虛擬水視閾下鄱陽湖流域農產品出口貿易績效評價
----基于3E標準的AHP法研究

趙 亮

(南昌工程學院 經濟貿易學院，南昌 330099)

0 引 言

受全球氣候變暖等客觀自然環境影響，水資源短缺、農田侵蝕、病蟲害等制約農業發展現象出現的頻率和強度呈增多、頻發態勢，全球各地尤其是干旱缺水地區的農業生產、可持續發展正受到越來越大的威脅和約束。傳統緩解水資源供需矛盾的手段是針對實體水的時空調配和節水技術，而Allan[1]提出的虛擬水概念為克服水資源短缺提供了形式和載體上的發展新思路和解決新路徑。虛擬水貿易以商品和服務生產、提供過程中所需要的水資源總量為衡量標準，實質是以商品和服務為貿易載體的非實體水資源在空間上的重新配置和優化整合，既可緩解貿易入超地區水資源供需矛盾，又可以發揮貿易出超地區水資源的稟賦優勢，達到雙贏。

流域是地表水的匯集區或匯水區，通常作為農業生產的自然地理分區，屬于水系發達、水量充沛區域，故流域內一般人口聚集、土地肥沃、牲畜興旺，往往是重要的農業主產區。以鄱陽湖流域為例，該流域是我國重要的農產品生產基地，無論從國內抑或國際視閾分析，其農業貿易都扮演較重要的貿易輸出和出超角色，從虛擬水的角度來看即是以農產品為貿易載體輸送出大量虛擬水。鄱陽湖流域農產品貿易充分發揮了水資源稟賦的比較優勢，帶動了流域的農業經濟發展、內在效率提高、社會效益增加，但也引致帶來灰色虛擬水排放、水資源過度利用和浪費、生態環境破壞等消極問題和外部不經濟現象。因此科學合理測評其績效得出客觀結論，對于鄱陽湖流域農產品貿易的可持續發展至關重要。

目前學界鮮有針對流域地區農產品貿易績效的專門研究，既有的相關文獻主要聚焦于“虛擬水在流域地區實施的影響”和“影響農產品貿易績效的因素”兩大方面。關于虛擬水在流域地區實施影響的研究，學者們主要關注缺水干旱的流域地區。景喆等[2]對西北地區黑河流域實施虛擬水戰略效益的模擬顯示，虛擬水戰略兼具緩解水短缺的資源效益和構建和諧社會的社會效益。曹永強[3]通過對海河流域居民消費和產品生產消耗的虛擬水的定量分析，得出京津冀地區的農產品生產消耗巨大的水資源。李建芳[4]在將石羊河流域虛擬水細分為藍水和綠水的基礎上，提出不同縣級區域應優化配置不同農作物種植結構的建議。尚海洋[5]也基于對石羊河流域的分析，提出了類似的觀點。少數學者研究了豐水地區的流域虛擬水問題。Montesinos et al.[6]以西班牙南部瓜達爾基維爾河流域為研究對象，對該流域框架內如何彈性配置農業藍色虛擬水已達到更佳水資源管理效果進行了詳細分析。王樂等[7]比較了不同的氣候變化情境下，漢江流域農產品虛擬水含量的變化及貿易流向。在影響農產品貿易績效的因素方面，學者們大都基于單一視角開展研究。馬述忠和陳敏[8]從公平貿易救濟的視角，采用結構方程模型對浙江省農產品貿易績效展開探究，在肯定公平貿易救濟促進作用的同時，也指出公平貿易救濟對貿易績效的整體效果也產生消極制約。宋海英和孫林[9]運用MS和RCA指數從多維市場角度測算了中國、巴西農產品的競爭績效，發現互補性大于競爭性，巴西農產品競爭力更強。Boansi[10]基于農業種植和生產多樣化視角，對加納農業多樣化實施期間和之后的農產品出口績效情況進行了對比。汪琦[11]則從服務與技術創新的視閾研究了中國農產品出口的績效問題。

綜上所述，現有文獻已經對流域地區虛擬水問題和農產品貿易績效問題進行了較深入的研究，但鮮有將二者耦合關聯，基于虛擬水視角評估流域地區農產品的貿易績效，本文擬做出邊際貢獻，透過虛擬水視角，基于經濟性、效率性、效益性的3E標準構建績效評價體系，采用AHP方法(Analytic Hierarchy Process，層次分析法)考察2008-2017年鄱陽湖流域農產品貿易的發展績效。

1 鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易量測算

1.1 代表性農產品選取

得益于氣候溫和、光照充足、降雨充沛、無霜期長、自然災害少等耦合關聯的有利生產條件，鄱陽湖流域的谷物、蔬菜、茶葉、水果、油料、生豬、魚類等品類豐富、物產豐饒，在全國擁有重要的農業產區地位。盡管鄱陽湖流域內農產品豐產繁多，但限于數據搜集難度，本文采取重點抽樣和典型抽樣的方法，在參考南昌海關主要出口商品數據基礎上，從糧食作物、經濟作物、動物類三維角度選取代表性農產品進行虛擬水量測算，代表性農產品選取結果如下：糧食作物農產品：谷物；經濟作物農產品：蔬菜、茶葉、水果；動物類農產品：豬肉、水產品。

1.2 測算思路及方法

先測算得到某類農產品單位產量(重量)的虛擬水量(即全部耗水量)，然后再搜集得到該農產品的出口貿易量，兩者相乘即可得到該農產品的虛擬水貿易量。因此，單位產量(重量)農產品的虛擬水量測算是基礎和重點，根據耗水方式的不同，將植物類(糧食作物和經濟作物)農產品和動物類農產品分別進行虛擬水量的測算。

1.2.1 植物類農產品虛擬水量測算依據

根據CROPWAT模型軟件，CLIMWAT和FAOSTAT數據庫，再結合Penman-Monteith公式計算植物類農產品單位產量虛擬水量。具體辦法如下式。

(1)

式中：VWC為單位產量的虛擬水量；RWC為單位面積的耗水量；PC為單位面積產量；KC為農作物系數；ET0等式為FAO推薦的Penman-Monteith公式。

1.2.2 動物類農產品虛擬水量測算依據

由于動物類農產品的虛擬水量涉及動物從生長發育到加工處理的諸多環節，數據難以獲得，目前學界尚未有統一權威的測算方法，本文采用經驗借鑒法，在參考Chapagain和Hoekstra[12]、王雙英和唐志良[13]、朱啟榮等[14]測算方法的基礎上估算單位重量的虛擬水量。

2 流域農產品虛擬水貿易績效評價體系構建

2.1 構建遞階層次結構[15]

按照科學性、完整性、可搜集性原則，構建從總到分逐次由目標層A、準則層B、子準則層C、方案層D組成的遞階層次結構，綜合采用德爾菲法、邏輯分析法、比較借鑒法確定各層級的具體考察指標(見表1)。

2.2 設計兩兩對比判斷矩陣

采用1-9標度法對相較于上一層級X的本層級Y內任意指標進行兩兩間重要性的對比，確定判斷矩陣X-Y。

XY1Y2…YmY1Y11Y12…Y1mY2Y21Y22…Y2m??YmYm1Ym2…Ymn

其中，Yii=Yjj=1，Yij=1/Yji，1≤i≤m，1≤j≤m，m×m表示矩陣為m階方陣。目標層與準則層、準則層與子準則層、子準則層與方案層、準則層與方案層構建的判斷矩陣分別用矩陣A-B、矩陣B-C、矩陣C-D、矩陣B-D表示。綜合運用德爾菲法、加權平均法、特征值法進行各判斷矩陣內指標間重要性比較及權重計算，具體做法是根據判斷矩陣X-Y的打分結果在對向量歸一化處理的基礎上先計算指標權重w，再計算最大特征根λmax，進而根據CI=(λmax-m)/(m-1)得出一致性指標CI，然后結合平均隨機一致性指標RI，利用一致性比例公式CR=CI/RI得出一致性比例結果。若CR結果小于0.1，則表明該判斷矩陣通過一致性檢驗。

表1 流域農產品虛擬水出口貿易績效評價指標體系Tab.1 Performance evaluation index system of virtual water export trade of agricultural products in river basin

注：鄱陽湖流域的范圍以江西為中心，與江西全省的行政區空間高度重疊，流域面積占江西省面積的94%。鑒于此，在數據的搜集上主要以江西省農產品出口貿易數據來代替鄱陽湖流域的相關數據，這點在后續分析中亦有所體現。

2.3 權重計算及一致性檢驗

計算判斷矩陣的指標權重是利用AHP方法進行研究的基礎，指標權重與該指標重要性成正比。借鑒崔軍和楊琪[16]引入專家可信度的多維度綜合評價方法，邀請相關領域內的11名學者根據Saaty提出的1-9標度法對表1中相較于上一層級指標的本層級兩兩指標進行對比賦值，賦值的主觀依據是專家個人的經驗觀點和學識判斷，客觀依據是鄱陽湖流域農產品出口貿易的實際績效情況。賦值結果取加權平均數(將11位學者的職稱、學歷學位、碩博導、研究相關度、近5年學術貢獻、打分自信度量化賦值后作為絕對數權數)，將賦值結果進行多輪咨詢、反復調整后才確定最終結果。最后基于賦值結果建立兩兩比較的判斷矩陣。

2.3.1 對矩陣A-B的權重分析

根據表2，矩陣A-B的最大特征根λmax=3，一致性指標的CI值為0，CI數值很小表明矩陣一致性良好，同時一致性比例CR結果小于0.1，表明該判斷矩陣具有滿意的一致性，可以對后續各矩陣進行權重計算。同時，對WBi計算結果的排序可知，經濟績效和效益績效對流域農產品虛擬水貿易績效評價結果的影響最大，效率績效相對較小。

表2 矩陣A-B的權重及一致性檢驗結果Tab.2 Weight and consistency test results of matrix A-B

注：λmax=3；CI=0；RI=0.52；CR=0<0.1。

2.3.2 對矩陣B-C、矩陣C-D單層權重及矩陣B-D總聚權重的計算

由表3可知，判斷矩陣B-C以及C-D的一致性指標CI值都偏小，而且一致性檢驗比例CR值都低于0.1，因此各層級矩陣構造均合理，表明可以進行矩陣B-D的總聚權重計算。在通過一致性檢驗的前提下，在經濟績效方面，矩陣B1-Dj(j=1,2,…,9)總聚權重的結果顯示，城鄉收入差距D9、農產品虛擬水貿易增長率D5、農民人均農業收入D8、農產品虛擬水貿易依存度D6的總聚權重均超過0.1，表明這些方案層指標是影響經濟績效表現的核心指標，尤其是城鄉收入差距D9的總聚權重達到0.326，表明流域農產品虛擬水貿易對縮小城鄉收入差距的成效如何是評估其經濟績效的首要指標。而要取得良好經濟績效，需要重點發展這些指標所指向的內容。

在效率績效方面，根據矩陣B2-Dj(j=10,11,…,18)的總聚權重結果，虛擬水貿易競爭力指數D18、虛擬水貿易市場占有率D17、經濟作物產品虛擬水貿易占比D11、動物類產品虛擬水貿易占比D12是體現效率績效的關鍵指標(權重均大于或近似等于0.09)，要重點考察這些指標受農產品虛擬水貿易影響的變化情況，而方案層其他指標對效率績效的貢獻作用相對偏弱。因此，要獲得良好的效率績效必須通過流域農產品虛擬水貿易重點提高虛擬水貿易競爭力指數和市場占有率，同時持續優化貿易產品結構，提高經濟作物產品、動物類產品的貿易占比，在增加出口數量的同時也優化貿易結構，擴大高附加值農產品的出口比重。

表3 矩陣B-C、C-D、B-D的單層或總聚權重及一致性檢驗Tab.3 Single-layer or total weight and consistency test for matrix B-C、C-D and B-D

續表3 矩陣B-C、C-D、B-D的單層或總聚權重及一致性檢驗

在效益績效方面，矩陣B3-Dj(j=19,20,…,27)總聚權重結果顯示，對效益績效影響最大的指標是農產品支出恩格爾系數D21，其總聚權重達到0.266 6，表明降低居民恩格爾系數是考察流域農產品虛擬水貿易效益績效的首要指標。其次是農業能源消費彈性系數D27、單位出口的灰色虛擬水排放量D25、農產品虛擬水人均消耗量D19，這些指標的權重都大于0.1，說明這些正、逆指標越被優化，效益績效就會越佳。

3 鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易績效評分測算

表1中各方案層指標的原始數據來源于《江西統計年鑒》、江西省經濟社會和發展統計公報、江西省水資源公報，以及江西省水利廳、江西省發改委的網站資料，對于統計中缺失的個別數據采用插值法補齊。下面先測算3E績效的各自評分，再推算得出總績效歷年評分。

3.1 對3E績效的分別評分

由于表1中大量指標數據的意義和量綱不同，不具可比性和匯總性，因此需要根據公式(2)～(5)進行無量綱化的處理，其中公式(2)、(3)分別處理正、逆指標，公式(4)或(5)處理中性指標。再根據公式(6)測算得出各準則層的具體評分。

Y(XDi)=(XDi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(2)

Y(XDi)=(Xmax-XDi)/(Xmax-Xmin)

(3)

Y(XDi)=(XDi-Xmin)/(Xio-Xmin)

(Xmin≤XDi≤Xio)

(4)

Y(XDi)=(Xmax-XDi)/(Xmax-Xio)

(Xio≤XDi≤Xmax)

(5)

(6)

式中：Y(XDi)為方案層各指標實際值經過無量綱化處理后的標準值；XDi為該指標的實際值；Xmax為該指標時間數列區間的最大值；Xmin為該指標時間數列區間的最小值；Xio為適度值；ScoreB為準則層的評價得分[17]。

通過測算，得到準則層的歷年評分結果如圖1所示。

圖1 2008-2017年鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易3E績效分別評分Fig.1 The performance of virtual water trade of agricultural products in Poyang lake basin was scored respectively from 2008 to 2017

根據圖1，2008-2017年間，鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易的經濟績效、效率績效、效益績效的評分總體均呈現出波動中的上升態勢，這表明農產品虛擬水貿易的確對鄱陽湖流域的農業經濟發展、內在效率提升、社會效益增加有正向驅動。但同時總體評分都偏低，則說明驅動力度并不強，需要采取綜合措施深度挖掘鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易對經濟、效率和效益的提升潛力。

具體分析，經濟績效評分的增長波動幅度更平緩，大致維持在0.45～0.60之間，相較于其他兩類績效，在2014年之前其都占據最高評分，表明農產品虛擬水貿易對鄱陽湖流域宏觀經濟、出口貿易、“農業、農民、農村”發展一直有穩定的正向驅動，盡管在2009年和2015-2016年有下行狀況，表現為方案層衡量指標大都出現不同程度的評分下降，但這與全球次貸危機和我國經貿發展進入新常態有很大關系，因此流域農產品虛擬水貿易發展需要做好應對國內外宏觀局勢不利影響的準備。效率績效的總體評分從2008年的0.329 7提升到2017年的0.528 0，相較于同期其他兩類績效，分值長期墊底。這主要是由于受客觀自然條件和生產技術約束，鄱陽湖流域農業生產和貿易的結構轉型難度大，貿易結構優化效率的評分一直不高，同時鄱陽湖流域本身具有水稟賦比較優勢，對提高水資源利用率和節水技術的R&D投入也缺乏主動性和積極性，造成相關指標評分也不高等多方面因素的耦合作用導致。效益績效的歷年評分相較于其他兩類績效總體居中，但自2013年后提升最為顯著，這既是由于農產品虛擬水貿易促進了鄱陽湖流域居民生活的收入水平、消費水平、支出結構的提高或優化，引致居民生活效益的較顯著改善，也是由于隨著節能減排的深入推進和綠色無公害農業的加快推廣[18]，流域內農業的生態保護效益和能源節約效益不斷顯現，相關衡量指標呈現出向好態勢所引致。

3.2 對總績效的歷年評分

依據3E績效的分別評分，根據公式(7)采用加權平均進行計算，得到2008-2017年鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易總績效的歷年評分(見圖2)。

(7)

圖2 2008-2017年鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易總績效的歷年評分Fig.2 Annual score of total performance of virtual water trade of agricultural products in Poyang lake basin from 2008 to 2017

觀察圖2可知，鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易的總績效歷年評分有以下特征：①在波動中呈現提高趨勢，2008-2009年和2014-2016年的波動與國際次貸危機和國內經濟新常態較為同步，表明農產品虛擬水貿易會受到國內外不利環境的消極影響。②整體評分水平并不高，考察期內的分值區間為0.40～0.61，表明鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易雖未引致發生顯著的水稟賦“資源詛咒”，但是對流域內經濟社會整體驅動還不強，有待進一步挖掘潛力。

4 結 語

首先，透過虛擬水視角，以3E標準為設計思路，建立了囊括目標層、準則層、子準則層、方案層四級遞階層次結構的流域農產品虛擬水貿易績效評價體系，其中方案層包括30個不同性質(正指標、逆指標、中性指標)的微觀、具體衡量指標，是數據搜集、整理和比較的基礎依據。

其次，AHP實證研究發現：①根據總聚權重的計算結果比較可知，影響經濟績效評分的主要方案層指標是流域城鄉收入差距、農產品虛擬水貿易增長率、農民人均農業收入、農產品虛擬水貿易依存度；制約效率績效的關鍵方案層指標是虛擬水貿易競爭力指數、虛擬水貿易市場占有率、經濟作物產品虛擬水貿易占比、動物類產品虛擬水貿易占比；體現效益績效的重要方案層指標是農產品支出恩格爾系數、農業能源消費彈性系數、單位出口的灰色虛擬水排放量、農產品虛擬水人均消耗量。②在2008-2017年間，受宏觀經濟大環境、客觀自然條件、生產技術水平、節能減排及綠色農業等影響，鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易3E績效分別評分的特征表現迥異顯著，雖均整體呈現提升趨勢，但經濟績效評分的增長波動幅度更平緩，效率績效評分長期呈現墊底狀態，效益績效的歷年評分總體居中，且在2013年后提升最為顯著。③在“3E”分類績效的合力驅動下，鄱陽湖流域農產品虛擬水貿易總績效的歷年評分盡管在波動中呈現提升趨勢，但表現出易受經貿大環境的宏觀約束和整體評分水平偏低兩大顯著特征。具體表現為2008-2009年、2014-2016年的波動與國際次貸危機、國內經濟邁入新常態較為同步，考察期內的分值均在0.61及以下區間內徘徊。盡管農產品虛擬水貿易雖未引致發生顯著的水稟賦“資源詛咒”，但是對鄱陽湖流域經濟社會整體驅動并不強，亟待進一步頂層設計、合理布局后續發展規劃。

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