虛擬水資源視角的產業結構優化研究

一 引 言

我國的基本國情是人多水少、水資源時空分布嚴重不均，在快速工業化和城市化的進程中，水資源短缺、水生態和水環境惡化等問題日益嚴峻，已成為制約我國經濟社會可持續發展的主要瓶頸。為了緩解水資源危機，政府已經實行了最嚴格的水資源管理制度。根據《中國水資源公報》，2016年全國用水總量6040.2億立方米。其中，生活用水821.6億立方米，占用水總量的13.6%；工業用水1308億立方米，占用水總量的21.6%；農業用水3768億立方米，占用水總量的62.4%。農業與工業用水占用水總量的比重高達84%。另外根據2012年中國投入產出表數據，我國產業結構和產業布局不合理，耗水率高而產值較低的產業占比較高，加重了水資源短缺；且這些高耗水產業大部分又分布在水資源貧乏地區，水資源的空間錯配進一步加劇了水危機。要從根本上解決水危機，除了厲行最嚴格的水資源管理外，還應當從調整產業結構及產業布局著手，充分發揮地區比較優勢，在豐水地區適度增加水密集型產業的比重，在貧水地區發展低耗水產業，淘汰高耗水產業，大力推廣節水技術，優化水資源配置，從而實現經濟社會的可持續發展。

二 文獻綜述

(一)虛擬水研究現狀

“虛擬水”指在生產產品和服務中所耗費的水資源數量，即凝結在產品和服務中的虛擬水量。Allan(1993)[1]首次提出“虛擬水”概念，引起學術界的廣泛關注，并被認為是解決水資源問題的開創性思路。由于虛擬水與實體水相比減少了運輸難題，因而其一出現，就成為緩解水資源分布不均等問題的有效工具。關于虛擬水戰略對社會經濟和生態的影響，Wichelns(2001)[2]在比較優勢理論基礎上，研究了埃及的虛擬水貿易結構，數據顯示埃及每年從其他國家進口的小麥和玉米分別為6.1萬噸和2.4萬噸，如果等量的小麥和玉米全部在埃及本國生產將會消耗水資源73億立方米，這一數量相當于尼羅河年均水資源使用總量的13%，虛擬水戰略有效地緩解了埃及的水資源短缺問題，保障了埃及的糧食安全。Earle(2001)[3]量化分析南非生產農產品的虛擬水量變化情況，指出虛擬水在保障南非糧食安全中具有重要作用。

在產品與服務的虛擬水量化研究方面，如何精確測量出生產每單位產品所消耗的實體水量，以及如何將實體水量轉化為虛擬水量成為重要的研究課題。在產品生產過程中，影響水的使用量的因素很多，譬如產品的類型、生產時間、生產地點，乃至廠商的水資源使用效率以及中間產品的數量等，都會影響到虛擬水含量的計算，而這些因素計算起來過于復雜。目前虛擬水含量的計算方法主要有以下幾種：Chapagain和Hoekstra(2003)[4]從生產者的角度，根據不同原產地的生產狀況和水資源利用效率來計算產品虛擬水含量，即“生產樹”法；Zimmer和Renault(2003)[5]則從消費者的角度，把產品分類，根據產品所歸屬的具體類型計算虛擬水含量；Leontief(1970)[6]從投入產出的角度，考慮每種產品在生產過程中所投入的中間產品，并在計算時剔除中間投入品消耗的虛擬水量以避免重復計算。

國內的虛擬水研究起步較晚，虛擬水戰略思路最早由程國棟(2003)[7]引入，認為虛擬水為中國水資源安全戰略制定尤其是解決我國西北地區水資源匱乏問題提供了新思路。該思路注重避開實體水開發和輸送途徑等難題，著力降低商品生產和服務過程中水資源消耗，被認為是解決我國區域水資源分布不均的重要方法。此后虛擬水逐漸成為國內有關學者的研究重點。相比國外，國內的研究主要集中在虛擬水與水資源安全、糧食安全、虛擬水與產業結構關系等方面。

虛擬水與農業和工業產業結構的關系成為近年來虛擬水研究的一個重要領域。工農業生產自古以來就與水資源有緊密的關聯性。國外研究主要從水資源的合理配置、水資源內在流動機制與產業結構的關系等角度入手。Junna和Ruonala(1991)[8]分析第二產業高耗水行業發展對水資源的消耗與對水環境的影響，發現經濟要持續、健康發展必須進行產業結構調整，協調產業間的用水需求，加強水資源集中管理。國內學者在計算區域農產品、工業品與服務的虛擬水含量的基礎上，比較區域內水資源現狀，提出應該調整區域產業用水結構，使水資源得到有效、合理的使用，實現經濟與環境的和諧發展。但國內研究多是基于靜態角度的定性分析。隨著調結構成為政府的主要經濟目標之一，虛擬水與產業結構優化研究再度成為學術探討的新方向。張文國等(2003)[9]以北京市官廳水庫為例，對該流域產業結構在水資源可持續利用條件下的調整進行了定性分析。羅貞禮等(2004)[10]應用虛擬水理論計算分析郴州市農產品虛擬水含量，提出了郴州市產業結構的調整路徑，以提高產業的節水、用水效益。李磊和吳曉華(2008)[11]在計算黑龍江省2003年虛擬水消費總量和虛擬水進出口貿易量的基礎上，從虛擬水戰略視角提出黑龍江農業產業結構及進出口貿易結構調整的相關思路。姜東暉等(2009)[12]結合山東省實體水資源狀況，根據農產品中的虛擬水含量和灌溉定額，將山東省農產品劃分為低耗水高效益、低耗水低效益、高耗水高效益、高耗水低效益四個類別，并認為在經濟增長規模一定的情況下，應大力生產低耗水高效益農產品、適當發展低耗水低效益農產品、謹慎發展高耗水高效益農產品、限制發展高耗水低效益農產品。現有研究較少量化虛擬水強度與產業結構的關系。研究水資源分布的文獻，大多是建立在南北分區或東中西部劃分基礎上，沒有很好體現出我國水資源的地理分布特征。而與產業結構相關的虛擬水研究，對象多為水資源比較優勢下的農業產業結構，很少將工業和服務業包括進來，全面分析虛擬水強度如何影響區域或者國家的整體產業結構布局。

(二)胡煥庸線與水資源分布

胡煥庸線是劃分我國人口密度的地理對比線，最早由著名人口學家胡煥庸先生于1935年提出，又稱為“愛輝-騰沖線”、“黑河-騰沖線”。作為我國適宜人類生存地區的界線，胡煥庸線與中國400毫米等降水量線重合，其兩側是農牧交錯帶和眾多江河的水源地。線東南地區自古以來就是水資源較為充沛的地區，線西北地區則是較為干旱的地區(本文具體劃分如下：線西北地區包括內蒙古、甘肅、新疆、青海、寧夏、西藏、陜西，其余省份則屬于線東南地區)，因而，水資源的布局在線東西兩側存在明顯的失衡。為解決區域水資源失衡問題，傳統的方法往往是開發和調配實體水資源，如開采地下水和“南水北調”工程，由水資源富裕地區向匱乏地區以開挖河道等方式輸水。這種方式雖然在技術上可行，但實施成本高，對生態環境影響大，往往造成新的區域不平衡。虛擬水戰略可以避開實體水開發、運輸等問題，形成“人口-產品-貿易”的水資源配置鏈，成為解決我國水資源分布失衡問題的重要途徑。

本文根據中國水資源的區域稟賦，以胡煥庸線作為空間分異標準，將中國大陸分為缺水地區和豐水地區，進而為缺水地區通過輸入水密集型產品來緩解區域內水赤字危機提供可行路徑，拓展解決區域性水資源匱乏問題的思路，并通過比較胡煥庸線兩側地區各產業的虛擬水強度，定量分析產業結構錯配程度，為解決水資源區域分布失衡問題和在水資源約束條件下優化產業結構奠定基礎。本文試圖解決的主要問題是：(1)以胡煥庸線作為我國水資源稟賦的地區分界,計算東西兩大地區產品和服務生產過程中的虛擬水使用量(包括剔除中間投入品的虛擬水含量)；(2)在此基礎上構建一個合理的產業結構優化調整模型,模擬調整后的虛擬水使用量,以提高水資源的整體利用效率。

三 模型構建、數據來源與處理

(一)虛擬水計算模型構建

1.直接水耗系數

計算產品中所含虛擬水的方法目前主要有Zimmer和Renault(2003)[5]的產品分類計算方法、Chapagain et al.(2006)[13]的產品生產樹計算方法、Leontief(1970)[6]的投入產出模型計算方法等。投入產出模型建立在完整的投入產出表基礎之上,計算過程相對簡單,廣泛應用于水資源優化配置的研究中,本文擬借鑒這一計算方法。為了計算評估各區域產業結構合理性與區域間貿易的虛擬水含量,首先需要計算胡煥庸線東西兩大區域各產業部門產品生產過程中的直接水耗系數(即各部門生產單位價值產品的直接用水量),用Φi表示該系數:

Φie=Die/Xie,i=1， 2， 3， …，n

(1)

Φiw=Diw/Xiw,i=1， 2， 3， …，n

(2)

式(1)中Die為胡煥庸線東南區域i部門生產產品的直接耗水量,Xie為胡煥庸線東南區域i部門的產值。式(2)中Diw為胡煥庸線西北區域i部門生產產品的直接耗水量,Xiw為胡煥庸線西北區域i部門的產值。

2.完全水耗系數

產品生產過程中不僅有直接用水量,還包含中間投入品所消耗的虛擬水(即間接用水量),因此,一個產品完整的用水量是其直接用水量與間接用水量之和。為了計算產品的全部用水量,需要在直接水耗系數基礎上,利用改進的投入產出模型,計算出各部門產品的完全水耗系數(即各部門生產單位價值產品的全部用水量),用αi表示該系數:

αie=Φie*(I-Aie)-1,i=1, 2, 3, …,n

(3)

αiw=Φiw*(I-Aiw)-1,i=1, 2, 3, …,n

(4)

式(3)、式(4)中,Φie、Φiw的含義等同式(1)、式(2),(I-A)-1是里昂惕夫逆矩陣,Aie、Aiw分別為胡煥庸線東南地區和西北地區投入產出表的直接投入系數。

需要指出的是,從式(3)、式(4)計算出來的完全水耗系數,是假定所有的中間投入品都來源于本區域內(即在本區域內生產),不從其他地區進口和消費中間品,這在現實生活中是不可能的。如果直接用式(3)、式(4)計算兩個區域內各部門的虛擬水量,可能高估虛擬水量。因此,本文需要在計算部門虛擬水量時減去從其他地區購買和消費的中間投入品的虛擬水量,即考慮進口品對虛擬水含量的影響。為此,本文借鑒中國投入產出學會課題組(2007)[14]的處理方法,修正式(3)、式(4),得到消除從其他區域或國家購買中間品影響后的各部門完全虛擬水耗系數的計算式如下：

βie=Φie*(I-γieAie)-1,i=1, 2, 3, …，n

(5)

βiw=Φiw*(I-γiwAiw)-1,i=1, 2, 3, …，n

(6)

γie=1-Imie/(Imie+Xie),i=1, 2, 3, …,n

(7)

γiw=1-Imiw/(Imiw+Xiw),i=1, 2, 3, …,n

(8)

式(5)和式(6)中的Φ、I、A含義同式(3)和式(4),γie、γiw同式(7)和式(8)。式(7)中γie是胡煥庸線東南區域各種產品的區域內生產比重組成的對角矩陣,其中Imie代表區域內各部門國內進口貿易額,Xie代表區域內各部門生產總值即GDP。式(8)中γiw是胡煥庸線西北區域各種產品的區域內生產比重組成的對角矩陣,其中Imiw代表區域內各部門國內進口貿易額,Xiw代表區域內各部門生產總值即GDP。

3.區域內和貿易中各產業部門虛擬水量計算方法

式(9)中Wie代表胡煥庸線東南區域各產業部門的最終虛擬水含量；式(10)中Wiw代表胡煥庸線西北區域各產業部門的最終虛擬水含量；式(11)中Wime代表胡煥庸線東南區域各產業部門進口虛擬水量；式(12)中Wexe代表胡煥庸線東南區域各產業部門出口虛擬水量,Exie代表東南區域內各部門國內出口貿易額；式(13)中Wimw代表代表胡煥庸線西北區域各產業部門進口虛擬水量；式(14)中Wexw代表胡煥庸線西北區域各產業部門出口虛擬水量,Exiw代表西北區域內各部門國內出口貿易額。

Wie=Φie(I-γieA)-1*Xie,i=1, 2, 3, …，n

(9)

Wiw=Φiw(I-γiwA)-1*Xiw,i=1, 2, 3, …，n

(10)

Wime=Φie(I-γieA)-1*Imie,i=1, 2, 3, …，n

(11)

Wexe=Φie(I-γieA)-1*Exie,i=1, 2, 3, …，n

(12)

Wimw=Φiw(I-γiwA)-1*Imiw,i=1, 2, 3, …，n

(13)

Wexw=Φiw(I-γiwA)-1*Exiw,i=1, 2, 3, …，n

(14)

4.用水效率評價指標

崔海燕(2008)[15]、吳爭程(2006)[16]在衡量國民經濟系統內各產業用水效率時,采用了相對用水結構系數指標,直觀地辨別出各部門耗水情況,本文借鑒這一算法來識別區域內各產業部門的耗水程度。相對用水結構系數反映某行業用水量占經濟系統總用水量的比例與國民經濟各行業平均水平的對比情況。相對用水結構系數RS的計算公式為:

(15)

(16)

(17)

相對用水結構系數大于或等于 1,表明該行業生產單位產品用水水平大于或等于整個經濟系統平均水平,相對用水結構系數小于1,表明該行業用水量小于經濟系統平均水平。因此可以將相對用水結構小于1的行業判定為低用水行業,反之則為高用水行業。

(二)產業結構調整節水效應模型

在區域經濟規模既定的前提下,水資源匱乏地區通過最大化低耗水部門的用水量與最小化高耗水部門的用水量,可以使稀缺水資源得到有效配置,降低整個區域內生產活動的用水量。由此本文借鑒朱啟榮(2014)[17]構建的外貿結構調整節水效應模型來構建產業結構的用水優化配置模型:

(18)

式(18)中MinWh代表高耗水部門的虛擬水量最小值,MaxWl代表低耗水部門的虛擬水量最大值,Xh與Xl分別為考察年份各區域高耗水部門與低耗水部門的總產值,δih和δil分別表示高耗水部門產值和低耗水部門產值在區域總產值中所占的比重,λih與λil分別表示高耗水部門和低耗水部門需要調整產值的幅度,βih與βil分別表示高耗水部門與低耗水部門的完全水耗系數,ε為各部門能夠調整產值的最大幅度。

(三)數據來源與處理

本文采用的數據來源于2012年更新的2010年中國各省市投入產出表。為了使數據同步,其他指標也采用2010年的數據。其中農業產值與用水量取自于《中國統計年鑒》，工業細分行業用水量以及服務業細分行業用水量均來自于第二次經濟普查數據(2010),工業細分行業的產值和服務業細分行業的產值來自于2012年中國各省市的投入產出表(2010)。該投入產出表有42部門與65部門兩種形式,本文采取2012年中國各省市投入產出表的分類方式,具體做法是:將第一產業中的農、林、牧、副、漁5個涉農行業合并為1個農業部門,將第二產業的43個行業合并為27個工業部門,將第三產業的21個行業合并為14個服務業部門,共計42個部門。

四 實證分析

(一)各區域進口中間投入品用于區域內消費和生產區域內消費品的比重

利用式(7)與式(8)計算得到2010年各區域從區域外進口中間投入品用于區域內消費和生產區域內消費品的比重(見表1)。表1顯示,胡煥庸線東南區域與西北區域各部門產品的生產都不同程度地使用了區域外進口的中間投入品,其中,東南區域煤炭采選產品、石油和天然氣開采產品、金屬礦采選產品、造紙印刷和文教體育用品、石油、煉焦產品和核燃料加工品、金屬冶煉和壓延加工品、通用設備、其他制造產品、廢品廢料、金屬制品、機械和設備修理服務、水的生產和供應、建筑等13個行業的區域外進口中間投入品使用率較低,均在80%以下(即區域內中間投入品的使用率占20%以上),而西北地區除煤炭采選產品、石油和天然氣開采產品、金屬礦采選產品、食品和煙草、電力、熱力的生產和供應、交通運輸、倉儲和郵政、住宿和餐飲、信息傳輸、軟件和信息技術服務、金融、公共管理、社會保障和社會組織等12個行業的區域外進口中間投入品使用率較高以外(均在80%以上,即區域內中間投入品的使用率低于20%),其余各行業區域外流入的中間投入品使用率較低,均在80%以下。

表1 2010年胡煥庸線兩側各部門中間投入品及進口產品用于區域內生產和消費的比重 單位： %

(二)胡煥庸線兩側各行業虛擬水強度、虛擬水量分析

1.胡煥庸線兩側區域各部門的虛擬水強度。利用式(l )、式(5)與式(6)計算得到2010年胡煥庸線東南和西北兩區域42個部門的虛擬水強度(見表2)。表2顯示,就兩側同一部門而言,除石油和天然氣開采產品、金屬制品、電氣機械和器材、儀器儀表、燃氣生產和供應、建筑、教育7個部門虛擬水強度的差別較小外,其余35個部門虛擬水強度均存在著明顯的差異,而且東南區域各部門的虛擬水強度普遍大于西北區域的虛擬水強度。這說明,在測算國內虛擬水流量時,不同稟賦區域的虛擬水強度存在較大差異,選取相同的水耗系數會產生較大誤差。

表2 2010年胡煥庸線東南和西北兩區域各部門的完全虛擬水強度 單位:噸/萬元

就不同部門而言,區域間的虛擬水強度差異也較大。胡煥庸線東南區域虛擬水強度排名前十位的行業依次是農林牧副漁產品和服務、食品和煙草、電力、熱力的生產和供應、紡織品、住宿和餐飲、木材加工品和家具、金屬制品、機械和設備修理服務、水的生產和供應、水利、環境和公共設施管理,這些部門的虛擬水強度均超過65噸/萬元,屬于水資源密集型行業；西北區域虛擬水強度排名前十位的行業依次是農林牧副漁產品和服務、木材加工品和家具、食品和煙草、紡織品、金屬制品、機械和設備修理服務、住宿和餐飲、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品、電力、熱力的生產和供應、水的生產和供應、化學產品等,這些部門的虛擬水強度均超過75噸/萬元,屬于水資源密集型行業。東南區域虛擬水強度排名前十名與西北區域排名前十名的行業幾乎一致,但虛擬水強度卻有較大差別,西北區域明顯大于東南區域,這表示同樣生產1萬元的產值,西北區域的高耗水產業比東南區域的高耗水產業耗水量更多。對于貧水的西北地區而言,這種產業結構不利于節約該區域十分短缺的水資源,從可持續利用水資源的目標出發，需要調整區域產業結構。

2.胡煥庸線兩側區域各行業的虛擬水量。利用式(9)、式(10)計算得到2010年胡煥庸線東南和西北兩區域各行業消耗的虛擬水量(見表3)。表3顯示,2010年胡煥庸線兩側區域各行業消耗的虛擬水量差異較大,東南地區約為8394億噸，西北地區為1731.85億噸，這主要是由于兩區域產值差異較大,進一步說明需要分區域考察中國每年消耗的虛擬水量,以避免在區域間造成較大誤差。

表3 2010年胡煥庸線東南和西北兩區域各部門所消耗的虛擬水量 單位:億噸

(三)用水效率評價

利用式(15)、式(16)計算得到2010年胡煥庸線東南和西北兩區域各部門的相對用水結構系數,以此來辨別行業的用水效率高低。根據用水效率計算結果，可以將胡煥庸線兩區域國民經濟部門按行業用水特性分類為高耗水行業和低耗水行業。胡煥庸線東南區域的高耗水行業有:農林牧副漁產品和服務、食品和煙草、紡織品、化學產品、電力、熱力的生產和供應、建筑、住宿和餐飲；其余則均為低耗水行業。胡煥庸線西北區域的高耗水行業有:農林牧副漁產品和服務、食品和煙草、化學產品、電力、熱力的生產和供應、住宿和餐飲；其余均為低耗水行業。

從計算結果可知,無論是胡煥庸線東南地區還是胡煥庸線西北地區,高耗水部門數量都較少,但高耗水部門所消耗的虛擬水量遠高于低耗水部門,高耗水部門產值占區域總產值的比重卻遠低于低耗水部門占區域總產值的比重,高投入與低產出不對等，嚴重影響了產業結構的節水效率,因此從節約水資源的角度,需要調整各區域內產業結構。另外,兩個區域中高耗水部門和低耗水部門所消耗的虛擬水量有較大差距,表明應該考慮產業結構調整的區域異質性,切實、合理地制定貧水地區與豐水地區的產業政策。

(四)產業結構調整的依據

1.為實現水資源有效利用和生態保護的目的,國務院發布了《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見(國發〔2012〕)》,明確提出水資源開發利用的“三條紅線”。為了實現“三條紅線”的目標,國務院還明確規定各省、自治區、直轄市2020年和2030年的用水總量控制紅線。本文分別加總胡煥庸線東南和西北兩大區域的用水總量,以2010年各行業實體水用水量占全社會用水量的比重測算出2020年最嚴格水資源管理紅線下各行業的用水量,再綜合利用2010年各行業虛擬水量等數據推算出2020年用水總量控制紅線下各行業的虛擬水量(表4)。

表4 2020年胡煥庸線東南和西北兩區域虛擬水用水總量的簡單估算

估算結果顯示，按照2010年各行業用水結構,胡煥庸線東南區域2010年各行業的虛擬水總量相比國務院規定2020年用水總量控制目標所允許的虛擬水總量,僅剩下1496.01億噸余量,按照GDP每年6.5%的增長速度,胡煥庸線東南區域如果不通過調整產業結構加強節水力度,2020年必將突破用水總量紅線；而胡煥庸線西北地區2020年用水總量控制目標所允許的虛擬水總量,如果按照2010年的GDP增速進行測算,2010年即已經突破2020年總量控制紅線706.47億噸。所以,若要嚴守最嚴格水資源管理制度的用水總量控制紅線,無論是胡煥庸線西北地區還是東南地區都需要優化調整產業結構。

2.前文提到,無論是胡煥庸線東南地區還是胡煥庸線西北地區,高耗水部門數量均較少,但高耗水部門所消耗的虛擬水量遠高于低耗水部門,高耗水部門的產值占區域總產值的比重卻遠低于低耗水部門占區域總產值的比重,這種狀況大大削弱了產業結構的節水效應,因此從提高用水效率的角度,也需要調整各區域的產業結構。

(五)產業結構調整的節水效應分析

為使整個區域虛擬水使用量最小,需要在地區生產總值增長目標不變的情況下,最小化高耗水部門的虛擬水使用量與最大化低耗水部門的虛擬水使用量。需要指出的是,產業結構的調整力度應適宜,太小則難以充分挖掘節水潛力，過大則影響區域內經濟發展、就業、民生與經濟安全。本文將各部門產值比重的最大調整幅度設定為±15%。以此為約束條件,模擬分析產業結構調整的節水效應。

將各種基準數據與參數代入式(18)求解得到:在地區生產總值保持不變的情況下,與產業結構調整前相比,模擬調整后胡煥庸線東南區域的虛擬水使用量減少了945.24億噸,而胡煥庸線西北區域的虛擬水使用量減少了229.17億噸(見表5),兩者合計共節約水資源1174.34億噸,這相當于湖南省2010年的全省水資源總量。可見,調整產業結構的節水效益十分巨大。

表5 2010年胡煥庸線東南和西北兩區域產業結構調整的節水效應 單位:億噸

表5顯示,調整產業結構導致兩大區域42個部門的虛擬水使用量發生了變化。其中,胡煥庸線東南區域有19個部門的虛擬水使用量增加,共增加152.64億噸；有23個部門的虛擬水使用量出現了不同程度的下降,共減少1097.88億噸,其中，農林牧副漁產品和服務、食品和煙草、電力、熱力的生產和供應、化學產品、紡織品等水資源密集型行業的虛擬水使用量減少較多,交通運輸設備、電氣機械和器材、通信設備、計算機和其他電子設備等行業的虛擬水使用量增加較多。

同時,調整產業結構導致胡煥庸線西北區域42個部門虛擬水使用量發生變化。20個部門的虛擬水使用量增加,共增加13.82億噸；22個部門的虛擬水使用量減少,共減少242.99億噸,其中,農林牧副漁產品和服務、食品和煙草等水資源密集型行業的虛擬水使用量減少較多,煤炭采選產品、石油和天然氣開采產品、石油、煉焦產品和核燃料加工品等行業的虛擬水使用量增加較多,這符合胡煥庸線西北區域的比較優勢。

表6 2010年胡煥庸線兩側區域各部門產值比重調整幅度 單位： %

對式(18)進行求解還可得到，為實現最嚴格水資源管理的節水目標,胡煥庸線兩側區域各行業產值比重需要作出調整的幅度(見表6)。表6顯示,在胡煥庸線東南區域,為實現高耗水部門虛擬水使用量最小化和低耗水部門虛擬水使用量最大化,產值比重需要提高的部門有18個,其中,批發和零售、金融、通用設備、交通運輸設備、電氣機械和器材、通信設備、計算機和其他電子設備等部門的產值比重需要提高的幅度較大；有24個部門的產值比重需要降低,其中,農林牧副漁產品和服務、電力、熱力的生產和供應、食品和煙草、紡織品、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品、化學產品、金屬冶煉和壓延加工品等部門的產值比重需下調的幅度較大。

在胡煥庸線西北區域,要實現高耗水部門虛擬水使用量最小化和低耗水部門虛擬水使用量最大化,有19個部門的產值比重需要提高,有23個部門的產值比重需要下降,其中,煤炭采選產品、石油和天然氣開采產品、批發和零售、交通運輸、倉儲和郵政、石油、煉焦產品和核燃料加工品、金融等部門的產值比重需要提高的幅度較大,而農林牧副漁產品和服務、食品和煙草、化學產品、住宿和餐飲、金屬冶煉和壓延加工品等部門的產值比重下調的幅度較大。

五 研究結論與有待改進之處

(一)研究結論

在不影響經濟增長的情況下,減少中國水資源消耗的一個有效途徑是優化產業結構,充分挖掘產業結構的節水潛力。本文研究表明,根據水資源稟賦分區域調整中國的產業結構,可以在不減少GDP規模的情況下,產生巨大的節水效益,形成兼顧經濟持續增長和節約水資源的綠色發展模式。

2010年,胡煥庸線兩側區域各部門的虛擬水強度差異較大,其中,胡煥庸線東南區域內農林牧副漁產品和服務、食品和煙草、紡織品、化學產品、電力、熱力的生產和供應、建筑、住宿和餐飲7個部門屬于高耗水行業；其余35個部門均屬于低耗水行業。胡煥庸線西北區域,高耗水行業有農林牧副漁產品和服務、食品和煙草、化學產品、電力、熱力的生產和供應、住宿和餐飲；其余均為低耗水行業。無論胡煥庸線東南區域還是西北區域,高耗水部門數量都較少,但高耗水部門所消耗的虛擬水量遠高于低耗水部門,高耗水部門的產值占區域內總產值的比重卻遠低于低耗水部門占區域內總產值的比重,這大大削弱了產業結構的節水效應,因此從提高水資源利用效率的角度,需要調整各區域的產業結構。另外,兩個區域中高耗水部門和低耗水部門所消耗的虛擬水量有較大差距,因此，應因地制宜地調整兩個區域的產業結構,切實、合理地制定貧水地區與豐水地區的產業政策。

(二)政策建議

1.通過有針對性地調整區域產業結構來節約水資源。嚴格執行最嚴格水資源管理制度的地區用水總量紅線,通過水資源管理來倒逼產業結構轉型升級。在確保經濟安全的前提下,適度降低農產品、食品與飲料、紡織品、木材及家具等水資源密集型產業的比重,同時,提高通信設備、計算機、電子設備儀器與儀表、辦公用設備、交通運輸設備以及金融、信息、計算機服務和軟件等低耗水行業的產值比重,減少產業活動的用水量,緩解中國水資源短缺矛盾。

2.采用差別性稅收政策影響不同區域的產業結構。在貧水地區,通過對高耗水產品征收資源稅來減少其生產,同時鼓勵增加低耗水產品的生產,減少產業活動的水資源消耗,增強產業節水能力。

3.積極宣傳虛擬水概念,提高個人與企業的節水意識。在綠色發展理念的指導下,使個人和企業對產品與服務生產所消耗的水資源數量有所認識,減少奢侈消費、鋪張浪費等不良行為,形成理性消費、勤儉節約的良好社會風氣,為建設美麗中國做貢獻。

(三)有待改進之處

本文的研究存在以下需要改進之處:(1)由于《中國投入產出表》的非連續性,本文只使用了2010年的數據來分析區域產業結構調整的節水效應,數據需要進一步更新。(2)本文對各部門產值比重最大調整幅度的設定是為了方便計算和分析。在實際經濟活動中,如果考慮各行業的虛擬水使用強度差異和產能利用情況,調整幅度可能有所不同,可以做進一步的細化研究。(3)囿于數據的可獲得性,本文沒有考慮國內貿易和國際貿易的節水效應差異。如果考慮貿易的作用,胡煥庸線西北區域可以在產業結構調整時更大幅度地降低高耗水部門(如農業)的比重,其不足部分從東南區域和國外輸入。在保證經濟安全的前提下,東南區域也可以減少部分高耗水農產品和工業品的生產,改為從國外進口。兩大區域都可以利用國際貿易改變目前虛擬水凈出口的局面。