□ 張兵兵 沈滿洪

一、引 言

20世紀(jì)90年代初提出的虛擬水概念有效地解釋了缺水國家如何通過進(jìn)口糧食實(shí)現(xiàn)本國的水資源安全問題,之后虛擬水理論被廣泛應(yīng)用于糧食安全和水資源安全的探究中。然而為解決逐漸加劇的水資源安全問題,工業(yè)品貿(mào)易中伴隨的虛擬水流動(dòng)同樣需要被給予高度重視,因?yàn)檎缛彼畤彝ㄟ^進(jìn)口糧食即進(jìn)口虛擬水來滿足本國糧食種植過程中對水資源的需求,缺水國家工業(yè)品生產(chǎn)過程中對水資源的需求同樣需要通過進(jìn)口虛擬水得以滿足。伴隨著工業(yè)品貿(mào)易的虛擬水流動(dòng)顯然有助于缺水國家或地區(qū)解決水資源安全問題。為了使工業(yè)虛擬水貿(mào)易成為缺水國家或地區(qū)解決水資源安全問題的有效手段,對工業(yè)虛擬水貿(mào)易的深入研究必不可少。浙江省是中國水資源相對豐裕的省份之一,擁有較為豐富的降水量,但水質(zhì)型缺水仍然是困擾浙江省的一個(gè)大問題。為使水資源能夠得到有效利用,并響應(yīng)國家的號召,浙江省在“十一五”規(guī)劃中便指出了加強(qiáng)節(jié)約用水的問題,2013年又提出治污水、防洪水、排澇水、抓節(jié)水的五水共治政策思路，以治水推動(dòng)轉(zhuǎn)型。本文選擇浙江省為研究對象,對其工業(yè)品貿(mào)易中伴隨的虛擬水流動(dòng)量進(jìn)行測算,并在此基礎(chǔ)上對影響其變動(dòng)的因素進(jìn)行分析,試圖通過調(diào)節(jié)工業(yè)虛擬水貿(mào)易量變化的影響因素達(dá)到調(diào)控虛擬水貿(mào)易,節(jié)約區(qū)域內(nèi)工業(yè)用水,最終達(dá)到保障水資源安全的目的。

二、文獻(xiàn)綜述

虛擬水的概念首次由Tony Allan(1993,1994)*ALLAN J.A., Fortunately There Are Substitutes for Water Otherwise Our Hydro-political Futures Would Be Impossible, In: Priorities for Water Resources Allocation and Management, ODA, 1993, 13-26.*ALLAN J.A., Overall Perspectives on Countries and Regions, In: P. Roger and P. Lydon, Water in the Arab World: Perspectives and Prognoses, Harvard University Press, 1994, 65-100.提出并正式界定為生產(chǎn)商品或服務(wù)所需要的水資源。它們在最終產(chǎn)品中是看不見的,但確是實(shí)實(shí)在在存在的,如Chapagain 和Hoekstra(2003)*CHAPAGAIN A. K., HOEKSTRA A. Y., Virtual Water Trade: a Quantification of Virtual Water Flows between Nations in Relation to International Trade of Livestock and Livestock Products, In: A. Y. Hoekstra(ed.), Virtual Water Trade: Proceeding of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade(No. 12), IHE Delft,2003,49-76.測算出生產(chǎn)1千克谷物、奶酪、牛肉分別需要用水1000-2000千克、5000-5500千克、16000千克。虛擬水也可以叫做嵌入水或外生水,外生水就反映了進(jìn)口虛擬水國家使用了非本國水資源,進(jìn)而可以將外生水作為本國的固有水資源*HADDADIN M. J., Exogenous Water: A Conduit to Globalization of Water Resources, In: A. Y. Hoekstra (ed.), Virtual Water Trade: Proceeding of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade(No. 12), IHE Delft,2003,159-169.。貧水國家或地區(qū)可以通過貿(mào)易的方式從富水國家或地區(qū)購買水資源密集型的產(chǎn)品來彌補(bǔ)本國缺水的現(xiàn)狀,最終使本國或地區(qū)虛擬水呈凈進(jìn)口狀態(tài),這樣就能夠緩解水資源帶來的壓力。中東地區(qū)每年靠糧食補(bǔ)貼購買的虛擬水量相當(dāng)于尼羅河每年流入埃及的水量,這正是通過虛擬水的進(jìn)口緩解本國用水緊張的困難。

由于產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中有許多影響虛擬水量的因素,如(1)不同時(shí)間地點(diǎn),相同產(chǎn)品的虛擬水含量可能不同;(2)測算方法的選取以及測算過程中使用的數(shù)據(jù)都會(huì)影響最終測算結(jié)果;(3)測算虛擬水量所需要的數(shù)據(jù)相對難以獲得等,所以虛擬水的測量并不是那么容易,但學(xué)者們還是針對不同情況提出了相應(yīng)的虛擬水測量方法,主要有基于水足跡的虛擬水量測算和基于投入產(chǎn)出分析的虛擬水量測算兩種。其中基于水足跡的虛擬水量測算方法僅適用于農(nóng)作物、動(dòng)物及動(dòng)物產(chǎn)品的虛擬水量測算,并不適用于工業(yè)產(chǎn)品虛擬水量的測算。由于工業(yè)產(chǎn)品種類繁多,生產(chǎn)工序復(fù)雜,并且不同產(chǎn)品生產(chǎn)工序各不相同,尋找直接測算工業(yè)產(chǎn)品虛擬水量的方法很困難,基于投入產(chǎn)出分析的虛擬水量測算則是從間接角度去測算工業(yè)行業(yè)貿(mào)易中的虛擬水量。

一些學(xué)者采用投入產(chǎn)出分析對不同地區(qū)的虛擬水貿(mào)易進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了該方法的有效性,同時(shí)讓我們看到不同國家或地區(qū)虛擬水貿(mào)易的狀況。由于所選年份、使用數(shù)據(jù)以及行業(yè)劃分有所不同,測算結(jié)果并不具有可比性。黃曉榮等(2005)*黃曉榮、裴源生、梁川：《寧夏虛擬水貿(mào)易計(jì)算的投入產(chǎn)出方法》，《水科學(xué)進(jìn)展》，2005年第4期。測算了寧夏2002年農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、貨運(yùn)、商業(yè)及非物質(zhì)產(chǎn)業(yè)部門貿(mào)易中的虛擬水量,結(jié)果顯示其工業(yè)、貨運(yùn)、非物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的虛擬水顯示為凈進(jìn)口狀態(tài),其他部門虛擬水顯示為凈出口狀態(tài),并且最終總虛擬水顯示為凈出口狀態(tài),這種貿(mào)易結(jié)構(gòu)對于水資源嚴(yán)重貧乏的寧夏來說是不合理的,需要做出調(diào)整;周姣和史安娜(2008)*周姣、史安娜：《區(qū)域虛擬水貿(mào)易計(jì)算方法及實(shí)證》，《中國人口·資源與環(huán)境》，2008年第4期。對華北六省1997年各部門貿(mào)易中虛擬水中的新鮮水量和廢水量分別進(jìn)行了測算,結(jié)果新鮮水最終凈流出42.57億立方米,廢水凈流入3.864億立方米,表明華北地區(qū)在喪失新鮮水的同時(shí)也帶來了水污染,現(xiàn)存的貿(mào)易結(jié)構(gòu)對節(jié)水極為不利;朱啟榮和高敬峰(2009)*朱啟榮、高敬峰：《中國對外貿(mào)易虛擬水問題研究—基于投入產(chǎn)出的分析》，《中國軟科學(xué)》，2009年第5期。、夏冰等(2011)*和夏冰、張宏偉、王媛等：《基于投入產(chǎn)出法的中國虛擬水國際貿(mào)易分析》，《環(huán)境科學(xué)與管理》2011年第3期。、雷玉桃等(2012)*雷玉桃、蔣璐：《中國虛擬水貿(mào)易的投入產(chǎn)出分析》，《經(jīng)濟(jì)問題探索》，2012年第3期。也對中國貿(mào)易中的虛擬水量進(jìn)行了測算,并指出中國貿(mào)易結(jié)構(gòu)中不利于節(jié)水的因素;梅燕和沈浩軍(2013)*梅燕、沈浩軍：《基于投入產(chǎn)出法的浙江省虛擬水貿(mào)易實(shí)證分析》，《技術(shù)經(jīng)濟(jì)》， 2013年第9期。采用投入產(chǎn)出分析法計(jì)算并分析了2005年和2007年浙江省各產(chǎn)業(yè)部門的虛擬水貿(mào)易量,得出浙江省虛擬水貿(mào)易結(jié)構(gòu)是農(nóng)業(yè)和重工業(yè)為凈輸入虛擬水行業(yè)而輕工業(yè)為凈輸出虛擬水行業(yè)。

虛擬水貿(mào)易是一個(gè)復(fù)雜事物的綜合體,涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)等多方面因素,對于中國區(qū)域間的虛擬水貿(mào)易,地區(qū)經(jīng)濟(jì)、市場壁壘等經(jīng)濟(jì)因素,水安全制約等社會(huì)因素以及環(huán)境生態(tài)平衡等生態(tài)因素都是影響其發(fā)展的重要方面*周姣：《中國區(qū)域間虛擬水貿(mào)易影響因素分析》，《經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊》，2010年第36期。,而國際虛擬水貿(mào)易還要涉及到國家政治、國際政治環(huán)境等政治因素*劉紅梅、王克強(qiáng)、劉靜：《虛擬水貿(mào)易及其影響因素研究》，《經(jīng)濟(jì)經(jīng)緯》， 2008年第2期。。劉紅梅等(2010)*劉紅梅、李國軍、王克強(qiáng)：《中國農(nóng)業(yè)虛擬水國際貿(mào)易影響因素研究—基于引力模型的分析》，《管理世界》，2010年第9期?；谝δＰ蛯χ袊c40個(gè)貿(mào)易伙伴國1994-2008年面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn),驗(yàn)證了中國農(nóng)業(yè)虛擬水國際貿(mào)易中虛擬水出口與勞動(dòng)力要素水平、技術(shù)水平、匯率水平等地正相關(guān)性以及與水資源要素稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等地負(fù)相關(guān)性;熊航和黎東升(2011)*熊航、黎東升：《基于主要國家截面數(shù)據(jù)的虛擬水出口影響因素實(shí)證分析》，《生態(tài)經(jīng)濟(jì)》，2011年第6期。采用逐步回歸分析對39個(gè)主要國家的截面數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證,結(jié)果顯示耕地面積、人均GDP、水自給率、糧食單產(chǎn)對農(nóng)業(yè)虛擬水出口量具有顯著正效應(yīng);馬超等(2012)*馬超、許長新、田貴良：《農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易中虛擬水流的驅(qū)動(dòng)因素研究》，《中國人口·資源與環(huán)境》，2012年第1期。也采用逐步回歸分析對32個(gè)典型農(nóng)業(yè)虛擬水貿(mào)易國家的截面數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證,結(jié)果表明資源的稀缺程度、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、社會(huì)調(diào)適能力對虛擬水進(jìn)口對虛擬水進(jìn)口有正向驅(qū)動(dòng)作用,農(nóng)業(yè)用水效率對虛擬水進(jìn)口則有反向驅(qū)動(dòng)作用。綜合上述所列實(shí)證研究結(jié)果,發(fā)現(xiàn)各因素對虛擬水貿(mào)易的作用受研究所選國家及所使用數(shù)據(jù)的影響,并不能得到普適的結(jié)論,另外,影響虛擬水貿(mào)易的因素很多,但實(shí)際上能夠被數(shù)量化用在實(shí)證中的并不多。本文采用在碳排放影響因素分析中被廣泛使用的指數(shù)分解分析,試圖將虛擬水貿(mào)易量分解為最直接的影響因素。

三、浙江省2010年工業(yè)虛擬水貿(mào)易量的測算與分析

(一)基于投入產(chǎn)出分析的虛擬水測算方法簡介

投入產(chǎn)出分析是研究經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各個(gè)部分之間在投入與產(chǎn)出方面相互依存的經(jīng)濟(jì)數(shù)量分析方法,列昂惕夫從1931年開始研究投入產(chǎn)出分析,并編制美國1919年、1929年的投入產(chǎn)出表用于經(jīng)濟(jì)問題研究。投入產(chǎn)出表主要利用了它所反映的物質(zhì)技術(shù)聯(lián)系,這種聯(lián)系主要是通過直接消耗系數(shù)反映的：aij=xij/xj(i,j=1,2,…n)，其中aij為直接消耗系數(shù),表示第i部門生產(chǎn)單位直接消耗第部門的產(chǎn)品的數(shù)量。設(shè)X為各部門總產(chǎn)品的列向量,即X=(x1,x2,…xn)T,Y為各部門最終產(chǎn)品組成的列向量,即Y=(y1,y2,…yn)T,則會(huì)有AX+Y=X,其中A=(aij)nxn,為直接消耗系數(shù)矩陣,表示第j部門所需要的第部門的投入。則有X=(1-A)-1Y,B=(I-A)-1為完全需求系數(shù),表示第j部門最終需求增加1單位引起的第i部門的國內(nèi)總產(chǎn)出,C=(1-A)-1-I為完全消耗系數(shù)。

將國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)用水量納入投入產(chǎn)出表中就可以得到水資源投入產(chǎn)出表,通過測算分析各部門的直接用水系數(shù)和完全用水系數(shù)就能夠得到貿(mào)易中的虛擬水量：

直接用水系數(shù)：Qj=Wj/Xj

完全用水系數(shù)：BQj=qj(I-A)-1

用水量輸出：WE=BQE

用水量輸入：WM=BQM

凈輸出水量：Wnet=WE-WM

其中Wj表示j行業(yè)的用水量,Xj表示j行業(yè)的產(chǎn)值,E、M分別為投入產(chǎn)出分析表中調(diào)出和調(diào)入的列向量,BQj表示滿足第j部門最終需求增加1單位所需要的國內(nèi)水資源量。

(二)浙江省2010年工業(yè)虛擬水貿(mào)易量的測算

20世紀(jì)50年代初,西方國家都紛紛編制投入產(chǎn)出表,運(yùn)用投入產(chǎn)出分析解決世紀(jì)經(jīng)濟(jì)問題,中國從1959年開始便有人倡導(dǎo)編制投入產(chǎn)出表,但直到1986年國務(wù)院決定正式編制全國1987年投入產(chǎn)出表,并且決定以后每5年編制一次,每3年編一次延長表(即在小規(guī)模調(diào)查的基礎(chǔ)上,以前一次正式表為基礎(chǔ),運(yùn)用一定的編表方法完成)。目前中國及部分地區(qū)都已經(jīng)正式編制了1987、1992、1997、2002、2007年全國投入產(chǎn)出表,以及1990、1995、2000、2005、2010年全國投入產(chǎn)出表延長表。本文利用2010年浙江省投入產(chǎn)出表延長表對浙江省2010年工業(yè)產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易情況進(jìn)行測算并對其進(jìn)行分析。

按照基于投入產(chǎn)出分析的虛擬水量測算過程,首先要計(jì)算新鮮水直接用水系數(shù)Qj=Wj/Xj,Wj表示j行業(yè)的直接新鮮水量,Xj表示j行業(yè)的總產(chǎn)出。本文各行業(yè)2010年使用新鮮水量來源于浙江省統(tǒng)計(jì)局未公開數(shù)據(jù),由于行業(yè)總產(chǎn)出來源于2010年浙江省投入產(chǎn)出表,所以綜合二者對工業(yè)行業(yè)的分類,最終將工業(yè)分為煤炭開采和洗選業(yè)、金屬礦采選業(yè)等24個(gè)行業(yè),經(jīng)計(jì)算2010年浙江省新鮮水直接用水系數(shù)結(jié)果如表1。再利用BQ=Q(I-A)-1計(jì)算新鮮水完全用水系數(shù),其中BQ表示各行業(yè)新鮮水完全用水系數(shù)的行向量,Q表示各行業(yè)新鮮水直接用水系數(shù)的行向量,(I-A)-1為列昂惕夫矩陣,也即完全消耗系數(shù),可由投入產(chǎn)出表直接得到。最后利用Wjnet=BQjEj-BQjMj計(jì)算出浙江省2010年工業(yè)各行業(yè)的虛擬水凈輸出量,其中Ej、Mj分別為j行業(yè)調(diào)出外省與調(diào)入省內(nèi)的產(chǎn)值,最后計(jì)算結(jié)果如表1。

表1 浙江省2008年和2010年虛擬水貿(mào)易情況

直接用水系數(shù)與考察工業(yè)用水程度的萬元工業(yè)產(chǎn)值用水量概念實(shí)質(zhì)上具有相同的意義,都是衡量各行業(yè)新鮮水直接使用量的指標(biāo),并且該指標(biāo)考慮了工業(yè)產(chǎn)值,使其在行業(yè)間更具可比性。從表1的測算結(jié)果看,不同行業(yè)的單位產(chǎn)值新鮮水直接使用量差別很大,其中單位產(chǎn)值新鮮水直接使用量最多的是水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),達(dá)到4490.68立方米/萬元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他各行業(yè)單位產(chǎn)值新鮮水直接使用量,甚至超過其他各行業(yè)該指標(biāo)之和,這很好理解,該行業(yè)生產(chǎn)和供應(yīng)水資源,必然需要大量新鮮水投入。除此之外,各行業(yè)的單位產(chǎn)值新鮮水直接使用量均在幾十或幾立方米/萬元,其中煤炭開采和洗選業(yè)最大,其次是造紙印刷及文教用品制造業(yè)、電力、熱力的生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)、紡織業(yè)等,說明這些行業(yè)是單位產(chǎn)值新鮮水直接使用量大的行業(yè)。另外,測算所得的浙江省2010年石油和天然氣開采業(yè)的直接用水系數(shù)為0立方米/萬元,這是由于浙江省2010年石油和天然氣開采業(yè)的總產(chǎn)出為零,所以并沒有新鮮水的直接使用。

新鮮水直接用水系數(shù)僅考慮了以自然形態(tài)投入的新鮮水?dāng)?shù)量,但實(shí)際生產(chǎn)過程中由于使用中間產(chǎn)品而產(chǎn)生對水資源的消耗稱為間接用水,直接用水和間接用水之和稱為完全用水,而虛擬水是生產(chǎn)商品或服務(wù)所需要的水資源,應(yīng)考慮完全用水。從表1中所測算出的完全用水系數(shù)結(jié)果,可見各行業(yè)單位產(chǎn)值新鮮水完全用水量相對于單位產(chǎn)值新鮮水直接使用量更為集中,除水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)單位產(chǎn)值新鮮水完全用水量偏大,石油加工、煉焦及燃料加工業(yè)、燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)單位產(chǎn)值新鮮水完全用水量偏小外,其他各行業(yè)單位產(chǎn)值新鮮水完全用水量都集中在二十幾或三十幾立方米/萬元,各行業(yè)單位產(chǎn)值新鮮水完全用水量相差并沒有很大。

浙江省2010年虛擬水總輸出20.0703億立方米,其中有6個(gè)行業(yè)虛擬水呈輸入狀態(tài),4個(gè)行業(yè)無虛擬水流動(dòng),14個(gè)行業(yè)虛擬水呈輸出狀態(tài)。向省內(nèi)進(jìn)口虛擬水的行業(yè)集中在廢品廢料、金屬礦采選業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等重工業(yè)行業(yè),而向省外出口虛擬水的行業(yè)集中在紡織業(yè)、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)等輕工業(yè)行業(yè)和電氣、機(jī)械及器材制造業(yè)、通用、專用設(shè)備制造業(yè)等部分重工業(yè)行業(yè)。另外,各行業(yè)虛擬水流動(dòng)量有較大差異,這與完全用水系數(shù)以及凈貿(mào)易量兩方面原因均有著直接的聯(lián)系。浙江省本就是中國水量充沛的省份之一,在虛擬水貿(mào)易上出現(xiàn)凈輸出狀態(tài),一定程度上解決了缺水地區(qū)水資源不足狀況,使中國水資源分布不均的問題有所緩解。但事實(shí)上,浙江省的水資源也在逐漸下降,同時(shí)水質(zhì)型缺水問題嚴(yán)重,為避免缺水時(shí)才節(jié)水的情況發(fā)生,浙江省在水資源利用以及虛擬水貿(mào)易方面也要考慮進(jìn)節(jié)水因素,盡量減少水資源的浪費(fèi)。

四、浙江省工業(yè)虛擬水貿(mào)易變化的影響因素分解分析

工業(yè)虛擬水貿(mào)易量等于完全用水系數(shù)與工業(yè)品貿(mào)易量的乘積,一方面,不同工業(yè)行業(yè)的完全用水系數(shù)有很大差異,這與不同工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)以及生產(chǎn)過程等不同有關(guān),另一方面,不同工業(yè)行業(yè)的貿(mào)易量也存在差異,這由國內(nèi)與國外或區(qū)域內(nèi)與區(qū)域外市場、監(jiān)管等因素共同決定,但相對來說貿(mào)易量的變動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)。引入指數(shù)分解的思想,將完全用水系數(shù)差異對虛擬水流動(dòng)量的影響記為強(qiáng)度效應(yīng),而貿(mào)易量差異對虛擬水流動(dòng)量的影響即為結(jié)構(gòu)效應(yīng),選取恰當(dāng)?shù)闹笖?shù)分解方法就可以將工業(yè)虛擬水貿(mào)易變化分解為其兩個(gè)最直接影響因素的變化。為驗(yàn)證強(qiáng)度效應(yīng)與結(jié)構(gòu)效應(yīng)對虛擬水貿(mào)易變化的作用,本文對浙江省2008年工業(yè)產(chǎn)品的虛擬水貿(mào)易量進(jìn)行測算,再對2008-2010年虛擬水流動(dòng)量的變動(dòng)進(jìn)行指數(shù)分解分析。

(一)浙江省2008年工業(yè)虛擬水貿(mào)易量的測算

基于浙江省2007年投入產(chǎn)出表,假設(shè)2008年各行業(yè)之間的投入產(chǎn)出關(guān)系基本保持不變,在消除匯率和物價(jià)變化對貿(mào)易額的影響后得到2008年各行業(yè)進(jìn)(出)口貿(mào)易額,然后按照上述測算浙江省2010年工業(yè)產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易的過程測算得到浙江省2008年工業(yè)產(chǎn)品虛擬水流動(dòng)情況(見表1)。很明顯2010年浙江省的工業(yè)新鮮水直接用水系數(shù)與完全用水系數(shù)都要分別低于2008年的相應(yīng)數(shù)據(jù),也就是說2010年相較于2008年,浙江省單位工業(yè)產(chǎn)值新鮮水直接用水量與單位產(chǎn)值新鮮水完全用水量均有下降,說明有技術(shù)進(jìn)步對工業(yè)用水的節(jié)約做了貢獻(xiàn)。而不同于2010年浙江省虛擬水貿(mào)易呈現(xiàn)的凈出口狀態(tài),2008年浙江省虛擬水貿(mào)易呈現(xiàn)凈進(jìn)口狀態(tài),凈進(jìn)口16.72億立方米,從邏輯上分析,浙江省虛擬水貿(mào)易2008年到2010年的變動(dòng)主要來源于浙江省工業(yè)的發(fā)展使工業(yè)出口增加以及出口結(jié)構(gòu)的改變。接下來本文就利用指數(shù)分解的思想對浙江省2008年到2010年虛擬水貿(mào)易的變動(dòng)進(jìn)行分解,實(shí)證檢驗(yàn)邏輯上的推斷。

(二)浙江省2008-2010年虛擬水貿(mào)易變化的指數(shù)分解分析

指數(shù)分解是對表示某一變量相對變化的指數(shù)通過數(shù)學(xué)上的等式變換將其分解成具有一定實(shí)際可解釋意義的變量的過程，它經(jīng)常被用來研究某事物的影響因素。Liu和Ang(2003)*F.L.Liu, B.W. Ang, Eight Methods for Decomposing the Aggregate Energy-Intensity of Industry, Applied Energy, 2003(76): 15-23.對指數(shù)分解分析方法做了詳細(xì)的研究和闡釋,列舉了指數(shù)分解的八種方法,分別給出了各種方法的具體分解形式,總結(jié)了前人對它們的應(yīng)用。結(jié)合蔣金荷、徐波(2008)*蔣金荷、徐波：《能源強(qiáng)度指數(shù)分解方法評價(jià)及中國能源的實(shí)證分析：1990-2006》，國際應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)術(shù)研討會(huì)，2008年。提出的指數(shù)分解分析方法選擇標(biāo)準(zhǔn),考慮到本文分解因素少,且并不存在數(shù)據(jù)為零的情況,本文選取操作簡單且能夠?qū)⒆兞客耆纸獾腇isher理想指數(shù)分解法對影響浙江省工業(yè)虛擬水貿(mào)易變動(dòng)的因素進(jìn)行研究。

由于貿(mào)易虛擬水總量等于各行業(yè)貿(mào)易量與對應(yīng)行業(yè)完全用水系數(shù)乘積之和,若使該等式兩邊分別除以總貿(mào)易量,則可得到貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度等于各行業(yè)貿(mào)易比重與對應(yīng)行業(yè)完全用水系數(shù)乘積之和,其中貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度即為貿(mào)易虛擬水總量與總貿(mào)易量的比,與貿(mào)易虛擬水量一樣,表明工業(yè)產(chǎn)品虛擬水流動(dòng)情況?；诤竺娴牡仁骄涂梢詫φ憬」I(yè)產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易的變動(dòng)進(jìn)行指數(shù)分解分析。

Wt/Tt=It=∑Iit×(Tit/Tt)=∑IitSit

(1)

其中,Wt、Tt、It、分別表示t時(shí)期伴隨工業(yè)品貿(mào)易的虛擬水貿(mào)易量(立方米)、工業(yè)品貿(mào)易額(萬元)、貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度 (立方米/萬元),Iit、Tit、Sit則分別表示時(shí)期行業(yè)完全用水系數(shù)(立方米/萬元)、貿(mào)易額(萬元)和工業(yè)行業(yè)比重。

假設(shè)從0時(shí)期到T時(shí)期貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度從I0變?yōu)镮T,則其變化的加法形式如式(2)：

△Itot=IT-I0=∑IiTSiT-∑Ii0Si0

(2)

為了探討影響工業(yè)虛擬水貿(mào)易變化的因素,可以構(gòu)建兩個(gè)指數(shù),一個(gè)是結(jié)構(gòu)指數(shù),表示各行業(yè)完全用水系數(shù)不變,而貿(mào)易結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變引起的工業(yè)貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度變化,如(3)或(4)式所示,另一個(gè)是效率指數(shù),表示貿(mào)易結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變,而行業(yè)完全用水系數(shù)改變引起的工業(yè)貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度變化,如(5)或(6)所示。 (3)、(5)式中的指數(shù)為Laspeyres指數(shù),而(4)、(6)式中的指數(shù)為Paasche指數(shù)。

SIitL=Ii0×(SiT-Si0)

(3)

或SIitP=Iit×(SiT-Si0)

(4)

EIitL=(IiT-Ii0)×Si0

(5)

或EIitP=(IiT-Ii0)×SiT

(6)

對(2)式進(jìn)行等式變換,將貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度的變化分解成結(jié)構(gòu)指數(shù)和效率指數(shù)的和,可以得到:

(7)

或

(8)

(7)和(8)式分別為對工業(yè)貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度變化的Laspeyres指數(shù)分解模型和Paasche指數(shù)分解模型,其中的結(jié)構(gòu)指數(shù)和即為工業(yè)貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度變化的結(jié)構(gòu)效應(yīng)(△Istr),用來衡量工業(yè)貿(mào)易結(jié)構(gòu)變動(dòng)對總工業(yè)貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度的影響,而效率指數(shù)和即為工業(yè)貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度變化的強(qiáng)度效應(yīng)(△Iint),用來衡量行業(yè)完全用水系數(shù)對總工業(yè)貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度的影響,這其中包含了科技、創(chuàng)新、生產(chǎn)過程調(diào)整等的影響?！鱅rem代表殘差項(xiàng),用來衡量等式中由于技術(shù)原因而無法分解的部分,在這兩種指數(shù)分解模型中,△Irem顯然不為零,也即Laspeyres指數(shù)分解模型和Paasche指數(shù)分解模型在分解過程中會(huì)產(chǎn)生誤差,不會(huì)將工業(yè)貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度的變化完全分解。而Fisher理想指數(shù)分解模型將未分解的殘差項(xiàng)均勻地分?jǐn)偟浇Y(jié)構(gòu)效應(yīng)和強(qiáng)度效應(yīng)上,實(shí)現(xiàn)了完全分解:

(9)

(10)

(11)

對浙江省2008-2010年工業(yè)虛擬水出口變動(dòng)以及進(jìn)口變動(dòng)分別做Fisher理想指數(shù)分解分析，將已經(jīng)測算得到的虛擬水貿(mào)易相關(guān)結(jié)果以及浙江省投入產(chǎn)出表中相關(guān)貿(mào)易數(shù)據(jù)代入式(10)、(11),即可得到浙江省2008-2010年工業(yè)出口虛擬水強(qiáng)度變化的強(qiáng)度效應(yīng)為-16.74立方米/萬元,結(jié)構(gòu)效應(yīng)為5.54立方米/萬元，進(jìn)口虛擬水強(qiáng)度變化的強(qiáng)度效應(yīng)為-17.31立方米/萬元，結(jié)構(gòu)效應(yīng)為1.19立方米/萬元?？梢姛o論是在出口虛擬水貿(mào)易中還是在進(jìn)口虛擬水貿(mào)易中，強(qiáng)度效應(yīng)均使貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度下降，即2008-2010年間假設(shè)貿(mào)易額相同的情況下，浙江省技術(shù)進(jìn)步、科技創(chuàng)新等原因使其虛擬水貿(mào)易量有所下降,使省內(nèi)及省外的工業(yè)用水得到節(jié)約。另一方面，結(jié)構(gòu)效應(yīng)均使貿(mào)易虛擬水強(qiáng)度增加，即2008-2010年間假設(shè)貿(mào)易額相同的情況下，浙江省貿(mào)易結(jié)構(gòu)調(diào)整使其虛擬水貿(mào)易量有所增加，使省內(nèi)及省外的工業(yè)用水都進(jìn)一步增加,而對于省內(nèi)來講，結(jié)合貿(mào)易量的增加，最終浙江省工業(yè)產(chǎn)品虛擬水的輸出有很大增加。

如果想要使工業(yè)產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易量向某一方向變動(dòng),可考慮通過改變技術(shù)或產(chǎn)品生產(chǎn)過程以及調(diào)整工業(yè)產(chǎn)品貿(mào)易結(jié)構(gòu)的方式獲得,但相對于投資大、耗時(shí)長、不確定性強(qiáng)的技術(shù)方面改革,貿(mào)易結(jié)構(gòu)調(diào)整更容易實(shí)現(xiàn)。通過工業(yè)產(chǎn)品貿(mào)易結(jié)構(gòu)的適當(dāng)調(diào)整,可使特定區(qū)域工業(yè)產(chǎn)品虛擬水對外輸出量減少,即使本區(qū)域內(nèi)工業(yè)用水量有所節(jié)約,比如適當(dāng)調(diào)整中國對外貿(mào)易結(jié)構(gòu),也可達(dá)到使國內(nèi)工業(yè)用水節(jié)約的效果,但這對整個(gè)世界的工業(yè)用水節(jié)約并不起作用,因?yàn)橹袊?jié)約的工業(yè)用水量必然在其他國家或地區(qū)被使用了,可見貿(mào)易結(jié)構(gòu)調(diào)整這一手段更多的是解決了水資源分布不均的問題。

五、結(jié)論與政策建議

本文利用投入產(chǎn)出分析測算了浙江省2008年以及2010年伴隨著工業(yè)品貿(mào)易而發(fā)生的虛擬水流動(dòng)量,對比了工業(yè)不同行業(yè)虛擬水貿(mào)易程度,并在此基礎(chǔ)上對2008年到2010年的工業(yè)虛擬水貿(mào)易強(qiáng)度變化進(jìn)行Fisher理想指數(shù)分解,結(jié)果表明創(chuàng)新等技術(shù)因素通過降低行業(yè)完全用水系數(shù)使浙江省工業(yè)虛擬水出口量、進(jìn)口量下降,使浙江省工業(yè)用水資源在一定程度上得到節(jié)約,而貿(mào)易結(jié)構(gòu)改變卻使浙江省工業(yè)虛擬水出口量、進(jìn)口量上升,但技術(shù)進(jìn)步和適當(dāng)?shù)刭Q(mào)易結(jié)構(gòu)調(diào)整都能起到降低工業(yè)虛擬水出口量,節(jié)約省內(nèi)工業(yè)用水的作用。根據(jù)以上結(jié)論可以得到如下兩點(diǎn)建議：

第一,保持工業(yè)企業(yè)對技術(shù)的投資,使水資源在生產(chǎn)環(huán)節(jié)即得到節(jié)約。對工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)投資,使工業(yè)生產(chǎn)能夠采用省水的新工藝,這對工業(yè)用水的節(jié)約可以說是從根本上的,雖然這一創(chuàng)新過程往往投資大、耗時(shí)長而未必獲得想要的結(jié)果,但一定的投資還是必要的。在過去粗放型的經(jīng)濟(jì)增長模式,水資源并沒有被當(dāng)成稀缺資源,許多可以被循環(huán)利用的水資源被浪費(fèi)掉,這也是能夠使水資源得到節(jié)約的突破口,即進(jìn)一步建立和完善循環(huán)用水系統(tǒng),提高工業(yè)用水重復(fù)率。這種方式已初見成效,但其發(fā)展空間仍很大,并且與采用省水的新工藝相比,其更容易實(shí)現(xiàn)。

第二,適當(dāng)調(diào)整工業(yè)貿(mào)易結(jié)構(gòu),使水資源在區(qū)域間的調(diào)配上更加有效。貿(mào)易結(jié)構(gòu)調(diào)整是解決水資源分布不均問題的有效措施,對于缺水區(qū)域,要在結(jié)合自身工業(yè)發(fā)展特征的前提下,鼓勵(lì)通用設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)、通用、專用設(shè)備制造業(yè)等用水量較小的行業(yè),不鼓勵(lì)甚至抑制煤炭開采和洗選業(yè)、非金屬礦采選業(yè)等用水量較大的行業(yè),而豐水區(qū)域則可適當(dāng)發(fā)展用水量大的行業(yè)。缺水區(qū)域?qū)τ盟看蟮男袠I(yè)產(chǎn)品的需求則需通過貿(mào)易途徑得以滿足,而缺水區(qū)域發(fā)展用水量小的工業(yè)行業(yè)同時(shí)豐水區(qū)域發(fā)展用水量大的工業(yè)行業(yè)的格局也可以通過環(huán)境補(bǔ)償?shù)却胧﹣砑?lì),這樣就能使豐水區(qū)域水資源被有效利用而缺水區(qū)域的水資源安全問題得以一定程度的解決。