農產品貿易中虛擬水流的驅動因素研究

馬 超 許長新 田貴良

(1．河海大學水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室，江蘇南京210098;2．河海大學商學院，江蘇 南京211100)

農產品貿易中虛擬水流的驅動因素研究

馬 超1，2許長新1，2田貴良1，2

(1．河海大學水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室，江蘇南京210098;2．河海大學商學院，江蘇 南京211100)

經濟發展中的虛擬水貿易實施受到多種要素的影響與制約。在回顧當前虛擬水研究進展的基礎上，從自然、經濟、社會、生態、技術和政策六個維度系統分析了以農產品為主要載體的虛擬水貿易實施的影響因素，進而收集32個典型的虛擬水貿易實施國家的橫截面數據，利用多元逐步回歸的方法，以虛擬水對外依賴程度為因變量，對部分影響因素進行了實證檢驗，并根據實證結果從資源優化配置與區域經濟貢獻的角度解釋了國內學者研究得出的我國區際間農產品虛擬水的流動格局。研究表明:耕地資源及水資源的稀缺程度、區域經濟發展水平、社會調適能力是虛擬水進口的正向驅動因素，而農業用水效率則是虛擬水進口的逆向驅動因素。

農產品;虛擬水貿易;虛擬水流;驅動因素

虛擬水貿易理論的提出結合了農業科學與經濟學的思想，基于需求管理的視角，為緩解國內水資源短缺問題提供了創新思路。虛擬水貿易是指缺水國家(地區)通過貿易的方式從富水國家(地區)購買水密集產品來緩解本國或本地區的水資源壓力，以實現當地的水資源安全及食品安全。本文以虛擬水貿易的影響因素為研究對象，在回顧國外研究進展的基礎上，對影響虛擬水貿易實施的因素作進一步的系統梳理，進而收集32個典型的虛擬水貿易實施國家的橫截面數據，選取部分典型的影響指標，建立計量經濟學模型對農產品虛擬水貿易的驅動因素進行實證檢驗，并根據結果對我國區際農產品貿易的虛擬水流動格局進行闡釋。

1 文獻綜述及問題提出

國內外學者對虛擬水貿易的研究主要基于虛擬水的理論研究、虛擬水的量化、虛擬水貿易的實施影響及水足跡四個角度展開，并取得了豐碩的研究成果。在虛擬水戰略的經濟學分析方面，諸多學者將其與比較優勢理論聯系在一起，認為國際貿易使虛擬水從水資源量具有比較優勢的國家流向水資源相對缺乏的國家［1］。事實上，經濟發展中虛擬水戰略的實施顯然受到多種要素的約束與影響，對虛擬水貿易理論的傳統解釋往往過分強調了水資源稟賦的作用。由于資源稟賦、經濟發展、社會條件以及文化背景等方面存在不同，會導致虛擬水戰略的實施對不同國家和地區產生的影響也互有差異。因此，在具體制定虛擬水貿易政策時，應根據不同國家(區域)其經濟社會發展的差異區別對待。部分學者開始意識到傳統理論的局限性，并著手對虛擬水貿易實施的影響因素進行分析。

劉紅梅以農產品虛擬水國際貿易為研究對象，國內首次從政治、經濟、社會、生態四方面對虛擬水貿易的影響因素進行了分析［2］。田貴良建立了比較優勢理論的分析框架，基于數理角度論證了虛擬水戰略的實施環境，指出虛擬水戰略的實施應綜合考慮水資源、其他限制性生產要素、生產技術水平以及生產的機會成本等因素［3］。鄒君創新提出了虛擬水戰略優勢度的概念，并據此探討了實施虛擬水戰略對區域經濟、社會、生態、文化的影響程度［4］。黎東升通過分析影響農產品虛擬水貿易的主要因素，建立了基于層次分析法的農產品虛擬水貿易實施條件評價模型［5］。孫才志分析了我國虛擬水貿易流動格局，提出了適合我國國情的廣義虛擬水戰略，從定性的角度對其驅動因子進行初步分析［6］。以上文獻豐富了虛擬水貿易的理論體系，并修正了傳統研究中過分強調水資源稟賦的片面觀點，為合理制定虛擬水貿易政策發揮了重要作用，并成為本文接下來的分析提供了良好的研究基礎。

不足之處在于，前有學者對虛擬水貿易影響因素的研究尚處于定性分析階段，盡管部分研究對虛擬水貿易的適宜性建立了相應的評價體系及評價模型，但所用方法模型稍顯簡單，并帶有較大主觀性，缺乏客觀角度對于虛擬水貿易影響因素的實證檢驗。嚴格來講，虛擬水貿易影響因素的實證研究應基于時間與空間兩個維度開展，既包括單一國家或地區實施虛擬水貿易的時間序列分析，又兼顧基于橫截面數據的多個國家或地區虛擬水貿易的空間格局對比。由于我國虛擬水的研究起步較晚，在虛擬水貿易時間序列數據的收集上存在一定困難，故本文將首先從空間橫截面維度入手研究。

2 農產品虛擬水貿易的驅動因素體系

2．1 自然維因素

2．1．1 水資源豐欠程度

區域水資源的豐欠程度是影響虛擬水貿易實施的基礎性因素。對于水資源貧乏的地區而言，出于水資源機會成本的考慮，往往更趨向于縮減水資源密集型農產品的種植規模，實施虛擬水進口策略，將節約的農業水資源用于經濟附加值更高的工業和服務業。而水資源豐富的地區則可將更多的水資源投入到農業生產中，通過虛擬水出口為本區域獲得更大的經濟效益。由此可見，區域水資源豐欠程度與區域虛擬水貿易實施的適宜性是一個U型的關系。

目前，學術界對于水資源豐缺程度的衡量指標并未達成一致，盡管傳統糧食安全的研究中，多數學者采用聯合國糧農組織(FAO)的標準，即如果一個國家或地區的人均水資源量低于1 000 m3，則該地區為缺水地區，顯然這種方法過于絕對與片面。由此，本文采用Falkenmark提出“水阻礙”(Water Barrier)的概念(一個流量單位1×106m3，以2 000人的承載力為標準)來定量評價一國(區域)的水資源豐欠狀況，如果一個流量單位容納人口超過2 000人，將會嚴重限制當地經濟的持續發展，如表1所示［7］。

2．1．2 土地資源稟賦狀況

以糧食貿易為代表的農產品是虛擬水貿易實施的主要載體，而耕地資源與水資源一樣，是糧食生產的基礎性戰略資源。因此耕地資源的稟賦狀況同樣是影響虛擬水貿易實施的重要資源條件。Dinesh［8］通過研究發現，驅動虛擬水流動的一個關鍵因素是耕地面積，根據其研究結論，虛擬水總是從水資源和耕地資源豐富的國家或地區流入到水資源和耕地資源短缺的國家或地區。通常使用一國(地區)的實際耕地面積來體現土地資源的稟賦。

表1 國外學者設定的水障礙范圍Tab．1 Scope ofwater barrier set by the foreign scholars

2．2 經濟維因素

2．2．1 經濟實力

Turton［9］把一個國家的水需要量、經濟實力、農業用水效率和工業用水效率作為該國水政治學(Hydro political)的關鍵變量。這些變量中經濟實力是最重要的，它們的不同組合決定一個國家實施虛擬水戰略的潛力。對于國家間的虛擬水貿易，為了通過進口糧食來實現國內水資源賬戶的平衡，必須具備一定的經濟實力，并有能力取得足夠的外匯儲備;而在區域虛擬水貿易的實施進程中，農產品的購買能力則主要由當地的人均GDP決定。

2．2．2 機會成本

水資源以及其他限制性資源的機會成本成為虛擬水貿易實施的重要影響因素。一般的，工業部門對經濟增長的拉動要遠遠高于農業部門，即工業用水產生的經濟價值大于農業部門，因此如果不考慮其他資源約束，將自然資源等量的投入兩個部門，此時工業部門的產出會高于農業部門。對于自然資源相同的兩個地區，如果某一地區其農業規模較另一地區發達，則其經濟發達程度則相對較低，即農業虛擬水的機會成本與工業部門相對較高。

2．2．3 貿易環境

國際貿易環境良好與否將成為國家間虛擬水貿易的重要影響因素。對于國家間的虛擬水貿易來說，虛擬水戰略的實施更大程度上要受到國際農產品價格的影響。國際農產品價格的波動，將增加國內農產品供應的不確定性，不僅不利于國家水資源平衡，更將威脅當地的糧食安全;匯率的狀況也是影響虛擬水貿易實施的重要因子，匯率決定了兩種貨幣之間的兌換價格，其變動趨勢不僅會作用于虛擬水進口國的本幣購買能力，同時關系到虛擬水出口國商品相對價格的高低。對虛擬水進口國而言，匯率升高(直接標價法)，意味著本幣貶值外幣升值，對國際農產品的購買力下降，不利于農產品的進口。反之，匯率降低，意味著本幣購買力的上升，可以增加國際農產品的進口，有利于農產品虛擬水的輸入。

2．3 社會維因素

社會調適能力是虛擬水貿易實施的一種重要指數，LIEHR對社會調適能力曾給出下述定義:“一個社會(或社會－生態系統)為應對壓力，自我、動態地調整其自身結構，以維持系統的可持續性”。Turton和Ohlsson將社會適應自然資源短缺的能力稱之為社會調適能力［10］。不論對于缺水地區或者豐水地區而言，虛擬水貿易的實施都將帶來舊產業的淘汰及新產業的出現，意味著國家或區域內部的經濟格局的調整。而能否避免虛擬水戰略框架下調整分工所帶來的社會就業等負面影響，主要是根據國家(區域)調整經濟結構的能力和當時經濟發展多樣化水平來決定的。多數學者認為人類發展指數(HDI)在一定程度上能夠體現社會調適能力的大小［11］。

2．4 生態維因素

我國水資源的短缺問題導致了生產、生活、生態用水的矛盾，也成為生態系統逆向演替的根本原因。許多學者利用虛擬水理論，指出了虛擬水貿易在減輕生態用水短缺壓力，改善生態環境方面的巨大作用［12］。主要的應用思路是:從國內糧食生產富足的省份進口糧食實現區際糧食的供給平衡，相對地減少本區的水資源消耗，以釋放被擠占的生態用水，滿足生態環境建設和恢復的水資源需求，如目前西部大開發中實施的退耕還林(草)。

不利方面在于，虛擬水貿易的實施會對生物多樣性產生影響，從而不利于一個地區的糧食安全、生態健康以及農業經濟發展。這就要求缺水地區在實施虛擬水貿易中，減少高水耗農業生產的同時要相應的以低水耗農業生產替代。

2．5 技術緯因素

由于農產品是虛擬水貿易的重要載體，因此反映技術水平的主要因素是農業水資源的利用效率。虛擬水貿易的節水機理基于虛擬水進出口國家(地區)水資源利用效率的不同，而農業水資源利用效率差別體現的最為明顯。如果一個國家(地區)水資源利用效率很低，加上由于氣候、耕地狀況等原因導致其提升的空間較小，那么該國家(地區)通過國際或區際虛擬水貿易節水遠比投資節水工程或節水技術更為經濟、高效。一般來說，農業部門用水較多，而對 GDP的貢獻較小，工業部門用水較少，卻對GDP的貢獻較大。因而通過虛擬水貿易，將節省下來的農業用水重新配置到當地工業部門會提高水資源的配置效率，從而獲得更多的經濟利益。嚴格來講，農業用水效率是指農業部門用水量占總用水量的比例和該部門的GDP占總GDP的比例之比。限于數據的可得性，在后面的實證分析中，本研究使用單位面積耕地的用水量體現各地區水資源利用效率的差別。

此外，一個國家(或)地區的交通基礎設施水平也會影響虛擬水貿易的實施，交通發達的地區可以為虛擬水貿易提供便利的運輸條件，而相對不發達的地區其交通基礎設施則會成為虛擬水貿易的制動因素。

2．6 政策維因素

2．6．1 糧食國際貿易政策

針對國際間的糧食貿易，出于政治安全、經濟發展和社會穩定等多個角度的綜合考慮，各國制定的對外貿易政策也將對虛擬水貿易在全球范圍內的實施產生間接影響，這既包括為了保障國內農業生產和農民就業而制定的關稅等貿易壁壘，又涉及以貿易和生產全球化為目的的各種貿易協定。

2．6．2 農業用水保障體系

農業初始水權合理分配是農業生產與糧食安全的重要保障，也是進而實施水權交易的基本前提。而對虛擬水進口地區而言，虛擬水戰略實施的本質是實現水資源在產業間的有效轉移及優化配置。Rose Grant和Ringler分析得出，在農業灌溉用水與其他非農業家庭和工業用水競爭非常激烈的情況下，將農業用水轉移給城市和工業用水，將不利于農民進行農業生產的積極性，由此對當地農業經濟會產生負面的影響，從而涉及一系列的利益補償問題［13－14］，進而影響該地區的虛擬水貿易狀況。根據區域經濟發展的實際，完善水權分配及轉讓中的保障機制并建立虛擬水貿易相應的補償體系，對促進水資源節約以及保證國家的糧食安全具有理論創新與實踐貢獻的雙重價值。這一意義與虛擬水理論的初衷不謀而合，因此也是虛擬水貿易實施的重要補充。

3 虛擬水貿易驅動因素的實證檢驗

3．1 指標選取

根據Hoekstra A．Y．等人的研究思路［15］，這里首先給出區域水資源進口依存度的概念，用公式表述如下:

其中，NVWI代表一個國家每年的虛擬水凈進口量，WU代表國家一年用水總量。WD為水資進口依存度，源介于0到100之間，當WD為零時，表明該國虛擬水進口總量與虛擬水出口總量持平，或者表明該國為虛擬水凈出口國。不難看出，該指標可以反映一個國家依靠外國水資源(通過進口虛擬水的方式)程度大小。接下來，本文將選用該指標作為唯一的因變量，體現一個國家虛擬水貿易的實施程度。

此外，選取人均耕地面積(RJGDMJ)和水資源短缺程度(SZYDQCD)體現一個國家的自然資源稟賦，選取人均國內生產總值(RJGDP)代表一個國家的區域經濟發展狀況，選取單位耕地面積用水(DWMJYS)代表一個國家的農業用水效率，即單位面積用水越多，農業用水效率越低。

3．2 數據來源

國外學者研究表明，世界上主要的虛擬水出口國是美國、加拿大、澳大利亞、阿根廷和泰國，最大的虛擬水凈進口國分別為日本、斯里蘭卡、意大利、中國和德國［16］。本文在將這些國家納入實證樣本的同時，根據Chapagain A．K．和Hoekstra A．Y．的相關研究報告，從100多個國家當中按照水資源稀缺程度的大小選取了22個水資源稀缺國家，進而整理得到32個國家人口、水資源利用、耕地資源及經濟發展方面的情況，匯總如表2所示［17－18］。盡管由于世界各國近年來的相關數據難以獲得，但鑒于本文的研究目的并非對虛擬水進行量化分析，因此這并不影響本文的研究結果。

3．3 實證過程及結果

為了能夠準確分析影響虛擬水對外依賴程度的主要因素，本文主要采用了多元回歸分析中的逐步回歸的方法。其基本思想:首先根據變量的顯著性要求，給定一個顯著性水平(本文選擇變量保留在模型中的顯著性水平為0．05)，然后根據這一標準逐個地將顯著的自變量引入模型中，或將不顯著的自變量從模型中一一剔除，最終達到模型中只包含顯著的自變量，而且變量間成為一個最優組合，即總體模型的F檢驗值極大化。

3．3．1 Person 相關性分析

在進行回歸之前，首先對選取的數據做Person相關性分析，結果如表3所示。

根據分析得出的Pearson積距相關系數，變量之間存在一定的多重共線性，故采用逐步回歸的方法進行變量的篩選。

3．3．2 多元逐步回歸分析

利用計量經濟學軟件SPSS軟件17．0中文版對上述變量進行多元回歸分析，最后有四個指標入選，如表4所示。

在顯著性水平為0．05進行的檢驗中，調整后的R方為0．886，對于截面數據的回歸來說較為理想，Sig值都小于0．05，說明該模型中變量的系數及模型整體可靠程度較高，F統計量為44．356，查表可得模型總體有效。各回歸參數所對應的t的絕對值都大于t分布相應的分位點，可以拒絕回歸系數為零的原假設。

另外，考慮到本研究采用的是截面數據，因此使用White檢驗進行異方差檢驗，分析結果如下:P值為0．339，大于顯著性水平0．05，因此拒絕存在異方差的原假設。至此，我們得到虛擬水貿易影響因素的多元回歸模型如下:

表2 世界各國1997－2001年平均人口、水資源利用、耕地資源、經濟發展情況表Tab．2 Average population，water use，land resources and economic development of 32 countries from 1997－2001

表3 虛擬水對外依賴程度WD與各自變量相關性分析結果Tab．3 Correlation analysis results between the external dependence of virtualwater and the independent variables

表4 虛擬水貿易驅動因素模型回歸結果Tab．4 Regression results of the drive factors of virtualwater trade

4 結論及闡釋

4．1 研究結論

實證表明，水資源短缺程度、人均GDP、人類發展指數以及單位耕地面積的農業用水量都與虛擬水進口的依賴程度呈明顯正相關關系，人均耕地面積與虛擬水進口的依賴程度呈負相關的關系。將上述指標與前面給出的驅動因素對應可知，耕地資源的稀缺程度對虛擬水的進口起促進作用，而農業用水效率則對虛擬水進口起制動作用。由此得出，耕地資源及水資源的稀缺程度、區域經濟發展水平、社會調適能力是虛擬水進口的正向驅動因素，而農業用水效率則是虛擬水進口的負向驅動因素。

4．2 結論闡釋

這一結果可以為國內學者的分析結論提供了有力支撐［6］，并可用來解釋目前中國區際間糧食貿易中虛擬水的流動格局。從資源的分布及利用來看，相對于北方地區豐富的耕地資源，較少的人均耕地面積限制了南方的農業規模，加上東南沿海地區工業化和城鎮化進程的加快導致當地土地利用“非農化”的加速，促使南方地區通過虛擬水貿易的形式從北方進口糧食，由此形成我國虛擬水“北糧南運”的流動格局;基于水資源的角度，北部地區尤其西北地區其農業生產受到水資源的約束，隨著國家近年來西部大開發及西部生態建設戰略的實施，農業用水受到進一步的擠占，糧食面積與總產量逐年減少，導致當地也成為虛擬水的凈調入區域，進而形成“中糧西送”的流動格局;農業科學技術的發展與應用進一步提高了北方地區的資源利用效率，帶來了當地糧食產量的大幅增加，促進了虛擬水的南北流動。

此外，地區經濟發展水平的差異在很大程度上影響著當地的生產選擇，從而決定了區域間的虛擬水流向。以我國東南地區為例，其人均GDP在全國處于最高水平，產業結構以二、三產業為主，農業生產較高的機會成本導致了自然資源被更多的用于工業和其他產業部門;而經濟欠發達地區其非農就業機會較少，農業生產成本則相對較低，更多的水、土地、勞動力等資源被用于農業生產。因此，盡管南方的水資源非常豐富，但出于經濟利益的考慮，選擇從北方進口糧食而不是大規模的進行農業生產，也由此加劇了我國水資源逆向配置的格局。通過虛擬水貿易可以緩解經濟發達區域由于資源的“農轉非”現象而產生的糧食安全等問題，實現資源在不同地區和產業間的優化配置，為虛擬水進口地區提供更大的經濟貢獻。

(編輯:王愛萍)

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A Research on the Driving Factors of VirtualW ater Flow in Agricultural Products Trade

MA Chao1，2XU Chang-xin1，2TIAN Gui-liang1，2
(1．State Key Laboratory of Hydrology-water Resources and Hydraulic Engineering，Nanjing Jiangsu 210098，China;2．Business School，Hohai University，Nanjing Jiangsu 211100，China)

The implementation of virtual water trade in economic development is influenced by many factors．Based on the current research progress of virtualwater，this papermade an a systematic analysis on the driving factors of virtual water flow in agricultural products trade from natural，economic，social，ecological，technical and policy aspects．And then，collecting the cross-sectional data of32 nations typical in implementation of the virtual water trade in agriculture，usingmultiple stepwise regression method and taking the dependence on the import of virtual water as the external variables，this paper made an empirical test on the part of influencing factors．Finally，according to empirical results，from two angles of the resources optimal allocation and regional economic contribution，the paper explained the formation of virtual water flows pattern of agricultural products in China drawn by the perspective of scholars．The research found that:the scarcity degree of arable land and water resources，regional economic development level and the social adaptation ability were the positive driving factors of virtual water import．While，the agricultural water use efficiency was the reverse driving factor of virtualwater import．

agricultural products;virtualwater trade;virtual water flow;driving factors

TV213．4

A

1002－2104(2012)01－0155－06

10．3969/j．issn．1002－2104．2012．01．025

2011－06－10

馬超，博士生，主要研究方向為水利經濟管理研究。

許長新，教授，博導，主要研究方向為水利經濟管理。

江蘇省普通高校研究生科研創新計劃資助項目“應對極端水旱災害的虛擬水期權契約設計研究”(編號:CXZZ11_0458);國家自然科學基金“區域經濟系統虛擬水(VW)測算的可計算非線性動態水資源I－O模型研究”(編號:41001377);教育部人文社會科學基金“我國發展虛擬水貿易的對策研究”(編號:09YJC790067)。