虛擬水交易與中國水資源和糧食問題

水資源不足是中國的一個長期問題。根據(jù)《21世紀中國水供求》的預測,2010年～2050年我國缺水量在100×108～318×108m3之間。中國工程院重大咨詢項目《中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究》預測2030年中國缺水130×108m3,2050年基本平衡。缺水是中國21世紀一個亟待解決的問題。本文引入虛擬水交易,以其對解決中國水資源短缺與糧食安全提供一點新思路,供參考與進一步探討。1虛擬水交易虛擬水是TonyAllan于20世紀90年代提出的新概念,是指以“虛擬”的形式內(nèi)含于工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的水,其數(shù)量上相當于生產(chǎn)產(chǎn)品時所消耗的水量。產(chǎn)品交易引起虛擬水的轉(zhuǎn)移就是虛擬水交易。許多缺水國家或地區(qū)從富水國家或地區(qū)購買水密集型工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品-尤其是糧食,來獲得水和糧食的安全。如果一個國家向另一個國家出口高耗用水量的產(chǎn)品,那么實際上是在以“虛擬”的形式出口水,從而滿足了缺水國家的水需求。由于距離遠、費用高,豐水地區(qū)與貧水地區(qū)之間的實體水交易幾乎是不可能的,但是高耗用水量產(chǎn)品交易(虛擬水交易)卻是可以實現(xiàn)的1)。虛擬水概念的提出為水資源短缺或貧乏的國家和地區(qū)緩解其缺水問題提供一種可能途徑,即通過在國際市場上購買部分本國所需糧食來保障水資源與糧食的安全,而不是將國內(nèi)極為稀缺的水資源大量投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來滿足自身的糧食需求。事實上,很多水資源短缺國家生產(chǎn)糧食的成本遠遠高于世界糧食價格。因此,虛擬水交易在缺水國家或地區(qū)具有重要的戰(zhàn)略意義,在一些國家和地區(qū)得到了應用,如約旦、以色列、南非、日本、埃及、摩洛哥等。傳統(tǒng)上,人們對水和糧食安全都習慣在問題發(fā)生的區(qū)域范圍內(nèi)尋求解決問題的方案,虛擬水戰(zhàn)略則從系統(tǒng)的角度出發(fā),運用系統(tǒng)思考的方法從問題發(fā)生的范圍之外尋找解決內(nèi)部問題的應對策略,提倡缺水地區(qū)進口高耗用水量的糧食來解決水資源短缺與糧食安全問題。國內(nèi)學術界對虛擬水也十分關注,程國棟等較系統(tǒng)全面地介紹了虛擬水、虛擬水交易的概念及國際水交易狀況,并對我國西北內(nèi)陸地區(qū)虛擬水交易進行了研究。張敦強計算了我國虛擬水進出口總量,認為我國糧食在基本依靠自給的同時,應該實施虛擬水戰(zhàn)略,如每年進口2000×104～3000×104t糧食,但是對進口糧食的可行性沒有展開研究。目前,《21世紀中國水供求》和《中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究》預測的缺水量,都是在采取傳統(tǒng)方法基礎上尚不能解決的水資源缺口,而虛擬水交易則提供了解決此問題的新思路。2主要產(chǎn)糧區(qū)水資源短缺,影響糧食安全目前,我國水資源供需矛盾比較嚴重。在全國668個城市中,缺水城市400多個,其中嚴重缺水的城市114個,日缺水1600×104t,每年因缺水造成的直接經(jīng)濟損失達2000×108元,全國每年因缺水少產(chǎn)糧食700×108～800×108kg。在滿足正常需要并不超采地下水的情況下,全國年缺水總量約為300×108～400×108m3。水資源短缺已經(jīng)成為我國尤其是北方地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的嚴重制約因素。從糧食生產(chǎn)與安全角度來看,全國北方產(chǎn)糧區(qū)水資源條件并不富余,隨著糧食需求的增長,必將導致北方水資源短缺的形勢更加嚴峻。主要產(chǎn)糧區(qū)水資源難以保障,這將可能影響到中國的糧食安全。1998年布朗在《世界觀察》上發(fā)表了題為“中國的水資源短缺將影響世界糧食安全”,2000年布朗認為中國不斷下降的地下水位可能很快引起世界糧食價格的上升。布朗先生多次對中國糧食問題發(fā)表評論,尤其從農(nóng)業(yè)的根基水資源短缺、地下水位下降方面質(zhì)疑中國糧食安全不是沒有道理的。由于中國南北水資源分布差異極為懸殊,長期以來形成了“南糧北調(diào)”的格局。進入80年代這種格局已發(fā)生根本性的變化。從統(tǒng)計資料分析來看,50年代,中國長江以北15個省(區(qū)、市)的糧食生產(chǎn)總量占全國糧食生產(chǎn)總量的40%,而水資源只占全國水資源總量的19%,長江以南的15個省(區(qū)、市)糧食生產(chǎn)總量占全國糧食生產(chǎn)總量的60%,而水資源卻占全國水資源總量的81%。進入90年代,長江以南地區(qū)的糧食生產(chǎn)總量的比重已下降到52%左右,長江以北地區(qū)糧食生產(chǎn)總量的比重上升到48%左右。如果從糧食生產(chǎn)的增量來看,50年代,北方地區(qū)的糧食生產(chǎn)增量只占42%左右,南方地區(qū)要占58%左右。1984年以來,北方地區(qū)的糧食生產(chǎn)的增量比重已上升到66%,其中華北地區(qū)占42%,而南方糧食生產(chǎn)增量卻下降為34%。其中1984年～1993年,東南地區(qū)的糧食生產(chǎn)出現(xiàn)負增長,北方地區(qū)糧食生產(chǎn)增量的比重曾高達97%,其中華北地區(qū)占62%。華北地區(qū)糧食生產(chǎn)增量的比重始終占北方地區(qū)糧食生產(chǎn)的增量的2/3。這種格局的急劇變化,對未來50年糧食生產(chǎn)總量的增長將產(chǎn)生重要的影響。目前北方地區(qū)水資源短缺的矛盾已十分尖銳,如果未來年糧食生產(chǎn)總量的格局不發(fā)生根本性的變化,那么,未來北方尤其是華北地區(qū)水資源短缺的矛盾將更加尖銳,水資源短缺對糧食生產(chǎn)的制約作用將更加顯著。在水資源短缺的情況,中國要在30年左右的時間增加1.5×108t糧食生產(chǎn)能力的難度是可想而知的。3虛擬水交易分析3.1灌溉水生產(chǎn)率及灌溉需要系數(shù)根據(jù)國外的研究,小麥的虛擬水含量約為1000m3/t,玉米的虛擬水含量約為1200m3/t。此外,可以根據(jù)灌溉水生產(chǎn)率估算出虛擬水含量。灌溉水生產(chǎn)率為單位灌溉面積單位水量生產(chǎn)的糧食量,單位kg/m3。根據(jù)《節(jié)水灌溉技術規(guī)范》(SL207-98),灌溉水生產(chǎn)率計算式如下:I=αI1(1)I1=ym=I0v(2)Ι=αΙ1(1)Ι1=ym=Ι0v(2)式中:I為灌溉水生產(chǎn)率,kg/m3;α渠系水利用率;I1為田間灌溉水生產(chǎn)率,kg/m3;y為作物生產(chǎn)量,kg/hm2;m為凈灌溉水量,m3/hm2;I0為田間水分生產(chǎn)率,kg/m3;v為灌溉需要系數(shù)。1)蘇人瓊,高弋絹.缺水地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水替代與農(nóng)業(yè)發(fā)展,中國水情分析研究報告,2003.根據(jù)蘇人瓊,高弋絹研究,在華北平原田間灌溉水生產(chǎn)率為2.00kg/m3左右,主要與灌溉用水、生產(chǎn)技術等相關1)。根據(jù)石玉林等調(diào)查研究,全國主要糧食作物田間水分生產(chǎn)率為1.10kg/m3,北方主要缺水區(qū)域位于不穩(wěn)定灌溉帶,灌溉需要系數(shù)一般在0.5左右。因此,北方主要缺水區(qū)域的田間灌溉水生產(chǎn)率約為2.20kg/m3,這與蘇人瓊等人的試驗結(jié)果相近。所以,本文取田間灌溉水生產(chǎn)率為2.00kg/m3。目前北方主要缺水區(qū)域的平均灌系利用系數(shù),大型灌區(qū)為0.4～0.5,中小型灌區(qū)為0.45～0.55,井灌區(qū)為0.6～0.7,平均灌溉水灌系利用系數(shù)不到0.6,因此,灌溉水生產(chǎn)率約為1.0kg/m3,即生產(chǎn)1kg糧食需要增加灌溉用水1m3,反過來,少生產(chǎn)1kg糧食,減少灌溉用水1m3。如果進口1kg糧食,相當于進口1m3水。張敦強測算我國主要農(nóng)產(chǎn)口的虛擬含水量,大米為2000m3/t,小麥為1400m3/t,玉米為1000m3/t,大豆為3200m3/t,略高于本研究測算的結(jié)果,從安全的角度,本研究取北方主要缺水地區(qū)糧食的虛擬水含量取1000m3/t。3.2缺水量預測對我國未來缺水量的預測研究比較多,結(jié)果各不相同。我國現(xiàn)在缺水約300×108m3,不同研究預測的未來30年～50年缺水量在130×108～318×108m3之間。綜合這些預測結(jié)果,本文認為取缺水量300×108m3進行虛擬水交易,對中國現(xiàn)在和未來解決水資源短缺都較有指導意義。根據(jù)北方主要缺水地區(qū)糧食單位產(chǎn)品虛擬水含量估算結(jié)果,如果300×108m3缺水量全部通過虛擬水交易解決,需要增加進口糧食3000×104t。3.3外匯資金情況中國增加糧食進口會不會動搖世界糧食市場和中國外匯資金情況是中國是否采取虛擬水交易緩解水資源短缺問題的主要影響因素,而虛擬水交易對農(nóng)民收入的影響也是必須關注的。(1)增加糧食進口以緩解水資源短缺的壓力中國人口數(shù)量大,任何時期中國糧食供給的90%以上要靠自己,1980年代以來,中國糧食自給率98%,高于俄羅斯、日本等國。中國人多、地少、水土資源不匹配,進口部分糧食是必然的,也是合理的。為了水資源的持續(xù)利用和糧食安全,在外匯資金、國際環(huán)境和港口儲運許可的情況下,多進口一些糧食是有利的。把外貿(mào)依從度控制在8%～10%,也還是中國人養(yǎng)活自己,不會動搖世界糧食安全。總之,在保證糧食安全的前提下,應增加糧食進口來緩解水資源短缺的壓力,從而提高水資源利用率。1986年～1997年中國進口糧食的基本情況見表1。據(jù)表1,世界谷物出口量約為2×108t,中國進口谷物波動較大,1995年凈進口谷物最多,為0.18×108t,不過僅占當年世界谷物出口的7.79%,谷物自給率仍達到96%。IISA(TheInternationalInstituteforAppliedSystems)研究認為,中國為了達到較高的自給率而讓農(nóng)民生產(chǎn)谷物是毫無意義的,應該使用高質(zhì)量的農(nóng)田生產(chǎn)高附加的出口農(nóng)產(chǎn)品;同時,進口部分谷物1)。IISA認為中國進口0.3×108～0.5×108t谷物不會擾亂世界糧食市場,賈大林研究的結(jié)論與IISA一致。俄羅斯、日本分別只有3×108人和1×108多人,每年進口糧食3000×104t。中國人多、地少、水缺,進口部分糧食是必然的,也是合理的。況且1996以后中國谷物進口量小于0.05×108t,出口超過進口(表2)。因此,增加進口3000×104t糧食不會動搖世界糧食市場。當然,增加進口3000×104t糧食是一個中長期戰(zhàn)略,不過應逐漸增加糧食進口,減少對世界糧食市場的影響。(2)2年中國進口糧食費用占進口增長勢近年來中國進口谷物及谷物粉的基本情況見表2。據(jù)表2,進口谷物單價約為1526元/t,進口3000×104t糧食費用為500.2×108元。占2002年進口總額的2.05%,占2002年外匯儲備的2.11%。從1995年～2002年進口及外匯儲備來看及增長趨勢分析(表3),隨著中國綜合國力的增加,進口糧食費用占進口總額和外匯儲備的比例會更小。布朗(1998)認為如果中國打算用出口收入來進口糧食,就算以現(xiàn)在的價格進口2×108t甚至3×108t糧食,也不會超出其經(jīng)濟能力。因此,從外匯資金而言,進口糧食是可行的。(3)我國虛擬水交易對糧食產(chǎn)盡管目前我國糧食的商品率很低,但糧食生產(chǎn)仍然是農(nóng)民的主要收入來源,在糧食主產(chǎn)區(qū)一般占農(nóng)民家庭收入和60%～70%。有專家擔心虛擬水交易后,我國的一部分糧食市場將被外來的糧食擠占,這對本來就存在有賣糧難和以糧收入為主的農(nóng)民來說,無疑是雪上加霜。據(jù)美方估計,目前我國每年進口美國小麥200×104t,今后可能增至500×104t,增加500×104t小麥進口,將使我國農(nóng)民損失54.6×108元人民幣,農(nóng)民賣糧難,生產(chǎn)投入得不到補償,收入受到影響勢必影響持續(xù)進行糧食生產(chǎn)的積極性。但是,我國是糧食生產(chǎn)大國,也是糧食消費大國。糧食問題必須立足于自給,這是我們一貫的政策。而虛擬水交易是在充分發(fā)揮國內(nèi)農(nóng)民生產(chǎn)糧食仍不能滿足糧食需求情況下的一種解決水資源與糧食安全的戰(zhàn)略,進口的一部分糧食是農(nóng)民因水資源短缺無法生產(chǎn)的,如果沒有進口糧食,種糧農(nóng)民也不會由此受益。相反,進口糧食可以使農(nóng)民使用有限的水資源生產(chǎn)高附加值的農(nóng)產(chǎn)品。所以,虛擬水資源對改變種植結(jié)構是有利的,對農(nóng)民增收也是機遇。因此,虛擬水交易對農(nóng)民收入的影響是不大。對農(nóng)民的影響主要與進口糧食的結(jié)構有關。我國是糧食消費大國,如果按人均消費糧食400kg計算,到2030年我國需求量在5.6×108～6.0×108t糧食,即使采用相應的措施,生產(chǎn)全部糧食的難度仍然較大,況且水資源短缺的問題越來越突出,水資源對糧食生產(chǎn)的制約越來越明顯。因此,我們提倡以水定產(chǎn)、適水種植,北方缺水地區(qū)壓縮小麥的種植面積。近年來,我國主要出口大米、玉米,進口小麥和大豆。大米生產(chǎn)主要位于長江以南地區(qū),水資源相對豐富,玉米生長期與北方降雨基本一致,灌溉定額相對較低,因此,南方生產(chǎn)大米、北方種植玉米與我國水資源時空分布是一致。而我國進口的小麥大豆主要消費區(qū)域和生產(chǎn)區(qū)域在北方,水資源短缺問題比較突出。從虛擬水含量看,大米為2000t/m3,玉米為450t/m3,小麥為1400t/m3,大豆為2000t/m3。進口糧食的小麥與大豆虛擬水含量遠高于玉米虛擬水含量。大米雖然虛擬水含量高,但是生產(chǎn)區(qū)域水資源相對比較豐富。因此,從水資源稟賦條件和維護世界糧食市場安全來看,我國糧食進口結(jié)構是合理的。這種合理性決定了虛擬水交易對農(nóng)民收入的影響不大。(4)調(diào)水量對糧食本研究所指缺水量是指在南水北調(diào)規(guī)劃調(diào)水量的基礎上的缺水量。如果不采用虛擬水交易而采用加大南水北調(diào)調(diào)水量來解決,需加大南水北調(diào)調(diào)水量300×108m3,且不論調(diào)水是否可行的,就南水北調(diào)水的成本而言,南水北調(diào)的水用于生產(chǎn)糧食是不現(xiàn)實的,生產(chǎn)者和消費者都難以接受。因此,用南水北調(diào)增大調(diào)水量來發(fā)展北方缺水地區(qū)的糧食,在經(jīng)濟上難于運行的。而虛擬水交易,則成本可大大降低,在經(jīng)濟、環(huán)境和糧食安全方面都是有利的。4糧食政策的構成(1)虛擬水概念的提出為解決中國水資源短缺和糧食安全提供了一個非傳統(tǒng)的全新的思路。通過分析,認為虛擬水交易解決中國水資源短缺和糧食安全是可行的。中國增加進口3000×104t糧食可以解決目前和將來300×108m3的水資源缺口及由此導致的糧食安全問題,不會動搖世界糧食市場,所需資金占中國進口總額和外匯儲備在2%左右,對農(nóng)民的影響不大。(