浙江省工业虚拟水贸易的测算及其影响因素分析

摘要：水资源空间分布不均是众多制约中国水资源安全因素中的一个，而虚拟水贸易则是解决水资源分布不均的有效途径之一。工业作为第二大用水部门，伴随工业品贸易发生的虚拟水流动同样需要被关注。文章以浙江省为研究对象，采用投入产出分析对其2010年工业虚拟水贸易量进行测算，结果浙江省2010年工业虚拟水贸易呈净出口状态，其中向省内进口虚拟水的行业集中在废品废料、金属矿采选业等重工业行业，而向省外出口虚拟水的行业集中在纺织业、纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业等轻工业行业和电气、机械及器材制造业、通用、专用设备制造业等部分重工业行业。在此基础上，文章采用Fisher理想指数分解方法对浙江省2008-2010年虚拟水输出量变化以及输入量变化分别进行分解，均分解为以完全用水系数表征的强度效应和以各行业贸易比重表征的结构效应，结果表明技术进步、科学创新等强度因素对虚拟水出口、进口均具有反向作用，而贸易结构调整对虚拟水出口、进口均产生了正向作用。为节约工业用水，企业及政府都要全力支持并鼓励工业技术创新，同时为解决水资源空间分布不均，需要注重调整工业贸易结构，使缺水地区通过工业品贸易进口丰水地区水资源，保证水资源安全。

关键词：工业部门；虚拟水贸易；投入产出分析；Fisher理想指数分解

中图分类号：F062.1文献标志码：A文章编号：1007-9092（2014）05-0075-07

一、引言

20世纪90年代初提出的虚拟水概念有效地解释了缺水国家如何通过进口粮食实现本国的水资源安全问题，之后虚拟水理论被广泛应用于粮食安全和水资源安全的探究中。然而为解决逐渐加剧的水资源安全问题，工业品贸易中伴随的虚拟水流动同样需要被给予高度重视，因为正如缺水国家通过进口粮食即进口虚拟水来满足本国粮食种植过程中对水资源的需求，缺水国家工业品生产过程中对水资源的需求同样需要通过进口虚拟水得以满足。伴随着工业品贸易的虚拟水流动显然有助于缺水国家或地区解决水资源安全问题。为了使工业虚拟水贸易成为缺水国家或地区解决水资源安全问题的有效手段，对工业虚拟水贸易的深入研究必不可少。浙江省是中国水资源相对丰裕的省份之一，拥有较为丰富的降水量，但水质型缺水仍然是困扰浙江省的一个大问题。为使水资源能够得到有效利用，并响应国家的号召，浙江省在“十一五”规划中便指出了加强节约用水的问题，2013年又提出治污水、防洪水、排涝水、抓节水的五水共治政策思路，以治水推动转型。本文选择浙江省为研究对象，对其工业品贸易中伴随的虚拟水流动量进行测算，并在此基础上对影响其变动的因素进行分析，试图通过调节工业虚拟水贸易量变化的影响因素达到调控虚拟水贸易，节约区域内工业用水，最终达到保障水资源安全的目的。

二、文献综述

虚拟水的概念首次由Tony Allan（1993，1994）ALLAN J.A.， Fortunately There Are Substitutes for Water Otherwise Our Hydro-political Futures Would Be Impossible， In： Priorities for Water Resources Allocation and Management， ODA， 1993， 13-26.ALLAN J.A.， Overall Perspectives on Countries and Regions， In： P. Roger and P. Lydon， Water in the Arab World： Perspectives and Prognoses， Harvard University Press， 1994， 65-100.提出并正式界定为生产商品或服务所需要的水资源。它们在最终产品中是看不见的，但确是实实在在存在的，如Chapagain 和Hoekstra（2003）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， In： A. Y. Hoekstra（ed.）， Virtual Water Trade： Proceeding of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade（No. 12）， IHE Delft，2003，49-76.测算出生产1千克谷物、奶酪、牛肉分别需要用水1000-2000千克、5000-5500千克、16000千克。虚拟水也可以叫做嵌入水或外生水，外生水就反映了进口虚拟水国家使用了非本国水资源，进而可以将外生水作为本国的固有水资源HADDADIN M. J.， Exogenous Water： A Conduit to Globalization of Water Resources， In： A. Y. Hoekstra （ed.）， Virtual Water Trade： Proceeding of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade（No. 12）， IHE Delft，2003，159-169.。贫水国家或地区可以通过贸易的方式从富水国家或地区购买水资源密集型的产品来弥补本国缺水的现状，最终使本国或地区虚拟水呈净进口状态，这样就能够缓解水资源带来的压力。中东地区每年靠粮食补贴购买的虚拟水量相当于尼罗河每年流入埃及的水量，这正是通过虚拟水的进口缓解本国用水紧张的困难。

由于产品的生产过程中有许多影响虚拟水量的因素，如（1）不同时间地点，相同产品的虚拟水含量可能不同；（2）测算方法的选取以及测算过程中使用的数据都会影响最终测算结果；（3）测算虚拟水量所需要的数据相对难以获得等，所以虚拟水的测量并不是那么容易，但学者们还是针对不同情况提出了相应的虚拟水测量方法，主要有基于水足迹的虚拟水量测算和基于投入产出分析的虚拟水量测算两种。其中基于水足迹的虚拟水量测算方法仅适用于农作物、动物及动物产品的虚拟水量测算，并不适用于工业产品虚拟水量的测算。由于工业产品种类繁多，生产工序复杂，并且不同产品生产工序各不相同，寻找直接测算工业产品虚拟水量的方法很困难，基于投入产出分析的虚拟水量测算则是从间接角度去测算工业行业贸易中的虚拟水量。

一些学者采用投入产出分析对不同地区的虚拟水贸易进行了分析，验证了该方法的有效性，同时让我们看到不同国家或地区虚拟水贸易的状况。由于所选年份、使用数据以及行业划分有所不同，测算结果并不具有可比性。黄晓荣等（2005）黄晓荣、裴源生、梁川：《宁夏虚拟水贸易计算的投入产出方法》，《水科学进展》，2005年第4期。测算了宁夏2002年农业、工业、建筑、货运、商业及非物质产业部门贸易中的虚拟水量，结果显示其工业、货运、非物质产业的虚拟水显示为净进口状态，其他部门虚拟水显示为净出口状态，并且最终总虚拟水显示为净出口状态，这种贸易结构对于水资源严重贫乏的宁夏来说是不合理的，需要做出调整；周姣和史安娜（2008）周姣、史安娜：《区域虚拟水贸易计算方法及实证》，《中国人口·资源与环境》，2008年第4期。对华北六省1997年各部门贸易中虚拟水中的新鲜水量和废水量分别进行了测算，结果新鲜水最终净流出42.57亿立方米，废水净流入3.864亿立方米，表明华北地区在丧失新鲜水的同时也带来了水污染，现存的贸易结构对节水极为不利；朱启荣和高敬峰（2009）朱启荣、高敬峰：《中国对外贸易虚拟水问题研究—基于投入产出的分析》，《中国软科学》，2009年第5期。、夏冰等（2011）和夏冰、张宏伟、王媛等：《基于投入产出法的中国虚拟水国际贸易分析》，《环境科学与管理》2011年第3期。、雷玉桃等（2012）雷玉桃、蒋璐：《中国虚拟水贸易的投入产出分析》，《经济问题探索》，2012年第3期。也对中国贸易中的虚拟水量进行了测算，并指出中国贸易结构中不利于节水的因素；梅燕和沈浩军（2013）梅燕、沈浩军：《基于投入产出法的浙江省虚拟水贸易实证分析》，《技术经济》， 2013年第9期。采用投入产出分析法计算并分析了2005年和2007年浙江省各产业部门的虚拟水贸易量，得出浙江省虚拟水贸易结构是农业和重工业为净输入虚拟水行业而轻工业为净输出虚拟水行业。

虚拟水贸易是一个复杂事物的综合体，涉及经济、社会和生态等多方面因素，对于中国区域间的虚拟水贸易，地区经济、市场壁垒等经济因素，水安全制约等社会因素以及环境生态平衡等生态因素都是影响其发展的重要方面周姣：《中国区域间虚拟水贸易影响因素分析》，《经济研究导刊》，2010年第36期。，而国际虚拟水贸易还要涉及到国家政治、国际政治环境等政治因素刘红梅、王克强、刘静：《虚拟水贸易及其影响因素研究》，《经济经纬》， 2008年第2期。。刘红梅等（2010）刘红梅、李国军、王克强：《中国农业虚拟水国际贸易影响因素研究—基于引力模型的分析》，《管理世界》，2010年第9期。基于引力模型对中国与40个贸易伙伴国1994-2008年面板数据进行实证检验，验证了中国农业虚拟水国际贸易中虚拟水出口与劳动力要素水平、技术水平、汇率水平等地正相关性以及与水资源要素禀赋、经济发展水平等地负相关性；熊航和黎东升（2011）熊航、黎东升：《基于主要国家截面数据的虚拟水出口影响因素实证分析》，《生态经济》，2011年第6期。采用逐步回归分析对39个主要国家的截面数据进行实证，结果显示耕地面积、人均GDP、水自给率、粮食单产对农业虚拟水出口量具有显著正效应；马超等（2012）马超、许长新、田贵良：《农产品贸易中虚拟水流的驱动因素研究》，《中国人口·资源与环境》，2012年第1期。也采用逐步回归分析对32个典型农业虚拟水贸易国家的截面数据进行实证，结果表明资源的稀缺程度、区域经济发展水平、社会调适能力对虚拟水进口对虚拟水进口有正向驱动作用，农业用水效率对虚拟水进口则有反向驱动作用。综合上述所列实证研究结果，发现各因素对虚拟水贸易的作用受研究所选国家及所使用数据的影响，并不能得到普适的结论，另外，影响虚拟水贸易的因素很多，但实际上能够被数量化用在实证中的并不多。本文采用在碳排放影响因素分析中被广泛使用的指数分解分析，试图将虚拟水贸易量分解为最直接的影响因素。

三、浙江省2010年工业虚拟水

贸易量的测算与分析（一）基于投入产出分析的虚拟水测算方法简介

投入产出分析是研究经济系统中各个部分之间在投入与产出方面相互依存的经济数量分析方法，列昂惕夫从1931年开始研究投入产出分析，并编制美国1919年、1929年的投入产出表用于经济问题研究。投入产出表主要利用了它所反映的物质技术联系，这种联系主要是通过直接消耗系数反映的：aij=xij/xj（i，j=1，2，…n），其中aij为直接消耗系数，表示第i部门生产单位直接消耗第部门的产品的数量。设X为各部门总产品的列向量，即X=（x1，x2，…xn）T，Y为各部门最终产品组成的列向量，即Y=（y1，y2，…yn）T，则会有AX+Y=X，其中A=（aij）nxn，为直接消耗系数矩阵，表示第j部门所需要的第部门的投入。则有X=（1-A）-1Y，B=（I-A）-1为完全需求系数，表示第j部门最终需求增加1单位引起的第i部门的国内总产出，C=（1-A）-1-I为完全消耗系数。

将国民经济行业用水量纳入投入产出表中就可以得到水资源投入产出表，通过测算分析各部门的直接用水系数和完全用水系数就能够得到贸易中的虚拟水量：

直接用水系数：Qj=Wj/Xj

完全用水系数：BQj=qj（I-A）-1

用水量输出：WE=BQE

用水量输入：WM=BQM

净输出水量：Wnet=WE-WM

其中Wj表示j行业的用水量，Xj表示j行业的产值，E、M分别为投入产出分析表中调出和调入的列向量，BQj表示满足第j部门最终需求增加1单位所需要的国内水资源量。

（二）浙江省2010年工业虚拟水贸易量的测算

20世纪50年代初，西方国家都纷纷编制投入产出表，运用投入产出分析解决世纪经济问题，中国从1959年开始便有人倡导编制投入产出表，但直到1986年国务院决定正式编制全国1987年投入产出表，并且决定以后每5年编制一次，每3年编一次延长表（即在小规模调查的基础上，以前一次正式表为基础，运用一定的编表方法完成）。目前中国及部分地区都已经正式编制了1987、1992、1997、2002、2007年全国投入产出表，以及1990、1995、2000、2005、2010年全国投入产出表延长表。本文利用2010年浙江省投入产出表延长表对浙江省2010年工业产品虚拟水贸易情况进行测算并对其进行分析。

按照基于投入产出分析的虚拟水量测算过程，首先要计算新鲜水直接用水系数Qj=Wj/Xj，Wj表示j行业的直接新鲜水量，Xj表示j行业的总产出。本文各行业2010年使用新鲜水量来源于浙江省统计局未公开数据，由于行业总产出来源于2010年浙江省投入产出表，所以综合二者对工业行业的分类，最终将工业分为煤炭开采和洗选业、金属矿采选业等24个行业，经计算2010年浙江省新鲜水直接用水系数结果如表1。再利用BQ=Q（I-A）-1计算新鲜水完全用水系数，其中BQ表示各行业新鲜水完全用水系数的行向量，Q表示各行业新鲜水直接用水系数的行向量，（I-A）-1为列昂惕夫矩阵，也即完全消耗系数，可由投入产出表直接得到。最后利用Wjnet=BQjEj-BQjMj计算出浙江省2010年工业各行业的虚拟水净输出量，其中Ej、Mj分别为j行业调出外省与调入省内的产值，最后计算结果如表1。

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