田貴良　吳茜

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人們收入水平提高，居民食品消費(fèi)中畜產(chǎn)品所占的比重和絕對(duì)量均呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，由于畜產(chǎn)品生產(chǎn)需以谷物為飼料，我國(guó)畜產(chǎn)品產(chǎn)量增長(zhǎng)將誘發(fā)谷物產(chǎn)量的大幅增加，而谷物是傳統(tǒng)水資源密集型產(chǎn)業(yè)，虛擬水含量較高，谷物產(chǎn)量增長(zhǎng)勢(shì)必引發(fā)區(qū)域用水量的增加。論文從畜產(chǎn)品全生產(chǎn)鏈角度，基于虛擬水理論分析畜產(chǎn)品產(chǎn)量增長(zhǎng)對(duì)區(qū)域用水量的影響。選用我國(guó)2002-2010年間省際面板數(shù)據(jù)設(shè)定面板協(xié)整模型，分析我國(guó)畜產(chǎn)品產(chǎn)量、谷物產(chǎn)量與區(qū)域用水量增長(zhǎng)的長(zhǎng)期關(guān)系。模型結(jié)果顯示，我國(guó)各省（市）畜產(chǎn)品產(chǎn)量、谷物產(chǎn)量與區(qū)域用水量之間存在著長(zhǎng)期穩(wěn)定的面板協(xié)整關(guān)系，畜產(chǎn)品產(chǎn)量提高對(duì)區(qū)域用水量增長(zhǎng)具有較強(qiáng)的長(zhǎng)期正向相關(guān)關(guān)系。研究得出，畜產(chǎn)品消費(fèi)增長(zhǎng)誘發(fā)畜產(chǎn)品產(chǎn)量增加，帶動(dòng)作為上游產(chǎn)品的谷物產(chǎn)量上升，進(jìn)而引發(fā)區(qū)域用水量增長(zhǎng)，這是居民畜產(chǎn)品消費(fèi)增長(zhǎng)對(duì)區(qū)域用水量影響的基本路徑。因此，為實(shí)現(xiàn)在不加劇缺水地區(qū)水資源壓力的前提下滿足居民日益增長(zhǎng)的畜產(chǎn)品需求，要求提高畜產(chǎn)品的水資源生產(chǎn)力，從畜產(chǎn)品全生產(chǎn)鏈的角度，通過節(jié)水技術(shù)和有效的水資源管理政策降低飼料生產(chǎn)環(huán)節(jié)的虛擬水含量，這對(duì)于畜牧產(chǎn)品整條生產(chǎn)鏈的節(jié)水作用將十分顯著。本研究提出利用虛擬水貿(mào)易的方式，借助畜產(chǎn)品及其飼料產(chǎn)品的國(guó)際或區(qū)際進(jìn)口，以降低畜產(chǎn)品消費(fèi)增長(zhǎng)對(duì)缺水地區(qū)用水量的影響，并提倡引導(dǎo)建立可持續(xù)的食品消費(fèi)模式和結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域水資源稟賦與食品消費(fèi)模式的協(xié)調(diào)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：虛擬水；畜產(chǎn)品；消費(fèi)；區(qū)域用水量；全生產(chǎn)鏈

中圖分類號(hào) X24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1002-2104（2014）05-0109-07

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，中國(guó)城鄉(xiāng)居民食品消費(fèi)水平不斷提高，消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)，主要趨向于肉類食品消費(fèi)量和消費(fèi)比例的迅速增長(zhǎng)。居民食品消費(fèi)模式與區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的水資源利用量之間存在密切的聯(lián)系，居民食品消費(fèi)中畜產(chǎn)品比例和絕對(duì)量的增長(zhǎng)，不僅增加畜產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的用水量，更重要的是引發(fā)作為飼料的谷物生產(chǎn)量大幅上升，從而在更深層次加重對(duì)區(qū)域水資源的依賴。Wilhite等提出居民食品消費(fèi)是影響資源環(huán)境問題的一大關(guān)鍵要素[1-2]。實(shí)際上，在發(fā)達(dá)國(guó)家食品部門消耗的能源量占能源消耗總量的比例高達(dá)20%[3]。隨著食品行業(yè)的快速發(fā)展和食品結(jié)構(gòu)的逐漸變“重”，食品消費(fèi)的資源環(huán)境影響終于引起了人們的警覺和政策制定者的關(guān)注[4]。水資源消耗是居民食品消費(fèi)對(duì)資源環(huán)境影響的主要方面，按照世界糧農(nóng)組織的規(guī)定，每日膳食能量攝入2.7×106 cal是衡量糧食安全的一個(gè)廣泛采用的指標(biāo)[5]，而生產(chǎn)1.0×103 cal的食物平均需要1.0 L水[6]。因此，在實(shí)現(xiàn)糧食安全的情況下，從居民消費(fèi)食物的角度，平均每人每天需要消耗2.7 m3水。根據(jù)農(nóng)業(yè)水資源管理綜合評(píng)估報(bào)告，2050年世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每年將面臨3.3×106 m3的用水缺口[7]。此外，隨著人們生活水平的改善，更多的人群增加對(duì)動(dòng)物性食品的消耗，而每卡動(dòng)物性食品在整個(gè)生產(chǎn)鏈過程中需要消耗數(shù)倍于谷物食品的水資源[8]。畜產(chǎn)品生產(chǎn)深刻影響區(qū)域水資源系統(tǒng)，畜產(chǎn)品生產(chǎn)過程中需要多種水資源，牲畜除了直接飲水和清洗等服務(wù)用水外，其食用的飼料生產(chǎn)更是需要大量的水資源。牲畜所消費(fèi)的飼料產(chǎn)品生產(chǎn)所需水量通常是直接飲用水量的幾十倍甚至數(shù)百倍之多[9-10]。Steinfeld等也提出食品生產(chǎn)尤其是畜牧產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)資源與環(huán)境具有深刻影響[11]；Katrien等直接指出人類對(duì)畜產(chǎn)品的大量需求誘發(fā)畜產(chǎn)品產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)，如果管理不當(dāng)?shù)脑?，將給區(qū)域環(huán)境和水資源形成巨大壓力[12]。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)用水量占據(jù)人類用水量的比例高達(dá)75%，為最大用水部門[13-16]。Rockstromh和Barron分別指出，作物-畜產(chǎn)品系統(tǒng)對(duì)有限水資源的過度開發(fā)已經(jīng)導(dǎo)致地下水位下降、河流流量減少，進(jìn)而惡化湖泊和濕地水環(huán)境[17]。我國(guó)學(xué)者王新華定量測(cè)算了消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致的虛擬水消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化和虛擬水消費(fèi)量的增加，結(jié)果顯示：城市居民人均每日虛擬水消費(fèi)量增加了54.72 m3，農(nóng)村居民人均每日虛擬水消費(fèi)量增加了58.94 m3，全國(guó)由于消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化增加的水資源需求量為746.35億m3[18]。因此，研究畜產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)區(qū)域用水量進(jìn)而對(duì)區(qū)域水安全的影響要從畜牧產(chǎn)品的整條生產(chǎn)鏈進(jìn)行考量。實(shí)際上，由于產(chǎn)品和服務(wù)（尤其是農(nóng)產(chǎn)品）在生產(chǎn)全過程所需要的水資源量既為該產(chǎn)品或服務(wù)的虛擬水（Virtual Water）[19]，畜產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)區(qū)域用水量的影響主要通過其全生產(chǎn)鏈形成的虛擬水量來體現(xiàn)的。然而，當(dāng)前關(guān)于居民畜產(chǎn)品消費(fèi)與水資源利用量之間關(guān)系的研究還很有限，傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)上，人們對(duì)畜產(chǎn)品的水資源需求也僅停留在該產(chǎn)品的直接生產(chǎn)過程，而沒有看到畜產(chǎn)品生產(chǎn)誘發(fā)上游環(huán)節(jié)對(duì)水資源的消耗量。居民食品消費(fèi)模式對(duì)水資源利用具有深刻的影響和導(dǎo)向性，學(xué)術(shù)上急需研究居民消費(fèi)不同食品對(duì)區(qū)域虛擬水量的基本影響規(guī)律，從而正確把握居民食品消費(fèi)模式改變對(duì)區(qū)域水安全的影響趨勢(shì)。如果能真實(shí)地描述居民畜產(chǎn)品消費(fèi)與水資源消耗之間的邏輯關(guān)系，將有利于分析、理解居民畜產(chǎn)品消費(fèi)增長(zhǎng)對(duì)水資源系統(tǒng)的壓力，可為水資源管理提供重要的信息和決策支持。

1 基于虛擬水視角的畜產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)區(qū)域用水量影響

畜產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)區(qū)域用水量的影響體現(xiàn)為該畜產(chǎn)品全生產(chǎn)鏈形成的虛擬水量，包括畜產(chǎn)品消耗飼料的虛擬水含量、飲用水以及其他衛(wèi)生服務(wù)消耗的水量。畜產(chǎn)品虛擬水含量計(jì)算過程十分復(fù)雜，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。荷蘭學(xué)者Chapagain和Hoekstra對(duì)牛生長(zhǎng)全過程需要的虛擬水量和由牛得到的畜產(chǎn)品加工過程用水量做了詳細(xì)的定性描述和定量分析，并給出了畜產(chǎn)品虛擬水含量的具體計(jì)算方法和步驟[20]。國(guó)內(nèi)學(xué)者王紅瑞、姚藍(lán)等從事了畜產(chǎn)品虛擬水量的測(cè)算研究[21-22]，其研究思路可概括如下，畜產(chǎn)品的虛擬水含量取決其來源的動(dòng)物類型（如牛肉制品取決于牛的虛擬水量特性）、動(dòng)物生長(zhǎng)過程中的飼養(yǎng)狀況和生產(chǎn)這種產(chǎn)品的地理位置。畜產(chǎn)品虛擬水量主要包括如下三個(gè)部分：

（1）活體動(dòng)物飲用環(huán)節(jié)的虛擬水含量。

（2）設(shè)施用水形成的虛擬水量。

（3）上游飼料產(chǎn)品全生產(chǎn)鏈用水量。

畜產(chǎn)品的生產(chǎn)需要消耗谷物飼料，豬、牛、羊等肉類動(dòng)物均是以幾倍、幾十倍甚至幾百倍的植物量才能換得一定的動(dòng)物量。據(jù)有關(guān)專家測(cè)算，生產(chǎn)1 kg肉類蛋白所消耗的糧食資源將是植物蛋白的20倍[23]。單位耕地所能供養(yǎng)素食者的人數(shù)是肉食者的14倍，也就是說，肉食者占用的耕地是素食者的14倍[24]。同樣，對(duì)于水資源利用來說也是如此，糧食作物尤其是谷物的生產(chǎn)是水資源密集型產(chǎn)業(yè)，在氣候適宜條件下，生產(chǎn)1 kg的谷物需要1-2 m3的水，而在干旱不利的氣候條件（高溫、高蒸發(fā)）的國(guó)家，生產(chǎn)1 kg的谷物需要3 m3以上水資源。因此，畜產(chǎn)品形成的整條生產(chǎn)鏈中，通過對(duì)谷物飼料的需求從而形成區(qū)域用水量的增加在畜產(chǎn)品的總用水量中占據(jù)絕大部分比重。

綜上，基于虛擬水的概念視角，考量畜產(chǎn)品的全生產(chǎn)鏈，即從其所涉及的最初農(nóng)業(yè)初級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)開始，至獲得供居民消費(fèi)的畜產(chǎn)品的整條生產(chǎn)鏈，畜產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)區(qū)域用水量的影響可用圖1[25]表示：

依據(jù)畜產(chǎn)品生產(chǎn)鏈對(duì)水資源的需求，國(guó)外有多位學(xué)者對(duì)典型畜產(chǎn)品的虛擬水含量進(jìn)行了測(cè)算，其中以Chapagain & Hoekstra[26]、Zimmer and Renault[27]和Oki et al.[28]的計(jì)算結(jié)果最為權(quán)威，計(jì)算結(jié)果如表1所示。由此可見，以Chapagain & Hoekstra的計(jì)算結(jié)果為例，居民每消費(fèi)1 kg牛肉等價(jià)于消耗近16 m3的水資源。在此背景下，居民食品消費(fèi)模式的改變，尤其是畜產(chǎn)品消費(fèi)量的增長(zhǎng)，將成為畜產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大的強(qiáng)勁動(dòng)力，促進(jìn)畜產(chǎn)品產(chǎn)量的增加，這就要求谷物種植量的相應(yīng)擴(kuò)大從而為畜產(chǎn)品生產(chǎn)提供充足的飼料來源，在此生產(chǎn)鏈作用的引導(dǎo)下區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的虛擬水量將大幅上升，甚至引發(fā)巨大水資源缺口，并危及糧食安全。

2.1 變量選取

（1）區(qū)域用水量。本研究所涉及的區(qū)域用水量包括谷物生產(chǎn)用水、活體動(dòng)物飼養(yǎng)用水等，因此，用水量多集中在農(nóng)業(yè)部門，本研究選用農(nóng)業(yè)用水量來衡量區(qū)域用水量的變化。

（2）畜產(chǎn)品消費(fèi)量。本研究中的畜產(chǎn)品消費(fèi)是作為畜產(chǎn)品產(chǎn)量增加的一個(gè)主要?jiǎng)恿σ蛩?，本質(zhì)上，畜產(chǎn)品消費(fèi)增長(zhǎng)對(duì)區(qū)域用水量的影響還是通過誘發(fā)畜產(chǎn)品產(chǎn)量增加來實(shí)現(xiàn)的，因此，本研究用畜產(chǎn)品產(chǎn)量來間接代表居民畜產(chǎn)品消費(fèi)的變化。

（3）飼料供給量。我國(guó)畜產(chǎn)品多數(shù)還處于家庭或小規(guī)模生產(chǎn)形式，谷物是畜產(chǎn)品的重要飼料來源之一，由于我國(guó)口糧的增加基本較為穩(wěn)定，谷物產(chǎn)量的增加很大程度上是作為畜產(chǎn)品生產(chǎn)的飼料來源的。因此，這里選用我國(guó)各省（市）多年谷物生產(chǎn)量反映畜產(chǎn)品產(chǎn)量增加對(duì)谷物需求的影響和變化情況。

（3）作為畜產(chǎn)品飼料來源的谷物生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大是區(qū)域用水量增加的本質(zhì)原因。方程（3）的協(xié)整結(jié)果顯示，谷物產(chǎn)量與區(qū)域用水量之間存在著正向強(qiáng)相關(guān)關(guān)系。這也是畜產(chǎn)品產(chǎn)量增長(zhǎng)致使區(qū)域用水量增長(zhǎng)的本質(zhì)原因。從事畜產(chǎn)品生產(chǎn)的畜牧業(yè)，其飼料來源于谷物生產(chǎn)。谷物生產(chǎn)所需要的水資源量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工業(yè)和生活部門，是區(qū)域用水量增加的主要原因。即使在農(nóng)業(yè)技術(shù)水平高度發(fā)達(dá)的歐洲國(guó)家，谷物灌溉用水量占據(jù)區(qū)域用水總量的比例也超過70%[32]。大量經(jīng)濟(jì)學(xué)家甚至將谷物看作是水資源的一種替代形式，認(rèn)為糧食產(chǎn)品貿(mào)易可作為水資源重新分配的一種有效機(jī)制，為缺水地區(qū)水資源短缺問題提供一種解決途徑。

3 居民食品消費(fèi)模式變化下區(qū)域水安全的應(yīng)對(duì)策略

居民食品消費(fèi)模式改變是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，虛擬水這一隱喻通過恰當(dāng)?shù)馁Q(mào)易模式，充分利用國(guó)家（地區(qū)）間水資源稟賦優(yōu)勢(shì)，緩解缺水地區(qū)水資源壓力，實(shí)踐也證明虛擬水貿(mào)易在緩解中東和北非地區(qū)（MENA）水資源危機(jī)中扮演了重要角色。本研究探索在不增加水資源消耗的條件如何滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的畜產(chǎn)品消費(fèi)，從跨學(xué)科的綜合視角，研究適應(yīng)居民食品消費(fèi)模式改變的水資源政策和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)政策，以實(shí)現(xiàn)水資源節(jié)約和水生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善。因此，本研究認(rèn)為實(shí)現(xiàn)居民畜產(chǎn)品消費(fèi)增長(zhǎng)趨勢(shì)下的區(qū)域水安全相關(guān)策略應(yīng)包括：

（1）提高畜產(chǎn)品的水資源生產(chǎn)力。在居民不斷增加對(duì)畜產(chǎn)品消費(fèi)的趨勢(shì)中，如果緩解畜產(chǎn)品生產(chǎn)與缺水地區(qū)水資源短缺的矛盾，當(dāng)前學(xué)術(shù)界也越來越熱衷于研究畜產(chǎn)品的水資源生產(chǎn)力（live-stock water productivity， LWP）[33]。提高畜產(chǎn)品的水資源生產(chǎn)力意味著在不加劇缺水地區(qū)水資源壓力的前提下滿足居民日益增長(zhǎng)的畜產(chǎn)品需求[34-35]。

從畜產(chǎn)品全生產(chǎn)鏈的角度，提高畜產(chǎn)品的水資源生產(chǎn)力，就意味著在飼料生產(chǎn)環(huán)節(jié)降低其虛擬水含量，如果能夠在飼料生產(chǎn)環(huán)節(jié)提高水資源利用效率，對(duì)于畜牧產(chǎn)品整條生產(chǎn)鏈的節(jié)水作用將十分顯著。通?？刹捎玫穆窂桨ㄈ缦聝蓷l：其一，改善技術(shù)措施，通過增加研發(fā)投入，發(fā)展新技術(shù)（比如灌溉技術(shù)）減少直接用水系數(shù)，并增加投資以使這些節(jié)水技術(shù)推廣應(yīng)用；其二，制定相應(yīng)的水資源管理政策，鼓勵(lì)農(nóng)民在谷物生產(chǎn)過程中考慮水資源的機(jī)會(huì)成本，這些政策能夠在激勵(lì)農(nóng)業(yè)提高水資源利用效率和選擇低耗水型替代作物中起到關(guān)鍵作用。

（2）利用虛擬水貿(mào)易的方式降低畜產(chǎn)品消費(fèi)增長(zhǎng)對(duì)區(qū)域用水量的影響。一方面，從虛擬水貿(mào)易的角度，畜產(chǎn)品貿(mào)易可在全球范圍實(shí)現(xiàn)水資源節(jié)約，這種節(jié)水效應(yīng)源自各個(gè)國(guó)家水資源利用效率的不同。例如，在法國(guó)，生產(chǎn)1 kg玉米需要530 L水，相反在埃及則需要1 100 L水。這種不同是因?yàn)檠谉帷⒏珊祷虬敫珊档貐^(qū)相對(duì)于一般地區(qū)來說蒸發(fā)更為厲害，從全球的角度看，如果在法國(guó)生產(chǎn)玉米，進(jìn)而生產(chǎn)畜產(chǎn)品，埃及從法國(guó)進(jìn)口畜產(chǎn)品替代本國(guó)生產(chǎn)，那么不僅可以滿足埃及的畜產(chǎn)品消費(fèi)，也在很大程度上減少了本國(guó)生產(chǎn)畜產(chǎn)品對(duì)水資源系統(tǒng)的壓力。

另一方面，如果考慮到畜產(chǎn)品過度依賴國(guó)外進(jìn)口可能對(duì)一國(guó)糧食安全產(chǎn)生不利影響，那么，在一個(gè)具有多種氣候和不同自然區(qū)域的國(guó)家，虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略可以在本國(guó)內(nèi)地區(qū)間實(shí)施。例如我國(guó)將來可能面臨嚴(yán)重的水危機(jī)，毫無疑問，我國(guó)可通過虛擬水國(guó)內(nèi)貿(mào)易的方式制定虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略，從而實(shí)現(xiàn)水資源的有效節(jié)約，以綠水（通常指降雨和土壤水等）利用為例，河南省利用綠水的比重占到83%，而山東這一比例只有32%。為保護(hù)華北地區(qū)的藍(lán)水（通常指地表水和地下水）資源，華北地區(qū)的一些省份農(nóng)業(yè)種植中雨澆農(nóng)業(yè)應(yīng)該占據(jù)更大的比重，而糧食產(chǎn)品可以在省際間進(jìn)行交換。這就要求我國(guó)水土資源耦合條件較好的區(qū)域要保證糧食生產(chǎn)的基礎(chǔ)功能，并為本地區(qū)和國(guó)內(nèi)其他缺水地區(qū)提供充足的飼料量，從而滿足我國(guó)畜產(chǎn)品生產(chǎn)增長(zhǎng)對(duì)飼料糧需求的不斷增加。

（3）實(shí)現(xiàn)區(qū)域水資源稟賦與食品消費(fèi)模式的協(xié)調(diào)發(fā)展。缺水地區(qū)應(yīng)逐步優(yōu)化當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和居民食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)，提倡適宜區(qū)域水資源條件的區(qū)域食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)和模式，對(duì)于嚴(yán)重缺水地區(qū)而言，一方面，不鼓勵(lì)水資源密集型產(chǎn)品的過量消費(fèi)，另一方面，為實(shí)現(xiàn)居民消費(fèi)的多元化，提高居民生活質(zhì)量，支持水資源密集型消費(fèi)產(chǎn)品的區(qū)域外或國(guó)外進(jìn)口。然而，虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略應(yīng)和一系列的用水政策綜合運(yùn)用，孤立地實(shí)施虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略往往難以達(dá)到預(yù)期的目的，因此，對(duì)于缺水地區(qū)來說，需要在畜產(chǎn)品這種水資源密集型產(chǎn)品生產(chǎn)鏈過程中注重水資源要素的稀缺價(jià)值，同時(shí)，對(duì)于畜產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)節(jié)水的行為和方式，應(yīng)對(duì)其實(shí)施相應(yīng)的補(bǔ)償，補(bǔ)償資金可來源于水資源流轉(zhuǎn)產(chǎn)生的收益，補(bǔ)償方式通過政府主導(dǎo)的市場(chǎng)模式進(jìn)行運(yùn)作。

（編輯：李 琪）

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