中国虚拟水研究进展

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　　摘 要虚拟水是解决水资源短缺问题和水资源安全问题的新概念,指生产产品和服务的用水量,虚拟水战略是指贫水国家或地区通过贸易从富水国家或地区购买水密集型产品以获得本地区的水安全和粮食安全。系统地论述虚拟水在中国研究的进展及存在的不足,预测今后研究的方向。
　　关键词虚拟水;虚拟水战略;虚拟水贸易;研究进展
　　中图分类号F323文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)101-0209-02
　　
　　虚拟水思想源于Fishelson在评价以色列农业时提出的“物化水”概念。1993年TonyAllan首次将虚拟水定义为生产农产品所需要的水资源量。后经Hoekstra进一步拓展和完善,将其定义为生产商品和服务所需要的水资源数量。虚拟水概念的提出,使水资源从“实体”转向“虚体”,将水资源与食品贸易有机联系在一起,突显了水资源的资源功能,开辟了水资源管理和利用的新途径。
　　1“虚拟水”理论
　　虚拟水的国际研究进入快速发展阶段,而在中国国内由于起步,处于初步研究探讨阶段。近几年来的研究成果还是比较显著的。按照应用方面划分,虚拟水的国内研究可以划分虚拟水贸易、虚拟水的计算以及虚拟水理论在具体城市中的初步探讨应用几个方面。
　　2虚拟水理论与虚拟水贸易方面
　　虚拟水贸易与虚拟水战略己成为国际上的一个前沿研究领域。自引入我国以来,虚拟水在解决我国水资源短缺与粮食安全及生态环境等问题中得到初步应用。
　　程国栋院士初步计算了2000年西北各省(区)虚拟水消费量发现社会经济系统中存在着大量的虚拟水资源,更重要的是这部分虚拟水可以通过贸易流通,这为水资源管理的决策增加了新的内容。从而提出在目前全国粮食供求的基本平衡状况能够满足西北缺粮省(区)的粮食调入的情况下,运用虚拟水战略缓解缺水地区自身水资源的短缺压力和生态压力,实现区域水资源的可持续利用,保障西北地区乃至全国生态安全的主张。同时,程国栋采用三种不同情况初步测算了采用虚拟水的效益,模拟结果表明采用虚拟水战略对经济增长有明显促进作用。张敦强采用我国作物主产区的气象数据和中国国家统计局的统计数据,计算了10种主要农产品(畜产品)的虚拟水含量和贸易量,发现1995-1999年我国是一个虚拟水净进口国家,而且农产品是虚拟水贸易的主要组成部分。柯兵等在前人研究基础上估算了2010和2020年我国虚拟水进口量。比较发现通过虚拟水缓解的农业生产用水量比虚拟水量要多,这意味着我国生产等量粮食所需水量比通过粮食进口的虚拟水量高,实行虚拟水贸易战略效益明显。虚拟水量占农业用水比例高于粮食进口量占粮食需求量的比例,从另一方面说明了在我国水资源短缺和利用效率比较低的条件下,虚拟水能够成为解决农业用水问题的有效途径。王红瑞等总结了虚拟水贸易的战略意义并对中国今后的虚拟水贸易的方向问题进行初步探讨。
　　马静等分析了国际粮食贸易对中国水土资源的利用的影响并指出粮食贸易:从区域看,东南、华南、华北是粮食贸易的受益地区,粮食贸易有效的缓解了这些地区水土资源供应紧张的局面,而对中西部欠发达地区的影响相对较少。秦丽杰等提出。我国作为农业生产大国,应加强虚拟水研究,通过虚拟水贸易减轻水资源压力。应采取调整进出口粮食比例,减少耗水密集型产品出口,调整粮食生产区域布局,加强国内各地区之间的虚拟水贸易等措施,实现粮食安全和水资源安全。周姣等首次提出在国内实行区域间虚拟水贸易的可行性以及必要性并提出相关对策。柳长顺等提出增加进口3000×104t粮食解决中国目前和将来的水资源短缺和粮食安全问题的建议是可行的、合理的并指出虚拟水交易是解决中国水资源短缺与粮食安全的新选择。刘妍等提出水贸易不仅仅取决于资源含量和产品技术含量,还取决于各国贸易产生的机会成本为我国政府制定最优的虚拟水战略提供有效的理论依据。
　　3虚拟水实例研究
　　龙爱华,徐中民等以虚拟水理论为基础,对西北四省(区)2000年的水资源足迹进行了研究,结果表明以虚拟水为基础的水资源足迹更真实的衡量了社会经济系统对水资源消费利用状况,为解决区域水资源短缺和创新水资源管理体制提供了新思路,产品形式的虚拟水贸易是解决干早区水资源安全,粮食安全的有效战略工具。王红瑞等通过计算北京的农业虚拟水量认为北京的农业结构趋于合理,同时提出进行虚拟水贸易的可行性。严冬等利用水资源模型输出的蒸散发量,从虚拟水角度对黑河中游农作物初级产品的虚拟水含量、虚拟水贸易、水资源利用率和农业发展代价分担等内容进行了评价认为现阶段需要以节水灌溉和流域综合管理为主,来解决经济欠发达干旱区的水资源、流域整体协调发展问题。项学敏等]计算了大连市旅顺口区和大连市经济技术开发区的水足迹结果表明,2003年旅顺口区的总水足迹不足开发区的50%,但实体水的消耗量约为开发区的1.5倍。旅顺口区水资源压力大的主要原因是该区施行农业为主要产业、在贸易过程中大量输出虚拟水的发展模式。
　　邰姗姗等计算了大连市的人均生态足迹和人均生态承载力,指出大连市人均生态足迹整体呈上升趋势,多年人均生态足迹均在21250hm2・人-1以上;2004年为31965hm2・人-1,是1991年(21250hm2・人-1)的1176倍,2000-2004年大连市存在不同程度的生态赤字现象;2001年人均水足迹为7481270m3・人-1,低于北方人均水足迹水平,属于水资源短缺型城市。
　　李磊等对黑龙江省虚拟水进行了详细的量化分析,。研究结果表明:黑龙江省是一个虚拟水净出口地区,2003年输出虚拟水量高达6.3058×109m3,占黑龙江省总供水的25.6%,粮食虚拟水净出口高达5.764×109m3,占农畜产品虚拟水净出口的91.40%。说明黑龙江省出口的一直以耗水量大的产品粮食为主。这种贸易状况对于水资源严重短缺的黑龙江是不尽合理的。从虚拟水的角度出发,黑龙江省的农产品产业结构及进出口贸易有待于作某些必要的调整以适应建立可持续发展和节水型社会。
　　田颖等借助“虚拟水”概念,分析湖北省2000年至2005年城乡消费结构.结果表明,消费结构由单一化趋向多样化,消费呈现多样化趋势,且农村的消费结构变化速度相较城镇变化速度更快并预测短期内虚拟水消费还将增长
　　王红波等对对山东省2004年水足迹进行了计算和评价,2004年山东省水资源足迹为397.61×108m3,人均水足迹为433.93m3/人・年。结果表明,山东省面临着很大水资源压力,必须推进农业和工业节水技术,改善人类消费结构及消费模式,提高水资源利用效率和虚拟水进口,全面建设节水型社会。
　　肖玲等提出了虚拟水指数的概念,制定了等级划分标准,并对陕西省1989～2004年的虚拟水含量进行了时空变异分析苏芳等从消费需求角度研究人类对水资源的真实占用,探索可持续的消费模式通过对虚拟水的量化将各种食品的消费需求转换成水资源的消费需求,从而衡量不同收入群体对水资源的需求.结果表明:各类食物的消费支出大都随着家庭可支配收入的增加而减少;在家庭食物虚拟水消费中,肉类和粮食对总的虚拟水消费影响较大;家庭食物虚拟水消费随着可支配收入的增加而增大,2005年农村居民可支配收入每增加1000元,将增大12414m3的食物虚拟水消费;中等收入家庭的多样性指数最高,而最低收入家庭的多样性指数最低,说明最低收入家庭各类食物的虚拟水消费分配最不均匀.2005年张掖甘州区不同收入群体家庭虚拟水消费的不公平系数为01198,这说明2005年不同城镇收入群体家庭虚拟水消费分配相对公平。
　　邓晓军等利用水足迹理论分别对重庆、上海、山东、四川等地进行水资源利用研究,计算模型的介绍以及对案例城市水足迹的计算和分析可以看出,水足迹是一种测量和比较人类经济社会对水资源的需求和水资源承载力之间差距的定量测度方法.将水足迹模型运用到城市水资源系统研究中,可测定一定的社会发展阶段和一定技术条件下,城市发展带给水资源系统的压力和影响程度,以及城市居民的生产、生活需求与水资源系统供给之间的差距,为城市水资源可持续规划与管理研究提供新的思路和方向.然而,水足迹分析法也不是完善的.首先该计算模型忽略了耕作方式、气候类型、作物品种的差异等带来的影响.其次,没有考虑循环水、可再生水、作物本身含有的以及其和动物产品重复计算的那部分水量.此外,虚拟水贸易中商品的虚拟水含量并没有根据实际情况进行计算.最后,部分数据难以采集以及来源的可靠性也影响其计算结果.因此,水足迹的理论与方法还有待进一步改进。
　　4问题与研究展望
　　4.1虚拟水研究中的问题
　　由于虚拟水的概念出现十几年的时间,时间还比较短,不能期望已经建立完备的研究方法和共享的据,水足迹的概念出现不到10年,该领域的大部分研究仍然不发达,大多数研究都集中在农作物产品的虚拟水贸易,只有少数学者的研究包含了动物产品的虚拟水贸易。工业产品的虚拟水含量基本上还没有什么研究报道。迄今为止的研究表明在起草国家水政策方案时虚拟水贸易分析的重要性,国家之间的虚拟水贸易可以减轻水资源短缺的压力,有助于缓解地区和全球的水短缺。应当鼓励干旱地区或国家进行虚拟水贸易,并在全球尺度内通过适当的协议提高粮食安全和增加农产品贸易的互惠。国家和地区的水政策及农业政策分析中涵盖虚拟水账户是明智的。因此应加强研究建立虚拟水账户的一般步骤和标准,这对于了解国家虚拟水贸易平衡、发展国家的虚拟水政策是必要的。对于一些大国也应该了解国内的虚拟水贸易,例如中国,北方相对干旱南方相对湿润,国内虚拟水贸易是应该加以研究的。食品和其他水密集型产品的贸易不仅隐含了虚拟水贸易,同时亦有虚拟劳动力,虚拟土地等,这些都是今后的一些研究方向。将虚拟水贸易作为政策的一部分,则需要彻底了解虚拟水贸易对于当地社会、经济、环境以及文化状况的影响以及它们之间的相互作用。虚拟水的可以缓解进口国自身的水资源压力。出口虚拟水的国家,即便是那些水资源丰沛的国家,都会因为这一贸易对其环境产生影响(过度开发当地的资源,包括水资源)。还需要深入研究当把虚拟水贸易作为水政策的策略手段所带来的自然、社会、经济、环境和政治方面的影响。其中应分析虚拟水对于地缘政治重要性的影响,有关的机会和威胁,以及应用这一概念进行决策时相关的政治过程。在我们的日常饮食中减少虚拟水的消耗对于节水也具有非常重要的意义。通过水足迹(water footprints)向人们说明虚拟水的含义有助于提高人们对水的忧患意识,也有助于倡导节水的消费模式。水足迹的研究必将在世界各国迅速开展。
　　4.2国内研究展望
　　我国的虚拟水研究已经开展,但是还不是很系统、深入。可以预测,未来虚拟水研究主要可以分为宏观、中观、微观三大类。第一,在宏观层面上研究相关国际贸易、选择粮食自足还是选择虚拟水贸易;研究全国的虚拟水、水足迹的数据并为相关政府制定政策提供参考。第二,在中观层面上研究各地区、各省市虚拟水的相关数据;选择调水工程还是选择虚拟水贸易等。第三,在微观层面上研究消费习惯的改变对用水需求的影响;推广虚拟水的概念,加强人们的节水意识等。
　　
　　参考文献
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　　[4]张敦强.虚拟水―缓解我国水资源短缺的新途径[J].中国水利,2004(s):24-26.
　　[5]柯兵,柳文华,段光明等.虚拟水在解决农业生产与粮食安全问题中的作用研究[J].环境科学,2004,25(2):32-36.
　　[6]王红瑞,董艳艳,王军红等.关于虚拟水与虚拟水贸易的讨论[J].北京师范大学学报,2006,42(6):633-638.
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　　[8]周姣,史安娜.区域虚拟水贸易计算方法及实证[J].华东经济管理,2009,23(6):37-40.
　　
　　作者简介
　　田爱民,女,汉族,山东科技大学化学与环境工程学院环境科学与环境工程系的副教授,学历:在职博士,研究方向:水资源的可持续发展,虚拟水。
　　高士琼(1984―),男,汉族,山东科技大学研究生学院硕士研究生,研究方向:虚拟水。

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