垂直專業(yè)化視角下中美虛擬水貿(mào)易研究※

鄧光耀

（蘭州財經(jīng)大學(xué)，甘肅 蘭州 730020）

水是人類生產(chǎn)和生活中不可缺少的資源，但是近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的增長和人口的增加，中國的水資源供求矛盾越來越尖銳。Allan首次提出通過虛擬水貿(mào)易的方式來緩解水資源供給壓力，指出水資源短缺國家可以通過從水資源豐裕國家進(jìn)口耗水較多的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品或者服務(wù)來代替自身生產(chǎn)，從而解決水資源供求矛盾[1]。另外近年來，國際貿(mào)易呈現(xiàn)垂直專業(yè)化分工趨勢，為此本文結(jié)合垂直專業(yè)化背景，研究中美虛擬水貿(mào)易問題。垂直專業(yè)化是指各國中間品貿(mào)易不斷增加，跨越多個國家的垂直貿(mào)易鏈不斷延長，每個國家只在商品生產(chǎn)的某個或某幾個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)的分工與貿(mào)易現(xiàn)象[2]。

自Allan[1]提出虛擬水貿(mào)易概念以來，從多的研究者對虛擬水貿(mào)易問題進(jìn)行了研究。例如：馬玉波對2012年中俄之間的虛擬水貿(mào)易進(jìn)行了核算，指出2012年中國對俄國凈出口虛擬水達(dá)1.48億立方米[3]。鄭和祥等對鄂爾多斯的虛擬水貿(mào)易進(jìn)行了研究，模擬分析的結(jié)果表明2020年鄂爾多斯市是一個虛擬水凈出口地區(qū)[4]。Zhou等模擬分析了中國2030-2050年中國糧食作物虛擬水貿(mào)易的變化趨勢，指出由于中國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的持續(xù)增長，中國將從農(nóng)產(chǎn)品虛擬水凈進(jìn)口國轉(zhuǎn)為凈出口國[5]。Lamastra等研究了中國與意大利之間的農(nóng)產(chǎn)品虛擬水貿(mào)易，指出中國農(nóng)產(chǎn)品存在從意大利的虛擬水凈進(jìn)口[6]。曹濤等利用多區(qū)域投入產(chǎn)出模型研究了京津冀地區(qū)的虛擬水貿(mào)易，指出2012年該地區(qū)呈現(xiàn)虛擬水凈出口狀態(tài)[7]。Ye等指出虛擬水進(jìn)口或者調(diào)入是緩解北京市水資源短缺的重要手段[8]。田貴良等利用多區(qū)域投入產(chǎn)出模型研究了長江流域各省份的虛擬水貿(mào)易，指出2012年該地區(qū)整體上存在虛擬水凈輸出[9]。

以上文獻(xiàn)雖然對中國的虛擬水貿(mào)易問題進(jìn)行了較多的研究，但是均未考慮中間產(chǎn)品的虛擬水貿(mào)易問題，為此，本文基于垂直專業(yè)化視角，以中美為例進(jìn)行虛擬水貿(mào)易研究。

一、研究方法

參考Hummels等[2]，本文利用以下公式來計(jì)算中國的出口垂直專業(yè)化指數(shù)：

其中，E為出口列向量，ET為各行業(yè)總出口，μ為單位行向量，Am為中間投入部分進(jìn)口產(chǎn)品的消耗系數(shù)，I為單位矩陣，Ad為中間投入部分國內(nèi)產(chǎn)品的消耗系數(shù)。公式（1）是針對中國出口的整體情況，計(jì)算的垂直專業(yè)化指數(shù)。由于中國出口目的地不止一個國家，本文以中美貿(mào)易為例，將公式（1）改寫為：

其中，VSSC為中國生產(chǎn)出口給美國的各行業(yè)產(chǎn)品時，中間投入部分需要從美國進(jìn)口的垂直專業(yè)化指數(shù)，Amc為中國中間投入部分從美國進(jìn)口產(chǎn)品的消耗系數(shù)，Adc的含義與公式（1）中 Ad相同，Ec為中國最終使用部分對美國的出口列向量，ETC為中國最終使用部分各行業(yè)對美國的出口總量。參考Deng等[10]，定義直接用水系數(shù)為：

其中，w為用水量，x為總產(chǎn)出（總投入）。參考趙玉煥和王邵軍[11]，結(jié)合公式（2）、（3），可得垂直專業(yè)化視角下中國對美國的虛擬水出口的計(jì)算公式為：

其中，Wc和Wa分別為中國和美國的直接用水系數(shù)，Adc和Add分別為中國和美國中間投入部分國內(nèi)產(chǎn)品的消耗系數(shù)，點(diǎn)·代表Ec中每一個元素乘以1-VSSc或 者 VSSc。 公 式（4） 中 第 一 項(xiàng)Wc(I-Adc)-1(1-VSSc)·Ec)代表中國自身生產(chǎn)產(chǎn)品對美國的虛擬水出口，第二項(xiàng)Wa(1-Add)-1(VSSc·Ec)代表來自于美國中間產(chǎn)品的虛擬水再出口。類似于公式（4），可得垂直專業(yè)化視角下中國從美國的虛擬水進(jìn)口的計(jì)算公式：

其中，Ea為中國最終使用部分從美國的進(jìn)口列向量，另外VSSc為美國生產(chǎn)出口給中國的各行業(yè)產(chǎn)品時，中間投入部分需要從中國進(jìn)口的垂直專業(yè)化指數(shù)。公式（5）中第一項(xiàng)Wa(1-Ada)-1（(1-VSSa)·Ea）代表中國對美國自身生產(chǎn)產(chǎn)品的虛擬水進(jìn)口，第二項(xiàng)Wc(I-Adc)-1(VSSa·Ea)代表中國對出口給美國中間產(chǎn)品的虛擬水再進(jìn)口。由于中國從美國的虛擬水進(jìn)口等于美國對中國的虛擬水出口，因此公式（4）與公式（5）存在形式上的對稱性。需要指出的是，趙玉煥和王邵軍[11]、陳楠和趙學(xué)敏[12]忽視了這種對稱性，因此以上文獻(xiàn)中計(jì)算中國隱含碳進(jìn)口的公式與本文中計(jì)算虛擬水進(jìn)口的公式（5）存在差異。

二、數(shù)據(jù)來源

本文中數(shù)據(jù)均來自于EORA數(shù)據(jù)庫，EORA數(shù)據(jù)庫包含1970-2015年190個國家（地區(qū)）所構(gòu)成的多區(qū)域投入產(chǎn)出表[13]-[14]。由于中美是全球經(jīng)濟(jì)總量排名最靠前的兩個國家，雙邊貿(mào)易量在全球貿(mào)易格局中也占據(jù)重要地位，因此本文選取2006-2015年中美兩國的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。另外，中美各行業(yè)水資源的使用量來自于EORA數(shù)據(jù)庫中環(huán)境核算賬戶，包括綠水、藍(lán)水和灰水的使用數(shù)據(jù)。其中，綠水是指植物根部所儲存的雨水，藍(lán)水是指來自于江河、湖泊的水資源以及地下水，灰水是指凈化水體污染物所需要的水[15]。

三、實(shí)證分析

本文首先分析中美綠水、藍(lán)水和灰水之和的虛擬水貿(mào)易情況，然后進(jìn)一步分析中美綠水、藍(lán)水和灰水虛擬水貿(mào)易的細(xì)分情況。

（一）中美虛擬水進(jìn)出口貿(mào)易總量分析

2006-2015年中國從美國的虛擬水進(jìn)口量以及對美國的虛擬水出口量如表1所示：

表1 2006-2015年中美虛擬水進(jìn)出口貿(mào)易總量（單位：億立方米）

從表1可以看到：（1）在2006-2015年中，中國從美國的虛擬水進(jìn)口以及中國對美國的虛擬水出口以及分解項(xiàng)均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。這是因?yàn)橐环矫骐S著交通的便利和全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，中美之間產(chǎn)品貿(mào)易量增加，從而虛擬水貿(mào)易量增加；另一方面，由于節(jié)水技術(shù)以及用水效率的提升，單位產(chǎn)品生產(chǎn)所消耗的水資源量下降，從而虛擬水貿(mào)易量也可能下降。（2）從合計(jì)值來看，在2006-2015年中，中國從美國的虛擬水進(jìn)口量遠(yuǎn)小于中國對美國的虛擬水出口量。這是因?yàn)閺膶?shí)物貿(mào)易量來說，中國存在對美國的凈出口，再結(jié)合各行業(yè)用水情況可得中國存在虛擬水凈出口。需要說明的是，雖然與美國相比，中國的水資源相對更短缺，但是仍存在中國對美國的虛擬水凈出口。這是因?yàn)槌怂Y源一個要素之外，中國還存在勞動力等其他要素的比較優(yōu)勢[13]-[14]。（3）從分解項(xiàng)來看，無論是中國從美國的虛擬水進(jìn)口還是中國對美國的虛擬水出口，各年度第一項(xiàng)的值均遠(yuǎn)大于第二項(xiàng)的值，第二項(xiàng)占比在1%～2%之間，也即中間投入部分來自于中國自身生產(chǎn)的產(chǎn)品影響了中國從美國的虛擬水進(jìn)口量，另外中間投入部分來自美國的產(chǎn)品也影響了中國對美國的虛擬水出口量。

（二）中美虛擬水進(jìn)出口貿(mào)易的行業(yè)差異分析

本文以2006年、2010年和2015年為例，進(jìn)一步分析中美之間虛擬水進(jìn)出口貿(mào)易的行業(yè)差異，具體結(jié)果如表2所示：

表2 2006年、2010年和2015年中美各行業(yè)虛擬水進(jìn)出口（單位：億立方米）

從表2可以看到：（1）中國從美國的虛擬水進(jìn)口以及中國對美國的虛擬水出口行業(yè)差異較大。中國主要從美國進(jìn)口農(nóng)產(chǎn)品以及食品飲料行業(yè)的產(chǎn)品，另外，由于農(nóng)業(yè)和食品飲料行業(yè)生產(chǎn)消耗的水資源量也比其他行業(yè)要多，從而農(nóng)業(yè)和食品飲料行業(yè)的虛擬水進(jìn)口較大。而中國有較多的紡織產(chǎn)品以及電氣機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)品出口到美國，從而紡織業(yè)和電氣機(jī)械制造業(yè)中中國對美國的虛擬水出口較大。（2）與2006年、2010年相比，大部分行業(yè)2015年的值更大，這是因?yàn)橹忻乐g的交通運(yùn)輸條件得到了改善。

本文進(jìn)一步以農(nóng)業(yè)和食品飲料業(yè)的進(jìn)口、紡織業(yè)和電氣機(jī)械制造業(yè)的出口為例，說明2006-2015年中美之間虛擬水貿(mào)易的變化趨勢，如圖1所示：

圖1 2006-2015年中美之間代表行業(yè)的虛擬水貿(mào)易量

從圖1可以看到：（1）2006-2015年中國從美國的農(nóng)業(yè)、食品飲料行業(yè)的虛擬水進(jìn)口量呈現(xiàn)增加的趨勢，中國對美國的紡織業(yè)、電氣機(jī)械制造業(yè)的虛擬水出口量則經(jīng)歷了多次增加和減少的更迭。（2）與中國從美國的虛擬水進(jìn)口量代表行業(yè)相比，中國對美國的虛擬水出口量代表行業(yè)的虛擬水貿(mào)易量更大。

（三）中美綠水、藍(lán)水和灰水虛擬水貿(mào)易的細(xì)分情況

2006-2015年中國從美國的虛擬水進(jìn)口中綠水、藍(lán)水和灰水所占比例以及中國對美國的虛擬水出口中綠水、藍(lán)水和灰水所占比例，分別如圖2和圖3所示：

圖2 2006-2015年中國從美國的虛擬水進(jìn)口中綠水、藍(lán)水和灰水所占比例

圖3 2006-2015年中國對美國的虛擬水出口中綠水、藍(lán)水和灰水所占比例

從圖2和圖3可以看到：無論是中國從美國的虛擬水進(jìn)口，還是中國對美國的虛擬水出口，綠水所占比例均最高，灰水次之，藍(lán)水最低。其中，中國從美國的虛擬水進(jìn)口中，綠水所占比例在70%左右，藍(lán)水所占比例在10%左右，灰水所占比例在20%左右；中國對美國的虛擬水出口中綠水所占比例在50%左右，藍(lán)水所占比例在10%左右，灰水所占比例在30%左右。由表1可以看到，中國從美國虛擬水進(jìn)口的主要行業(yè)是農(nóng)業(yè)，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用了大量的雨水（也即綠水），并且農(nóng)業(yè)用水在所有行業(yè)用水中占比最高，從而中國從美國虛擬水進(jìn)口的綠水所占比例最高。另外，由于中國對美國虛擬水出口的主要行業(yè)是紡織業(yè)，而紡織業(yè)單位產(chǎn)出所需要的了水資源量低于農(nóng)業(yè)，因此中國對美國的虛擬水出口中綠水所占比例比中國從美國虛擬水進(jìn)口中綠水所占比例更低。

本文以2015年為例，說明中美各行業(yè)綠水、藍(lán)水和灰水虛擬水貿(mào)易的差異，如表3所示：

表3 2015年中美各行業(yè)綠水、藍(lán)水和灰水虛擬水貿(mào)易（單位：億立方米）

從表3可以看到：（1）在2015年中國從美國的虛擬水進(jìn)口中，無論是綠水，還是藍(lán)水和灰水，均是農(nóng)業(yè)對應(yīng)的值最大，這是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)所消耗的水資源量遠(yuǎn)大于其他行業(yè)，即使在所有行業(yè)產(chǎn)品中，農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口額并不一定最高，但是中國從美國的虛擬水進(jìn)口中農(nóng)業(yè)占比仍是最高。（2）在2015年中國對美國的虛擬水出口中，無論是綠水還是藍(lán)水，均是紡織業(yè)對應(yīng)的值最大，但是灰水部分則是電氣機(jī)械制造業(yè)對應(yīng)的值最大，這是因?yàn)榧徔棙I(yè)和電氣機(jī)械制造業(yè)的出口額較大，另外電氣機(jī)械制造業(yè)單位產(chǎn)出所產(chǎn)生的污水相對于紡織業(yè)更多，因此凈化污染物所需要的灰水更多，從而電氣機(jī)械制造業(yè)灰水所對應(yīng)的虛擬水出口量更大。

本文進(jìn)一步以農(nóng)業(yè)為例，說明2006-2015年中美綠水、藍(lán)水和灰水的虛擬水貿(mào)易變化趨勢，如表4所示：

表4 2006-2015年中美農(nóng)業(yè)綠水、藍(lán)水和灰水虛擬水貿(mào)易（單位：億立方米）

從表4可以看到：無論是中國從美國的虛擬水進(jìn)口，還是中國對美國的虛擬水出口，在2006-2015年中均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，這是由產(chǎn)品貿(mào)易額增加和用水效率提升所引起的。其中中國從美國的虛擬水進(jìn)口中2013年的值最大，綠水、藍(lán)水和灰水分別為64.44億立方米、10.01億立方米和12.73億立方米；中國對美國的虛擬水出口中2014年的值最大，綠水、藍(lán)水和灰水分別為10.66億立方米、2.01億立方米和3.74億立方米。

為了分析垂直專業(yè)化對綠水、藍(lán)水和灰水三個方面虛擬水貿(mào)易的影響，本文進(jìn)一步分析2006-2015年公式（4）和公式（5）中第二項(xiàng)占中國對美國的虛擬水出口及中國從美國的虛擬水進(jìn)口的比例，如圖4所示：

圖4 第二項(xiàng)占比

從圖4可以看到：（1）出口方向綠水、藍(lán)水和灰水第二項(xiàng)占比低于進(jìn)口方向的綠水、藍(lán)水和灰水的第二項(xiàng)占比，也即中國對出口給美國中間產(chǎn)品的虛擬水再進(jìn)口占中國從美國的虛擬水進(jìn)口的比例低于來自于美國中間產(chǎn)品的虛擬水再出口占中國對美國的虛擬水出口的比例，其中灰水進(jìn)口占比最大。（2）在2006-2015年中，出口方向綠水、藍(lán)水和灰水第二項(xiàng)占比變化幅度不大，但是進(jìn)口方向的綠水、藍(lán)水和灰水的第二項(xiàng)占比總體上呈現(xiàn)上升的趨勢。

四、結(jié)論與啟示

本文利用EORA數(shù)據(jù)庫中投入產(chǎn)出表和綠水、藍(lán)水和灰水的使用數(shù)據(jù)，研究了垂直專業(yè)化視角下中美之間的虛擬水貿(mào)易，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）在2006-2015年中，中國從美國的虛擬水進(jìn)口量遠(yuǎn)小于中國對美國的虛擬水出口量，并且中國對出口給美國中間產(chǎn)品的虛擬水再進(jìn)口占中國從美國的虛擬水進(jìn)口的比例低于來自于美國中間產(chǎn)品的虛擬水再出口占中國對美國的虛擬水出口的比例，其中灰水進(jìn)口占比最大。（2）中國從美國的虛擬水進(jìn)口以及中國對美國的虛擬水出口行業(yè)差異較大。其中，中國從美國的農(nóng)業(yè)和食品飲料行業(yè)虛擬水進(jìn)口較大，而紡織業(yè)和電氣機(jī)械制造業(yè)中中國對美國的虛擬水出口較大。（3）無論是中國從美國的虛擬水進(jìn)口，還是中國對美國的虛擬水出口，綠水所占比例均最高，灰水次之，藍(lán)水最低。

根據(jù)以上研究結(jié)果，可得以下政策啟示：（1）由于中國與美國相比，水資源相對短缺，但是中國從美國的虛擬水進(jìn)口遠(yuǎn)低于中國對美國的虛擬水出口，因此需要適當(dāng)降低中國對美國的虛擬水出口，例如適當(dāng)減少紡織業(yè)產(chǎn)品的出口，同時擴(kuò)大中國從美國的虛擬水進(jìn)口，特別是增加農(nóng)業(yè)等耗水較多行業(yè)產(chǎn)品的進(jìn)口。（2）為了緩解水資源供求矛盾，中國各級政府和居民還應(yīng)當(dāng)采取噴灌、滴灌和渠道防滲等多種節(jié)水措施，并提升各行業(yè)用水效率。另外，需要加強(qiáng)雨水的綜合利用，推進(jìn)海綿城市建設(shè)，并從源頭上控制水污染。

責(zé)任編校：徐 曉