黃河流域9 個?。▍^(qū)）虛擬水流動格局及趨勢研究

謝維維，馬 忠

（西北師范大學 地理與環(huán)境科學學院，甘肅 蘭州 730070）

1 引 言

投入產出法作為虛擬水研究的主要方法之一，在水資源管理中具有重要意義。 投入產出模型可分為單區(qū)域模型（SRIO）和多區(qū)域模型（MRIO），相比單區(qū)域模型，基于多區(qū)域投入產出模型的虛擬水研究，不僅可直觀反映區(qū)域內各產業(yè)供用水之間的聯(lián)系，還能更系統(tǒng)地反映不同區(qū)域各產業(yè)間貿易隱含水資源量及其流動關系。 目前，國內外基于MRIO 模型的虛擬水研究涉及不同層面：①在產品或產業(yè)范圍內揭示某產品或產業(yè)貿易隱含虛擬水流動狀況的研究［5-6］；②針對不同區(qū)域空間尺度虛擬水貿易的研究，主要涉及國家之間虛擬水貿易［7］、?。▍^(qū)）之間［8-9］或?。▍^(qū)）內部［10］貿易隱含虛擬水、特殊經濟帶虛擬水流動格局［11］；③藍水、灰水等不同種類水足跡方面的研究［12-13］。 但存在兩點不足：①現(xiàn)有研究大多以某單一年份區(qū)域間投入產出表為基礎，無法反映虛擬水跨區(qū)域流動的動態(tài)變化；②受行業(yè)用水數(shù)據統(tǒng)計限制，普遍采用間接方法（如經濟增長率）推算行業(yè)用水量，忽略了通貨膨脹等因素對研究結果的影響。

本文基于MRIO 模型，選取2012 年和2015 年中國區(qū)域間投入產出表，構建了黃河流域水資源擴展型投入產出核算體系，測算了2012 年和2015 年黃河流域9 個?。▍^(qū)）貿易隱含虛擬水量，并分析了其流動格局及變化趨勢，旨在厘清9 個?。▍^(qū)）水資源利用分配狀況，以期為緩解黃河流域水資源供需矛盾、實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置提供科學依據。

2 研究區(qū)概況

黃河發(fā)源于青藏高原，全長5 464 km，自西向東流經青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古、山西、陜西、河南、山東9 個?。▍^(qū)），是我國僅次于長江的第二大河［14］。 9個?。▍^(qū)）總面積為356.86 萬km2，占全國的1／3 以上，但水資源總量卻不到全國的20%，2012 年和2015年GDP 總量分別僅占全國的27.35%和26.39%。 為便于描述虛擬水轉移情況，本文將黃河流域9 個?。▍^(qū)）分為上游區(qū)（青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古）、中游區(qū)（山西、陜西）、下游區(qū)（河南、山東）。

3 研究方法與數(shù)據來源

3.1 研究方法

投入產出法是美國經濟學家Leontief［15］于20 世紀30 年代提出的，用于研究經濟系統(tǒng)各部門在投入與產出方面相互依存的經濟數(shù)量。 區(qū)域間投入產出模型是Isard［16］基于單區(qū)域投入產出模型建立起來的，用于反映經濟系統(tǒng)內各區(qū)域各產業(yè)間產品流動關系。Moses［17］基于Isard 的研究成果提出多區(qū)域投入產出模型，加入行業(yè)用水量，可得水資源擴展型多區(qū)域投入產出簡表（見表1），近年來被廣泛應用到虛擬水研究中。

表1 水資源擴展型多區(qū)域投入產出簡表

假設某經濟系統(tǒng)有m個地區(qū)，每個地區(qū)均包含n個部門，則區(qū)域間投入產出模型的數(shù)學結構由m×n個線性方程構成［16］：

3.2 數(shù)據來源及處理

為使不同年份投入產出表中各?。▍^(qū)）和部門數(shù)據保持一致并確保數(shù)據時效性，本文選取劉衛(wèi)東等［18］編制的2012 年中國區(qū)域間投入產出表，以及中國碳排放數(shù)據庫（CEAD）發(fā)布的2015 年中國區(qū)域間投入產出表，二者均為非競爭型投入產出表。 依據水資源數(shù)據的可獲取性，結合《國民經濟行業(yè)分類與代碼》（GB／T 4754—2011），將原投入產出表中的42 個部門合并為8 個部門。 農林牧漁業(yè)用水量采用各年份《中國統(tǒng)計年鑒》中的農業(yè)用水量；工業(yè)用水量以2008 年《中國經濟普查年鑒》中規(guī)模以上工業(yè)用水量為基礎，借鑒田貴良等［11］假設的工業(yè)用水量與經濟增長率掛鉤，為消除通貨膨脹干擾，采用GDP 指數(shù)縮減法將2012 年和2015 年價格換算成以2008 年為基期的不變價，間接得到采選業(yè)、食品及煙草加工業(yè)、其他制造業(yè)、電熱力及水供應業(yè)4 個部門的用水量，最后根據總用水量進行校正；建筑業(yè)、商業(yè)及運輸業(yè)、其他服務業(yè)3 個部門的用水量以原投入產出表中“水的生產和供應業(yè)”對其中間投入為比例分配生活用水量得到。

4 結果分析

4.1 黃河流域9 個?。▍^(qū)）虛擬水整體流動格局

根據式（8）和式（9）計算出2012 年和2015 年黃河流域9 個?。▍^(qū)）貿易隱含虛擬水轉移量，見表2。

妊娠期糖尿病誘發(fā)原因較多，多發(fā)生于妊娠中后期，主要因孕婦受到多種因素影響，血清中含有的雌二醇、孕酮等激素水平持續(xù)上升，有拮抗胰島素狀況產生，使得糖耐量發(fā)生不同程度異常，誘發(fā)妊娠糖尿病，若血糖控制效果不僅，患者機體長時間處于高血糖狀況，會對妊娠結局造成消極影響，如導致血管病變，造成血管痙攣、阻塞，增加妊高癥發(fā)生風險，或導致早產、延長產程、巨大兒等，甚至危及患者生命[2]。

表2 2012 年和2015 年黃河流域9 個?。▍^(qū)）貿易隱含虛擬水轉移量 億m3

（1）在最終使用引起的虛擬水轉移中，黃河上游區(qū)始終為虛擬水凈流出區(qū)，下游區(qū)始終為虛擬水凈流入區(qū)，中游區(qū)由虛擬水凈流入區(qū)轉為凈流出區(qū)，9 個?。▍^(qū)）總體由虛擬水凈流出狀態(tài)轉為凈流入狀態(tài)。2012 年9 個省（區(qū)）流向外地的虛擬水量為1 457.74億m3，外地流入9 個省（區(qū)）的虛擬水量為1 232.77億m3，總體呈現(xiàn)虛擬水凈流出狀態(tài)，凈流出總量為224.97億m3。 上游區(qū)凈流出量為313.59 億m3，中、下游區(qū)為虛擬水凈流入區(qū)，凈流入量分別為83.37 億、0.84億m3。 2015 年9 個?。▍^(qū)）流向外地的虛擬水量比2012 年下降59.38%，外地流入9 個?。▍^(qū)）的虛擬水量為903.69 億m3，總體呈虛擬水凈流入狀態(tài)，凈流入總量為310.00 億m3。 上游區(qū)虛擬水凈流出量下降顯著，比2012 年下降55.89%，中游區(qū)由凈流入區(qū)變?yōu)閮袅鞒鰠^(qū)，下游區(qū)為凈流入區(qū)，凈流入量明顯增加。

（2）從單個?。▍^(qū)）虛擬水轉移來看，甘肅、寧夏和陜西始終為虛擬水凈流出區(qū)，山西及河南始終為虛擬水凈流入區(qū)，青海、四川、內蒙古和山東的虛擬水凈流出狀態(tài)發(fā)生逆轉。 2012 年和2015 年，甘肅、寧夏和陜西3 個貧水?。▍^(qū)）始終為虛擬水凈流出區(qū)，甘肅和寧夏凈流出量增加顯著。 甘肅2015 年虛擬水凈流出量為172.51 億m3，比2012 年的95.51 億m3增加80.61%。寧夏2015 年虛擬水凈流出量為99.54 m3，約為2012 年27.68 億m3的3.6 倍。 山西和河南始終為虛擬水凈流入區(qū)，但凈流入量明顯減少。 山西2015 年虛擬水凈流入量為6.75 億m3，比2012 年的98.15 億m3下降93.12%。河南2015 年虛擬水凈流入量為89.38 億m3，比2012年的195.87 億m3下降54.36%。 2012 年和2015 年，四川、內蒙古和山東由虛擬水凈流出區(qū)轉為凈流入區(qū)，山東和四川的凈流出量變化尤為明顯。 山東2015 年虛擬水凈流出量由2012 年的195.03 億m3變?yōu)?380.59億m3，由虛擬水凈流出區(qū)轉為虛擬水凈流入區(qū)。 四川2015 年虛擬水凈流出量由2012 年的181.07 億m3變?yōu)?142.72 億m3，轉為虛擬水凈流入區(qū)。 青海虛擬水轉移量明顯減少，由虛擬水凈流入區(qū)轉為凈流出區(qū)。

（3）受區(qū)域經濟發(fā)展水平影響，黃河流域9 個省（區(qū)）虛擬水轉移具有區(qū)域異質性，虛擬水流動格局與水資源量分布不協(xié)調。 東部經濟比較發(fā)達的山東和河南經濟規(guī)模大，與其他地區(qū)聯(lián)系緊密，經濟往來頻繁，虛擬水轉移量較大；西部的青海、甘肅、寧夏等?。▍^(qū)）經濟較不發(fā)達，虛擬水轉移量相對較小。 上游區(qū)的四川水資源量豐富，2012 年和2015 年水資源量均占流域水資源總量的50%以上，但2015 年四川由虛擬水凈流出狀態(tài)轉為凈流入狀態(tài)；位于西北干旱區(qū)的甘肅、寧夏、陜西水資源相對匱乏，2012 年和2015 年水資源量均不足流域水資源總量的10%，但2012 年和2015 年這3 個省（區(qū)）始終為虛擬水凈流出區(qū)，這與王勇［8］、Zhang 等［9］得出的“中國區(qū)域間貿易隱含虛擬水轉移存在貧水區(qū)反哺富水區(qū)、干旱缺水的西北地區(qū)卻是虛擬水主要流出區(qū)”研究結論一致。

4.2 黃河流域9 個?。▍^(qū)）不同部門的虛擬水流動格局

黃河流域9 個?。▍^(qū)）虛擬水轉移有較大的行業(yè)相似性，但虛擬水貿易結構具有區(qū)域異質性（見圖1）。

圖1 黃河流域9 個?。▍^(qū)）不同部門的虛擬水轉移量

4.2.1 各省（區(qū)）虛擬水轉移具有較大的行業(yè)相似性

農林牧漁業(yè)、食品及煙草加工業(yè)、其他制造業(yè)始終是黃河流域9 個省（區(qū)）虛擬水轉移最活躍的部門，流入量和流出量均遠大于其他部門，原因是在經濟一體化背景下，一種產品生產的不同環(huán)節(jié)在不同區(qū)域進行，同時存在大量調入和調出。 商業(yè)及運輸業(yè)、其他服務業(yè)生產活動耗水量較小，因而貿易隱含虛擬水量相對較小，平均不足虛擬水轉移總量的10%。 采選業(yè)、電氣供應業(yè)和建筑業(yè)虛擬水轉移量小，但據測算采選業(yè)和電氣供應業(yè)總體呈虛擬水凈流出狀態(tài)，這與近年來“西氣東輸”等工程的實施緩解我國能源緊缺地區(qū)的資源壓力密切相關。 建筑業(yè)生產的最終產品主要以不動產為主，區(qū)域貿易流動少，因而虛擬水轉移量小。

4.2.2 不同?。▍^(qū)）虛擬水貿易結構存在區(qū)域異質性

不同?。▍^(qū)）在水資源量、經濟規(guī)模、科技水平和消費方式等方面存在差異，使得虛擬水貿易結構具有區(qū)域異質性。 測算結果顯示：青海和寧夏的農林牧漁業(yè)虛擬水流入量較大，2012 年和2015 年各占地區(qū)總流入量的50%以上，主要由兩?。▍^(qū)）生態(tài)環(huán)境脆弱、經濟基礎較差、農業(yè)發(fā)展水平較低及人口不斷增長所致。 內蒙古的農林牧漁業(yè)虛擬水流出量較大，2012 年和2015 年各占地區(qū)總流出量的55%以上，這與其傳統(tǒng)農牧業(yè)生產基地的地位有關。 食品及煙草加工業(yè)始終是煙草大省四川的虛擬水流出量最大部門，2012 年和2015 年虛擬水流出量分別占地區(qū)流出總量的36.97%和29.22%。 山西煤炭資源豐富，能源行業(yè)規(guī)模龐大，產品大量供給我國其他地區(qū)，采選業(yè)虛擬水流出量一直大于流域其他?。▍^(qū)）的。 山東的農林牧漁業(yè)、食品及煙草加工業(yè)虛擬水流入量較大，實施虛擬水戰(zhàn)略［4］、進口水資源密集型農產品是山東省近年來緩解水資源壓力的重要舉措，也是導致該省作為貧水經濟貿易大省由虛擬水凈流出區(qū)轉為凈流入區(qū)的主要原因。

4.3 黃河流域9 個?。▍^(qū)）虛擬水區(qū)域流動格局

4.3.1 受空間近鄰效應影響的黃河流域9 個省（區(qū)）內部虛擬水轉移

由黃河流域9 個?。▍^(qū)）內部虛擬水轉移測算結果（見圖2、圖3）可知：2012 年和2015 年陜西、山西和河南3 個省從流域內其他?。▍^(qū)）流入的虛擬水量均大于流出量，在虛擬水貿易中主要承擔消費者角色。青海和寧夏流向流域內其他?。▍^(qū)）的虛擬水量大于流入量，在虛擬水貿易中主要承擔供給者角色。 四川、內蒙古和山東3 個省（區(qū)）2012 年從流域內其他?。▍^(qū)）獲得的虛擬水量大于其流出量，但2015 年流向流域內其他?。▍^(qū)）的虛擬水量大于流入量，由虛擬水產品供給者轉為消費者角色。 虛擬水轉移受空間近鄰效應影響，2012 年山西和河南流入量較大，其主要來源地分別為地理位置臨近的內蒙古和山東，2015 年山西和內蒙古的流入量較大，其主要來源地分別為地理位置較近的內蒙古和寧夏。

4.3.2 黃河流域9 個?。▍^(qū)）與我國其他省（區(qū)）間的虛擬水轉移

由黃河流域9 個省（區(qū)）與我國其他?。▍^(qū)）間虛擬水轉移測算結果可知：2012 年和2015 年，黑龍江、上海和湖南流入黃河流域9 個?。▍^(qū)）的虛擬水量較大，均超過100 億m3；黃河流域9 個省（區(qū)）的虛擬水主要流向我國東北地區(qū)和京津冀地區(qū)，2012 年流向北京、天津、河北、遼寧、黑龍江和廣東6 個?。ㄊ校┑奶摂M水量均超過100 億m3，2015 年虛擬水流出量明顯減少，只有向河北省的流出量超過100 億m3。

5 結論與建議

5.1 結 論

利用MRIO 模型，測算了2012 年和2015 年黃河流域9 個?。▍^(qū)）虛擬水轉移量，分析了其流動格局及變化趨勢，主要結論如下。

（1）在最終使用引起的虛擬水轉移中，黃河流域9個?。▍^(qū)）總體由虛擬水凈流出狀態(tài)轉為凈流入狀態(tài)。甘肅、寧夏和陜西3 個?。▍^(qū)）始終為虛擬水凈流出區(qū)，山西和河南2 個省始終為虛擬水凈流入區(qū)，青海、四川、內蒙古和山東4 個?。▍^(qū)）虛擬水凈流出狀態(tài)發(fā)生逆轉。 虛擬水流動格局與水資源量分布不協(xié)調。

（2）從虛擬水部門流動格局來看，黃河流域9 個?。▍^(qū)）虛擬水轉移具有較大的行業(yè)相似性，但不同省（區(qū)）虛擬水貿易結構存在一定差異。 農林牧漁業(yè)、食品及煙草加工業(yè)、其他制造業(yè)是虛擬水轉移最活躍的部門，采選業(yè)、電氣供應業(yè)和建筑業(yè)虛擬水轉移量較小。

（3）在黃河流域9 個省（區(qū)）內部虛擬水轉移中，陜西、山西和河南3 個省從流域內其他省（區(qū)）獲得的虛擬水量始終大于流出量，在虛擬水貿易中擔任消費者的角色；青海和寧夏2 個?。▍^(qū)）虛擬水流出量大于流入量，主要擔任供給者的角色。 從黃河流域9 個?。▍^(qū)）與我國其他?。▍^(qū)、市）間的虛擬水轉移來看，黑龍江、上海和湖南3 個?。ㄊ校┝魅朦S河流域9 個?。▍^(qū)）的虛擬水量始終較大，而黃河流域9 個?。▍^(qū)）的虛擬水主要流向我國東北和京津冀地區(qū)。

5.2 建 議

（1）在今后的發(fā)展中應重視虛擬水戰(zhàn)略在水資源分配中的作用，通過調控流域內外貿易重新分配水資源，促進水資源優(yōu)化配置，實現(xiàn)黃河流域高質量發(fā)展。

（2）在今后的發(fā)展中需針對性地調整區(qū)域產業(yè)結構，提高農業(yè)和輕工業(yè)產品的附加值，使產品向深加工方向發(fā)展，逐漸提高重工業(yè)產品比重，滿足流域發(fā)展所需，間接減少工業(yè)部門虛擬水流出。 農業(yè)是高耗水產業(yè)，農業(yè)發(fā)展一方面要因地制宜推廣種植低耗水農作物，鼓勵進口水資源密集型農產品；另一方面要大力發(fā)展節(jié)水技術，更新農田灌溉設備，節(jié)約水資源。