虛擬水和虛擬水貿易研究綜述與展望

周 姣,史安娜

(1.南京曉莊學院經濟學院,江蘇南京 210047;2.河海大學商學院,江蘇南京 210098)

虛擬水和虛擬水貿易研究綜述與展望

周 姣1,2,史安娜2

(1.南京曉莊學院經濟學院,江蘇南京 210047;2.河海大學商學院,江蘇南京 210098)

對國內外有關虛擬水、虛擬水貿易問題等方面進行了綜述,在此基礎上建議我國應推行區域虛擬水貿易戰略解決區域的水安全問題,保障區域經濟協調發展,指出我國實行區域虛擬水戰略迫切需要研究和解決的問題。

虛擬水;虛擬水貿易;虛擬水貿易戰略;水安全

虛擬水的思想起源于Fishelson在評價以色列農業時提出的“物化水”概念,他提出大量水資源密集型農作物的出口對以色列來說是不可持續的,因為伴隨著農產品的出口大量的“物化水”被出口到國外。英格蘭倫敦大學Allan教授于1993年首次創造性地提出,1996年正式界定其定義——生產商品或服務所需要的水資源量[1]。

虛擬水貿易是指貧水國家和地區通過進口豐水國家和地區的水密集型產品來保證水資源安全的一種商業戰略。虛擬水貿易的實質是比較優勢理論的應用。水資源貧乏的地區通過進口虛擬水可以減輕對本地水資源的壓力,并且克服了真實水進口路途遙遠、價格昂貴、缺乏生態安全性的缺點,利用貿易的手段將水資源豐富地區富余水的可利用性與缺水地區水赤字聯系在一起,完成了水資源的二次調配。

一、國外研究現狀

1.水生態足跡研究

水生態足跡概念的提出與生態足跡和虛擬水概念是分不開的。人口的“生態足跡”是指在確定的區域內,特定的物質生活條件下,一個豐富的陸地生態系統和水生態系統所需要產生的資源和吸收的廢物[2]。

Hoekstra等[3]將水生態足跡定義為任何已知人口(一個國家、一個地區或一個人)在一定時間內消費的所有產品和服務所需要的水資源數量。生態足跡是從宏觀上對資源進行研究,而水生態足跡是研究對水資源的利用。一個國家或地區的水生態足跡等于國內用水量(WU)和虛擬水量凈進口(NVWI)的代數和。水生態足跡可以分為內部水生態足跡和外部水生態足跡兩類。內部水生態足跡是本國水資源的水利用量,外部水生態足跡是國家進口的產品和服務中所需要的來自其他國家的用水量。Hoekstra等[2]完善了水生態足跡的概念,分別計算了內部水生態足跡和外部水生態足跡,發現以下4個因素會直接影響國家的水生態足跡:消費量、消費形式、氣候條件和農業方式。

以往對于水資源的評價都是從生產角度出發的,而水生態足跡是從消費角度進行的。它是從各國對水資源的消費的來源來評價水資源的可持續性和利用效率。很多缺水國家緩解水壓力的措施就是將水資源外部化,即增加外部水生態足跡。同時,水生態足跡也是評價國家水資源獨立性地指標,從外部水生態足跡和內部水生態足跡方面,每個國家都從國際貿易中獲得或支出了虛擬水,在水資源方面各個國家都對其他國家有不同程度的依賴,體現出建立健康、公平的國際市場的重要性。

2.虛擬水定量計算方法研究

2002年12月第一次關于虛擬水的國際會議在荷蘭代夫特舉行,探討虛擬水定量分析方法。荷蘭國際水文和環境工程研究所(IEE)為虛擬水定量分析提供了一套較為全面的方法體系,聯合國糧農組織設計了CropWat,ClimWat,Faostat等數據庫用以估算每個國家不同農作物的虛擬水含量?？偟膩碚f目前的計算方法具體方法有兩種:一種是通過生產樹來進行分級計算虛擬水量[4],另一種是將產品區分為不同產品類型進行區分計算[5]。Chapagaint等[4]通過用生產樹來進行分級計算虛擬水量。具體計算方法分為兩種:一種是從生產者的角度出發,虛擬水即為生產這種產品實際用的水,這種計算方法要考慮生產條件,包括生產地、生產時期和水利用率等。方法是,某產品的虛擬水量是以在產品需求地生產該產品所需要的水量。另一種方法是從使用者角度出發,虛擬水即為使用該種產品的地方生產這種產品所需要的水資源,這種方法在采用進口替代生產一種水密集型產品節約了多少水資源時特別有用。但缺陷是當進口方因為氣候或其他條件不能生產這種進口產品時,這種產品的虛擬水量就不能用進口地生產這種產品的需水量來替代了。針對這個問題,Zimmer和 Renault[5]提出應用營養對等原則,根據生產有相同營養值的替代產品的虛擬水量來計算該產品的虛擬水量,將產品分為初級產品、加工產品、轉移產品,副產品,復合產品和低耗或非耗水產品等不同的產品類型,并引入產品比例因子和價值比例因子進行區分計算。

上述幾種方法盡管具體的運算形式和角度有所不同,但其最基本的計算基礎——農作物的虛擬水含量均是由聯合國糧農組織推薦的彭曼公式導出。然而用彭曼公式求出作物的需水量與實際的農作物灌溉用水量之間有較大差異。作物實際消費中包含了不形成徑流的土壤水和有效降水,其中部分被作物利用并沒有統計在農業灌溉用水中。這樣在降水較豐的地區虛擬水消費統計量就遠大于用水統計量;在干旱或半干旱地區,由于渠系滲漏、棵間蒸發等原因,虛擬水消費統計量又遠小于用水統計量,以這樣的數據來評價貿易調水量欠準確。

3.虛擬水貿易的研究

比較利益、社會調適能力和虛擬水貿易戰略的實證研究是虛擬水貿易研究中探討的3個主要問題。

(1)比較利益與虛擬水貿易

虛擬水只是強調資源貢獻,并沒有闡述生產技術或者水和其他資源的機會成本,因此比較利益與虛擬水是不同的概念。許多研究者對虛擬水和比較利益作了比較分析,Wichelns[6]認為虛擬水是比較優勢的一個應用,只是特別強調了水資源。Allan[7]認為虛擬水是比較利益概念的繼承和發展,而Lant[8]認為與比較利益一樣,虛擬水是經濟地理基本原理的應用。有研究者建議,水短缺國家應該考慮從水貢獻更大的國家進口糧食作物。但Wichelns認為這種概念框架是不正確的,這種建議只適合于部分地區。因為虛擬水在描述一個水短缺國家如何通過進口高耗水作物獲利時,說明的是這個國家水的貢獻,而不是比較利益。

Wichelns論述了比較利益及其計算步驟,指出確定比較利益的關鍵問題是在進行糧食貿易國家生產的機會成本,比較利益的計算分為兩步:①估算貿易國家雙方的生產機會成本;②比較兩個國家的機會成本。機會成本可以用投入產出的價格信息進行計算,也可以通過比較生產某種產品或服務存在限制因子稀缺資源時,該種稀缺資源的數量。Wichelns同時對糧食生產中可能出現的土地和水資源缺乏的各種情況進行分析比較,證明虛擬水貿易并不是對所有水資源缺乏的國家都是合適的,比較利益只能通過考慮在進行貿易的兩個或更多國家中的資源貢獻和生產技術來確定。

(2)社會調適能力與虛擬水貿易

對于一個社會而言,無論采用什么政策和措施,都應有處理自然資源缺乏的調適能力。在討論虛擬水貿易戰略的應用是否可以解決糧食安全問題時,貿易雙方的社會調適能力起到至關重要的作用。調適能力的理論由Karshenas提出,是為幫助對缺水地區的政治經濟背景中水的理解。雖然 Karshenas提出的理論沒有解釋為什么不同國家或不同社會實體有不同的發展軌跡,但在某些地方卻暗示了與調適能力的相關性[9]。

Karshenas對中東地區和Turton對南非地區沒有發生戰爭而解決水困境的研究顯示,水資源缺乏的概念只是對獲得淡水資源的途徑有限的描述,國際政治經濟的有效性保證了該地區虛擬水貿易戰略的實施并已經解決了中東地區的水資源問題,虛擬水貿易讓中東、南非各國并沒有付出太多經濟成本和政治代價解決了水赤字問題,而在這兩個區域社會調適能力發揮了有效作用。Ohlsson[10]提出了調適能力這個概念,他認為,為適應自然資源缺乏而提高社會資源的運用水平,這種社會資源就是這個社會的調適能力。他認為,自然資源缺乏的存在被視作第一性缺乏,而一個社會沒有充分的調適能力去應對資源不足和做出相關調整被視作第二性缺乏,也就是缺乏調適能力,也可以說是一個社會整體沒有能力找到處理第一性缺乏所致后果的社會工具。

綜上所述,國外對虛擬水的研究主要集中在糧食問題上,通過虛擬水貿易將世界糧食和本國的水資源結合起來,并取得了巨大成就,同時虛擬水的研究向食物消費領域和流域水資源管理不斷拓展,但尚處于一個探索階段?？偟膩碚f,當前國外虛擬水的研究主要有以下4個特點:①農作物、動物及其產品的虛擬水的量化研究及實證分析較多,但有關計算方法改進的研究較少,尤其針對工業產品的虛擬水定量研究得較少。②虛擬水貿易與糧食安全的定量研究較多,而虛擬水貿易與國家(地區)經濟、社會福利增長的定量研究幾乎空白。③對虛擬水戰略實施的必要性的探討較多,但具體的實施戰略研究較少。④虛擬水戰略可能產生的負面影響及對策研究處于空白狀態。

二、國內研究動態

1.虛擬水、虛擬水戰略概念的引入

程國棟[11]明確提出了虛擬水和虛擬水戰略的概念,并將水資源管理分為供給管理、需求管理、內部結構性管理和社會化管理4個方面,從理論角度分析了水資源社會化管理與水資源恢復重建的關系。探討了虛擬水戰略的政策含義,提出了實施虛擬水戰略的對策建議。

2.水生態足跡的研究

國內的學者也對水生態足跡進行了研究,龍愛華等[12]總結了水生態足跡的概念和計算方法,核算并分析了甘肅省2000年的虛擬水消費和水資源足跡。結果表明,2000年甘肅省全社會的水資源足跡大大高于水資源利用量的統計結果。還有學者利用水足跡和虛擬水的概念,計算了我國及各區域主要農產品的虛擬水含量,通過分析區域的農產品生產和消費關系,計算了我國國際和國內區域間的虛擬水流量,以及相應的水足跡和水的自給率,并進行了相關分析[13]。吳志峰等[14]應用水生態足跡理論與方法定量分析廣州市1949年～1998年的水生態足跡變動,并預測隨后若干年內的水域生態足跡變動。該文對水生態足跡變化進行模擬預測的嘗試,同時為水行政主管部門制定水資源與水產品的生產和消耗決策提供科學依據。項學敏等[15]計算了大連市旅順口區和大連市經濟技術開發區的水足跡。結果表明,2003年旅順口區的總水足跡不足開發區的50%,但實體水的消耗量約為開發區的1.5倍。旅順口區水資源壓力大的主要原因是該區將農業作為主要產業、在貿易過程中大量輸出虛擬水的發展模式。

3.虛擬水計算方法的探討與應用

黃曉榮等[16]提出應用改進的投入產出法計算區域的虛擬水輸出量和社會經濟系統對水資源的消費利用狀況。將水資源量納入國民經濟行業價值型投入產出表中構造出價值型—實物型混合性投入產出表,通過計算分析得到經濟貿易過程中產生的虛擬水調水量。該方法與本地區各行業的投入產出緊密相連,真實地反映了各行業的用水水平,與傳統的基于彭曼公式的計算方法相比,該方法雖然不能計算出生產某種具體產品所需要的總水量,但可得出各行業及區間貿易調水量,從區域水資源合理配置角度看,這種方法計算更加直觀、準確度較高。項學敏[17]總結了有關產品虛擬水的研究成果和不足之處,提出了工業產品虛擬水的計算方法,以遼河油田為例,計算出石油制品中虛擬水含量。在此基礎上,建議中國石油行業今后應有計劃進口石油制品,緩解我國水資源緊缺的現狀。施宜等[18]將熵權理論引入到區域虛擬水貿易的各區域的優勢評價當中。從虛擬水角度出發,用熵權理論對各個考察省份的農作物的虛擬水含量賦權進行計算分析,熵權大的省份說明其用水效率高、農作物的虛擬水含量低,熵權小的省份說明其用水效率高,農作物虛擬水含量高。進而將各個地區的熵權作為安排種植結構和生產結構的優先考慮因素。

龔新梅等[19]提出將虛擬水理論應用于新疆綠洲生態的恢復及可持續發展,提出通過引入虛擬水理論,量化可節約的水量,來衡量農業生產和環境保護的權重,能更有效地普及合理利用水資源的概念,促進綠洲的生態建設和生態環境保護。同時對虛擬水戰略的應用前景以及可能存在的問題進行了前瞻性分析。曹靜暉等[20]采用投入產出法對2000年張掖地區的虛擬水貿易量進行了估算,指出虛擬水理論和虛擬水貿易有待研究,有待繼續展開的研究內容包括:虛擬水量的科學估算,虛擬水貿易的社會資源適應能力研究,虛擬水貿易對國家或地區水資源、生態和經濟、文化的影響,虛擬水戰略的區域政策保障與水資源管理體制等。

四、虛擬水貿易未來的研究展望

綜上所述,由于我國引入虛擬水概念時間不長,相關研究還僅限于概念介紹、定性論述和簡單的定量描述等層面,實際應用尚處于經濟上無形,政治上無聲的狀態。為通過虛擬水這一“無形工具”解決我國水資源短缺和區域水資源安全問題,迫切需要從以下4個方面進一步研究:①虛擬水貿易定量計算方法的改進研究;②虛擬水貿易可能引起的問題及影響因素分析;③虛擬水貿易的有效性及所需條件研究;④我國區域虛擬水貿易戰略研究與應用。

眾所周知,我國北方水資源匱乏,南方水資源豐富,區域性水資源短缺問題嚴重。而“虛擬水”、“區域虛擬水貿易”的概念為我國解決北方地區的水資源短缺、水環境污染等水問題提供了新思路——我們是否可以通過減少北方地區高耗水產品的生產而從南方地區購入,通過區域間的虛擬水貿易解決北方水資源的短缺問題?！皡^域虛擬水貿易”的提出突破了我國水資源問題的研究必須圍繞本區域“實體水”的觀念束縛,拓寬了水資源安全研究的領域,改變了過去一直將水資源供需平衡研究置于宏觀層面的狀況,從靜態的類型和結構研究轉向動態的過程和機制研究[21]。為構筑我國區域水資源安全戰略,恢復、重建各區域生態環境提供了新思路。但同時我們也應認識到區域虛擬水貿易戰略的實施將引起眾多問題,還需要從以下3個方面進行深入研究:①虛擬水貿易本身的相關理論研究還不全面,還有眾多需要進一步研究推進之處;②對我國區域的虛擬水流動格局、區域經濟發展情況以及社會調試能力等進行評價,論證我國實行區域虛擬水貿易的可行性與必要性;③虛擬水貿易是一種市場調節手段,必須要有政府的相關政策體系予以配套才能夠順利實施。

[1]ALLAN JA.Fortunately there are substitutes forwaterotherwise our hydro-political futures would be impossible[C]//Priorities for Water Resources Allocation and Management.London:ODA,1993:13-26.

[2]HOEKATRA A Y,CHANPAGAIN A K.Water footprints of nations:water use by people as a function of their consumption pattern[J].Water Resource Management,2007(21):35-48.

[3]HOEKSTRA A Y,CHAPAGAIN A K,SAVENIJE H G.The water footprint of cotton consumption:an assessment of the impactof worldwide consumption of cotton products on the water resources in the cotton producting countries[J].Ecological Economics,2003(60):186-203.

[4]CHAPAGAIN A K,HOEKSTRA A Y.Virtualwater trade:a quantification of virtualwater flowsbetween nations in relation to international trade of livestock and livestock products[C]//HOEKSTRA A Y.Virtualwater trade:Proceedingsof the international expertmeetingon virtualwater trade:valueofwater research report series No.12.Netherlands,Delft:UNESCO-IHE Institute forWater Education,2003.

[5]ZIMMERD,RENAULTD.Virtual sater in food production and global trade[C].HOEKSTRA A Y.Virtualwater trade:proceedings of the international expert meeting on virtual water trade,Value of water research report series,Netherlands:UNESCO-IHE Institute forWater Education,2003:213-245.

[6]WICHELNSD.The role of“virtualwate”in efforts to achieve food security and other national goals,with an example from E-gypt[J].AgriculturalWaterManagement,2003(49):131-151.

[7]ALLAN JA.Hydro-peace in themiddle east:whywaterwars?a case study of jordan river basin[J].SAISJournal,2003(2):255-272.

[8]LANTCL.Water footprintsof nations:water use by people as a function of their consumption pattern[J].Water Resource Management,2007(21):35-48.

[9]KARSHENASS,RAHUL S.Virtualwater trade in dairy economy irrigationwater productivity in gujarat[J].Economic and PoliticalWeekly,1995(7):3492.

[10]OHLSSON S.Water scarcity and food import:a case study for southern mediterranean countries[J].World Development,1999(8):1413.

[11]程國棟.虛擬水:中國水資源安全戰略的新思路[J].中國科學院院刊,2003(4):260-265.

[12]龍愛華,徐中民,張志強,等.甘肅省2000年水資源足跡的初步估算[J].資源科學,2005,27(3):123-129.

[13]柯兵,柳文華.虛擬水在解決農業生產與糧食安全問題中的作用研究[J].環境科學,2004,25(2):32-36.

[14]吳志峰,胡永紅,李定強,等.城市水生態足跡變化分析與模擬[J].資源科學,2006(9):152-154.

[15]項學敏,周笑白,康曉林,等.大連市旅順口區與經濟技術開發區水足跡初步研究[J].大連理工大學學報:自然科學版,2009(1):29-32.

[16]黃曉榮,裴源生.寧夏虛擬水貿易計算的投入產出方法[J].水科學進展,2005(7):564-568.

[17]項學敏.工業產品虛擬水含量計算方法研究[J].大連理工大學學報:自然科學版,2006(2):38-40.

[18]施宜,李磊.熵權理論在虛擬水中的應用[J].科技與管理,2007(2):16-18.

[19]龔新梅,呂光輝,桂東偉.用虛擬水理論方法討論新疆綠洲生態恢復與可持續發展[J].干旱區資源與環境,2007(5):132-135.

[20]曹靜暉,朱一中.基于投入產出分析的虛擬水貿易量估算:以黑河流域張掖地區為例[J].中國農村水利水電,2008(12):52-58.

[21]孫才志,陳麗新.我國虛擬水及虛擬水戰略研究[J].水利經濟,2010,28(2):1-4.

Review and Prospect of Study on Virtual Water and Virtual Water Trade

Zhou Jiao,et al
(School of Economics, Nanjing Xiaozhuang College, Nanjing 210047,China)

Virtual water is an expansion of the real water resources conception in the society.It is one of the hot topics at present.This paper summarizes the progress of studies on the theory and method of virtual water and virtualwater trade both at home and abroad.This paper proposes promoting regional virtualwater trade to improve the allocation of the water resources status in China.It also demonstrates the key point of research on regional virtualwater trade in future.

virtual water;virtual water trade;virtual water strategy;water security

F724.7

A

1671-4970(2010)04-0064-04

2010-04-10

江蘇省教育廳高校哲學社會科學基金項目(2010SJD90035)

周姣(1978—),女,吉林琿春人,講師,博士,從事資源經濟學、區域經濟學研究。