袁野 胡聃

(中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室，北京100085)

水資源是人類賴以生存的最基本的自然資源。伴隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類對水資源的需求也逐漸加劇，缺水問題日益嚴重。而中國是水資源相對比較匱乏的國家，水資源的地域分布也極不平衡，局部地區(qū)乃至全國出現(xiàn)了不同程度的水資源短缺困境［1］。為了尋求克服地區(qū)水資源問題的合適途徑，國內(nèi)外學者提出了一系列有價值的理論。Tony Allan提出的虛擬水理論就是其中之一。虛擬水是指在生產(chǎn)商品和服務(wù)過程中所消耗的水資源量［2－3］。虛擬水不是實物形態(tài)的水，而是以虛擬的形式隱含在產(chǎn)品中，又稱為“嵌入水”或“外來水”［4］。目前已有研究主要關(guān)注兩個方面:一是各種產(chǎn)品虛擬水的定量計算;二是國家或地區(qū)的食品安全及虛擬水戰(zhàn)略研究［5－8］。居民日常生活中消耗的水資源主要包括兩部分:一是實物形態(tài)的水，即日常的飲用、清潔等直接用水;二是在使用商品或服務(wù)過程中間接消耗的隱含在商品或服務(wù)中的虛擬水，稱為居民的虛擬水消費量。居民通過使用商品或服務(wù)消耗的虛擬水量遠大于居民直接對實物形態(tài)的水的消耗［9］。因此，定量研究居民日常消費中隱含的虛擬水，通過科學化制定消費措施減少居民虛擬水消費量，對于促進水資源的可持續(xù)利用具有一定意義。本文借助投入產(chǎn)出方法，計算了2002年全國各省城鄉(xiāng)居民的人均虛擬水消費量以及單位消費包含的虛擬水量，分析省際間及城鄉(xiāng)間的差距及其形成的深層次原因，并嘗試提出可行性建議。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1．1 投入產(chǎn)出分析

投入產(chǎn)出分析由美國經(jīng)濟學家列昂惕夫(W．Leontief)于1936年提出，并編制了第一個投入產(chǎn)出表—美國1919年投入產(chǎn)出表。從上世紀70年代開始，投入產(chǎn)出分析逐漸被引入資源環(huán)境領(lǐng)域，主要用來分析與經(jīng)濟生產(chǎn)活動相關(guān)的資源環(huán)境問題。其中一個重要應用是核算最終使用產(chǎn)品在其生產(chǎn)過程中的完全資源消耗和環(huán)境排放量。例如，Machado等人分析了巴西進出口中隱含的能源和碳排放，Lenzen則利用投入產(chǎn)出方法分析了澳大利亞居民消費中隱含的能源消耗和溫室氣體排放［10－11］。本研究采用投入產(chǎn)出方法分析中國各省用于居民消費的商品中隱含的新鮮水量，即虛擬水量。

在投入產(chǎn)出分析中，產(chǎn)品平衡公式是投入產(chǎn)出表最基本的平衡等式，即部門總產(chǎn)出等于中間使用與最終使用之和，用矩陣形式表示為:

其中，X是各部門總產(chǎn)出向量;Y是各部門產(chǎn)品的最終使用量，居民消費即是其中一部分;A是直接消耗系數(shù)矩陣。經(jīng)過矩陣運算，即成為:

式(2)建立了經(jīng)濟體總量與最終使用量之間的關(guān)系，使得計算為生產(chǎn)居民消費品引發(fā)的經(jīng)濟生產(chǎn)總量成為可能。根據(jù)分部門新鮮水消耗數(shù)據(jù)，可以計算出各部門的水消耗系數(shù)，即單位產(chǎn)值所消耗的新鮮水量，用F表示。水耗系數(shù)F與為生產(chǎn)居民消費商品所引發(fā)的全部經(jīng)濟生產(chǎn)量X的乘積即為居民消費中所包含的完全新鮮水消耗量，即虛擬水量，用W表示，得到下式:

式(3)中，W是指在消費品Y的生產(chǎn)過程中各部門直接和間接消耗新鮮水量的總和，是經(jīng)濟系統(tǒng)邊界內(nèi)對水資源的完全消耗量。在國民經(jīng)濟各部門之間，各種產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中除有直接的生產(chǎn)聯(lián)系外，還有間接聯(lián)系，這使各種產(chǎn)品間的相互消耗除了直接消耗外，還有間接消耗。產(chǎn)品生產(chǎn)對水資源的直接消耗和無數(shù)次間接消耗之和，就構(gòu)成了產(chǎn)品生產(chǎn)對水資源的完全消耗。從產(chǎn)品視角來看，就是產(chǎn)品中隱含的真實的虛擬水量。

1．2 數(shù)據(jù)來源及處理

本研究中耗水指標采用新鮮用水量，這主要因為相比于用水總量，新鮮用水量更能反應各部門對水資源的真正消耗量。數(shù)據(jù)來源方面，農(nóng)業(yè)部門采用2002年水資源公報中農(nóng)業(yè)用水量;工業(yè)部門采用中國環(huán)境年鑒2003中的工業(yè)分行業(yè)新鮮用水量;第三產(chǎn)業(yè)部門采用中國投入產(chǎn)出學會課題組根據(jù)1999年中國水利投入產(chǎn)出表推算的2002年分部門新鮮用水量數(shù)據(jù)［12］。

投入產(chǎn)出表方面，考慮到商品的全國流通性，本研究采用2002年中國投入產(chǎn)出表。該表將國民經(jīng)濟劃分成42部門，這與水耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)的行業(yè)分類不盡相同。為了方便綜合分析各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本研究根據(jù)各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)行業(yè)分類的共同特征，以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換簡單易行為原則，將原投入產(chǎn)出表合并為33個部門，包括農(nóng)業(yè)部門1個，工業(yè)部門22個，第三產(chǎn)業(yè)部門10個。具體劃分成:①農(nóng)林牧漁業(yè);②煤炭開采和洗選業(yè);③石油和天然氣開采業(yè);④金屬礦采選業(yè);⑤非金屬礦采選業(yè);⑥食品制造及煙草加工業(yè);⑦紡織業(yè);⑧服裝皮革羽絨及其制品業(yè);⑨木材加工及家具制造業(yè);⑩造紙印刷及文教用品制造業(yè);?石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè);?化學工業(yè);?非金屬礦物制品業(yè);?金屬冶煉及壓延加工業(yè);?金屬制品業(yè);?通用、專用設(shè)備制造業(yè);?交通運輸設(shè)備制造業(yè);?電氣、機械及器材制造業(yè);?通信設(shè)備、計算機及其他電子設(shè)備制造業(yè);?電力、熱力的生產(chǎn)和供應業(yè);?燃氣生產(chǎn)和供應業(yè);?水的生產(chǎn)和供應業(yè);?其他工業(yè);?交通運輸及倉儲業(yè);?郵電業(yè)及信息服務(wù)軟件業(yè);?商業(yè);?住宿和餐飲業(yè);?旅游業(yè);?金融保險業(yè);?房地產(chǎn)業(yè);?教育衛(wèi)生體育文化娛樂及社會福利業(yè);?科學研究事業(yè);?其他服務(wù)業(yè)。

各省分部門的居民消費量采用《2002年中國地區(qū)投入產(chǎn)出表》中各地區(qū)的居民消費向量數(shù)據(jù)。由于各地區(qū)消費量總和與全國消費總量有出入，本研究采用全國消費總量按比例對各地區(qū)消費數(shù)據(jù)進行修正，以使各地區(qū)消費量總和與全國消費總量保持一致。由于西藏地區(qū)人口與經(jīng)濟規(guī)模較小，沒有參與編制投入產(chǎn)出表，本研究沒有對西藏地區(qū)進行分析。人口數(shù)據(jù)方面，全國城鄉(xiāng)人口數(shù)量從《中國統(tǒng)計年鑒2003》中獲得，分地區(qū)城鄉(xiāng)人口數(shù)據(jù)則來源于各地區(qū)2003年統(tǒng)計年鑒。

2 結(jié)果分析

圖1 2002年中國各省人均虛擬水消費量

2．1 中國各省居民的虛擬水消費量

從量上來說，人均虛擬水消費量的地區(qū)差異相對較大(見圖1)。2002年人均虛擬水消費量最高為上海市，達到648 t/人，相比于最低的河南省119 t/人，約是其5．4倍。同期全國平均人均虛擬水消費量為237 t/人。上海、廣東、北京、內(nèi)蒙古等11個省份高于全國水平，而湖北、湖南、吉林、山東等19個省份在全國水平之下。與人均消費水平進行對比發(fā)現(xiàn)，人均虛擬水消費量和人均消費水平的地域分布格局總體保持一致，但有小幅度的波動。這說明虛擬水的消費量主要是由消費水平?jīng)Q定的。人均虛擬水消費量居前三位的上海、廣東、北京都是較發(fā)達地區(qū)，居民生活水平高，消費了更多的產(chǎn)品，因此，其虛擬水消費量較大。東北地區(qū)、東南地區(qū)也相對發(fā)達，而西北地區(qū)、西南地區(qū)相對欠發(fā)達，比如貴州、甘肅、陜西、河南等省份的人均消費水平偏低，導致其人均虛擬水消費量也相對偏低。除消費水平外，消費結(jié)構(gòu)也是影響居民虛擬水消費量的重要因素。即使在相同消費水平下，由于各地居民消費結(jié)構(gòu)不盡相同，虛擬水消費量也相應會出現(xiàn)差異。因此，消費結(jié)構(gòu)的不同是造成虛擬水消費量和消費水平分布規(guī)律出現(xiàn)波動的深層次原因。

各地區(qū)居民單位消費隱含的虛擬水量也存在較大差異。2002年單位消費虛擬水含量最高為內(nèi)蒙古地區(qū)，達到1 025 t/萬元，相比于最低的天津市527 t/萬元，大約是其2倍。同期全國平均的單位消費虛擬水含量為732 t/萬元，內(nèi)蒙古、貴州、云南等16個省份高于全國水平，而天津、北京、新疆、上海等14個省份低于全國水平。這種地區(qū)差異是由地區(qū)間消費結(jié)構(gòu)的不同造成的。以單位消費虛擬水含量最高和最低的兩個地區(qū)，內(nèi)蒙古和天津為例，內(nèi)蒙古三次產(chǎn)業(yè)的消費結(jié)構(gòu)為39．9:33．7:26．4，而天津市為9．1:29．8:61．1?？梢钥闯?，內(nèi)蒙古對農(nóng)產(chǎn)品的消費比例遠高于天津，而對第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的消費比例卻遠低于天津。三個產(chǎn)業(yè)部門中，農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水含量最大(2436．82t/萬元)，工業(yè)產(chǎn)品次之(156．08t/萬元)，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品最小(74．78t/萬元)。這就造成內(nèi)蒙古地區(qū)單位消費的虛擬水含量遠高于天津市。因此，消費結(jié)構(gòu)的不同是造成單位消費虛擬水含量地區(qū)差異的根本原因。

2．2 中國各省居民虛擬水消費量的城鄉(xiāng)差異

居民虛擬水消費量不僅在地區(qū)間存在差異，城鄉(xiāng)差異也非常顯著，并且各地區(qū)間城鄉(xiāng)差異也呈現(xiàn)不同的形態(tài)(見圖2)。2002年城鎮(zhèn)人均虛擬水消費量最高的是廣東省，達到715t/人，相比于最低的貴州省199t/人，約是其3．6倍。同期全國水平為380t/人。農(nóng)村人均虛擬水消費量最高的是上海459t/人，是最低省份新疆70t/人的6．6倍。同期全國水平為148t/人。城鄉(xiāng)居民虛擬水消費比例方面，2002年全國城鎮(zhèn)人均虛擬水消費量是農(nóng)村的2．6倍，其中新疆、甘肅、山西等13個省份高于全國平均比例，而

圖2 2002年中國各省城鄉(xiāng)人均虛擬水消費量

3 結(jié)論與討論

從本研究的結(jié)果我們可以得出，中國居民人均虛擬水消費省際間及城鄉(xiāng)間都存在著較大差距，基本上是發(fā)達地區(qū)高于欠發(fā)達地區(qū)，城鎮(zhèn)高于農(nóng)村。這種差距主要是由消費水平的差異造成的。同時，省際間及城鄉(xiāng)間單位消費包含的虛擬水量也有所差異，但這種差異比人均虛擬水消費量的差異較為緩和?；臼乔钒l(fā)達地區(qū)單位消費的虛擬福建、吉林、上海、浙江等其余17個省份低于全國水平。各地區(qū)中，城鄉(xiāng)比例最大的是新疆，達到了4．9。這種城鄉(xiāng)差異主要是由消費水平的城鄉(xiāng)差異較大造成的。另外，城鄉(xiāng)消費結(jié)構(gòu)的不同也是影響虛擬水消費量城鄉(xiāng)差異的重要因素。

與人均虛擬水消費量城鄉(xiāng)差異恰好相反，單位消費虛擬水含量方面，多數(shù)地區(qū)呈現(xiàn)農(nóng)村大于城鎮(zhèn)的現(xiàn)象(見圖3)。2002年全國單位消費虛擬水含量城鄉(xiāng)比為0．71，除天津、吉林、上海和山東4個地區(qū)外，其余26個省份均呈現(xiàn)出農(nóng)村大于城鎮(zhèn)的現(xiàn)象。在以上研究中得出，消費結(jié)構(gòu)是影響單位消費虛擬水含量的決定因素。所以，這種單位消費虛擬水含量的城鄉(xiāng)差異現(xiàn)象是由城鄉(xiāng)消費結(jié)構(gòu)的不同引起的。以城鄉(xiāng)差異最大的貴州省為例。用三次產(chǎn)業(yè)劃分法，貴州農(nóng)村居民的消費結(jié)構(gòu)為 58．5:21．2:20．3，而城鎮(zhèn)居民的消費結(jié)構(gòu)為13．5:36．2:50．3。可以看出，農(nóng)村居民對農(nóng)產(chǎn)品的消費比例遠高于城鎮(zhèn)居民，而對第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的消費比例確遠低于城鎮(zhèn)居民。三個產(chǎn)業(yè)部門中，農(nóng)產(chǎn)品的虛擬水含量最大，工業(yè)產(chǎn)品次之，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品最小。這就造成農(nóng)村居民單位消費的虛擬水含量高于城鎮(zhèn)居民。因此，消費結(jié)構(gòu)的城鄉(xiāng)差異是造成單位消費虛擬水含量城鄉(xiāng)差異的根本原因。水含量高于發(fā)達地區(qū)，農(nóng)村高于城鎮(zhèn)。造成這種差異的主要原因是消費結(jié)構(gòu)的不同，欠發(fā)達地區(qū)和農(nóng)村居民更傾向于消費能滿足基本需求的產(chǎn)品，對耗水較多的農(nóng)業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品消費在總消費中占的比例較大，對耗水量低的第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品消費較少;發(fā)達地區(qū)和城鎮(zhèn)則消費了更多的第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)。另外，本研究中存在著一些異常點，即不符合總體規(guī)律的省市，造成這種異常的原因還需進一步研究和探討。

圖3 2002年中國各省城鄉(xiāng)單位消費的虛擬水含量

虛擬水消費反應了一個地區(qū)的需水量情況以及其消費對水資源的影響。我們可以試圖從以下幾個方面減少虛擬水消費量:一是提高水資源的利用效率，減少生產(chǎn)單位產(chǎn)品的水資源消耗量;二是調(diào)整消費模式，首先，消費數(shù)量上，減少不必要的浪費，在消費結(jié)構(gòu)上，減少虛擬水含量高的產(chǎn)品的消費。例如在食物消費中，肉類產(chǎn)品的虛擬水含量遠大于糧食、蔬菜、水果及蛋、奶類產(chǎn)品，因此，可以在保證營養(yǎng)的前提下，調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，以減少虛擬水消費量。

(編輯:王愛萍)

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