第一章 導論

一 研究背景

水資源作為人類生存發展與生活活動的重要物質基礎，對生產的發展和社會的進步起到了至關重要的作用，尤其是在我國的農業生產中發揮著不可替代的資源依賴作用。根據《中國環境統計年鑒》數據統計，2012年我國農業用水量達到了3902.5億立方米，占到全國用水總量的63.65%，而生態環境補水用量僅為108.3億立方米，占全國用水總量的1.77%。在發展的過程中，一方面，人類對水資源數量和質量的要求越來越高，但自然界能夠為人類提供的可利用的水資源是有限的；另一方面，水資源時空分布的不均勻性加劇了水資源供需矛盾的尖銳性。因此，世界上大部分國家和地區都面臨著水資源應該如何優化配置和有效利用的難題，即通過對水資源的合理分配和利用，使其既能夠滿足社會和經濟發展的需要，又能夠滿足生態環境對水資源的需求。

（一）糧食作物虛擬水貿易概況

已有研究中，為了解決水資源短缺和合理有效配置水資源的問題，各國學者嘗試著從不同的視角去尋求有效的解決途徑。1993年，英國的Allan教授創新性地提出了“虛擬水”的概念，表征產品和服務在生產過程中消耗的水資源量，它以“無形”的形式寄存在商品或服務中。因此，虛擬水也被稱作“嵌入水”或“外生水”。虛擬水貿易則是指貧水國家（地區）通過進口豐水國家（地區）的水密集型產品（如糧食作物）來保證本國（地區）水資源安全的一種商品戰略。例如，1千克小麥的貿易相當于1—2噸虛擬水的貿易，1千克牛肉的貿易相當于背后的16噸虛擬水的貿易（Rinaudo et al. ,1997）。虛擬水貿易概念的提出，為水資源匱乏的國家和地區提供了一個全新的視角來解決水資源短缺和有效配置的問題，也為后人在水資源管理和糧食安全之間的研究奠定了基礎。隨著環境問題和糧食安全問題的區域化、全球化的不斷加深，貿易與環境已經成為一個新興的交叉研究領域。研究糧食作物區域貿易與水資源配置問題，對于提升我國國內水資源配置效率具有重要價值。

糧食既是公眾生活消費的必需品，又是一個國家經濟發展和社會穩定的前提保證。國家統計局統計數據顯示，2015年我國糧食總產量達到了62143.5萬噸（12428.7億斤），比2014年增加了1440.8萬噸（288.2億斤），增長了2.4%，我國糧食產量實現了“十二連增”。糧食產量持續地增加在一定程度上保證了我國的糧食自給率，但也在一定程度上付出了生態成本的代價。糧食生產是一個對農業自然資源高度依賴的過程，尤其是對水資源的依賴性較強，是其他資源無法替代的。因此，糧食作物的貿易也是水資源的貿易，是水資源在地區之間的流動。因此，不同的國家（地區）應該針對本地的水資源稟賦條件的不同，制定相應的糧食作物虛擬水貿易政策，以在確保糧食安全的基礎上，實現國家（地區）水資源的優化配置。

（二）水資源非市場價值概述

從價值量的角度來考慮，水資源既是自然資源的綜合體，也是人類社會、經濟、文化的載體，在航運、飲用水供應、農業灌溉、漁業、生物多樣性保護和戶外休閑等方面具有巨大的潛力（姜魯光等，2006）。生態系統服務是指人類直接或者間接地從生態系統的功能當中獲得的各種收益（Costanza et al. , 1997）。根據生態系統與生物多樣性經濟學（TEEB, 2010），可以將水生態系統服務分為以下四個方面的內容。

（1）水生態系統產品服務。水生態系統能為人類提供生活和生產的原材料及能量，這包括提供生活的飲用水源和工農業生產的水源、水中可供食用的魚類等食物、具有藥用價值的資源等。

（2）水生態系統調節服務。水生態系統能夠調節區域氣候和空氣質量、涵養水源、防止水土流失、控制極端災害事件和疾病的發生等。

（3）水生態系統支持服務。水生態系統能夠為野生動植物提供生存的棲息地，并維持生態系統的生物多樣性。

（4）水生態系統文化服務。水生態系統能夠為人類帶來精神上的愉悅和心理的享受，這包括旅游和娛樂資源的開發以及人類對其精神上的體驗和存在的滿足感。

綜合以上水生態系統服務的各個方面可以發現，水資源具有多重功能屬性（自然屬性、環境屬性、生態屬性、社會屬性和經濟屬性）。其中，部分功能屬性具有很強的外部性，在純粹的市場作用力下，這些屬性不能或者很難進入政策制定者的視野，進而忽略水資源部分屬性功能的分析，這必將扭曲水資源的真實價值，并可能嚴重誤導政策的制定。因此，正確評估水資源及其生態系統服務的非市場價值，將其存在的正外部性內部化，探求水資源危機的成因及其應對策略，是水資源持續利用，以及社會、經濟、生態可持續發展的關鍵。

以往有關糧食作物虛擬水貿易的研究只是運用各種方法對國家、省市、流域、企業等不同尺度的虛擬水貿易量進行測算，而忽略了虛擬水貿易的價值量的測算。尤其是虛擬水貿易的非市場價值測算，對水資源管理政策和糧食安全政策的制定和完善具有更進一步的指導和借鑒意義。虛擬水貿易市場價值和非市場價值的對比，理論上是對要素稟賦理論和比較優勢理論的進一步解釋和補充完善，實踐中會使得國家或區域更合理地實現水資源在生產用水和生態用水之間的合理配置。

（三）陜西省渭河流域概況

渭河，發源于甘肅省定西市鳥鼠山，橫跨甘肅東部、寧夏中南部和陜西中部，在陜西省渭南市潼關縣匯入黃河，全長818公里，流域總面積13.47萬平方公里，是黃河最大的支流。渭河干流陜西省部分長502.4公里，流域面積6.71萬平方公里，占黃河流域在陜西省內總面積的50%。渭河干流經天水市流出甘肅省，與陜西省寶雞相接，先后經寶雞、咸陽、西安、銅川、渭南等地區，最后在潼關的港口匯入黃河。渭河流域地處干旱半干旱地區，具有典型的大陸性季風氣候，冬季寒冷干燥多西北風，夏季炎熱濕潤多東南風。流域年內溫差較大，冬夏極端氣溫相差較大；降水分布不均勻，冬季降水少，夏季降水多，且年際相差較大；年均氣溫和降水均呈現由東向西依次遞減的趨勢。流域內災害性天氣主要包括低溫、霜凍、冰雹、暴雨、洪水、干旱等，其中旱災危害為甚。就地貌而言流域從北向南依次為黃土高原地區、關中盆地地區、秦嶺北麓山地地區，相對應的植被分別是草原植被、溫帶暖溫帶落葉闊葉林地帶、秦嶺北麓山地植被，具有明顯的垂直分布特征。

渭河流域自然地理條件優越，是我國傳統農業生產區域，也是土地規劃中“七區二十三帶”劃定的農業主產區之一（楊貴羽、王浩，2015）。陜西省渭河流域部分總土地面積5558.7千公頃，耕地面積2062.3千公頃，林地面積1850.5千公頃，牧草地面積256.1千公頃，園地面積107.9千公頃，居民生活作業占地376.0千公頃。2014年，陜西省渭河流域農業增加值為694.14億元，同比增長5.1%，流域內農作物主要包括小麥、玉米等糧食作物和蔬菜、水果等經濟作物。農作物總播種面積2163.11千公頃，其中糧食播種面積1667.8千公頃，總產量達到735.40萬噸，單位面積產量為4644公斤/公頃。

從流域水資源情況來看，渭河中下游徑流地域的變化趨勢呈現為南部小北部大，渭河南岸秦嶺山地年徑流大且年際變化小，北岸黃土高原徑流小且年際變化大。徑流季節性變化明顯，干流秋季占全年的38%—40%，其次依次為夏季、春季、冬季。流域地處干旱半干旱地區，尤其隨著經濟的發展，對水資源的開發利用強度不斷增大，渭河流域缺水情況比較嚴重（李泓輝，2008）。主要表現為：①自1995年以來，渭河整體水量持續減少，泥沙沉積嚴重，河床不斷升高，下游地區部分河床高出地面，一方面導致徑流減少，另一方面河床抵御洪水的能力下降，目前僅能抵御十年一遇的洪水；②工農業生產規模不斷擴張，過量采集地下水，導致地下水位大幅下降，出現地面沉降、土地裂縫等地質問題；③由于水資源供需沖突，用水高峰季節出現河道徑流減小、井水水位驟降等現象，城鄉居民生活和工業生產與農業生產爭奪水資源，最終造成河道干枯，生態平衡破壞（王雁林等，2004）。

從以上關于流域的糧食生產情況和流域水資源情況來看，陜西省渭河流域的農業生產（尤其是糧食作物的生產）需要消耗大量的水資源，同時，流域面臨嚴重的水資源短缺和水生態環境惡化問題。因此，如何高效地利用流域的水資源，并對流域水資源進行合理的配置成為陜西省渭河流域經濟可持續發展和流域生態環境改善的關鍵。基于以上關于虛擬水貿易和水資源非市場價值的背景介紹，本書將水資源非市場價值理論和虛擬水貿易理論有機結合，以陜西省渭河流域糧食作物為例，在測算糧食作物虛擬水貿易足跡的基礎上，進一步測算糧食作物虛擬水貿易足跡的市場價值和非市場價值，并研究糧食作物虛擬水貿易足跡非市場價值的影響因素。研究結果對流域水資源配置政策制定、糧食安全政策完善以及水資源價格修訂具有理論價值和政策指導意義。