白 焱，傅春艷，彭 俊，張 琪，鄭國臣

（松遼流域水資源保護局，吉林 長春 130021）

1 序言

水資源短缺是全球面臨的問題，中國工程院重大咨詢項目《中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究》預(yù)測2030年中國缺水130億m3。為了緩解水資源危機，人們普遍采用工程和非工程措施實施調(diào)水、節(jié)水、雨水資源化、中水回用等，然而人們在消費有形水的同時，還需消費很多“虛擬”的水[1]。在資源配置全球化和水資源商品化的背景下，學(xué)術(shù)界對生產(chǎn)某種商品或某項服務(wù)所需的水資源數(shù)量的差異開始關(guān)注，尋求適當?shù)母拍罨蛘吖ぞ邅矸从乘Y源的這種經(jīng)濟特性，因此以虛擬形式看不見水的描述開始出現(xiàn)，如“嵌入水”、“外生水”以及“水、糧食和貿(mào)易的結(jié)合體”等。英國學(xué)者托尼·阿蘭在20世紀90年代初首次提出虛擬水的概念。虛擬水作為新的水資源觀已成為水科學(xué)的研究熱點。虛擬水的主要特征為：①非真實性。虛擬水不是真實的水，而是虛構(gòu)的水，是以虛擬的形式在產(chǎn)品中的“看不見”的水；②社會交易性。虛擬水是通過商品交易即貿(mào)易來實現(xiàn)的，沒有商品交易或服務(wù)就不存在虛擬水；③便捷性。由于實體的水貿(mào)易即跨流域調(diào)水距離較長、成本高昂，在具體操作上具有較大困難，而虛擬水以“無形”的形式附在產(chǎn)品中，相對于跨流域調(diào)水而言，便于運輸?shù)奶攸c成為提高全球或區(qū)域水資源效率，保障缺水地區(qū)水安全的有效工具[2]。虛擬水戰(zhàn)略對于保障中國水生態(tài)安全具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

2 虛擬水國內(nèi)外研究進展

虛擬水的概念問世以來，有關(guān)虛擬水理論與方法研究不斷擴展。A.K.Chapagain將虛擬水分為綠虛擬水、藍虛擬水和稀釋虛擬水[3]。綠虛擬水和藍虛擬水分別指農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所消耗的綠水和藍水。稀釋虛擬水是指將農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污水稀釋到達標的用水量，用于評價水污染狀況。農(nóng)作物的種植過程主要產(chǎn)生的是綠虛擬水和藍虛擬水，農(nóng)作物的加工過程產(chǎn)生的是稀釋虛擬水。有些國家進行原材料的出口貿(mào)易，產(chǎn)生綠虛擬水和藍虛擬水，會影響這些國家的可利用水資源總量。而一些國家進口原材料后，通過國內(nèi)加工再出口到國外，主要產(chǎn)生稀釋虛擬水，對水質(zhì)會產(chǎn)生影響，但對水資源總量的影響相對較小。與棉花產(chǎn)品有關(guān)的國際貿(mào)易中虛擬水量204 Gm3/a，其中藍虛擬水占43%、綠虛擬水占 40%、稀釋虛擬水占17%[4]。隨著工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)對水資源消耗量的增加，將虛擬水的概念從農(nóng)產(chǎn)品范圍擴展到所有商品，并且將虛擬水分為淡水虛擬水和污水虛擬水。淡水虛擬水是在生產(chǎn)過程中所消耗的淡水資源，進口的商品在生產(chǎn)過程產(chǎn)生一定量的污水，因此污水虛擬水是指國家進口商品所避免產(chǎn)生的污水量。

與虛擬水相關(guān)的還涉及一個重要的概念——水足跡。水足跡是阿爾杰恩·胡克斯特于2002年提出的：水資源評價的對象不僅包含儲存在河流、湖泊、濕地以及淺層地下水層中的藍水足跡，還包括儲存在非飽和土壤層中并通過植被蒸散消耗掉的綠水足跡以及由于污染所引起的灰水足跡。水足跡概念得益于它彌補了以往水資源核算方法的不足，水足跡創(chuàng)造性地把各種顏色的水整合在一起，彌補了傳統(tǒng)水資源核算中只重視藍水的缺點。水足跡的另一個創(chuàng)新之處在于包含了兩種獨特的思維方式，即人類對淡水生態(tài)系統(tǒng)的影響最終與人類消費方式密切相關(guān)，從供應(yīng)鏈整體出發(fā)能夠更加全面理解水資源短缺和水污染等[5]。

我國對虛擬水、水足跡的理論基礎(chǔ)研究剛開始起步，對虛擬水背后隱藏的生態(tài)與環(huán)境效益還沒有更多的涉及。目前虛擬水的研究集中在分地區(qū)、分產(chǎn)品虛擬水含量的測算以及虛擬水流量的估計和虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略研究。劉寶勤認為虛擬水的理論基礎(chǔ)包括資源流動理論、資源替代理論和比較優(yōu)勢理論，以往對于水資源短缺和食品安全的研究僅是從農(nóng)業(yè)角度出發(fā)，研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所消耗的水資源數(shù)量，而虛擬水則是從經(jīng)濟學(xué)的角度出發(fā)，研究生產(chǎn)用水所具有的多種機會成本[6]。鄒君為量度區(qū)域虛擬水戰(zhàn)略實施的適宜性以及虛擬水戰(zhàn)略背景對區(qū)域經(jīng)濟社會生態(tài)等的影響程度，定義了區(qū)域虛擬水戰(zhàn)略優(yōu)勢度概念，并分析了其影響因素，從水資源需求、水資源管理和農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等方面構(gòu)建綜合評價體系，對我國內(nèi)陸省級行政區(qū)虛擬水戰(zhàn)略優(yōu)勢度進行定量評價[7,8]。韓雪從虛擬水及其相關(guān)概念、虛擬水的量化研究、虛擬水戰(zhàn)略、水足跡、虛擬水貿(mào)易、虛擬水與水資源和糧食資源的關(guān)系、虛擬水生態(tài)補償領(lǐng)域等論述其研究成果[9]。

3 虛擬水戰(zhàn)略對水資源可持續(xù)發(fā)展影響

虛擬水可以有效減少社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源的局部需求，對于緩解區(qū)域性水資源危機具有重要的經(jīng)濟意義。虛擬水戰(zhàn)略對缺水國家或地區(qū)通過貿(mào)易方式從富水國家或地區(qū)購買水密集型產(chǎn)品來獲得水和糧食的安全具有重要意義。在氣候條件適宜的地區(qū)，生產(chǎn)1 kg糧食大約需要1 000～2 000 kg的水，而在氣候條件較差的地區(qū)則需要 3 000～5 000 kg的水，因此，如果一個國家以虛擬水出口水密集型產(chǎn)品給其他國家，實際上就是以虛擬的形式出口了水資源。由于長距離和相應(yīng)的巨額成本，富水國和貧水國間的實際水貿(mào)易是不可能的，但是水密集型產(chǎn)品的貿(mào)易是現(xiàn)實可行的。通過這種方式，一些國家向另外一些國家提供用水需求。對于水資源稀缺的國家可以通過進口水密集型產(chǎn)品來減少對水量的需求，而水資源豐富的國家可以通過生產(chǎn)出口水密集型產(chǎn)品來獲得經(jīng)濟利益[10]。

對于水資源緊缺的地區(qū)，虛擬水戰(zhàn)略提供了水資源的一種替代供應(yīng)途徑，能較好地減輕局部水資源緊缺的壓力。對參與虛擬水戰(zhàn)略的地區(qū)來說，還能增強這些地區(qū)之間糧食安全的相互依賴性，減輕地區(qū)之間因為水或糧食問題所引起的沖突。應(yīng)用虛擬水戰(zhàn)略，可從系統(tǒng)分析的角度來研究區(qū)域水資源的措施，研究虛擬水戰(zhàn)略與糧食安全、生態(tài)環(huán)境建設(shè)與安全等之間的關(guān)系，提出相應(yīng)的戰(zhàn)略對策和政策建議，可為我國水資源可持續(xù)發(fā)展提供全新的思路。水和糧食是人類生存與發(fā)展的基本需要，當前全球水資源危機日趨嚴重，而農(nóng)業(yè)是世界上最大的用水主體，農(nóng)業(yè)灌溉占了總用水量的73%以上[11]。解決水問題新途徑：水資源匱乏的國家進口虛擬水以減輕對水資源的壓力。這種區(qū)域外隱形水源可以成為保障區(qū)域內(nèi)水資源安全的新途徑，而且還可以避免生產(chǎn)糧食、養(yǎng)殖動植物等形成的水污染，減輕大規(guī)模調(diào)水給生態(tài)環(huán)境帶來的破壞，減少對區(qū)域水系統(tǒng)平衡和循環(huán)帶來的影響。

世界上20個最缺水的國家有 11個在中東地區(qū)，這些國家的年人均水資源占有量遠低于人均1 000 m3的水資源危機臨界水平，該區(qū)域內(nèi)的水資源不僅難以滿足基本的生活用水，還面臨著人口增長、經(jīng)濟發(fā)展等對水資源更多需求的壓力。而糧食生產(chǎn)是最大的用水項，通過糧食貿(mào)易可以同時緩解水資源與糧食安全的雙重壓力。全球通過糧食貿(mào)易產(chǎn)生的虛擬水轉(zhuǎn)移節(jié)水量高達 3850億m3，由此調(diào)節(jié)的水資源量，可以分配給不斷增長的工業(yè)發(fā)展和生活需求。在干旱和半干旱地區(qū)，大量生產(chǎn)糧食，不僅會加大水資源需求量方面的壓力，而且因為糧食生產(chǎn)過程中需施用大量的化肥和農(nóng)藥，且這些地區(qū)由于降雨量、地表徑流、土壤含水量等都相對較少，降解和自凈能力低，更易造成農(nóng)業(yè)面源污染和土壤污染。因此綜合考慮液態(tài)、氣態(tài)、虛擬等類型的水資源配置，可以系統(tǒng)地緩解水資源短缺、面源污染、地下水污染、土壤污染等相關(guān)問題。

4 結(jié)論

綜上所述，虛擬水戰(zhàn)略給予水資源管理者的重要啟示是：①需要充分認識水資源的不同存在形式，如“綠”水(氣體)、“藍”水(液體)、“虛擬水”(隱型水)等，根據(jù)水資源利用的一些直接或間接的不同模式，系統(tǒng)思維，科學(xué)配置，更有效地開發(fā)與利用各類水資源。②就全球而言，水資源短缺通常是局部現(xiàn)象，水資源貧乏的國家尋求虛擬水可以減輕區(qū)域的水資源壓力，虛擬水是人們需要消費的一種替代水源。為了克服水資源短缺，傳統(tǒng)上是采用修建人工水利設(shè)施來調(diào)節(jié)水資源分布不均的矛盾；而調(diào)配虛擬水相對調(diào)配實體水而言，無論在經(jīng)濟效益或環(huán)境效益方面都具有明顯的優(yōu)越性。因此，通過虛擬的形式儲存與調(diào)配水資源更有意義。虛擬水貿(mào)易不僅增加水資源配置的種類和數(shù)量，還拓展了水資源配置的途徑和空間，優(yōu)化了水資源利用效率。由此可見，虛擬水是保證我國水資源安全的新思路和新方法。

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