农产品贸易中虚拟水流的驱动因素研究

马 超 许长新 田贵良

(1．河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京210098;2．河海大学商学院，江苏 南京211100)

农产品贸易中虚拟水流的驱动因素研究

马 超1，2许长新1，2田贵良1，2

(1．河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京210098;2．河海大学商学院，江苏 南京211100)

经济发展中的虚拟水贸易实施受到多种要素的影响与制约。在回顾当前虚拟水研究进展的基础上，从自然、经济、社会、生态、技术和政策六个维度系统分析了以农产品为主要载体的虚拟水贸易实施的影响因素，进而收集32个典型的虚拟水贸易实施国家的横截面数据，利用多元逐步回归的方法，以虚拟水对外依赖程度为因变量，对部分影响因素进行了实证检验，并根据实证结果从资源优化配置与区域经济贡献的角度解释了国内学者研究得出的我国区际间农产品虚拟水的流动格局。研究表明:耕地资源及水资源的稀缺程度、区域经济发展水平、社会调适能力是虚拟水进口的正向驱动因素，而农业用水效率则是虚拟水进口的逆向驱动因素。

农产品;虚拟水贸易;虚拟水流;驱动因素

虚拟水贸易理论的提出结合了农业科学与经济学的思想，基于需求管理的视角，为缓解国内水资源短缺问题提供了创新思路。虚拟水贸易是指缺水国家(地区)通过贸易的方式从富水国家(地区)购买水密集产品来缓解本国或本地区的水资源压力，以实现当地的水资源安全及食品安全。本文以虚拟水贸易的影响因素为研究对象，在回顾国外研究进展的基础上，对影响虚拟水贸易实施的因素作进一步的系统梳理，进而收集32个典型的虚拟水贸易实施国家的横截面数据，选取部分典型的影响指标，建立计量经济学模型对农产品虚拟水贸易的驱动因素进行实证检验，并根据结果对我国区际农产品贸易的虚拟水流动格局进行阐释。

1 文献综述及问题提出

国内外学者对虚拟水贸易的研究主要基于虚拟水的理论研究、虚拟水的量化、虚拟水贸易的实施影响及水足迹四个角度展开，并取得了丰硕的研究成果。在虚拟水战略的经济学分析方面，诸多学者将其与比较优势理论联系在一起，认为国际贸易使虚拟水从水资源量具有比较优势的国家流向水资源相对缺乏的国家［1］。事实上，经济发展中虚拟水战略的实施显然受到多种要素的约束与影响，对虚拟水贸易理论的传统解释往往过分强调了水资源禀赋的作用。由于资源禀赋、经济发展、社会条件以及文化背景等方面存在不同，会导致虚拟水战略的实施对不同国家和地区产生的影响也互有差异。因此，在具体制定虚拟水贸易政策时，应根据不同国家(区域)其经济社会发展的差异区别对待。部分学者开始意识到传统理论的局限性，并着手对虚拟水贸易实施的影响因素进行分析。

刘红梅以农产品虚拟水国际贸易为研究对象，国内首次从政治、经济、社会、生态四方面对虚拟水贸易的影响因素进行了分析［2］。田贵良建立了比较优势理论的分析框架，基于数理角度论证了虚拟水战略的实施环境，指出虚拟水战略的实施应综合考虑水资源、其他限制性生产要素、生产技术水平以及生产的机会成本等因素［3］。邹君创新提出了虚拟水战略优势度的概念，并据此探讨了实施虚拟水战略对区域经济、社会、生态、文化的影响程度［4］。黎东升通过分析影响农产品虚拟水贸易的主要因素，建立了基于层次分析法的农产品虚拟水贸易实施条件评价模型［5］。孙才志分析了我国虚拟水贸易流动格局，提出了适合我国国情的广义虚拟水战略，从定性的角度对其驱动因子进行初步分析［6］。以上文献丰富了虚拟水贸易的理论体系，并修正了传统研究中过分强调水资源禀赋的片面观点，为合理制定虚拟水贸易政策发挥了重要作用，并成为本文接下来的分析提供了良好的研究基础。

不足之处在于，前有学者对虚拟水贸易影响因素的研究尚处于定性分析阶段，尽管部分研究对虚拟水贸易的适宜性建立了相应的评价体系及评价模型，但所用方法模型稍显简单，并带有较大主观性，缺乏客观角度对于虚拟水贸易影响因素的实证检验。严格来讲，虚拟水贸易影响因素的实证研究应基于时间与空间两个维度开展，既包括单一国家或地区实施虚拟水贸易的时间序列分析，又兼顾基于横截面数据的多个国家或地区虚拟水贸易的空间格局对比。由于我国虚拟水的研究起步较晚，在虚拟水贸易时间序列数据的收集上存在一定困难，故本文将首先从空间横截面维度入手研究。

2 农产品虚拟水贸易的驱动因素体系

2．1 自然维因素

2．1．1 水资源丰欠程度

区域水资源的丰欠程度是影响虚拟水贸易实施的基础性因素。对于水资源贫乏的地区而言，出于水资源机会成本的考虑，往往更趋向于缩减水资源密集型农产品的种植规模，实施虚拟水进口策略，将节约的农业水资源用于经济附加值更高的工业和服务业。而水资源丰富的地区则可将更多的水资源投入到农业生产中，通过虚拟水出口为本区域获得更大的经济效益。由此可见，区域水资源丰欠程度与区域虚拟水贸易实施的适宜性是一个U型的关系。

目前，学术界对于水资源丰缺程度的衡量指标并未达成一致，尽管传统粮食安全的研究中，多数学者采用联合国粮农组织(FAO)的标准，即如果一个国家或地区的人均水资源量低于1 000 m3，则该地区为缺水地区，显然这种方法过于绝对与片面。由此，本文采用Falkenmark提出“水阻碍”(Water Barrier)的概念(一个流量单位1×106m3，以2 000人的承载力为标准)来定量评价一国(区域)的水资源丰欠状况，如果一个流量单位容纳人口超过2 000人，将会严重限制当地经济的持续发展，如表1所示［7］。

2．1．2 土地资源禀赋状况

以粮食贸易为代表的农产品是虚拟水贸易实施的主要载体，而耕地资源与水资源一样，是粮食生产的基础性战略资源。因此耕地资源的禀赋状况同样是影响虚拟水贸易实施的重要资源条件。Dinesh［8］通过研究发现，驱动虚拟水流动的一个关键因素是耕地面积，根据其研究结论，虚拟水总是从水资源和耕地资源丰富的国家或地区流入到水资源和耕地资源短缺的国家或地区。通常使用一国(地区)的实际耕地面积来体现土地资源的禀赋。

表1 国外学者设定的水障碍范围Tab．1 Scope ofwater barrier set by the foreign scholars

2．2 经济维因素

2．2．1 经济实力

Turton［9］把一个国家的水需要量、经济实力、农业用水效率和工业用水效率作为该国水政治学(Hydro political)的关键变量。这些变量中经济实力是最重要的，它们的不同组合决定一个国家实施虚拟水战略的潜力。对于国家间的虚拟水贸易，为了通过进口粮食来实现国内水资源账户的平衡，必须具备一定的经济实力，并有能力取得足够的外汇储备;而在区域虚拟水贸易的实施进程中，农产品的购买能力则主要由当地的人均GDP决定。

2．2．2 机会成本

水资源以及其他限制性资源的机会成本成为虚拟水贸易实施的重要影响因素。一般的，工业部门对经济增长的拉动要远远高于农业部门，即工业用水产生的经济价值大于农业部门，因此如果不考虑其他资源约束，将自然资源等量的投入两个部门，此时工业部门的产出会高于农业部门。对于自然资源相同的两个地区，如果某一地区其农业规模较另一地区发达，则其经济发达程度则相对较低，即农业虚拟水的机会成本与工业部门相对较高。

2．2．3 贸易环境

国际贸易环境良好与否将成为国家间虚拟水贸易的重要影响因素。对于国家间的虚拟水贸易来说，虚拟水战略的实施更大程度上要受到国际农产品价格的影响。国际农产品价格的波动，将增加国内农产品供应的不确定性，不仅不利于国家水资源平衡，更将威胁当地的粮食安全;汇率的状况也是影响虚拟水贸易实施的重要因子，汇率决定了两种货币之间的兑换价格，其变动趋势不仅会作用于虚拟水进口国的本币购买能力，同时关系到虚拟水出口国商品相对价格的高低。对虚拟水进口国而言，汇率升高(直接标价法)，意味着本币贬值外币升值，对国际农产品的购买力下降，不利于农产品的进口。反之，汇率降低，意味着本币购买力的上升，可以增加国际农产品的进口，有利于农产品虚拟水的输入。

2．3 社会维因素

社会调适能力是虚拟水贸易实施的一种重要指数，LIEHR对社会调适能力曾给出下述定义:“一个社会(或社会－生态系统)为应对压力，自我、动态地调整其自身结构，以维持系统的可持续性”。Turton和Ohlsson将社会适应自然资源短缺的能力称之为社会调适能力［10］。不论对于缺水地区或者丰水地区而言，虚拟水贸易的实施都将带来旧产业的淘汰及新产业的出现，意味着国家或区域内部的经济格局的调整。而能否避免虚拟水战略框架下调整分工所带来的社会就业等负面影响，主要是根据国家(区域)调整经济结构的能力和当时经济发展多样化水平来决定的。多数学者认为人类发展指数(HDI)在一定程度上能够体现社会调适能力的大小［11］。

2．4 生态维因素

我国水资源的短缺问题导致了生产、生活、生态用水的矛盾，也成为生态系统逆向演替的根本原因。许多学者利用虚拟水理论，指出了虚拟水贸易在减轻生态用水短缺压力，改善生态环境方面的巨大作用［12］。主要的应用思路是:从国内粮食生产富足的省份进口粮食实现区际粮食的供给平衡，相对地减少本区的水资源消耗，以释放被挤占的生态用水，满足生态环境建设和恢复的水资源需求，如目前西部大开发中实施的退耕还林(草)。

不利方面在于，虚拟水贸易的实施会对生物多样性产生影响，从而不利于一个地区的粮食安全、生态健康以及农业经济发展。这就要求缺水地区在实施虚拟水贸易中，减少高水耗农业生产的同时要相应的以低水耗农业生产替代。

2．5 技术纬因素

由于农产品是虚拟水贸易的重要载体，因此反映技术水平的主要因素是农业水资源的利用效率。虚拟水贸易的节水机理基于虚拟水进出口国家(地区)水资源利用效率的不同，而农业水资源利用效率差别体现的最为明显。如果一个国家(地区)水资源利用效率很低，加上由于气候、耕地状况等原因导致其提升的空间较小，那么该国家(地区)通过国际或区际虚拟水贸易节水远比投资节水工程或节水技术更为经济、高效。一般来说，农业部门用水较多，而对 GDP的贡献较小，工业部门用水较少，却对GDP的贡献较大。因而通过虚拟水贸易，将节省下来的农业用水重新配置到当地工业部门会提高水资源的配置效率，从而获得更多的经济利益。严格来讲，农业用水效率是指农业部门用水量占总用水量的比例和该部门的GDP占总GDP的比例之比。限于数据的可得性，在后面的实证分析中，本研究使用单位面积耕地的用水量体现各地区水资源利用效率的差别。

此外，一个国家(或)地区的交通基础设施水平也会影响虚拟水贸易的实施，交通发达的地区可以为虚拟水贸易提供便利的运输条件，而相对不发达的地区其交通基础设施则会成为虚拟水贸易的制动因素。

2．6 政策维因素

2．6．1 粮食国际贸易政策

针对国际间的粮食贸易，出于政治安全、经济发展和社会稳定等多个角度的综合考虑，各国制定的对外贸易政策也将对虚拟水贸易在全球范围内的实施产生间接影响，这既包括为了保障国内农业生产和农民就业而制定的关税等贸易壁垒，又涉及以贸易和生产全球化为目的的各种贸易协定。

2．6．2 农业用水保障体系

农业初始水权合理分配是农业生产与粮食安全的重要保障，也是进而实施水权交易的基本前提。而对虚拟水进口地区而言，虚拟水战略实施的本质是实现水资源在产业间的有效转移及优化配置。Rose Grant和Ringler分析得出，在农业灌溉用水与其他非农业家庭和工业用水竞争非常激烈的情况下，将农业用水转移给城市和工业用水，将不利于农民进行农业生产的积极性，由此对当地农业经济会产生负面的影响，从而涉及一系列的利益补偿问题［13－14］，进而影响该地区的虚拟水贸易状况。根据区域经济发展的实际，完善水权分配及转让中的保障机制并建立虚拟水贸易相应的补偿体系，对促进水资源节约以及保证国家的粮食安全具有理论创新与实践贡献的双重价值。这一意义与虚拟水理论的初衷不谋而合，因此也是虚拟水贸易实施的重要补充。

3 虚拟水贸易驱动因素的实证检验

3．1 指标选取

根据Hoekstra A．Y．等人的研究思路［15］，这里首先给出区域水资源进口依存度的概念，用公式表述如下:

其中，NVWI代表一个国家每年的虚拟水净进口量，WU代表国家一年用水总量。WD为水资进口依存度，源介于0到100之间，当WD为零时，表明该国虚拟水进口总量与虚拟水出口总量持平，或者表明该国为虚拟水净出口国。不难看出，该指标可以反映一个国家依靠外国水资源(通过进口虚拟水的方式)程度大小。接下来，本文将选用该指标作为唯一的因变量，体现一个国家虚拟水贸易的实施程度。

此外，选取人均耕地面积(RJGDMJ)和水资源短缺程度(SZYDQCD)体现一个国家的自然资源禀赋，选取人均国内生产总值(RJGDP)代表一个国家的区域经济发展状况，选取单位耕地面积用水(DWMJYS)代表一个国家的农业用水效率，即单位面积用水越多，农业用水效率越低。

3．2 数据来源

国外学者研究表明，世界上主要的虚拟水出口国是美国、加拿大、澳大利亚、阿根廷和泰国，最大的虚拟水净进口国分别为日本、斯里兰卡、意大利、中国和德国［16］。本文在将这些国家纳入实证样本的同时，根据Chapagain A．K．和Hoekstra A．Y．的相关研究报告，从100多个国家当中按照水资源稀缺程度的大小选取了22个水资源稀缺国家，进而整理得到32个国家人口、水资源利用、耕地资源及经济发展方面的情况，汇总如表2所示［17－18］。尽管由于世界各国近年来的相关数据难以获得，但鉴于本文的研究目的并非对虚拟水进行量化分析，因此这并不影响本文的研究结果。

3．3 实证过程及结果

为了能够准确分析影响虚拟水对外依赖程度的主要因素，本文主要采用了多元回归分析中的逐步回归的方法。其基本思想:首先根据变量的显著性要求，给定一个显著性水平(本文选择变量保留在模型中的显著性水平为0．05)，然后根据这一标准逐个地将显著的自变量引入模型中，或将不显著的自变量从模型中一一剔除，最终达到模型中只包含显著的自变量，而且变量间成为一个最优组合，即总体模型的F检验值极大化。

3．3．1 Person 相关性分析

在进行回归之前，首先对选取的数据做Person相关性分析，结果如表3所示。

根据分析得出的Pearson积距相关系数，变量之间存在一定的多重共线性，故采用逐步回归的方法进行变量的筛选。

3．3．2 多元逐步回归分析

利用计量经济学软件SPSS软件17．0中文版对上述变量进行多元回归分析，最后有四个指标入选，如表4所示。

在显著性水平为0．05进行的检验中，调整后的R方为0．886，对于截面数据的回归来说较为理想，Sig值都小于0．05，说明该模型中变量的系数及模型整体可靠程度较高，F统计量为44．356，查表可得模型总体有效。各回归参数所对应的t的绝对值都大于t分布相应的分位点，可以拒绝回归系数为零的原假设。

另外，考虑到本研究采用的是截面数据，因此使用White检验进行异方差检验，分析结果如下:P值为0．339，大于显著性水平0．05，因此拒绝存在异方差的原假设。至此，我们得到虚拟水贸易影响因素的多元回归模型如下:

表2 世界各国1997－2001年平均人口、水资源利用、耕地资源、经济发展情况表Tab．2 Average population，water use，land resources and economic development of 32 countries from 1997－2001

表3 虚拟水对外依赖程度WD与各自变量相关性分析结果Tab．3 Correlation analysis results between the external dependence of virtualwater and the independent variables

表4 虚拟水贸易驱动因素模型回归结果Tab．4 Regression results of the drive factors of virtualwater trade

4 结论及阐释

4．1 研究结论

实证表明，水资源短缺程度、人均GDP、人类发展指数以及单位耕地面积的农业用水量都与虚拟水进口的依赖程度呈明显正相关关系，人均耕地面积与虚拟水进口的依赖程度呈负相关的关系。将上述指标与前面给出的驱动因素对应可知，耕地资源的稀缺程度对虚拟水的进口起促进作用，而农业用水效率则对虚拟水进口起制动作用。由此得出，耕地资源及水资源的稀缺程度、区域经济发展水平、社会调适能力是虚拟水进口的正向驱动因素，而农业用水效率则是虚拟水进口的负向驱动因素。

4．2 结论阐释

这一结果可以为国内学者的分析结论提供了有力支撑［6］，并可用来解释目前中国区际间粮食贸易中虚拟水的流动格局。从资源的分布及利用来看，相对于北方地区丰富的耕地资源，较少的人均耕地面积限制了南方的农业规模，加上东南沿海地区工业化和城镇化进程的加快导致当地土地利用“非农化”的加速，促使南方地区通过虚拟水贸易的形式从北方进口粮食，由此形成我国虚拟水“北粮南运”的流动格局;基于水资源的角度，北部地区尤其西北地区其农业生产受到水资源的约束，随着国家近年来西部大开发及西部生态建设战略的实施，农业用水受到进一步的挤占，粮食面积与总产量逐年减少，导致当地也成为虚拟水的净调入区域，进而形成“中粮西送”的流动格局;农业科学技术的发展与应用进一步提高了北方地区的资源利用效率，带来了当地粮食产量的大幅增加，促进了虚拟水的南北流动。

此外，地区经济发展水平的差异在很大程度上影响着当地的生产选择，从而决定了区域间的虚拟水流向。以我国东南地区为例，其人均GDP在全国处于最高水平，产业结构以二、三产业为主，农业生产较高的机会成本导致了自然资源被更多的用于工业和其他产业部门;而经济欠发达地区其非农就业机会较少，农业生产成本则相对较低，更多的水、土地、劳动力等资源被用于农业生产。因此，尽管南方的水资源非常丰富，但出于经济利益的考虑，选择从北方进口粮食而不是大规模的进行农业生产，也由此加剧了我国水资源逆向配置的格局。通过虚拟水贸易可以缓解经济发达区域由于资源的“农转非”现象而产生的粮食安全等问题，实现资源在不同地区和产业间的优化配置，为虚拟水进口地区提供更大的经济贡献。

(编辑:王爱萍)

References)

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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

马超，博士生，主要研究方向为水利经济管理研究。

许长新，教授，博导，主要研究方向为水利经济管理。

江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目“应对极端水旱灾害的虚拟水期权契约设计研究”(编号:CXZZ11_0458);国家自然科学基金“区域经济系统虚拟水(VW)测算的可计算非线性动态水资源I－O模型研究”(编号:41001377);教育部人文社会科学基金“我国发展虚拟水贸易的对策研究”(编号:09YJC790067)。