所使用的水资源数量，即虚拟水，也包含在这些产品之中被输出，这等同于向外部输出了国内有限的水资源。中国经济在过去30年里快速发展，但国内区域社会经济发展和粮食安全却日益受到水资源短缺的制约[1]。作为最大的发展中国家，中国在国际贸易中向世界各国出口了众多商品和服务，同时也向国外输出了大量的水资源。人类创造财富的能力是无限的，而水资源的数量是有限的，作为一种战略性资源，虚拟水的大量输出难以实现本国水资源的长久利用，制定高效的水资源管理措施迫在眉睫[2]。特别是在当前，中美贸易关系紧密，中国向美国出口了大量的制造业产品，而从美国进口了大量农产品，彼此之间存在大量的虚拟水流动。开展中美两国的虚拟水贸易研究，可以从水资源的视角，认清中美之间的产业交互关系，具有较强的理论意义和实践价值。

近年来，国内外众多学者展开了对虚拟水流动与贸易的相关研究。在国家尺度上，Jana Schwarz等[3]研究了秘鲁的农产品贸易与虚拟水流动的关系，结果表明秘鲁出口农产品的经济用水效益远大于进口农产品的经济用水效益，从而减少了本地水资源的使用；Zhang等[4]研究了我国农产品贸易与虚拟水流动的关系，指出我国为虚拟水净进口状态，且出口量逐渐下降，而进口量逐渐上升；Xu和Joseph Sarkis等[5]研究了1995-2009年中国在全球贸易中的水足迹，发现中国主要从美国、巴西和印度进口虚拟水，而向美国、日本和德国出口虚拟水，总的来说中国是虚拟水净出口国；王素仙等[6]研究了近十年中国与东盟农产品的虚拟水贸易，指出在与东盟的农产品贸易中，中国为虚拟水净进口状态，且净进口量呈上升趋势；Hoekstra[7]的研究发现国际商品贸易促进了虚拟水在全世界的流动，并估计世界上用于作物生产的水资源中有13%都以虚拟水的形式出口到了国外。这些研究都表明，隐藏于产品贸易中的虚拟水贸易可能会节省产品流入区的水资源，但也可能会给产品流出区带来严重的水资源压力。在国内区域尺度上的研究也支持了这个结论。基于多区域投入产出模型，孙才志[8]研究了2012年中国31个省(市)区的水足迹测度及空间转移格局；曹涛、王赛鸽等[9]计算了2012年京津冀地区的部门用水特性和虚拟水贸易情况，并指出通过贸易和消费调控可缓解区域水资源压力；田贵良和李娇娇等[10]计算分析了长江经济带虚拟水流动格局，并评价了虚拟水净输出省区的贸易状态与水资源承载力的协调性；王勇[11]对中国区域间贸易隐含虚拟水转移量进行了测算，重点分析了虚拟水转移的现状和整体流向，以及对地区水资源的影响；丁雪丽和张玲玲等[12]对中国省际间粮食贸易的虚拟水效益进行了分析，发现我国虚拟水流动格局为北水南运，虽在全国范围内节省了一定水资源，但背后却隐藏着缺水区输水给丰水区的反常现象。

以上研究在分析行业用水效益及虚拟水贸易等方面取得了不错的成果，但是对于国家间行业的水资源拉动情况却没有开展深入研究，特别是缺少一种计算国家间水资源拉动系数的方法。本文对行业间虚拟水转移量的计算方法进行了改进，并提出了利用世界投入产出表计算两国拉动系数的方法，以定量描述一国的行业生产对另一国用水的间接拉动程度；并基于虚拟水的视角，根据2005-2014年中美两国投入产出表、行业用水数据和国家间贸易量，构建了水资源投入产出模型，分析了中美两国的行业用水特性、行业间虚拟水转移情况及虚拟水贸易情况，旨在为系统合理地制定产业和贸易政策，保障中国水资源的安全及实现未来社会经济的长足发展提供建议。

1 研究方法与数据来源

1.1 数据来源

本文采用了两国2005、2008、2011及2014年的投入产出表和行业用水数据，计算中美两国行业用水特性、行业间虚拟水转移量和虚拟水净出口量。投入产出表均来源于世界投入产出数据库[13](World Input-Output Database，简称WIOD)，2014年投入产出表为已更新的最新年份的投入产出表。中国用水数据来源有中华人民共和国水利部发表的《2008年中国经济普查年鉴》[14]、《第一次全国水利普查公报(2011)》[15]和各年水资源公报[16]；美国行业用水数据来源于美国地质勘探局(United States Geological Survey，简称USGS)发布的各行业用水趋势报告[17]。在计算中美两国之间各行业的虚拟水贸易量时，还用到了各年两国之间的出口贸易数据，数据来源于经济合作与发展组织[18](Organization for Economic Co-operation and Development，简称OECD)。

1.2 数据处理

中国各年份的第一产业和第二产业的用水总量来源于水利部发表的各年水资源公报。2008年和2011年第三产业的用水总量分别来源于《2008年中国经济普查年鉴》和《第一次全国水利普查公报》，2005年和2014年第三产业用水总量，根据已有年份的用水数据和该产业的经济增长趋势进行推算[9, 19, 20]。由于年鉴中缺少“水的生产和供应业”的用水数据，因此在分析中国的用水特性系数时不包含行业代码为E的“供水与废物处理业”，并省去对该行业的相关分析。由于该行业出口的经济量非常小，因此在计算虚拟水贸易量时除去该行业对结果几乎没有影响。

美国各年份用水数据根据美国地质勘测局发布的2005-2015年的各产业用水趋势报告进行推算。该局统计的用水量包含第一产业、第二产业(矿业、热电电能行业和其他工业)及第三产业(将公共用水量近似作为第三产业用水量)，未统计到的具体行业则根据投入产出表中“水的生产与供应业”在这些行业投入的价值量结合用水总量进行推算，该法为许多研究中普遍采用的处理方法[9, 19, 20]。

根据《国际标准行业分类法》，将投入产出数据库中的原投入产出表中56个部门分类合并成18个行业，如表1所示。其中代码为A至Q的行业按照标准严格合并。另外由于在投入产出表中未单独列出“艺术、娱乐和文娱”项，已被划分到“其他服务”中，因此不再按照分类标准单独将该行业列出，同时，由于原投入产出表中“家庭作为雇主的，家庭自用、未加区分的商品和服务”和“国际组织和机构”两个行业的数据中美两国并未单独统计，因此，将这两项也一同划入“其他服务”中，并将合并后的部门代码标为“R”。

表1 行业分类表

在虚拟水的研究中，有两种方法在国际上得到了普遍应用[21]。一是以生产树法为代表的自下而上的计算方法，该法计算产品在生产链上的累计用水量，普遍应用于农产品、畜产品中虚拟水含量的计算。二是以投入产出分析法为代表的自上而下的方法，与生产树法不同的是，此法无需计算产品在每个生产阶段的用水量，因此在计算工业品等生产链复杂的产品时比生产树法更具优势。且投入产出法着眼于整个国民经济系统，能够分析各个部门之间的直接和间接关联，因此也可以计算部门产品对某种的资源消耗量。在投入产出表中加入各个部门的用水量，即可构成“价值—实物型”水资源投入产出表。

1.3 研究方法

1.3.1 行业用水特性系数

本文主要通过直接用水系数、完全用水系数、用水乘数、拉动系数等指标研究行业的用水效率和水资源的拉动效应。

直接用水系数，等于行业用水量与该行业总产出之比值[22]。直接用水系数反映了某部门的单位经济产出对自然形态下的水资源的直接使用情况，这一指标反映的只是某产业的部分虚拟水消耗情况[23]。

完全用水系数，等于直接用水系数行向量与列昂惕夫(W.Leontief)逆矩阵之积[22]。完全用水系数反映了某部门的单位经济产出对整个经济系统的水资源的使用情况，包括直接用水和间接用水，这一指标反映的是该行业的虚拟水消耗情况[23]。国内编制的投入产出表一般为竞争型投入产出表，中间投入包含国内产品和进口产品，因此我国普遍采用的计算完全用水系数的公式，包含了进口产品的虚拟水量，该计算结果比实际偏大。世界投入产出数据库中的投入产出表为非竞争性投入产出表，该表中间投入的国内部分和进口部分分开统计。为了计算结果的准确性，本文在计算完全用水系数时不考虑中间投入的进口部分。除国家间拉动乘数考虑进口产品外，后续计算中，其他指标也利用不包含中间进口投入的完全用水系数进行计算。

间接用水系数等于完全用水系数与直接用水系数之差。

用水乘数，等于完全用水系数和直接用水系数之比值[22]，用wm表示。它表示某行业产值的增加除增加自身用水外，还引出整个经济系统用水量的增加。这一指标反映了部门产出对本地用水的间接带动程度。具体算法如下：

(1)

式中：wm为不考虑中间进口投入的用水乘数；k为直接用水系数行向量；I为单位矩阵；A为不考虑中间进口投入的直接消耗矩阵；b为不考虑中间进口投入的完全用水系数。

目前关于用水乘数的研究只涉及国家内行业间的拉动情况，而对于国家间行业的虚拟水拉动较少开展研究。研究国家间行业的用水乘数，有利于研究本国行业对于某国经济系统各行业用水的间接带动程度。因此，在已有的计算用水乘数的方法上，本文提出利用国家间投入产出表来计算国家间用水乘数的方法如下。

首先，在非竞争性投入产出表中，将中间投入的进口部分替换成仅来自于某国的进口部分，计算出包含该国家进口投入的完全用水系数，从而得到包含某国进口投入的用水乘数，用wm′表示。其次，用该用水乘数wm′减去不包含中间进口投入的用水乘数wm，即为国家间用水乘数wmc。算法如下：

(2)

wmc=wm′-wm

(3)

式中：wm′为考虑中间投入中包含某国进口产品的用水乘数；A′为考虑中间投入中包含某国进口产品的直接消耗矩阵；b′为考虑中间投入中包含某国进口产品的完全用水系数；wmc为国家间用水乘数。为了与用水乘数相区别，国家间用水乘数wmc在本文中称作拉动系数。

1.3.2 行业间虚拟水转移

刘雅婷等[24]在研究北京市虚拟水时提出了如下计算部门间虚拟水转移量的公式：

VM=KX(I-A)-1

(4)

(5)

式中：VM为完全需水矩阵；K为由直接用水系数组成的对角阵；X为投入产出表中的中间投入矩阵；A为直接消耗矩阵；TVW为虚拟水产业部门转移矩阵，其主对角线元素为零(表示自身转移为零),其余字母含义同上。

张信信等[25]在核算黑河流域虚拟水时提出了如下计算产业间虚拟水转移量的公式：

Y=K′(I-A)-1Z

(6)

(7)

式中：Y为区域水资源转化为虚拟水后在产业部门间的分配矩阵；K′为直接用水系数组成的对角阵；Z为由最终需求向量组成的对角阵，最终需求包括区域内部消费和调出消费，消除分配矩阵Y中的对角元素即可得到产业间虚拟水转移矩阵Y′；其余字母含义同上。

在上述的研究基础上，基于产品的生产投入与产出去向角度，本文对以往计算行业间虚拟水转移量的方法进行了改进，利用中间投入矩阵和完全用水系数计算行业间虚拟水转移量。利用虚拟水流动图，此法计算结果能直观的显示在产品的生产过程中，其他行业用于该行业生产所输出的虚拟水状况，以及该行业产品所含虚拟水流向其他行业、用于其他行业产品中间生产的状况。算法如下:

T=K(I-A)-1X=BX

(8)

(9)

式中：T为完全用水矩阵；K为由直接用水系数组成的对角阵；X为中间投入矩阵；B为由完全用水系数组成的对角阵，消除完全用水矩阵T中的对角元素即可得到行业间虚拟水转移矩阵T′。

从行方向看，其元素tij表示i行业向j行业输出的虚拟水量，行和等于i行业向各个行业的输出的虚拟水总量；从列方向看，表示j行业从i行业接收的虚拟水量，列和表示j行业从其他行业接收的虚拟水总量。

1.3.3 虚拟水贸易量估算

虚拟水贸易量分为虚拟水出口量和虚拟水进口量，两者之差为虚拟水净出口量。虚拟水贸易量通过完全用水系数和投入产出表中出、进口经济列向量来计算[23]。

在计算虚拟水进口量时，由于进口来源国家数量众多，其用水效率数据难以一一获得，故在本文中假设进口国和出口国的用水效率相同，都以出口国的完全用水系数为基准进行计算，此法会造成所计算的虚拟水进口量与实际情况有偏差。本文在计算中美两国之间的虚拟水贸易量时，采用计算虚拟水出口量的公式，虚拟水出口量是根据出口国家的完全用水系数计算的，因此该公式所计算的虚拟水贸易量比较符合实际情况。

2 结果分析

2.1 行业用水特性分析

2.1.1 用水系数

用水系数表示单位经济产出所使用的水资源数量，其数值越大，表明用水效率越小。综合各年情况，两国各行业完全用水系数排序如表2和图1所示。

表2 2005-2014年中美两国行业完全用水系数综合排序

中国完全用水系数最高的3个行业是农业、电力与燃气供应业、食宿服务业。这表明这些行业的用水效率低，相较于其他行业，创造经济产出所使用的水资源数量更多，从图1中也可看出这些行业用水系数明显高于其他行业。原因如下：每年农业用水量约占我国用水总量的60%，其用水量远高于其他行业；电力与燃气供应业由于发电厂冷却用水量大，用水量仅次于农业；食宿服务行业与农业关联紧密，需使用大量农产品。农业、电力与燃气供应业完全用水系数高是由于其直接用水系数高，食宿服务行业则是因为使用了大量农产品而使其间接用水系数高。完全用水系数最低的4个行业是房地产、金融与保险业、批发与零售业和科技行业，均为第三产业，这是由于第三产业直接用水量少，主要通过中间产品间接用水，加之其经济效益高，因此第三产业中多数行业完全用水系数低，用水效率高。除了农业、电力与燃气供应业以直接用水为主以外，其他行业均以间接用水为主。从图1可得，中国各行业的直接、间接用水系数都在不断下降，表明其用水效率在不断提高。在2005-2008年间，完全用水系数下降近一半，此后减小速度相对放缓，但下降趋势仍然明显。

美国完全用水系数最高的2个行业是农业、电力与燃气供应业，其余行业用水系数较小。美国的农业仍是用水大户，用水量占比超过30%，其GDP比重仅占1%，用水效率极低；美国热电行业用水量常年居于第一位，用于热电发电的水主要用于冷却驱动热电发电机的蒸汽。这两个行业用水量之和约占全国年用水总量的80%，用水效率极低。完全用水系数最低的4个行业是金融与保险业、信息与通信业、行政与辅助服务业和科技行业，全为第三产业，这是由于美国第三产业发达，其GDP比重稳定超过70%，在国民经济中起主要贡献作用，同时第三产业用水量少，用水效率普遍很高。从图1可知，除了农业和电力与燃气供应业以直接用水为主以外，其他行业均已间接用水为主；此外，其他行业的完全用水系数总体为下降趋势，但下降速度相对较缓。

在表3中，对两国2014年的完全用水系数进行了对比。根据比值，目前中国只有农业、电力与燃气供应业、房地产和教育行业的完全用水系数低于美国，其他行业均高于美国。从水资源的角度看，农业、电力与燃气供应业一般为用水量很高的行业，但中国这两个行业的用水效率均比美国高。从经济效益角度看，这两个行业在国民经济中所占GDP较小，而为中国经济做出主要贡献的制造业和第三产业，用水效率低于美国。两国第三产业的系数比值大多在2倍左右，意味着相同的水资源数量，美国的第三产业可以创造出比中国多1倍的经济量。

表3 2014年中美两国行业完全用水系数对比 m3/美元

综合对比两国的情况，可以发现：①两国的农业、电力与燃气供应业用水效率很低，而金融与保险业、信息与通信业用水效率很高；②在2005-2014年间，两国用水效率都在提高，但中国增速明显快于美国；③目前中国在农业、电力与燃气供应业、房地产和教育这4个行业用水效率高于美国，其他行业用水效率均低于美国。

2.1.2 用水乘数

用水乘数反映了某行业的生产对其他行业用水的间接拉动程度，为无单位比值，数值越大，间接用水比重越大。

综合对比两个国家的用水乘数(图2),相同点有：①农业、电力与燃气供应业、房地产行业用水乘数很低，而金融与保险业、信息与通信业高；②多数行业的用水乘数在2005-2014年间减少，说明各行业对水资源的间接拉动消耗程度在下降。在完全用水系数不断减小的情况下，用水乘数越小，说明间接用水系数的减小程度大于直接用水系数，整体反映为对其他行业间接用水的拉动程度降低。

图2 2005-2014年中美两国行业用水乘数

不同点在于：①中国用水乘数最大的是科技行业，美国则是建筑业；②中国各行业的用水乘数普遍比美国大，并且各行业间差异更大；③2005年中国信息与通信业、科技行业用水乘数特别高，金融与保险业、运输与存储业用水乘数也很高，但随着时间的增加，这些行业的用水乘数也减小得很快；在2005-2014年间，美国多数行业的用水乘数都在减小，但减小程度较小，而中国各行业用水乘数随时间减小的程度较美国更为明显，表明我国的水资源利用效率和相关技术进步明显。

2011年中国对美国的拉动系数最高的3个行业为科技行业、信息与通信业、运输与存储业，2014年为科技行业、制造业、信息与通信业。这是由于中国的这些行业进口了美国大量产品用于该行业产品的生产，因此间接拉动了美国的用水，同时也意味着中国的这些行业对于美国的依赖较大。尤其是科技行业，该行业产品的生产，需要进口大量美国产品、引进美国技术。与2011年相比，总体上2014年各行业的拉动系数在减小，但科技行业、信息与通信业的拉动系数仍明显高于其他行业。

美国对中国的拉动系数最高的行业是建筑业，即说明美国的建筑业对于中国各行业用水的间接带动程度是最强的。美国建筑业进口了大量中国制造业产品，由下文中的图3也可以发现，建筑业的主要虚拟水来源为制造业，建筑业本身直接用水系数不高，因此在两国贸易中体现为对中国的间接用水带动程度高。

图3 2011、2014年中美两国行业拉动系数对比

将中美间拉动系数放入总用水乘数中与总量进行对比，如图4所示。国家间拉动系数占总用水乘数比例很小，说明两国产品的生产中，主要还是通过消耗本国产品拉动水资源的消耗，而对其他国家(文中为研究国家)用水的拉动能力相对较弱。综合来看，信息与通信业在国家经济中十分突出，其消耗较小的水资源量，而产生较大的效益，并且能拉动其他行业的发展。

图4 2011、2014年中美两国用水乘数对比

2.2 行业间虚拟水转移

在虚拟水流动图中可以清楚地看到(图5和图6)，产品在生产过程中的虚拟水来源、产品所含虚拟水流向其他行业的情况。虚拟水转移量的单位为亿m3，流动方向为从图中上半圆中所标示的各个行业流动到下半圆标示的各个行业。

中国各年行业间虚拟水流动情况表明(图5)，国内行业间虚拟水输出量最大的是农业，其次是制造业，接收量最大的是制造业，其次是建筑业。虚拟水的主要流向有：农业----制造业，制造业----建筑业，电力与燃气供应业----制造业，并且多数行业的虚拟水主要接收来源均为制造业。在第三产业中，虚拟水流出量比较大的行业还有运输与存储业、食宿服务业及科技行业，并且这些行业的虚拟水接收量也是第三产业中最大的。分析各年虚拟水转移趋势，可以发现：中国农业虚拟水输出量随时间增加，电力与燃气供应业虚拟水输出量减小，建筑业接收来自制造业的虚拟水量不断增加且增速较大，其他行业变化较小；总的来说，中国国内行业间年虚拟水输出总量不断增加，2005-2014年间增加约1 000 亿m3。

图5 2005-2014年中国行业间虚拟水流动情况

美国各年行业间虚拟水流动情况表明(图6)，行业间虚拟水输出量最大的仍是农业，其次是制造业、电力与燃气供应业，接收量最大的是制造业。虚拟水的主要流向有：农业----制造业，电力与燃气供应业----制造业、房地产行业，制造业----建筑业、公共管理与国防事务行业。在第三产业中，虚拟水流出比较多的行业还有房地产行业和科技行业，接收量较大的则有房地产行业、公共管理与国防事务行业。分析各年虚拟水转移趋势，可以发现：美国的制造业、电力与燃气供应行业虚拟水输出量随时间减少程度明显，而农业和第三产业则变化较小；总的来说，美国各行业间年虚拟水输出总量不断增加，2005-2014年间减少约1 250 亿m3。

产业间水资源的流动方向是由第一产业流向第二产业，第二产业流向第三产业。由于水资源的总量有限，因此各产业之间存在着用水竞争关系，产业一般会向着用水效率更高的方向发展，用水效率也是由第一、二、三产业依次递增的，这也是产业水资源的一般发展规律。

2.3 虚拟水贸易量估算

2.3.1 虚拟水净出口量

如图7所示，中国主要通过第一产业进口虚拟水，通过第二产业出口虚拟水，总体上各年仍为虚拟水净出口状态，但占年用水总量比例较小。各年趋势变化不明显，其中2011年虚拟水净出口量最少，为35 亿m3，当年全国用水量约为6 000 亿m3，不足1%。

图7 2005-2014年中美两国虚拟水净出口量

美国的第一产业由进口虚拟水转变为出口虚拟水，但出口量在逐年减少，第二产业(制造业为主)进口大量虚拟水，进口量仍在逐年减少，但总体上各年均为虚拟水净进口状态。

2.3.2 中美两国间虚拟水贸易量

整体来看，中国向美国出口的虚拟水总量先下降再上升[图8(a)]。下降主要是因为中国的行业用水效率越来越高，出口单位价值产品所用水资源量越来越少；上升则是由于近年中国同美国的贸易关系越来越紧密，中美向美国出口了大量的制造业商品，出口经济量的大幅升高也使得出口虚拟水量快速增长。中国向其他国家输出的虚拟水量则是先增加后减少，是出口经济量和用水效益共同作用的结果，出口虚拟水量增加是因为出口经济量增加起主要作用，出口虚拟水量减少则是用水效益提高起主要作用。

图8 2005-2014年中美两国虚拟水出口量

美国出口到中国的虚拟水量是逐年上升的[图8(b)]，第一产业虚拟水出口量增长趋势非常明显，第二、三产业则增长缓慢。究其原因，美国各产业的用水效率虽然在逐年提高，但较之于中国用水效率的增长趋势仍然较缓，且用水效益的增加趋势不及美国出口到中国的经济量增长趋势，因此总体表现为出口到中国的虚拟水量为逐年增加。美国向其他国家出口的虚拟水量为先增加再减少，其原因仍是分别由出口经济量和用水效益起主要作用。

中国主要通过制造业商品(90%)向美国出口虚拟水，美国则主要通过农产品(60%)向中国出口虚拟水。农产品为水密集型产品，大量的虚拟水通过农产品贸易在国家间流动[26]。从美国进口农产品可一定程度上缓解国内部分地区的用水压力，但农业为国民经济的基础，粮食安全为国家之重，中国目前有待于由传统农业向现代农业转化，美国虽为机械化农业强国，但其农业用水效益却很低。在生产全球化的进程中，中国目前处于制造业的中低端价值链上，制造业虽然为我国经济发展做出了重大贡献，但也大量出口了虚拟水。

总的来说，中国出口到美国的虚拟水量仍高于美国出口到中国的虚拟水量，对于有限的水资源来讲，这不利于本国资源的可持续利用，尤其是对于水资源危机愈发严重的中国，虚拟水的大量输出会严重危及到国内水资源安全。

3 结论与讨论

3.1 结 论

本文通过投入产出法，计算了中美两国行业用水特性指标、行业间虚拟水转移量及虚拟水贸易量。由此得出以下几点结论。

(1)本文提出了利用世界投入产出表计算国家间拉动系数的方法，能用于反映某国某行业对于另一国各行业用水的间接带动程度；同时本文改进了计算行业间虚拟水转移量的方法，结合虚拟水流动图，行业虚拟水的流入流出情况更加清晰与直观。

(2)从行业用水特性指标来看：中美两国经济深度交融，中国的科技行业、信息与通信业对美国各行业用水的拉动作用较大，美国的建筑业对中国各行业用水的拉动作用较大。此外，两国的农业、电力与燃气供应业用水效率都较低，而金融与保险业、信息与通信业用水效率都较高。综合来看，信息与通信业在国家经济中十分突出，其消耗较小的水资源量，而产生较大的效益，并且能拉动其他行业的发展。

(3)从虚拟水的流向来看：产业间虚拟水的流动方向为第一产业流向第二产业，第二产业流向第三产业，用水效率也是由第一、二、三产业依次递增的。产业之间存在着用水竞争关系，但产业之间的水资源分配的目标基本都是使水资源利用总效率最大，即一般会向着用水效率更高的行业分配。

(4)从虚拟水贸易来看：中国各年均为虚拟水净出口状态，美国为虚拟水净进口状态。在两国的贸易中，中国主要通过制造业商品向美国出口虚拟水，美国则主要通过农产品向中国出口虚拟水。在2004-2015年间，中国出口到美国的虚拟水量先减小后增加，分别是用水效益提高和贸易量增加起主要作用；美国出口到中国的虚拟水量一直增加，是由于贸易量的增加速度超过了用水效率的提高速度。中美虚拟水贸易中，目前中国仍处于出口大于进口的状态，为美国带去巨大的经济效益和巨量的水资源，从长远上看，这将不利于本国水资源的可持续利用，可能会危及到国内水资源安全，但同时也表明美国对于中国产品的依赖。

3.2 讨 论

(1)本文所采用的投入产出模型，相较于采用自下而上的生产树法计算产品中所含的虚拟水量，投入产出法更为容易从宏观上把握国民经济各行业的用水关联，但是由此计算的虚拟水量较生产树法更为粗略，但该法在计算第二、三产业的商品和服务所含虚拟水量时更为简便。以往的研究多集中于计算农产品虚拟水含量，而对于工业品和服务中所含虚拟水量的研究仍有待于深化。

(2)目前各国对于各行业的用水量统计得不够完整与具体，除了农业和第二产业用水量可从每年的水资源公报上获取以外，第三产业的用水量多数年份没有统计，各具体行业的用水量更难以获取。根据以往年份的用水量和经济量进行推算，或按照各行业对于“水的生产与供应行业”的价值型消耗比例来推算，其结果只是一个近似值，与实际用水量存在差异，这在一定程度上降低了计算结果的准确性。

(3)在计算虚拟水进口量时，由于国家间贸易关系和贸易伙伴国行业用水效率数据难以获得，因此以本国的用水效率计算的虚拟水出口量是一个近似值。

(4)最后，中国的用水效率近年来虽然大幅提高，但中国向美国出口的虚拟水量仍然随着经济贸易量的增长而增长，中国长期处于虚拟水出口大于进口的状态中，这与Mekonnen等人[27]的研究结果是相同的。长期对外输出本国有限水资源难以实现社会可持续发展，政府应该做出相应的贸易政策与水资源管理政策，保障本国的水资源安全。

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