基于地區(qū)間投入產(chǎn)出模型的京津冀虛擬水貿(mào)易的研究

車忠基+孫啟明+田釗琪

【摘 要】本文應(yīng)用2012年投入產(chǎn)出表編制了京津冀虛擬水資源投入產(chǎn)出表，揭示京津冀地區(qū)間虛擬水貿(mào)易格局。結(jié)果顯示，北京的用水效率最高，單位產(chǎn)值用水量為天津的77.9%河北的79%全國平均水平的33.2%；京津冀各經(jīng)濟部門的虛擬水主要來自東北和西部等貧水地區(qū)，主要流向江蘇、福建等地；北京和天津都產(chǎn)生了虛擬水的凈輸入，以工業(yè)虛擬水為主，占輸入量的64.9%和70.5%，而河北產(chǎn)生了農(nóng)業(yè)虛擬水的凈流出，輸出量占河北用水總量的35.9%。最后，本文根據(jù)研究結(jié)論從發(fā)揮三地產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，為京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化布局提供借鑒，在一定程度上緩解水資源短缺問題。

【關(guān)鍵詞】虛擬水貿(mào)易；京津冀；投入產(chǎn)出

中圖分類號：F205文獻標(biāo)識碼：A

一、引言

虛擬水又被叫做嵌入水和外生水[1]，是指在產(chǎn)品和服務(wù)中所隱含水用量。虛擬水貿(mào)易是指水資源經(jīng)由產(chǎn)品和服務(wù)貿(mào)易在地區(qū)或國家間轉(zhuǎn)移的過程[2，3]。黨的十八大以后，中央將推動京津冀協(xié)同發(fā)展列為重要國家戰(zhàn)略。在推動這一戰(zhàn)略過程中研究京津冀虛擬水貿(mào)易格局對京津冀水資源的可持續(xù)利用有至關(guān)重要的作用。通過分析虛擬水貿(mào)易格局，研究京津冀三地間各產(chǎn)業(yè)部門的虛擬水貿(mào)易量，為京津冀進一步分析或規(guī)劃虛擬水戰(zhàn)略格局提供定量依據(jù)，對整個京津冀水資源的合理利用有重大的理論和現(xiàn)實意義。

20世紀30年代以來，投入產(chǎn)出分析法被大量用于經(jīng)濟研究領(lǐng)域，可以用來展現(xiàn)經(jīng)濟生產(chǎn)領(lǐng)域各個經(jīng)濟部門間的相互關(guān)系[4]。地區(qū)間投入產(chǎn)出表則是利用地區(qū)之間的貿(mào)易額將各個地區(qū)投入產(chǎn)出模型連接起來，更能全面的體現(xiàn)地區(qū)間的經(jīng)濟聯(lián)系，是進行地區(qū)間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比較，分析地區(qū)間產(chǎn)業(yè)相互聯(lián)系與影響的重要工具[5]。目前多位學(xué)者已經(jīng)對計算地區(qū)間虛擬水貿(mào)易的方法進行了分析。MatheusS等[6]研究了虛擬水貿(mào)易發(fā)展趨勢對中國水資源利用的影響。Guan等[7]運用地區(qū)間投入產(chǎn)出模型，研究了地區(qū)間產(chǎn)品和服務(wù)貿(mào)易與虛擬水貿(mào)易關(guān)系。李方一等[8]通過根據(jù)引力模型構(gòu)建區(qū)域虛擬水貿(mào)易投入產(chǎn)出模型，研究了山西省和其他省份的虛擬水貿(mào)易量。孫才志等[9]對中國各個地方的農(nóng)業(yè)虛擬水流動的適宜性程度進行了評價。然而很少有學(xué)者研究某個經(jīng)濟區(qū)域的虛擬水貿(mào)易格局，因此本文將對京津冀的虛擬水貿(mào)易進行研究，進而揭示京津冀地區(qū)同全國其他地區(qū)的虛擬水貿(mào)易格局。

二、研究方法

目前常用的計算虛擬水貿(mào)易量的方式有兩種：一種是產(chǎn)品生命周期法，即用生產(chǎn)樹來精確計算各種產(chǎn)品虛擬水消耗量；另一種是將各種產(chǎn)品分成不同種類分別進行計算。本文將采用第二種方法運用地區(qū)間投入產(chǎn)出表計算京津冀經(jīng)濟部門的完全用水量，進而揭示京津冀地區(qū)間虛擬水貿(mào)易格局。

地區(qū)間虛擬水貿(mào)易模型的建立需要依賴地區(qū)間投入產(chǎn)出模型，因此本文根據(jù)2012年北京、天津和河北以及全國其他27個省市地區(qū)的投入產(chǎn)出模型，根據(jù)《中國2007年30省區(qū)市區(qū)域間投入產(chǎn)出表編制理論與實踐》[10]數(shù)據(jù)和方法，構(gòu)建可以反映京津冀內(nèi)部和其他27個省市地區(qū)的虛擬水貿(mào)易格局的2012年地區(qū)間水資源投入產(chǎn)出表。

三、京津冀虛擬水貿(mào)易分析

改革開放以來，京津冀的經(jīng)濟發(fā)展中過分使用地下水資源并截蓄地表水，破壞生態(tài)環(huán)境，致使京津冀地下水位逐年下降，地表河流漸漸干涸，地表湖泊不斷退化萎縮。區(qū)域的人均水資源擁有量只有全國平均水平的1/7；由于過度的開采地下水資源，平原區(qū)地表下蓄水年均下降1.1米。區(qū)域性缺水嚴重制約了京津冀發(fā)展。因此，本文通過研究京津冀地區(qū)間的虛擬水貿(mào)易格局，為該區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化布局提供意見。

（一）京津冀各產(chǎn)業(yè)虛擬水貿(mào)易空間格局：

2012年全國各地區(qū)農(nóng)業(yè)用水量可以通過《中國環(huán)境年鑒》中獲取，而工業(yè)分行業(yè)用水量通過《中國經(jīng)濟普查年鑒》獲取，年鑒中列出了各個地區(qū)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的取水總量和總產(chǎn)出，對年鑒中數(shù)據(jù)進行等比例變化，得到2012年京津冀及全國其他地區(qū)各產(chǎn)業(yè)的直接用水量。由于建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)的各個經(jīng)濟部門的用水量難以獲取，將建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)各個部門進行合并。最終，將42個經(jīng)濟部門整合為20個經(jīng)濟部門。由經(jīng)濟部門總產(chǎn)值與直接用水量得到京津冀及其他地區(qū)20個部門的直接用水系數(shù)，然后結(jié)合2012年京津冀和其他地區(qū)投入產(chǎn)出表，計算出分地區(qū)20部門的完全用水系數(shù)。結(jié)果見表1。最后，計算出京津冀各部門的虛擬水貿(mào)易量。結(jié)果見表2。

由表1可知，京津冀地區(qū)平均直接用水系數(shù)大幅度低于全國平均水平。同時，三地的各個經(jīng)濟部門的用水特征具有一定的相似性，京津冀直接用水系數(shù)較高的部門有京津冀的農(nóng)業(yè)和電力、熱力、燃氣和水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)以及化學(xué)產(chǎn)品。完全用水系數(shù)較高的部門有京津冀的農(nóng)業(yè)和食品煙草、紡織業(yè)和木材加工品和家具以，均超過了15m3/萬元。從上面結(jié)果可知，京津冀地區(qū)各個產(chǎn)業(yè)部門的用水效率較高

由表2可知，京津冀三地的金屬制品業(yè)及設(shè)備維修、通用設(shè)備、電氣機械和器材以及儀器儀表業(yè)的乘數(shù)系數(shù)較大，均超過20倍。而各地區(qū)間乘數(shù)系數(shù)較大的部門有，北京和天津的通信設(shè)備計算機和其他電子設(shè)備，分別為32.99和43.55，高于其他地區(qū)平均的9.94；天津和河北的交通運輸設(shè)備乘數(shù)系數(shù)分別為32.02和26.02，高于其他地區(qū)平均的12.88；河北的食品及煙草、木材加工品和家具乘數(shù)系數(shù)分別為61.29和93.28，高于其他地區(qū)平均的34.87和27.71。從結(jié)果來看，水資源匱乏的京津冀用水乘數(shù)系數(shù)高于全國平均水平，三地經(jīng)濟部門大幅帶動了其他地區(qū)經(jīng)濟部門消耗水資源。

從虛擬水貿(mào)易量來看，京津冀各經(jīng)濟部門間的虛擬水的流量和流向也差異巨大。2012年，京津冀地區(qū)內(nèi)各部門同全國其他地區(qū)進行貿(mào)易過程中輸出了20.68億m3虛擬水。其中，北京通過通信設(shè)備計算機和其他電子設(shè)備和金屬制品業(yè)及設(shè)備維修的產(chǎn)品貿(mào)易對其他地區(qū)輸出了1.5億m3的虛擬水，而剩下的經(jīng)濟部門通過產(chǎn)品貿(mào)易為北京從其他地區(qū)輸入了14.43億m3的虛擬水；天津通過非金屬礦物制品、金屬冶煉和壓延加工品和金屬制品業(yè)及設(shè)備維修三個經(jīng)濟部門對其他地區(qū)輸出了1.59億m3的虛擬水，而剩下的部門通過產(chǎn)品貿(mào)易為天津從其他地區(qū)獲得了18.06億m3的虛擬水。而河北通過部分工業(yè)和服務(wù)業(yè)產(chǎn)品貿(mào)易輸入了6.8億的虛擬水，卻通過農(nóng)業(yè)和部分重工業(yè)向其他地區(qū)輸出了64.89億m3的虛擬水。虛擬水貿(mào)易不僅沒有緩解整個京津冀地區(qū)的缺水狀況，反而讓這一現(xiàn)狀變得更加嚴重。endprint

由此可以看出，京津冀虛擬水資源的流動并非從富水地區(qū)流入貧水地區(qū)，而是由地區(qū)人口和市場決定，農(nóng)業(yè)虛擬水從人口少的地區(qū)流向人口多的地區(qū)，而工業(yè)虛擬水從經(jīng)濟落后地區(qū)流向了經(jīng)濟繁榮地區(qū)。同時，北京和天津通過貿(mào)易引入的虛擬水更是來自北方等同樣缺水且相對貧窮的城市，如，河北、內(nèi)蒙和山西等地，從長遠來看，這種轉(zhuǎn)嫁用水矛盾的行為必然會對這些城市的經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護產(chǎn)生不利影響。而且，一旦這些城市發(fā)生用水危機，京津兩地的虛擬水貿(mào)易格局必然會被打破，對地區(qū)乃至全國經(jīng)濟都會產(chǎn)生不利影響；而河北卻向周邊富裕的京津輸出大量的工業(yè)虛擬水，向江蘇、山東和河南等人口大省輸出了大量農(nóng)業(yè)虛擬水。這種現(xiàn)象完全與虛擬水戰(zhàn)略相悖，最終只會使得整個京津冀自然水資源不斷持續(xù)惡化。

（二）京津冀虛擬水貿(mào)易各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的分析

為考察京津冀虛擬水貿(mào)易的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析，要從用水乘數(shù)和虛擬水貿(mào)易量兩方面對不同經(jīng)濟部門進行分析。2012年，各地區(qū)對地區(qū)用水帶動作用和地區(qū)間虛擬水貿(mào)易量各不相同。其中，北京和天津均以工業(yè)虛擬水貿(mào)易為主，占兩地各自虛擬水貿(mào)易量的64.9%以上，而河北以農(nóng)業(yè)虛擬水貿(mào)易為主。京津冀三地的農(nóng)業(yè)用水帶動作用較低，但是虛擬水貿(mào)易量都比較大，可見京津冀的農(nóng)業(yè)與其他經(jīng)濟部門間未能產(chǎn)生更加深入的經(jīng)貿(mào)交流。而北京和天津工業(yè)的虛擬水貿(mào)易量和用水乘數(shù)均大于農(nóng)業(yè)和建筑及服務(wù)業(yè)，由此可見，工業(yè)產(chǎn)品是京津兩地的虛擬水貿(mào)易的重要載體，而工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品是河北省虛擬水貿(mào)易的重要載體，對其進行分別研究，有助于發(fā)現(xiàn)京津冀虛擬水貿(mào)易格局的形成原因。

北京的工業(yè)經(jīng)濟部門中輸入虛擬水總量較多的部門有電力、熱力、燃氣和水的生產(chǎn)和供應(yīng)和金屬冶煉及壓延加工品；天津的工業(yè)經(jīng)濟部門中輸入虛擬水較大的部門有電力、熱力、燃氣和水的生產(chǎn)和供應(yīng)、化學(xué)產(chǎn)品和食品及煙草，同時兩地的以開采業(yè)為代表的重工業(yè)的水的帶動作用大幅度高于河北?？梢姡本┖吞旖蜉斎氲拇罅刻摂M水凝結(jié)在高耗水產(chǎn)品和服務(wù)中。同時，北京和天津的重工業(yè)與其他工業(yè)部門虛擬水貿(mào)易頻繁，對整個地區(qū)的用水效率的提升有帶動作用。不可忽視，北京的交通運輸設(shè)備、通信設(shè)備計算機和其他電子設(shè)備及儀器儀表等高科技高附加值產(chǎn)品對其他地區(qū)輸出了虛擬水，說明了北京已經(jīng)成為生產(chǎn)高端制造業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)的地區(qū)，并從其他地區(qū)輸入高用水產(chǎn)品。

河北對外輸出巨量的農(nóng)業(yè)虛擬水的同時又從其他地區(qū)輸入了大量的工業(yè)虛擬水。輸出的工業(yè)虛擬水主要為紡織業(yè)、非金屬礦物制品和金屬冶煉和壓延加工品等低端制造業(yè)。河北是人口大省，礦產(chǎn)資源豐富，依托礦產(chǎn)資源發(fā)展起來的非金屬礦物制品和金屬冶煉和壓延加工品是主要的虛擬水輸出部門，也是主要的用水部門，使河北省大量的虛擬水輸出隱含在高能耗產(chǎn)品中。但是，以金屬和非金屬等為原料的金屬制品和交通運輸設(shè)備，以及石油、煉焦產(chǎn)品和核燃料加工品等制造業(yè)卻幫助河北輸入了大量的虛擬水，體現(xiàn)了河北是全國低端產(chǎn)品供應(yīng)基地的特點。不可忽視，木材加工及家具和造紙印刷行業(yè)為河北輸入了大量虛擬水。這一情況也反映出了河北林業(yè)資源相對較少，自然環(huán)境較差的現(xiàn)狀；更為嚴重的是，河北的高耗水部門的用水乘數(shù)作用普遍高于京津和全國平均水平，但虛擬水貿(mào)易量較少?？梢?，河北內(nèi)部高水耗部門間關(guān)聯(lián)密切，想要減少河北耗水，必須從河北各個工業(yè)經(jīng)濟部門共同發(fā)力減少水耗。

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

本文運用區(qū)域間投入產(chǎn)出模型對2012年間京津冀地區(qū)間各經(jīng)濟部門的虛擬水流動格局進行了研究。揭示了京津冀虛擬水貿(mào)易空間特征：

（1）京津冀同為水貧困地區(qū)，且用水效率要高于全國平均水平。但是，河北與京津相比存在較大差異。京津兩地的以工業(yè)虛擬水貿(mào)易為主；而河北以農(nóng)業(yè)虛擬水貿(mào)易為主。京津兩地主要從北方周邊地區(qū)引入工業(yè)虛擬水，從東北和新疆引入農(nóng)業(yè)虛擬水，在很大程度上緩解了京津兩地的水資源短缺的情況，但是兩地引入虛擬水的地區(qū)也是水資源匱乏地區(qū)，這種虛擬水貿(mào)易格局的發(fā)展必然會導(dǎo)致整個北方地區(qū)水資源環(huán)境的不斷惡化；而河北則向江蘇、山東和河南等地輸出農(nóng)業(yè)虛擬水，使得本身水資源匱乏的京津冀整體水資源環(huán)境更加惡化?？梢姡墒袌龊驼咭蛩氐男纬傻木┙蚣教摂M水貿(mào)易格局有悖于自然虛擬水戰(zhàn)略格局。

（2）京津冀的虛擬水輸入和輸出量巨大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是形成虛擬水貿(mào)易格局的主要原因。北京與天津同是區(qū)域核心城市，受限于土地資源稟賦稀缺和人力成本高昂等原因，高端制造和服務(wù)業(yè)等低耗水產(chǎn)業(yè)是兩地的經(jīng)濟支柱作用，不適宜發(fā)展高水耗的重工業(yè)，所以京津兩地主要引入電力熱力燃氣水的生產(chǎn)供應(yīng)等基礎(chǔ)工業(yè)虛擬水；而河北市農(nóng)業(yè)和人口大省，主要對外大量輸出農(nóng)業(yè)和低端制造業(yè)虛擬水，而通過高端制造業(yè)部門引入虛擬水，原因在于河北工業(yè)實力較弱。

（二）建議

從京津冀區(qū)位角度看，京津冀的人均水資源量全國倒數(shù)，但是經(jīng)濟實力和發(fā)展?jié)摿Χ际志薮?，人口必將快速的持續(xù)增長，地區(qū)水資源壓力必然持續(xù)增大，而南水北調(diào)從現(xiàn)今趨勢來看無法解決京津冀的缺水問題。因此，京津冀三地應(yīng)該發(fā)揮各自優(yōu)勢擴大水資源的供給，京津冀生活廢水量巨大又是沿海地區(qū)，發(fā)展海水淡化技術(shù)和中水回用技術(shù)不僅可以擴大水資源的供給，同時也可以帶動地區(qū)就業(yè)促進經(jīng)濟發(fā)展，同時配合制定合理的貿(mào)易政策，從水資源豐富的地區(qū)引入高耗水產(chǎn)品，逐步改善三地自然水資源環(huán)境。

從京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，三地都需要對農(nóng)業(yè)進行機械化和現(xiàn)代化升級。農(nóng)業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，向工業(yè)和服務(wù)業(yè)的延伸可以促進三次產(chǎn)業(yè)減少對水資源的使用。同時，三地應(yīng)共同建立農(nóng)產(chǎn)品深加工基地，打造當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)品牌以減少農(nóng)業(yè)虛擬水的輸出。在工業(yè)方面，京津產(chǎn)業(yè)相似度較高，應(yīng)該進行產(chǎn)業(yè)一體化整合，避免同質(zhì)競爭引起用水浪費，而河北急需發(fā)展技術(shù)密集型低水耗的制造業(yè)。建議打破行政和所有制壁壘，使京津冀三地進行各個經(jīng)濟部門的相關(guān)技術(shù)交流，提高京津冀整體的水資源使用效率。在建筑及服務(wù)業(yè)方面，京津冀都應(yīng)減少住房和公共設(shè)施的盲目投資，同時對三地的服務(wù)業(yè)也應(yīng)形成共享機制，用京津的高端服務(wù)業(yè)帶動河北服務(wù)業(yè)的升級，提升河北服務(wù)業(yè)的用水效率，真正做到區(qū)域一體化發(fā)展，不應(yīng)靠單純靠虛擬水貿(mào)易轉(zhuǎn)嫁缺水矛盾來解決自身水資源匱乏問題，根據(jù)京津冀三地水資源稟賦和其他地區(qū)貿(mào)易聯(lián)系，調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局，才能從根本上解決京津冀水資源匱乏問題。endprint

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