基于近远程视角分析黄河中下游五省区虚拟水贸易

摘要 以区域间投入产出表为基础，量化黄河中下游五省区（山西省、内蒙古、山东省、河南省和陕西省）基于消费的水足迹的规模和结构以及与省级的虚拟水贸易，通过近远程视角分析黄河中下游五省区依靠内外部水资源的程度，并通过实例分析虚拟水贸易的空间流动特点。结果表明，黄河中下游五省区各部门的用水系数差别较大，其中内蒙古的农业用水系数最高，均高于700 m3/万元;黄河中下游五省区近远程水足迹之比为99∶1，即对内部水资源依赖性较强，对外部水资源依赖性较弱，近程水资源极大地促进了黄河中下游发展;黄河中下游的水足迹与距离呈现出一定的负相关关系，即距离越大，水足迹流动量越小。五省区的水足迹分别距流出地3.21、68.42、75.18、77.32、19.53 km，其中山西的水足迹距离流出地的平均距离最短，河南的水足迹距离流出地的平均距离最长;在虚拟水近远程贸易中，黄河中下游是虚拟水净流入区，有3 976.6 万m3的虚拟水净流入量;山西省和陕西省是虚拟水净流入区，内蒙古、山东和河南三省区是虚拟水净流出区。我国蓬勃发展的经济给水资源带来了巨大压力，黄河中下游五省区的水资源压力也在不断增加，提高综合用水效率，调整进出口策略，实施虚拟水贸易策略是黄河中下游高质量发展的重要举措。

关键词 近远程视角;黄河中下游;虚拟水贸易

中图分类号 F 124.5  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）06-0178-08

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.06.042

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Virtual Water Trade in Five Provinces in the Middle and Lower Reaches of the Yellow River Based on Near-distance Perspective

XIA Guang-hui，MA Zhong （School of Geography and Environmental Sciences，Northwest Normal University，Lanzhou，Gansu 730070）

Abstract Based on the inter-regional input-output table，the scale and structure of the consumption-based water footprint of five provinces （Shanxi Province，Inner Mongolia，Shandong Province，Henan Province and Shaanxi Province） and regions in the middle and lower reaches of the Yellow River and their virtual water trade with the provincial level were quantified.This paper analyzed the degree of dependence on internal and external water resources in the five provinces and regions of the middle and lower reaches of the Yellow River from a near and long distance perspective，and analyzed the spatial flow characteristics of virtual water trade through examples.The results showed that the water use coefficien of five provinces and regions in the middle and lower reaches of the Yellow River varied greatly，Inner Mongolia had the highest agricultural water use coefficient，which was higher than 700 m3/104 yuan.The ratio of short-range and long-range water footprints in five provinces in the middle and lower reaches of the Yellow River was 99∶1，which meant that the dependence on internal water resources was strong and the dependen-ce on external water resources was weak.The short-distance water resources greatly promoted the development of the middle and lower reaches of the Yellow River.The water footprint in the middle and lower reaches of the Yellow River presented a negative correlation with distance，that was，the larger the distance，the smaller the water footprint flow.The water footprint of the five provinces was 3.21，68.42，75.18，77.32 and 19.53 km from the outflow place，respectively.The average distance between the water footprint of Shanxi and the outflow place was the shortest，and the average distance between Henan and the outflow place was the longest .In the near and long distance virtual water trade，the middle and lower reaches of the Yellow River were the net inflow areas of virtual water，with a net inflow of 39.766 million m3.Shanxi Province and Shaanxi Province were the areas of virtual water net inflow，and Inner Mongolia，Shandong and Henan were the areas of virtual water net outflow.China's booming economy has brought great pressure on water resources，and the pressure on water resources in the five provinces and regions in the middle and lower reaches of the Yellow River is also increasing.Improving the comprehensive water use efficiency，adjusting import and export strategies，and implementing the virtual water trade strategy are important measures for high-quality development in the middle and lower reaches of the Yellow River.

Key words Near-long distance perspective;Middle and lower reaches of Yellow River;Virtual water trade

基金项目 国家自然科学基金项目（41461115，41061050）。

作者简介 夏广慧（1996—），女，江苏淮安人，硕士研究生，研究方向：生态经济与可持续发展。*通信作者，副教授，博士，硕士生导师，从事投入产出与生态环境研究。

收稿日期 2021-09-29

黄河流域在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位。2019年9月18日，习近平总书记提出将黄河流域生态保护和高质量发展作为重大国家战略，并进一步强调将推进水资源节约集约利用作为黄河流域的主要目标任务[1]。根据黄河流域的生态功能区划，上游地区主要为水源涵养区域，以生态保护为主，而中下游地区的生产、生活活动相对更多，更加注重水资源集约利用[2]。因此，黄河中下游地区水资源集约利用已成为需要重点关注的现实问题。

通过区域贸易将产品中的“虚拟水”流动到其他地区来改善水资源紧缺已经得到国内外认同，进口虚拟水也成为节约用水的一种特殊方式[3]。虚拟水是Tony Allan于20世纪90年代提出，是指生产商品和服务过程中所需要的水资源量[4]。水足迹是将虚拟水与消费相结合，指一个人（地区或国家）在一定时间内消费的所有产品和服务所需要的虚拟水[5]。水足迹能够真实地描述人类生产和消费活动对不同时空属性水资源的需求和影响[6]。虚拟水贸易战略的提出为缓解水资源供求矛盾提供了新思路，即缺水国家或地区通过产品或者服务贸易的方式从水资源丰裕的国家或者地区进口虚拟水，从而缓解水资源供求矛盾问题[7]。

虚拟水贸易的提出，使得众多的学者通过不同尺度进行研究。例如，在国际尺度上，韩文钰等[8]基于投入产出分析了中美两国的虚拟水贸易，研究发现，在两国贸易中，中国始终为虚拟水净出口状态，中国主要通过制造业商品向美国出口虚拟水，美国则主要通过农产品向中国出口虚拟水。在国家尺度上，Schwarz等[9]研究了秘鲁农业贸易模式和虚拟水流动的关系，指出秘鲁是虚拟水的净进口国，出口农产品的经济用水效益远大于进口农产品的经济用水效益，从而减少了本地水资源的使用。Chen等[10]运用投入产出模型研究了我国的虚拟水进出口，提出2000—2012年我国是虚拟水的净出口国。在省际尺度上，吴兆丹等[11]采用多区域投入产出法分析各省区虚拟水流动格局，指出我国在实施虚拟水战略中，应重点提高新疆、黑龙江等虚拟水流出、净流出较高省区的生产用水效率;加强改善山东等虚拟水流入、净流入较高省区的消费习惯。在区域尺度上，田贵良等[12]对2012年长江经济带的虚拟水贸易进行了研究，结果表明，在全国贸易中，长江经济带区域整体呈虚拟水净输出状态;上海、浙江和重庆为虚拟水净输入区，其余省区均为虚拟水净输出区。在部门尺度上，Deng等[13]通过研究我国各行业的虚拟水贸易量，发现2012年我国虚拟水净出口量较大，农业部门虚拟水净进口量较大。

资源生态要素的近远程耦合已经成为一个研究热点，方创琳等[14]将系统与内外部的耦合关系定义为近远程耦合。将近远程耦合关系运用到虚拟水贸易的研究上，是指区域与生态环境近程或远程水资源要素之间存在的非线性交互胁迫与交互促进关系，其中近程水资源要素是区域所在地域范围内产生的促使城市发展的水资源，远程水资源要素是由区域外部输入到区域内部的水资源和从区域内部输出到外部区域的水资源。目前，关于城市化与生态环境近远程耦合研究较多[15-16]，区域水资源与生态环境近远程研究较少[17]。因此笔者运用近远程视角研究黄河中下游五省区的虚拟水贸易，测算黄河中下游五省区与全国各省域之间的虚拟水贸易量并进行近远程划分，分析黄河中下游地区与内外部水资源的相互关系，为黄河中下游水资源的集约利用提供决策支持，进而实现黄河流域的高质量发展。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

研究区包括自内蒙古河口镇至山东东营市的黄河中下游地区，主要包括山西省、内蒙古自治区、山东省、河南省和陕西省。2019年黄河中下游耗水量为351.57 亿m3，占全流域总耗水量的77%[18]。由于中下游水土流失严重、含有大量流沙迫使流域面积锐减、水污染严重等原因，造成了黄河中下游水资源短缺。因此，改善黄河中下游水资源利用效率已成为需要重点关注的现实问题。

1.2 数据来源 该研究用到的数据主要包括2010年区域间投入产出表和各省的水数据，根据数据的获取性，不包括西藏和港澳台[19]。2010年区域间投入产出表展示了省域以及部门之间的产品与消费的流动关系，引入用水量可测算出产品中水的流动关系。区域间投入产出表包括30个部门，然而用水数据划分的部门却多于30个部门，因此该研究将参照区域间投入产出表中的30个部门划分用水部门。2010年各省农业、工业和服务业用水数据从各种来源收集的。首先，农业部门的用水量摘自各省的年度水资源公报;其次，2010年各省工业和服务业细分部门用水量依据Zhang等[20]的研究得到，即各省30个部门的工业用水总量参照《中国经济普查年鉴2008》[21]中的用水比例进行对应分配，计算出23个工业部门的用水量，其中缺乏建筑业用水量，而最可靠的建筑业用水量来自中国水利部2011年进行的第一次全国水资源普查，然后估计2010年建筑业部门的用水强度，假设建筑部门的年用水效率提高率为6%，这与全国总体用水效率提高率相当，由此获得建筑业的用水量;最后，根据“水生产和供应”部门对不同服务部门的中间投入比例，按比例分解6个服务业部门的总用水量，这些中间投入以从每个省的省投入产出表中提取的货币单位衡量（依据2007和2012年的中国地区投入产出表[22]插值得到2010年的分配比例），以此得到服务业6个细分部门的用水量。