基于地區間投入產出模型的京津冀虛擬水貿易的研究

車忠基+孫啟明+田釗琪

【摘 要】本文應用2012年投入產出表編制了京津冀虛擬水資源投入產出表，揭示京津冀地區間虛擬水貿易格局。結果顯示，北京的用水效率最高，單位產值用水量為天津的77.9%河北的79%全國平均水平的33.2%；京津冀各經濟部門的虛擬水主要來自東北和西部等貧水地區，主要流向江蘇、福建等地；北京和天津都產生了虛擬水的凈輸入，以工業虛擬水為主，占輸入量的64.9%和70.5%，而河北產生了農業虛擬水的凈流出，輸出量占河北用水總量的35.9%。最后，本文根據研究結論從發揮三地產業發展優勢，為京津冀產業結構調整與優化布局提供借鑒，在一定程度上緩解水資源短缺問題。

【關鍵詞】虛擬水貿易；京津冀；投入產出

中圖分類號：F205文獻標識碼：A

一、引言

虛擬水又被叫做嵌入水和外生水[1]，是指在產品和服務中所隱含水用量。虛擬水貿易是指水資源經由產品和服務貿易在地區或國家間轉移的過程[2，3]。黨的十八大以后，中央將推動京津冀協同發展列為重要國家戰略。在推動這一戰略過程中研究京津冀虛擬水貿易格局對京津冀水資源的可持續利用有至關重要的作用。通過分析虛擬水貿易格局，研究京津冀三地間各產業部門的虛擬水貿易量，為京津冀進一步分析或規劃虛擬水戰略格局提供定量依據，對整個京津冀水資源的合理利用有重大的理論和現實意義。

20世紀30年代以來，投入產出分析法被大量用于經濟研究領域，可以用來展現經濟生產領域各個經濟部門間的相互關系[4]。地區間投入產出表則是利用地區之間的貿易額將各個地區投入產出模型連接起來，更能全面的體現地區間的經濟聯系，是進行地區間產業結構比較，分析地區間產業相互聯系與影響的重要工具[5]。目前多位學者已經對計算地區間虛擬水貿易的方法進行了分析。MatheusS等[6]研究了虛擬水貿易發展趨勢對中國水資源利用的影響。Guan等[7]運用地區間投入產出模型，研究了地區間產品和服務貿易與虛擬水貿易關系。李方一等[8]通過根據引力模型構建區域虛擬水貿易投入產出模型，研究了山西省和其他省份的虛擬水貿易量。孫才志等[9]對中國各個地方的農業虛擬水流動的適宜性程度進行了評價。然而很少有學者研究某個經濟區域的虛擬水貿易格局，因此本文將對京津冀的虛擬水貿易進行研究，進而揭示京津冀地區同全國其他地區的虛擬水貿易格局。

二、研究方法

目前常用的計算虛擬水貿易量的方式有兩種：一種是產品生命周期法，即用生產樹來精確計算各種產品虛擬水消耗量；另一種是將各種產品分成不同種類分別進行計算。本文將采用第二種方法運用地區間投入產出表計算京津冀經濟部門的完全用水量，進而揭示京津冀地區間虛擬水貿易格局。

地區間虛擬水貿易模型的建立需要依賴地區間投入產出模型，因此本文根據2012年北京、天津和河北以及全國其他27個省市地區的投入產出模型，根據《中國2007年30省區市區域間投入產出表編制理論與實踐》[10]數據和方法，構建可以反映京津冀內部和其他27個省市地區的虛擬水貿易格局的2012年地區間水資源投入產出表。

三、京津冀虛擬水貿易分析

改革開放以來，京津冀的經濟發展中過分使用地下水資源并截蓄地表水，破壞生態環境，致使京津冀地下水位逐年下降，地表河流漸漸干涸，地表湖泊不斷退化萎縮。區域的人均水資源擁有量只有全國平均水平的1/7；由于過度的開采地下水資源，平原區地表下蓄水年均下降1.1米。區域性缺水嚴重制約了京津冀發展。因此，本文通過研究京津冀地區間的虛擬水貿易格局，為該區產業結構調整與優化布局提供意見。

（一）京津冀各產業虛擬水貿易空間格局：

2012年全國各地區農業用水量可以通過《中國環境年鑒》中獲取，而工業分行業用水量通過《中國經濟普查年鑒》獲取，年鑒中列出了各個地區規模以上工業企業的取水總量和總產出，對年鑒中數據進行等比例變化，得到2012年京津冀及全國其他地區各產業的直接用水量。由于建筑業和服務業的各個經濟部門的用水量難以獲取，將建筑業和服務業各個部門進行合并。最終，將42個經濟部門整合為20個經濟部門。由經濟部門總產值與直接用水量得到京津冀及其他地區20個部門的直接用水系數，然后結合2012年京津冀和其他地區投入產出表，計算出分地區20部門的完全用水系數。結果見表1。最后，計算出京津冀各部門的虛擬水貿易量。結果見表2。

由表1可知，京津冀地區平均直接用水系數大幅度低于全國平均水平。同時，三地的各個經濟部門的用水特征具有一定的相似性，京津冀直接用水系數較高的部門有京津冀的農業和電力、熱力、燃氣和水的生產供應業以及化學產品。完全用水系數較高的部門有京津冀的農業和食品煙草、紡織業和木材加工品和家具以，均超過了15m3/萬元。從上面結果可知，京津冀地區各個產業部門的用水效率較高

由表2可知，京津冀三地的金屬制品業及設備維修、通用設備、電氣機械和器材以及儀器儀表業的乘數系數較大，均超過20倍。而各地區間乘數系數較大的部門有，北京和天津的通信設備計算機和其他電子設備，分別為32.99和43.55，高于其他地區平均的9.94；天津和河北的交通運輸設備乘數系數分別為32.02和26.02，高于其他地區平均的12.88；河北的食品及煙草、木材加工品和家具乘數系數分別為61.29和93.28，高于其他地區平均的34.87和27.71。從結果來看，水資源匱乏的京津冀用水乘數系數高于全國平均水平，三地經濟部門大幅帶動了其他地區經濟部門消耗水資源。

從虛擬水貿易量來看，京津冀各經濟部門間的虛擬水的流量和流向也差異巨大。2012年，京津冀地區內各部門同全國其他地區進行貿易過程中輸出了20.68億m3虛擬水。其中，北京通過通信設備計算機和其他電子設備和金屬制品業及設備維修的產品貿易對其他地區輸出了1.5億m3的虛擬水，而剩下的經濟部門通過產品貿易為北京從其他地區輸入了14.43億m3的虛擬水；天津通過非金屬礦物制品、金屬冶煉和壓延加工品和金屬制品業及設備維修三個經濟部門對其他地區輸出了1.59億m3的虛擬水，而剩下的部門通過產品貿易為天津從其他地區獲得了18.06億m3的虛擬水。而河北通過部分工業和服務業產品貿易輸入了6.8億的虛擬水，卻通過農業和部分重工業向其他地區輸出了64.89億m3的虛擬水。虛擬水貿易不僅沒有緩解整個京津冀地區的缺水狀況，反而讓這一現狀變得更加嚴重。endprint

由此可以看出，京津冀虛擬水資源的流動并非從富水地區流入貧水地區，而是由地區人口和市場決定，農業虛擬水從人口少的地區流向人口多的地區，而工業虛擬水從經濟落后地區流向了經濟繁榮地區。同時，北京和天津通過貿易引入的虛擬水更是來自北方等同樣缺水且相對貧窮的城市，如，河北、內蒙和山西等地，從長遠來看，這種轉嫁用水矛盾的行為必然會對這些城市的經濟發展和環境保護產生不利影響。而且，一旦這些城市發生用水危機，京津兩地的虛擬水貿易格局必然會被打破，對地區乃至全國經濟都會產生不利影響；而河北卻向周邊富裕的京津輸出大量的工業虛擬水，向江蘇、山東和河南等人口大省輸出了大量農業虛擬水。這種現象完全與虛擬水戰略相悖，最終只會使得整個京津冀自然水資源不斷持續惡化。

（二）京津冀虛擬水貿易各產業結構的分析

為考察京津冀虛擬水貿易的產業結構分析，要從用水乘數和虛擬水貿易量兩方面對不同經濟部門進行分析。2012年，各地區對地區用水帶動作用和地區間虛擬水貿易量各不相同。其中，北京和天津均以工業虛擬水貿易為主，占兩地各自虛擬水貿易量的64.9%以上，而河北以農業虛擬水貿易為主。京津冀三地的農業用水帶動作用較低，但是虛擬水貿易量都比較大，可見京津冀的農業與其他經濟部門間未能產生更加深入的經貿交流。而北京和天津工業的虛擬水貿易量和用水乘數均大于農業和建筑及服務業，由此可見，工業產品是京津兩地的虛擬水貿易的重要載體，而工農業產品是河北省虛擬水貿易的重要載體，對其進行分別研究，有助于發現京津冀虛擬水貿易格局的形成原因。

北京的工業經濟部門中輸入虛擬水總量較多的部門有電力、熱力、燃氣和水的生產和供應和金屬冶煉及壓延加工品；天津的工業經濟部門中輸入虛擬水較大的部門有電力、熱力、燃氣和水的生產和供應、化學產品和食品及煙草，同時兩地的以開采業為代表的重工業的水的帶動作用大幅度高于河北。可見，北京和天津輸入的大量虛擬水凝結在高耗水產品和服務中。同時，北京和天津的重工業與其他工業部門虛擬水貿易頻繁，對整個地區的用水效率的提升有帶動作用。不可忽視，北京的交通運輸設備、通信設備計算機和其他電子設備及儀器儀表等高科技高附加值產品對其他地區輸出了虛擬水，說明了北京已經成為生產高端制造業產品和服務的地區，并從其他地區輸入高用水產品。

河北對外輸出巨量的農業虛擬水的同時又從其他地區輸入了大量的工業虛擬水。輸出的工業虛擬水主要為紡織業、非金屬礦物制品和金屬冶煉和壓延加工品等低端制造業。河北是人口大省，礦產資源豐富，依托礦產資源發展起來的非金屬礦物制品和金屬冶煉和壓延加工品是主要的虛擬水輸出部門，也是主要的用水部門，使河北省大量的虛擬水輸出隱含在高能耗產品中。但是，以金屬和非金屬等為原料的金屬制品和交通運輸設備，以及石油、煉焦產品和核燃料加工品等制造業卻幫助河北輸入了大量的虛擬水，體現了河北是全國低端產品供應基地的特點。不可忽視，木材加工及家具和造紙印刷行業為河北輸入了大量虛擬水。這一情況也反映出了河北林業資源相對較少，自然環境較差的現狀；更為嚴重的是，河北的高耗水部門的用水乘數作用普遍高于京津和全國平均水平，但虛擬水貿易量較少。可見，河北內部高水耗部門間關聯密切，想要減少河北耗水，必須從河北各個工業經濟部門共同發力減少水耗。

四、結論與建議

（一）結論

本文運用區域間投入產出模型對2012年間京津冀地區間各經濟部門的虛擬水流動格局進行了研究。揭示了京津冀虛擬水貿易空間特征：

（1）京津冀同為水貧困地區，且用水效率要高于全國平均水平。但是，河北與京津相比存在較大差異。京津兩地的以工業虛擬水貿易為主；而河北以農業虛擬水貿易為主。京津兩地主要從北方周邊地區引入工業虛擬水，從東北和新疆引入農業虛擬水，在很大程度上緩解了京津兩地的水資源短缺的情況，但是兩地引入虛擬水的地區也是水資源匱乏地區，這種虛擬水貿易格局的發展必然會導致整個北方地區水資源環境的不斷惡化；而河北則向江蘇、山東和河南等地輸出農業虛擬水，使得本身水資源匱乏的京津冀整體水資源環境更加惡化。可見，由市場和政策因素的形成的京津冀虛擬水貿易格局有悖于自然虛擬水戰略格局。

（2）京津冀的虛擬水輸入和輸出量巨大，產業結構是形成虛擬水貿易格局的主要原因。北京與天津同是區域核心城市，受限于土地資源稟賦稀缺和人力成本高昂等原因，高端制造和服務業等低耗水產業是兩地的經濟支柱作用，不適宜發展高水耗的重工業，所以京津兩地主要引入電力熱力燃氣水的生產供應等基礎工業虛擬水；而河北市農業和人口大省，主要對外大量輸出農業和低端制造業虛擬水，而通過高端制造業部門引入虛擬水，原因在于河北工業實力較弱。

（二）建議

從京津冀區位角度看，京津冀的人均水資源量全國倒數，但是經濟實力和發展潛力都十分巨大，人口必將快速的持續增長，地區水資源壓力必然持續增大，而南水北調從現今趨勢來看無法解決京津冀的缺水問題。因此，京津冀三地應該發揮各自優勢擴大水資源的供給，京津冀生活廢水量巨大又是沿海地區，發展海水淡化技術和中水回用技術不僅可以擴大水資源的供給，同時也可以帶動地區就業促進經濟發展，同時配合制定合理的貿易政策，從水資源豐富的地區引入高耗水產品，逐步改善三地自然水資源環境。

從京津冀產業結構來看，三地都需要對農業進行機械化和現代化升級。農業作為基礎產業，向工業和服務業的延伸可以促進三次產業減少對水資源的使用。同時，三地應共同建立農產品深加工基地，打造當地農業品牌以減少農業虛擬水的輸出。在工業方面，京津產業相似度較高，應該進行產業一體化整合，避免同質競爭引起用水浪費，而河北急需發展技術密集型低水耗的制造業。建議打破行政和所有制壁壘，使京津冀三地進行各個經濟部門的相關技術交流，提高京津冀整體的水資源使用效率。在建筑及服務業方面，京津冀都應減少住房和公共設施的盲目投資，同時對三地的服務業也應形成共享機制，用京津的高端服務業帶動河北服務業的升級，提升河北服務業的用水效率，真正做到區域一體化發展，不應靠單純靠虛擬水貿易轉嫁缺水矛盾來解決自身水資源匱乏問題，根據京津冀三地水資源稟賦和其他地區貿易聯系，調整產業布局，才能從根本上解決京津冀水資源匱乏問題。endprint

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