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，本文主要内容关键词为：投入产出论文,中国论文,格局论文,模型论文,区域论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
水是生命之源，是经济和社会发展不可或缺的资源保障[1]。2011年，我国水资源总量23258亿
，居世界前列，但人均水资源量仅为1726
，已十分接近国际缺水警戒线。经济高速增长使得对水资源需求的强度不断提高[2]。更为严峻的是，我国水资源空间分布差异大，人口占全国46%的北方地区，仅占有全国25%的水资源量，水资源分布不均加剧了水危机的可能[3]。缓解水资源匮乏尤其是空间分布不均有不同途径，比如直接调配水资源如南水北调工程[4]，建立符合当地水资源条件的产业结构[5]和建设节水型社会[6]，以及本文将要深入讨论的虚拟水战略及其实施。所谓虚拟水战略，目标是通过调节地区间产品贸易，使缺水地区获得耗水强度大的产品，以此在满足产品需求的同时，间接起到水资源重新配置的作用，使全国水资源得到更充分利用，缓解贫水地区的水匮乏状况[7，8]。 虚拟水贸易是虚拟水战略的核心，即在地区间产品贸易背后所隐含的水贸易。与此相关的技术问题是如何通过产品贸易揭示出背后的虚拟水贸易，为进一步分析或未来规划提供定量依据。研究者提出来的拟合方法主要包括单位用水量法和投入产出法两类。前者主要源于Kumar和Singh的基于不同产品类型区别计算的方法[9]，以及Chapagain和Hoekstra提出的产品生产树方法[10，11]。而后者因为其所依据的投入产出表覆盖了整个经济产品的生产过程和使用去向，可以在各产业普遍联系之中追踪产品贸易背后的水资源效应，因而成为虚拟水贸易的主流研究方法[12]。已有研究包括：Yu等[13]用水足迹方法计算了英国虚拟水贸易格局，Antonelli等[14]用投入产出法计算了地中海地区“蓝水”和“绿水”的流动情况，Guan等[15]用投入产出法计算了中国北方6省和广东省的虚拟水贸易情况，李方一等[16]阐述了这种方法相对产品虚拟水方法的优势并对山西与国内其他省区的贸易虚拟水关系进行了研究，周姣等[17]基于水足迹方法，用加入用水和废水排放量的价值—实物混合型区域间投入产出表对华北地区的虚拟水贸易进行实证分析。但仔细审视已有文献可以发现，这些案例研究基本上是基于特定区域的投入产出表，揭示该地区在区域间虚拟水贸易中的“得”与“失”，却少见基于区域间投入产出关系对一国各区域间虚拟水贸易整体格局进行研究的文章。将虚拟水贸易放在区域间投入产出格局下加以考察很重要。因为，虚拟水贸易的重要性就在于它同时包含了水资源利用的两个基本问题：第一是不同产业、不同产品生产的用水强度具有差异，第二是不同区域水资源的丰裕程度具有差异。我们必须有一个拟合工具，能够将产品用水维度和空间缺水维度结合起来，显示虚拟水贸易的整体格局、各个区域在此格局下的具体结果以及通过虚拟水贸易所达到的水资源利用的整体效果。基于此，本文将以区域间投入产出表为基础，对我国区域间虚拟水贸易的整体状况做分析研究。具体研究思路如下：首先利用2002年和2007年中国区域间投入产出表计算用水系数，侧重于通过比较用水系数分析地区间工农业生产的间接拉动问题；然后考察各区域不同部门通过区域间贸易对该区域虚拟水流动的贡献，考虑产业结构是否符合当地水资源条件；最后基于上述分析结果揭示我国通过地区间贸易发生的虚拟水流动现状及变化规律，以论证我国区域间贸易是否真正起到缓解贫水地区水短缺的作用，为在全国层面上优化产业结构、制定虚拟水策略提供理论基础。 研究方法与数据 1.研究方法
利用区域间投入产出表反映各地区各部门对水资源的使用情况主要是通过直接用水系数，它表示生产单位货物或服务的用水量。直接用水系数
比较直观，物理意义明确，可根据如下公式得到：
经济生产过程中的间接用水拉动是指为满足本地区各部门的生产需要，本地区其他部门或其他地区部门在向其提供必要生产条件过程中所使用的水资源，即间接用水，这一部分的用水虽然不发生于该部门，但将其作为该部门生产间接用水，直接用水和间接用水相加即为完全用水，是该部门增产一单位产品，整个经济体系用水量的增加值。由于进口产品在国外生产，其生产过程中所直接和间接产生的产出需要从我国的各部门总产出中剔除，假定各部门最终使用和中间使用中进口和国内生产的产品比重相同，各部门中间使用的进口产品比重相同。完全用水系数的计算公式为：
其中，
为直接用水系数行向量，α代表国内生产比重对角矩阵，其值等于总产出与进口加总产出之和的商，A为直接用水系数矩阵。 用完全用水系数除以直接用水系数就得到该地区此行业用水的拉动系数，反映该部门产出对所有地区水资源使用的带动作用：
单个部门贸易中隐含虚拟水量为：
为区域r部门i进口区域s部门j产品的虚拟水贸易量，
是区域r部门i对区域s部门j产品的进口量。由于本文是站在全国层面考察通过贸易的虚拟水调动格局，因此用生产地用水强度来计算的方法要比站在各地区角度、为考察通过虚拟水贸易节省当地用水而采取使用地用水强度来计算更合适。 2.数据来源 我国采用逢2、逢7年份编制投入产出调查表的制度，而迄今为止官方尚未公布2012年投入产出表，因此2007年中国投入产出表是目前可获得的最新数据。为了保证所用研究数据的时效性，本文数据更新至以最新投入产出表为基础编制出的2007年中国区域间投入产出表数据。本文所用资料来自《2002～2007年中国区域间投入产出表》[23]，采用Chenery-Moses模型，通过典型调查和非调查相结合的方法计算而成，具有较好的准确性和权威性。该区域间投入产出表分为8区域17部门，8区域包括东北区域（黑吉辽）、京津区域（京津）、北部沿海区域（冀鲁）、东部沿海区域（苏沪浙）、南部沿海区域（闽粤琼）、中部区域（晋豫皖鄂湘赣）、西北区域（蒙陕宁甘青新）和西南区域（川渝桂滇黔藏）。由于建筑业和服务业所提供产品流动性与工农业产品相比较差且用水量数据难以获得，因此本文仅对17部门中除了建筑业和2个服务业部门的其他14个部门的情况进行分析。但是，若可获得部门分类更细致的资料，则对现有部门划分子部门进行分析会得出更精确的结论。 各地农业用水系数可由公式（1）至（3）计算得到。为了得到各地区不同工业部门的直接用水系数，本文首先计算出工业各部门直接用水系数的全国平均水平，与各地区相应的各部门产值相乘并加总得到全国平均用水强度下的各地区用水量，再利用各地区工业用水量来进行修正，用各地区工业用水量与平均用水强度下的用水量的比值作为调节系数，乘以全国平均用水系数得到修正后的各地区不同部门直接用水系数，进而用公式（2）和（3）求得完全用水系数和拉动系数。所用全国各地区工农业用水量、产值和各部门直接用水系数的所属年份与区域间投入产出表相一致，均来自2003年、2008年《中国统计年鉴》和《中国环境统计年鉴》，或由相关数据计算得到。 中国各区域不同部门直接用水、完全用水及拉动乘数分析 由于各区域工业不同部门用水系数用算得的本区域调节系数进行扩张或压缩，可以看到，2007年用水效率较高的是东北、京津、北部沿海和西北区域，几乎都是我国水资源紧缺地区，调节系数均小于1，其他4个区域调节系数均大于1。用调节系数求得各区域不同部门直接用水系数，并结合列昂剔夫逆矩阵求出完全用水系数。平均来看，2007年14个部门中直接消耗系数较大的依次有电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业、农业、造纸印刷及文教用品制造业、化学工业和金属冶炼及制品业，直接用水系数均超过150
/万元。完全消耗系数较大的前5位中，食品制造及烟草加工业替代了化学工业的位置，其他4个部门不变，除此之外，纺织服装业、化学工业的完全用水系数也超过了500
/万元。 从区域部门生产带动全国所有部门消耗水资源角度来看，机械工业、交通运输设备制造业、木材加工及家具用品制造业、其他制造业和电子机械及电子通信设备制造业的平均拉动系数较大，均超过了30倍。而各区域间拉动系数（如表2）较大的包括东北区域的食品制造及烟草加工业、纺织服装业和木材加工及家具制造业，拉动系数分别为92.9、65.5和156.7，远高出8区域平均拉动系数28.3、26.0和52.0；东北区域和北部沿海区域的机械工业、电气机械及电子通信设备和其他制造业拉动系数分别为126.3、73.0和101.9，以及110.5、65.5和94.2，远高出8区域平均拉动系数66.4、33.7、50.9。相对来说，自然水资源充足地区的拉动系数普遍较低，如东部沿海、南部沿海、西南和中部区域。各部门拉动系数之间的差异主要是由投入原材料及产品生产工艺流程的不同所导致的，而同一部门不同区域拉动系数的不同则主要源于当地与中间投入的生产地用水效率的相对差异。
从变化趋势来看，2002～2007年，我国工农业各部门生产直接用水系数大幅下降，平均下降57.4%。除了东部沿海、南部沿海和中部区域的木材加工及家具制造业直接用水系数有所增加外，其他所有地区和部门的生产直接用水系数均大幅度下降，其中交通运输设备业、金属冶炼及制品业、化学工业、采选业和机械工业直接用水系数下降幅度超过70%。完全用水系数平均下降幅度也达到51.1%，降幅最大的化学工业下降了65.1%，降幅最小的纺织服装业下降了34.9%。相比之下，只有部分地区的农业、木材加工及家具制造业、非金属矿物制品业、电气机械及电子通信设备制造业和其他制造业用水拉动系数有所降低，其他区域和部门的用水拉动系数都在提高，平均提高43.5%，部分区域采选业、食品制造及烟草加工业、机械工业和交通运输设备制造业拉动系数增长较快。拉动系数的增大可以由各区域不同部门相对用水效率和区域间贸易结构的变化情况共同解释。 中国各区域虚拟水贸易重点部门分析 为考察各区域哪些部门在当地虚拟水贸易中扮演重要角色，需要对不同部门区域间虚拟水贸易中间使用和投入量进行研究。2007年，各区域虚拟水贸易重点部门各不相同（如图1，展示各区域排名前五位的部门虚拟水贸易份额）。其中，金属冶炼及制品业贸易在各地区虚拟水输入中占有重要地位，此外，东北区域的电力蒸气热水、煤气自来水生产供应业，京津地区的电气机械及电子通信设备制造业，南部沿海区域的化学工业、电气机械及电子通信设备制造业，以及中部区域的化学工业都是该区域贸易虚拟水进口重点部门。另一方面，各地区通过贸易输出虚拟水的重点部门则差异较大，东北、北部沿海、西北和西南区域通过农产品贸易输出了大量的虚拟水，此外还有东北和京津区域的食品制造业，南部沿海的服装制造业，京津和东部沿海的化学工业，北部沿海、南部沿海、中部和西南区域的金属冶炼制造业，南部沿海的机械工业，东部沿海的电气机械及电子通信设备制造业，东北、中部、西北和西南区域的电力蒸气热水、煤气自来水生产供应业，都是各区域通过贸易输出虚拟水的重点部门。
结合对各部门用水强度的比较，可以看到缺水的东北、西北、北部沿海区域和富水的西南区域对用水系数最高的农业产品或电力蒸气热水、煤气自来水生产供应业产品的贸易输出占到了很大比重，而富水的南部沿海、东部沿海区域则对用水系数小的电气机械及电子通信设备制造业、机械工业、金属冶炼及制品业等的产品具有较强的输出强度。高耗水产品主要流入北部沿海、东部沿海、南部沿海等区域。这样的产业结构布局会加重由分布不均所带来的水资源短缺问题。 从发展趋势来看，各区域部门并没有全部表现为虚拟水贸易量增长。尤其是缺水的东北、京津和西北区域，其对用水强度大的农业、木材加工家具制造业、化学工业和非金属矿物业等产品的虚拟水输入都逐渐减少。反之，大部分富水地区部门虚拟水贸易输入量普遍增加，尤其通过购入采选、食品加工、纺织服装、非金属矿物制造业、金属冶炼和电力蒸气热水、煤气自来水生产供应业等部门的产品输入虚拟水量明显增加。在贸易输出方面，富水的东部沿海、南部沿海和西南区域对农业、采选业、食品制造业、木材和造纸印刷等产品的虚拟水输出量逐渐减少，而贫水地区的贸易虚拟水提供量几乎都有大幅度增长，尤其是东北对采选业和电力蒸气热水、煤气自来水生产供应业产品的供应，北部沿海对木材加工家具制造业产品的提供。这种产业结构调整趋势也十分不利于缓解贫水地区的用水紧张。
中国区域间虚拟水供求格局及其变化分析 对各区域工农业不同部门虚拟水贸易进行汇总即可得到区域间虚拟水贸易分布格局，如图2，其中各区域饼形图越大代表其虚拟水贸易量越大且4幅图之间可比，不同纹理用来区分虚拟水贸易对象的不同。2007年，我国工农产品贸易包含虚拟水3.09万亿
，其中8区域间通过贸易转移的虚拟水0.54万亿
，占比17.32%。各区域进行虚拟水贸易的净流向及数量各不相同，东北区域对京津、北部沿海、东部沿海和中部区域虚拟水净流出、对其他地区净流入，京津区域对所有区域净流入，北部沿海除了对京津区域净流出、对其他地区净流入，东部沿海对京津、北部沿海和南部沿海净流出、对其他地区净流入，南部沿海对东北、京津和北部沿海区域净流出、对其他地区净流入，中部区域对京津、北部沿海和南部沿海净流出、对其他地区净流入，西北区域对所有地区净流出。对农业和工业贸易虚拟水情况分别进行分析，可以看到2007年，我国贸易中分别包含虚拟水0.50万亿
和2.60万亿
，而通过8区域间贸易转移的虚拟水分别占到各总量的17.1%和17.4%，农业区域间虚拟水贸易量约为工业的1/5。与工农总体情况不同的是，东北区域除了对西北地区农业虚拟水净流入、对其他地区都是贸易净流出，京津地区对东南沿海区域农业虚拟水净流出但数量较小，北部沿海也对东南沿海区域存在农业虚拟水净流出。工业方面各区域间虚拟水贸易方向与工农总体情况基本相同，只是东北区域对中部区域存在贸易虚拟水净流入，南部沿海对西南区域存在虚拟水净流出。综上所述，2007年我国京津、北部沿海和东部沿海区域的虚拟水输入很大份额用于当地消费，没有通过进一步加工完全回馈给其他区域；与之相反的，东北、中部、西北和西南区域更多的使用当地水资源进行生产进而贸易输出，南部沿海区域中间使用和投入虚拟水量相差不大。由此可以看出虚拟水贸易一定程度上缓解了京津和北部沿海的贫水情况，但水资源同样贫乏的东北和西北地区水资源随贸易发生净流出，而富水的东部沿海和南部沿海区域通过贸易发生虚拟水大量净流入或仅仅保持了进出平衡。 从发展趋势来看，5年间，随着我国区域间贸易规模不断扩大，工农业产品虚拟水总量增长了97.9%，其中农产品含量增长87.9%，工业产品含量增长100.6%。大部分区域部门间虚拟水贸易量有相同趋势，东北、西北和北部沿海区域提供工农产品虚拟水分别增长349.5%、219.3%和216.4%，增长速度较慢的中部、西南和东部沿海区域分别增长34.6%、63.5%和67.9%。中部、西北和西南地区对东北和西北区域的虚拟水流入分别平均减少24.9%和33.8%，除了东北和南部沿海之外的区域对京津贸易的虚拟水流入也有所减少，平均减少32.1%，这种趋势主要是由工业产品贸易情况决定。另一方面，东北区域向其他区域输入农产品虚拟水增长迅速，平均提高504.6%，西北和北部沿海对其他区域输入农产品虚拟水平均增长率分别达到245.6%和191.3%，而南部沿海、东部沿海和中部区域对其他区域农产品虚拟水输送量分别降低了57.5%、14.4%和10.9%。这样的发展趋势导致部分水资源贫乏地区虚拟水净流出，而富水区域净流入的情况愈演愈烈。 我国虚拟水贸易格局的形成原因及变化趋势可以从各地区用水效率差异、产业分布及贸易格局进行解释。首先，受我国南多北少的水资源自然分布状况与从西到东人口越来越密集、经济发展水平越来越高的3重因素叠加影响，对于人口和经济增长来讲水资源相对短缺的地区，其用水效率越高，如京津、东北、北部沿海和西北地区；而东部沿海、南部沿海、西南地区和部分中部地区由于水资源自然条件优异，人口增长和经济发展尚未使当地出现资源型缺水危险，因此这些地区没有提高用水效率的必要驱动力，用水效率较低。但自然因素是促使北京和天津等缺水地区调整产业结构、通过贸易净输入虚拟水的一个重要原因。其次，我国产业分布格局与区域间贸易互相作用，并主要取决于当地的比较优势。北方优质土壤和南方的充足的光照和水资源都是发展农业生产的重要资本，而西部的丰富资源则是经济发展所必不可少的。但是从政策条件上，东部和南部沿海地区更早的向市场经济发展模式转变，获得了更多的优惠政策、发展机会和发展资源，相对于传统部门，他们势必选择附加值更高、具有更高科技含量、拉动更多投资的产业部门，这时他们退出的市场即由东北和西北等具有生产能力的区域所占领。这个过程还需要有低水价的支持。由于我国作为人口大国必须重视保障自产粮的生产，因此农业用水水价一直较低，除此之外，我国尚未普及水权意识并建立完善的水市场和阶梯水价制度也是导致水价较低的重要原因。有鉴于此，由于自然、经济和政策多重原因，才产生了前文所述的有悖于水资源自然条件的区域间虚拟水贸易格局。 结论与建议 本文运用区域间投入产出模型对2002～2007年间我国由区域间贸易产生的虚拟水流动格局及变化趋势进行了研究。得出结论和建议如下： （1）我国东北、京津、北部沿海和西北区域等贫水地区用水效率较高。平均来看，14个部门中直接消耗系数较大的依次有电力蒸汽热水、煤气自来水生产供应业、农业、造纸印刷及文教用品制造业、化学工业和金属冶炼及制品业。完全消耗系数较大的前5位中，食品制造及烟草加工业替代了化学工业的位置，其他4个部门不变。机械工业、交通运输设备制造业、木材加工及家具用品制造业、其他制造业和电子机械及电子通信设备制造业的平均拉动系数较大。5年间，各区域不同部门直接用水系数和完全用水系数普遍降低，但拉动系数有所增长。 （2）贫水的东北、西北、北部沿海区域和富水的西南区域对用水系数最高的农业产品或电力蒸气热水、煤气自来水生产供应业产品的贸易输出占到了很大比重，富水的南部沿海、东部沿海区域则对用水系数小的电气机械及电子通信设备制造业、机械工业、金属冶炼及制品业等的产品具有较强的输出强度。高耗水的产品主要流入北部沿海、东部沿海、南部沿海等区域。这样的产业结构布局及发展趋势会加重由我国水资源分布不均所带来的水资源短缺。 （3）虚拟水贸易一定程度上缓解了京津和北部沿海的贫水情况，但水资源同样贫乏的东北和西北地区发生虚拟水净流出，富水的东部沿海和南部沿海区域通过贸易发生虚拟水大量净流入或仅仅保持了进出平衡。农业和工业情况又有所不同。随着我国区域间贸易量逐渐增长，虚拟水转移数量增长明显，但发展趋势仍不利于解决分布不均产生的缺水问题。自然、经济和政策因素的叠加促成了有悖于水资源自然条件的区域间虚拟水贸易格局。 （4）随着我国经济不断发展，水资源问题，尤其是自然水资源匮乏地区的问题势必会越来越严峻。这就非常需要在用水矛盾没有进一步恶化之前，进一步降低生产生活用水强度，站在对全国整体情况进行统筹规划的高度，依据各地区水资源禀赋和其他生产条件，及时调整产业布局，制定相应的产业政策和贸易政策，例如在贫水区域促进低耗水强度产业发展，促进从富水地区输入高耗水产品等，以减轻贫水地区用水负担，保障国民经济继续健康有序发展。 本文的局限性在于用拟合的方法求得各地区不同部门生产用水量近似值，忽略了各部门与全国平均水平差距的程度各不相同，这将成为未来可获得更精确统计数据时进行进一步研究改进的方向。
标签：中国水资源论文; 农业发展论文; 经济论文; 中国东部论文;
基于区域间投入产出模型的我国虚拟水贸易模式与趋势研究_中国水资源论文
下载Doc文档