虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略對(duì)河北省地下水壓采的貢獻(xiàn)機(jī)理

田貴良，杜夢(mèng)嬌

（河海大學(xué)商學(xué)院，211100，南京）

我國(guó)北方大多數(shù)省份都面臨著水資源短缺問(wèn)題，很多地區(qū)的水資源難以維持最基本的生活生產(chǎn)。同時(shí)，由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，農(nóng)業(yè)在三大產(chǎn)業(yè)中所占比例較大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耗費(fèi)了大量的水資源。但是，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益較低，為了提高地區(qū)產(chǎn)值只能擴(kuò)大農(nóng)作物種植面積，如此循環(huán)往復(fù)，地區(qū)水資源缺口越來(lái)越大。為了緩解區(qū)域用水矛盾，很多地區(qū)頻繁開(kāi)采地下水，過(guò)度的地下水開(kāi)采導(dǎo)致地表沉降，出現(xiàn)了一系列地質(zhì)災(zāi)害。水資源短缺在制約地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)也嚴(yán)重影響了地區(qū)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。目前，國(guó)家主要通過(guò)南水北調(diào)等跨區(qū)域調(diào)水來(lái)緩解北方地區(qū)水資源短缺問(wèn)題。但是，跨區(qū)域調(diào)水受調(diào)水區(qū)域水資源狀況以及時(shí)空關(guān)系影響巨大，調(diào)水水量不穩(wěn)定且成本較高，只能緩解缺水地區(qū)一時(shí)困境，而不能從本質(zhì)上解決區(qū)域水資源短缺問(wèn)題。

水資源短缺是一個(gè)全球現(xiàn)象，解決水資源短缺問(wèn)題必須要有新的思路。虛擬水以及虛擬水貿(mào)易的出現(xiàn)，為解決區(qū)域水資源短缺問(wèn)題開(kāi)辟了一條新的途徑。Oki計(jì)算了生產(chǎn)和消費(fèi)環(huán)節(jié)中產(chǎn)品的虛擬水并作出比較，他認(rèn)為虛擬水貿(mào)易可以大大提高水資源的利用率。Islam運(yùn)用網(wǎng)格評(píng)估法研究證實(shí)了虛擬水貿(mào)易可以緩解全球水資源空間分配不均問(wèn)題，并鼓勵(lì)缺水地區(qū)通過(guò)虛擬水的進(jìn)口減輕區(qū)域水壓力。我國(guó)的專家學(xué)者也紛紛對(duì)此進(jìn)行研究。程國(guó)棟從水資源管理創(chuàng)新的角度，分別研究了虛擬水貿(mào)易對(duì)糧食安全、產(chǎn)業(yè)調(diào)整以及生態(tài)保護(hù)的積極影響。柳文華等研究了我國(guó)虛擬水進(jìn)口對(duì)水資源補(bǔ)償?shù)呢暙I(xiàn)率，認(rèn)為虛擬水貿(mào)易可以有效緩解我國(guó)農(nóng)業(yè)用水和耕地緊張的矛盾。梁美社等、劉波等分析了虛擬水貿(mào)易對(duì)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的影響，認(rèn)為虛擬水貿(mào)易能夠優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)。本文通過(guò)農(nóng)業(yè)用水量的變化將虛擬水貿(mào)易與地下水壓采聯(lián)系起來(lái)，著重介紹虛擬水貿(mào)易對(duì)地下水壓采的作用機(jī)理。

一、河北地下水超采現(xiàn)狀

河北省水資源貧乏，全省多年水資源總量152.55億m3，人均水資源量216.31m3，僅占全國(guó)人均水資源占有量的10.8%。為維系經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不得不長(zhǎng)期大量超采地下水。目前統(tǒng)計(jì)資料顯示，河北省地下水超采十分嚴(yán)重，自20世紀(jì)80年代開(kāi)始超采地下水，年均超采50多億m3，已累計(jì)超采1 500 億 m3，面積達(dá) 6.7 萬(wàn) km2，超采量和超采區(qū)面積均為全國(guó)的1/3。目前，河北省已成為全國(guó)最大的地下水漏斗區(qū)，深層地下水漏斗區(qū)有滄州、冀棗衡、南宮3個(gè)，淺層有寧柏隆、石家莊、高蠡清、肅寧 4個(gè)，這些漏斗區(qū)引發(fā)了地面沉降、海水倒灌、地陷地裂等一系列地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。針對(duì)水資源、水生態(tài)、水環(huán)境存在的突出矛盾，河北省委、省政府采取了節(jié)水、調(diào)水、蓄水等一系列措施，取得了一定成效，但水資源供需矛盾并沒(méi)有從根本上解決，特別是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展仍依賴于大量超采地下水，且難以為繼，已到了非治理不可的地步。

二、超采原因及節(jié)水措施

河北省地下水超采是由20世紀(jì)六七十年代大規(guī)模機(jī)井建設(shè)直接引發(fā)的，但根本原因是河北全省水資源承載力已無(wú)力支撐區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，尤其是以高耗水糧食作物為主的種植結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致水資源供需矛盾擴(kuò)大。

現(xiàn)階段，河北省的生產(chǎn)生活用水主要來(lái)源于地表水和地下水。其中地下水的供給量占總供水量的75.58%。2013年河北省用水總量191.29億m3，其中農(nóng)業(yè)用水量137.64億m3，約占用水總量的72%，工業(yè)用水量25.23億m3，約占用水總量的 13%。農(nóng)業(yè)用水量占河北省用水總量的絕大部分，大量的農(nóng)業(yè)用水是超采主要原因。

為了解決河北省地下水超采現(xiàn)象，區(qū)域相關(guān)部門(mén)采取了很多措施。

1.充分利用地上水

河北省通過(guò)省外調(diào)水，提高區(qū)域蓄水能力，充分利用地上水，壓采地下水。以生態(tài)水網(wǎng)改造提升、引黃引衛(wèi)完善延伸為重點(diǎn)，整修疏浚渠道，連通灌排渠系，大幅度提升渠道輸供水能力。在雨水集中的6—9月，充分利用河、渠、庫(kù)、坑塘、洼地蓄住雨水資源，以供缺水季節(jié)使用。河北省通過(guò)引黃入冀、南水北調(diào)等調(diào)水工程，不斷增加調(diào)水量，壓采地下水量。

2.工程節(jié)水措施

河北省按照因地制宜的原則，在土地流轉(zhuǎn)較好的地塊，建設(shè)大型指針式噴灌機(jī)組、大型平移式噴灌機(jī)、絞盤(pán)式噴灌機(jī)，推廣以噴灌、微灌和滴管為主的高效農(nóng)藝節(jié)水措施，大力減少農(nóng)業(yè)用水量。與此同時(shí)，利用南水北調(diào)中線工程通水后城市返還農(nóng)業(yè)的水量，恢復(fù)灌區(qū)部分面積，擴(kuò)大渠灌區(qū)對(duì)井灌區(qū)的覆蓋，實(shí)施河渠清淤疏浚、拓寬整治、河渠蓄水、水系連通、坑塘清淤擴(kuò)容整治等工程，實(shí)現(xiàn)地表水對(duì)地下水的置換。通過(guò)節(jié)水工程建設(shè)，河北省形成了7億m3的壓采能力。

3.培育水市場(chǎng)，開(kāi)展水權(quán)交易

河北省積極響應(yīng)《國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見(jiàn)》《水利部關(guān)于水權(quán)轉(zhuǎn)讓的若干意見(jiàn)》等政策，結(jié)合《河北省地下水超采綜合治理試點(diǎn)方案》，在地下水超采綜合治理試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行水權(quán)確權(quán)登記，對(duì)農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)、生態(tài)以及預(yù)留水等完成水量分配，將水資源的使用權(quán)、收益權(quán)落實(shí)到取用水戶。河北省通過(guò)水權(quán)分配滿足農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活用水需求，控制地下水超采，同時(shí)積極推進(jìn)水權(quán)交易平臺(tái)建設(shè)，促進(jìn)水權(quán)流轉(zhuǎn)形成水市場(chǎng)，以此推動(dòng)水資源節(jié)約和保護(hù)。

4.建立農(nóng)業(yè)水價(jià)機(jī)制，促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水

在試點(diǎn)區(qū)域?qū)ΜF(xiàn)行的水價(jià)機(jī)制進(jìn)行改革，主要有：在大中型灌區(qū)實(shí)行 “骨干工程水價(jià)+末級(jí)渠系水價(jià)”的終端水價(jià)制度，在試點(diǎn)區(qū)域全面推行計(jì)量用水和農(nóng)業(yè)用水超定額加價(jià)制度，探索對(duì)糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物執(zhí)行分類水價(jià)。為了鼓勵(lì)農(nóng)民節(jié)約用水，多用地表水代替地下水，對(duì)于節(jié)水效果明顯的用水戶，實(shí)行節(jié)水補(bǔ)貼和獎(jiǎng)勵(lì)。

通過(guò)上述措施，在一定程度上減少了河北省內(nèi)農(nóng)業(yè)用水量，提升了地下水壓采能力。但是工程措施、水權(quán)交易、水價(jià)改革等措施，對(duì)地下水超采只起到了階段性的抑制作用，超采問(wèn)題的治本之道則是改善農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，開(kāi)展虛擬水貿(mào)易，真正解決農(nóng)業(yè)需水量問(wèn)題。

三、虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略的界定及其對(duì)河北省農(nóng)業(yè)需水量影響

1.虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略的界定

虛擬水概念起源于Fishelson提出的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的“嵌入水”，后經(jīng)J.Anthony Allan教授對(duì)這一概念思想化，付之于“虛擬水”的提法。虛擬水泛指生產(chǎn)所有商品和服務(wù)所需的水資源量，它以具體的產(chǎn)品和服務(wù)為載體，但是不等同于產(chǎn)品和服務(wù)中所蘊(yùn)含的自然狀態(tài)的水。

虛擬水貿(mào)易戰(zhàn)略是指水資源短缺的國(guó)家或地區(qū)通過(guò)貿(mào)易的方式從其他國(guó)家或地區(qū)購(gòu)買(mǎi)水資源密集型產(chǎn)品和服務(wù)，出口水資源節(jié)約型產(chǎn)品，使得地區(qū)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向節(jié)水型方式轉(zhuǎn)變，緩解當(dāng)?shù)赜盟倘?，保障自身水資源安全。與其他實(shí)體水相比，虛擬水貿(mào)易具有經(jīng)濟(jì)性和易操作性的特點(diǎn)。實(shí)體水由于受到自身特點(diǎn)的影響，在豐水地區(qū)與貧水地區(qū)的轉(zhuǎn)移相對(duì)困難，但是虛擬水卻比較容易實(shí)現(xiàn)。對(duì)于水資源短缺的區(qū)域來(lái)說(shuō)，虛擬水貿(mào)易為緩解區(qū)域水資源緊張?zhí)峁┝艘环N途徑，并且在貿(mào)易過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了水資源的節(jié)約和高效利用。

2.虛擬水貿(mào)易對(duì)河北省農(nóng)業(yè)需水量的影響

虛擬水貿(mào)易對(duì)河北省農(nóng)業(yè)需水量的影響體現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的虛擬水量。限于數(shù)據(jù)的可獲得性，本文僅對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中糧食作物的虛擬水量進(jìn)行研究。由于農(nóng)作物的虛擬水量與作物類型、生長(zhǎng)環(huán)境等因素密切相關(guān)，所以在計(jì)算農(nóng)作物虛擬水量時(shí)，僅能給出對(duì)特定區(qū)域、特定時(shí)間以及特定作物粗略的虛擬水含量。單位初級(jí)產(chǎn)品的虛擬水量等于單位面積作物需水與作物產(chǎn)量的比值。農(nóng)作物單位虛擬水含量計(jì)算公式為：

式（1）中Vcn為 n區(qū)域、作物 c單位虛擬水含量（m3/t）；Wcn為作物 c 生長(zhǎng)過(guò)程中總的需水量（m3/hm2）；ETc為作物生長(zhǎng)期內(nèi)的實(shí)際需水量（mm/d），Ycn為作物 c 的產(chǎn)量（t/hm2）。 式（2）中Kc為作物系數(shù)，用來(lái)反映實(shí)際作物與參考作物的差異。ET0是參考作物的潛在蒸發(fā)量 （mm），它的計(jì)算可采用FAO推薦修正的標(biāo)準(zhǔn)彭曼公式。根據(jù)CLIMWAT數(shù)據(jù)庫(kù)中河北省的氣象站多年平均氣象資料，利用CROPWAT8.0軟件和作物系數(shù)資料可計(jì)算糧食作物生育期的需水量ETc。通過(guò)河北省經(jīng)濟(jì)年鑒和水資源公報(bào)，確定河北省糧食產(chǎn)量和水資源的投入，可測(cè)算出河北省主要糧食作物小麥、玉米、稻谷和豆類的虛擬水量，具體見(jiàn)表1。

表1 河北省主要糧食作物的虛擬水量

由于不同作物虛擬水含量不同，分析研究時(shí)數(shù)據(jù)處理繁瑣且波動(dòng)較大。我國(guó)統(tǒng)計(jì)部門(mén)設(shè)定一種折算方法，將不同作物統(tǒng)一換算成糧食，得到糧食作物單位產(chǎn)品虛擬水含量為0.96m3/kg。

河北省是我國(guó)糧食以及農(nóng)副產(chǎn)品的生產(chǎn)和輸出大省。據(jù)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，河北省每年銷(xiāo)往省外地區(qū)的糧食作物主要是小麥和玉米，玉米和豆類主要用于出口。從表1可知，對(duì)于像小麥、大豆等本省虛擬水含量較高的糧食作物，河北省過(guò)多的出口將會(huì)使區(qū)域水資源的流失更為嚴(yán)重。按照虛擬水貿(mào)易的相關(guān)理論，像河北省這樣水資源貧乏的地區(qū)完全可以通過(guò)虛擬水貿(mào)易解決當(dāng)?shù)氐乃Y源需求問(wèn)題。在保證國(guó)家和區(qū)域糧食安全的前提下，通過(guò)調(diào)整區(qū)域農(nóng)業(yè)以及用水結(jié)構(gòu)，輸入虛擬水含量較高的農(nóng)產(chǎn)品（如小麥、大豆等），同時(shí)減少附加值不高且耗水較多的糧食作物的生產(chǎn)，把有限的水資源充分利用到效率較高的地方。

河北省2005—2014年糧食總產(chǎn)量見(jiàn)圖1和表2。根據(jù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)法，到2020年，河北省糧食綜合生產(chǎn)能力將達(dá)到 3 700萬(wàn)t，2030年將達(dá)到 4 500萬(wàn)t左右?？紤]到糧食輸出的經(jīng)濟(jì)效益和河北省經(jīng)濟(jì)的實(shí)際情況，河北省糧食輸入應(yīng)循序漸進(jìn)。據(jù)此，將河北省輸入糧食產(chǎn)量分別設(shè)定為15%（情景1）和 30%（情景2）兩種情況，研究通過(guò)虛擬水貿(mào)易對(duì)河北省農(nóng)業(yè)用水量的影響，見(jiàn)表3。

圖1 河北省2005—2014年糧食總產(chǎn)量趨勢(shì)圖

表2 河北省2005—2014年糧食總產(chǎn)量 單位：萬(wàn)t

表3 虛擬水貿(mào)易對(duì)農(nóng)業(yè)用水量的影響

由表3數(shù)據(jù)可知，虛擬水貿(mào)易能夠有效地減少河北省農(nóng)業(yè)用水量，這對(duì)于水資源缺乏的地區(qū)來(lái)說(shuō)，不失為一種緩解區(qū)域水資源短缺的有效途徑。

3.虛擬水貿(mào)易對(duì)河北地下水壓采的影響

河北省農(nóng)業(yè)用水量大是導(dǎo)致地下水嚴(yán)重超采的主要原因。虛擬水貿(mào)易對(duì)河北省地下水壓采的影響主要是通過(guò)糧食貿(mào)易間接改善區(qū)域農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，減少經(jīng)濟(jì)效益不高、虛擬水含量較高的農(nóng)作物種植，增加經(jīng)濟(jì)效益較好、虛擬水含量較少的農(nóng)作物，以此來(lái)調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)用水量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地下水的壓采。

基本假設(shè)：

區(qū)域P1和P2之間進(jìn)行虛擬水貿(mào)易，并且P1地區(qū)水資源相對(duì)短缺，地下水超采嚴(yán)重，P2地區(qū)水資源豐富。

區(qū)域P1社會(huì)生產(chǎn)生活僅依靠農(nóng)業(yè)，工業(yè)部門(mén)對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)影響不大。

區(qū)域P1和P2都只生產(chǎn)A和B兩種糧食作物，并且A為水資源密集型產(chǎn)品，B為水資源相對(duì)稀疏型產(chǎn)品。

以P1和P2區(qū)域間虛擬水貿(mào)易為例，說(shuō)明虛擬水貿(mào)易對(duì)P1地區(qū)地下水壓采的影響路徑如圖2所示。

由圖2可知，缺水地區(qū)P1可以通過(guò)虛擬水貿(mào)易向水資源豐富的P2輸入水資源密集型產(chǎn)品A，由于A輸入量增加，區(qū)域?qū)p少作物A的種植，轉(zhuǎn)而增加作物B的種植。對(duì)于只生產(chǎn)A和B兩種作物的區(qū)域P1來(lái)說(shuō)，新的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)得以形成。相對(duì)于原來(lái)的種植結(jié)構(gòu)，新的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)使得P1減少了水資源密集型產(chǎn)品A的生產(chǎn)，在一定程度上減少了農(nóng)業(yè)用水，實(shí)現(xiàn)了地區(qū)地下水的壓采。

四、建 議

通過(guò)上文分析，虛擬水貿(mào)易通過(guò)改善農(nóng)業(yè)種植可以有效地減少河北省農(nóng)業(yè)用水量，進(jìn)而成功實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水的壓采。但是，由于新的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的形成是一個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程，需要輔助采取一系列激勵(lì)措施。以下從糧食補(bǔ)貼、打開(kāi)低耗水經(jīng)濟(jì)作物市場(chǎng)、建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等方面提出促進(jìn)虛擬水貿(mào)易、壓采地下水的建議。

1.實(shí)行糧食補(bǔ)貼

經(jīng)濟(jì)收益是人們進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)決策主要考慮的因素。在農(nóng)業(yè)內(nèi)部，低耗水作物的生產(chǎn)和替代物生產(chǎn)之間的凈收益高低直接決定水資源在不同農(nóng)作物之間的分配，當(dāng)高耗水的糧食作物經(jīng)濟(jì)收益大于低耗水的糧食作物時(shí)，農(nóng)民定會(huì)增加高耗水作物的種植面積而減少種植低耗水作物。所以，為了鼓勵(lì)區(qū)域增加低耗水糧食作物種植面積，必須增加對(duì)低耗水作物的糧食補(bǔ)貼，運(yùn)用財(cái)政杠桿提高種植戶的經(jīng)濟(jì)收益，使得區(qū)域的糧食種植從高耗水作物向低耗水作物轉(zhuǎn)變。

2.打開(kāi)低耗水經(jīng)濟(jì)作物市場(chǎng)

市場(chǎng)需求是影響糧食作物生產(chǎn)的又一個(gè)重要因素，因?yàn)槭袌?chǎng)需求和供給將會(huì)直接影響糧食作物的價(jià)格。當(dāng)?shù)秃乃Z食作物的需求大于供給時(shí)，這種作物的價(jià)格會(huì)被拉高，價(jià)格杠桿使得種植戶轉(zhuǎn)而減少種植高耗水作物而增加種植低耗水作物。因此，河北省相關(guān)部門(mén)應(yīng)積極打開(kāi)低耗水經(jīng)濟(jì)作物的市場(chǎng)，通過(guò)市場(chǎng)的力量改善區(qū)域農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域地下水的壓采。

3.建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制

河北省因地下水超采嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，必須加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。要建立適合本區(qū)域的水資源管理體制機(jī)制，逐步運(yùn)用虛擬水貿(mào)易優(yōu)化解決河北省目前的糧食以及農(nóng)產(chǎn)品的種植結(jié)構(gòu)和供應(yīng)問(wèn)題，減少河北省水資源利用赤字特別是地下水超采，促進(jìn)區(qū)域水生態(tài)安全系統(tǒng)和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立。對(duì)節(jié)存下來(lái)的有限水量進(jìn)行合理分配，使其能向低耗水、高收益的農(nóng)產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，使河北省水資源管理走上良性循環(huán)的軌道。

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