摘要 虚拟水是水资源需求管理的创新领域。投入产出法是研究虚拟水的重要方法,但既有研究多以线性静态投入产出模型为主,存在较强的比例性假设,在解释现实经济活动中的虚拟水贸易时存在一定缺陷和不足。为更加贴近现实状况,本文利用可计算一般均衡(CGE)思想,设计了一种新的虚拟水测算思路,对传统的线性静态投入产出模型进行了非线性和动态化的拓展,旨在对区域经济系统中的虚拟水贸易进行更加科学合理的计算和考察。首先,参照国家统计机构常用的42产业部门划分方式,根据一般均衡理论,围绕区域经济系统的生产模块、价格模块和供需平衡模块三个部分,定义有关变量和参数,对区域经济系统非线性动态投入产出模型进行了详细的方程列写。在此基础上,将虚拟水流动的因素与一般形式的非线性动态投入产出模型进行嵌套,采用“母表”(价值型流量表)和“子表”(水资源流量表)相结合的形式,给出了一种全新的区域水资源投入产出表的设计思路与编制方法,将可计算非线性动态产出模型从一般形式扩展至水资源领域,构建了区域经济系统中虚拟水贸易的可计算非线性动态投入产出分析框架。分析同时指出,通过对该模型进行求解,可以推导和计算平衡增长路径和最优增长路径下的区域经济系统产出结构和用水结构,并可结合虚拟水贸易对区域经济的作用机理,分析最优增长路径下实施虚拟水贸易对区域经济增长的贡献。
关键词 虚拟水贸易;可计算;非线性;动态;投入产出
中图分类号 TV213.4 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2016)11-0160-10
doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2016.11.020
虚拟水贸易是无形的“引调水工程”[1-2]。“虚拟水”的概念由Tony Allan教授于1993年首先提出[3-5],与实体水相对应,是指生产商品或服务中所需要的水资源量[6-7],以无形的方式蕴含在产品和服务中。虚拟水贸易,则是指缺水国家或地区通过贸易的方式从富水国家和地区购买水密集产品来缓解本国或本地区的水资源压力,实现当地的水资源安全及食品安全。其理论的提出与发展拓展了过去人们对于水与粮食问题上从问题发生范围内寻求解决方案的传统思路,而是强调从系统的角度出发,基于系统思考的方法从问题发生的范围之外寻找解决问题的对策,为水资源管理特别是需求侧管理开辟了新的视角。虚拟水的量化分析和政策研究,也由此成为水问题政策专家与学者的关注焦点与创新领域。我们试图对传统的线性静态水资源投入产出模型加以扩展和改进,引用当前较为前沿的可计算非线性动态投入产出模型,基于可计算非线性动态投入产出的思想,建立区域经济系统非线性动态水资源投入产出模型,对区域经济系统中的虚拟水贸易进行更加科学合理的计算和考察。本文将重点给出可计算非线性动态水资源I-O模型的构建思路。
1 文献综述
在虚拟水的量化计算中,国内外学者常用的方法有两种:一种是单位水量法,主要来自Chapagain和Hoekstra提出的研究不同产品生产树的方法[7],以及Zimmer和Renault基于对不同产品类型的区分的计算方法[8]。比如,在计算农产品的虚拟水含量时,普遍采用联合国粮农组织(FAO)推荐并修正的标准彭曼-孟蒂斯公式,计算作物在生长发育期间蒸发蒸腾所消耗的全部水资源量ETc(Plant Evapotranspiration),并对农作物产量YC进行统计,即可得到单位质量农产品的虚拟水含量[9-11]。另一种是投入产出法。与生产树法相比,后者因为其所依据的投入产出表覆盖了国民经济系统中各种产品的生产过程和使用去向,可以在产业普遍联系之中,更为直观、准确的追踪产品贸易背后的水资源流动效应,因而成为研究社会生产系统中水资源问题最重要的分析工具之一[12-14]。近年来,大量学者使用投入产出模型对虚拟水贸易进行计算分析。Yu等用投入产出模型计算了英国虚拟水贸易格局[15]。Antonelli等利用投入产出法计算了地中海地区“蓝水”和“绿水”的流动情况[16]。田贵良和许长新基于投入产出分析方法,构建起虚拟水贸易理论框架下的水价敏感性模型,分析了水价上涨对各产业产品价格带来的影响[17]。Guan等用投入产出法,计算了我国北方6省和广东省的虚拟水流动情况[18]。谭圣林提出运用单区域投入产出表和多区域投入产出表研究虚拟水,并以广东省为例进行了量化分析[19]。李方一对山西省与国内其他地区的虚拟水流动关系进行了实证研究[20]。雷玉桃依据投入产出分析原理,对中国17个行业的各种用水系数和虚拟水进出口量进行了计算分析[21]。周姣等建立起价值-实物混合型区域间投入产出表对华北地区的虚拟水贸易进行了量化分析[22]。黄晓荣等运用投入产出法计算了1998-2002年宁夏地区的虚拟水状况[23]。马忠等利用投入产出法对甘肃省张掖市各产业间的虚拟水流动进行了分析[24]。总的看来,随着虚拟水概念的逐渐普及和研究领域的不断扩大,投入产出法以其行业覆盖面广、计算精确度高的特点,成为当前虚拟水贸易研究中的主流方法。
但需要看到,既有研究中的投入产出模型多以线性静态模型为主,存在着很强的比例性假设,即假设在一定的值域内,某种产品的产出量与包括水资源在内的投入要素之间是成线性比例的,各投入要素间必须是固定比例而不能变化的[25]。而事实上,在实际生产过程中,各产业内部投入要素的比例是在不断变化的。比如,发展中国家处于经济起步阶段时,往往投入较多的劳动力资源而使用较少的固定资本,但随着经济发展,固定资本占投入要素的比例不断增加,而投入的劳动力总量基本变化不大,导致其投入比例的减小,由此引起了两种投入要素其比例隨着生产的进行在不断变化。由此看来,基于比例性假设的线性静态投入产出模型在描述现实经济活动中的投入产出关系时不够准确。为了使投入产出模型更加切近现实中的区域经济系统,近年来,许多经济学家都致力于将线性投入产出模型推广到非线性的情况,并取得一定进展,但尚未有研究将这一思路应用到水资源及虚拟水贸易领域。