虚拟水和虚拟水贸易浅议 南开大学环境科学与工程学院 07硕 桂小丹 07硕 桂小丹 虚拟水概念的由来 虚拟水概念的由来 虚拟水概念的由来 虚拟虚拟水概念的由来 虚拟水概念的由来 虚拟水概念的由来 虚拟水 虚拟水含量 拟水和主要相关概念 虚拟水含量 虚拟水水流 主要相关概念 和虚拟虚拟水战略 虚拟水平衡 虚拟水研究主要进展 虚拟水研究主要进展 拟水贸虚拟水研究主要进展 虚拟 的 虚拟水研究主要进展 贸易浅虚拟水的量化 虚拟水贸易的优劣 浅议虚拟水贸易的优劣 总结 总结 虚拟水概念的 来 虚拟水概念的由来 z 20 世纪末期以来,经济全球化带来了资源配置的 全球化; 全球化; z 资源全球化的关键在于发挥地区的比较优势; z 水资源作为一种具有经济价值的商品,也应该遵循 这一条基本的经济学原理; 这 条基本的经济学原理; z 由于水资源禀赋以及水资源利用效率的差异,不同 国家和地区生产相同产品的水资源成本也不尽相 同; 同; 虚拟水概念的 来 虚拟水概念的由来 z 据估算,在气候条件适宜的地区,生产1kg 粮食大 约需要1 000kg~2 000kg 的水 而在气候条件较 约需要1 000kg 2 000kg 的水,而在气候条件较 差的地区则需要3 000kg~5 000kg 的水; z 早在20 世纪80 年代中期,以色列的经济学家就已 经指出,出口水资源密集型的产品对于严重缺水的 经指出,出口水资源密集型的产品对于严重缺水的 以色列来说是不经济的; 1993 年 英国学者T All 在SOAS的 次讨 z 1993 年,英国学者Tony Allan 在SOAS的一次讨 论会上首次提出了虚拟水概念(Virtual Water) ,并 将其定义为生产农产品所需要的水资源量 主要相关概念 z 虚拟水(virtual water):在虚拟水概念之前, Allan 就曾经使用过"嵌入水"(Embeded Water) 等概 就曾经使用过 嵌入水 (Embeded Water) 等概 念zHaddadin 和McCalla 也曾分别提出过"外来水 水"( Exogenous Water) 以及"水 粮食和贸 水(Exogenous Water) 以及 水、粮食和贸 易的结合体"(Water Food and Trade Nexus)等 概念来表达类似的意思,但均未引起学术界足够的 重视. 重视 主要相关概念 z 虚拟水含量(Virtual Water Content):是指 生产该产品或该项服务所需要的水资源数 生产该产品或该项服务所需要的水资源数 量. 量. z 虚拟水流(Virtual Water Flow):虚拟水流是 指不同国家或地区间由于贸易而导致的相 互间的虚拟水流动 它既有大小也有方向性 互间的虚拟水流动,它既有大小也有方向性, 即从出口国家或地区指向进口国家或地区. 即从出 国家或 区指向进 国家或 区 主要相关概念 主要相关概念 z 虚拟水平衡(Virtual Water Balance):一个国家或地 区在一定时间段上的虚拟水平衡可定义为该时间段 上的虚拟水净进口量 即总的虚拟水进口量减去总 上的虚拟水净进口量,即总的虚拟水进口量减去总 的虚拟水出口 z 虚拟水战略:缺水国家或地区通过贸易方式从富水国 家或地区购买水密集型产品来获得水和粮食的安全. 家或地区购买水密集型产品来获得水和粮食的安全 z 2001 年南非向赞比亚出口了0. 9 万t 玉米,从虚拟 水的角度来说 就是南非向赞比亚出口了1 08 *107 水的角度来说,就是南非向赞比亚出口了1. 08 *107 t 的水.中东地区每年靠粮食补贴购买的虚拟水数 量相当于尼罗河每年流入埃及的水量 虚拟水 究主 进 虚拟水研究主要进展 2003 年2 月第 次关于虚拟水的国际专家会议在 z 2003 年2 月第一次关于虚拟水的国际专家会议在 荷兰代尔夫特(Delft) 举行; z 随接在2003 年3月在日本京都召开的第三届世界 水论坛以及2003年8 月在瑞典斯德哥尔摩召开的 水论坛以及2003年8 月在瑞典斯德哥尔摩召开的 水问题会议都对虚拟水进行了专题讨论 z 虚拟水已经成为水科学领域的研究热点和相关水 问题研究的创新领域 问题研究的创新领域 虚拟水 究主 进 虚拟水研究主要进展 z 目前关于虚拟水的研究主要集中在以下4个方面: 1)虚拟水贸易与虚拟水流动 1)虚拟水贸易与虚拟水流动 2) 虚拟水与水资源安全 ) 3)量化产品的虚拟水含量 4) 水足迹研究 虚拟水贸易与虚拟水流动 z 由国家间的贸易(特别是粮食贸易) 所产生的虚 拟水流动是当前虚拟水研究的一个热点 拟水流动是当前虚拟水研究的一个热点 z 其中最为系统和最具影响力的是在荷兰国际水 文和环境工程研究所( IHE) 支持下,Hoekstra 和Chapagain 对世界上100 多个国家由粮食 和Chapagain 对世界上100 多个国家由粮食 和动物产品贸易所引起的虚拟水流动研究 虚拟水贸易与虚拟水流动 z 研究表明 :1995 年~1999 年间,全球由粮食贸 易产生的虚拟水流量约为6 950 *108m3 而据 易产生的虚拟水流量约为6 950 *108m3 ,而据 估算全球农作物利用总水量约为54 000 * 108m3,这意味着13 %的农业用水不是用于国内 消耗而是以虚拟水的形式出口 消耗而是以虚拟水的形式出口 z 其中,主要的虚拟水出口国家分别是美国,加拿 其中,主要的虚拟水出口国家分别是美国,加拿 大,泰国,阿根廷,印度,主要的虚拟水进口国分别 是日本 荷兰 韩国 中国和印度尼西亚 是日本,荷兰,韩国,中国和印度尼西亚 虚拟水与水资源安全 z 虚拟水概念的价值就在于使人们注意到地区的水 资源危机可以通过全球性的经济贸易来减缓 资源危机可以通过全球性的经济贸易来减缓 z 在人类生存所要的水资源中,只有10 %是必须直 , 接取用,而其余90 %的水资源则是用于粮食或其 他农业生产 而这部分水资源可以通过贸易来获得 他农业生产,而这部分水资源可以通过贸易来获得. z 程国栋院士首次在国内对虚拟水概念展开了研究, 认为虚拟水概念为中国水资源安全战略提供了新 思路,并以中国西北4 省为例探讨了虚拟水战略的 思路,并以中国西北4 省为例探讨了虚拟水战略的 政策含义以及实施虚拟水对策的政策建议 虚拟水的量化 z 目前虚拟水量化的研究主要集中在对农作物产 品的虚拟水和动物产品的虚拟水的计算 品的虚拟水和动物产品的虚拟水的计算 z 一方面由于农业是世界上最大的水资源利用部 方面由于农业是世界上最大的水资源利用部 门,农业用水达到全球用水的80 % ,各种农产品 中实际蕴涵 "寄存"了大量的水资源 中实际蕴涵、"寄存"了大量的水资源 z 另一方面 工业产品虚拟水含量计算过于复杂并 z 另 方面,工业产品虚拟水含量计算过于复杂并 且实际消耗的水资源数量一般较小通常忽略 农作物产品的虚拟水计算 z Zimmer 和Renaultd 等将农作物产品类型分为初级 z Zimmer 和Renaultd 等将农作物产品类型分为初级 产品、加工产品、副产品及非耗水产品四种主要类 型型z初级产品虚拟水计算是其它类型农产品虚拟水量化 z 初级产品虚拟水计算是其它类型农产品虚拟水量化 的前提和基础 单位面积作物需水 z 单位初级产品的虚拟水含量= z 作物需水研究由来已久 其研究方法也比较成熟 一 单位面积作物需水 单位面积作物产量 z 作物需水研究由来已久,其研究方法也比较成熟, 般多采用联合国粮农组织推荐的彭曼公式计算 动物产品的虚拟水含量 z 动物产品的虚拟水含量主要依赖于动物类型、 饲养结构和动物成长的自然环境条件 计算比较 饲养结构和动物成长的自然环境条件,计算比较 复杂 z 一般采用Chapagain和Hoekstra 提出的产品 "生产树" 的方法进行计算 "生产树"(Production Tree) 的方法进行计算 z 概括来说 动物产品虚拟水含量就是动物从出生 z 概括来说,动物产品虚拟水含量就是动物从出生、 生长直至变为产品过程中每个环节的用水之和 水足迹研究 z 水足迹 Wf= Wu + Wi Wu是指一个国家或地区内的总用水量, Wi代表一 u是指 个国家或地区内的总用水量, i代表 个国家或地区总的虚拟水净进口量,其值可以为 负负. z 根据Chapagain 和Hoekstra 的研究结果 ,全球 水足迹约为74 500 * 108m3 /年 人均水足迹为1 水足迹约为74 500 * 108m3 /年,人均水足迹为1 240m3 /年z印度是世界上水足迹最大的国家,总水足迹达到9 870 * 108m3 /年,但从个人水足迹来看,美国以 , , 人均水足迹2 480m3/年位居第一 水足迹研究 z 在国内,龙爱华、徐中民等首次引进虚拟水概 念计算了2000 年西北4 省的水足迹,结果表明 念计算了2000 年西北4 省的水足迹,结果表明 2000 年西北4 省(区) 总的水足迹是为61313 * 108m3 /年 人均水足迹为71213m3/年 除新 * 10 m /年,人均水足迹为71213m /年,除新 疆外,其余3 省的水足迹均高于统计的水资源利 用量 用量. z 除气候、水资源利用水平等因素外,不同消费 模式对水足迹大小也具有重要的影响 模式对水足迹大小也具有重要的影响 水足迹研究 z 消费模式对水足迹大小也具有重要的影响.如 美国人均水足迹高的部分原因就在于其较高的 美国人均水足迹高的部分原因就在于其较高的 肉类消费和工业产品消费 z Chapagain 和Hoekstra 对饮茶和喝咖啡两种 不同的生活 惯的水足迹进行了对比 杯咖 不同的生活习惯的水足迹进行了对比,一杯咖 啡的虚拟水含量约为140L ,而一杯茶的虚拟水 啡的虚拟水含量约为 0 ,而 杯茶的虚拟水 含量仅为34L 虚拟水贸易的优势 虚拟水贸易的优势 z 减轻进口国的水资源压力 : 虚拟水贸易对于那些水资源紧缺的国家和地区来 z 虚拟水贸易对于那些水资源紧缺的国家和地区来 说, 本身提供了水资源的一种替代供应途径, 能减 轻水资源紧缺的压力 轻水资源紧缺的压力 z 约旦、以色列和埃及等干旱国家, 已经有意识地 z 约旦、以色列和埃及等干旱国家, 已经有意识地 制定政策, 减少或放弃水密集型产品主要是庄稼 的生产或出口 鼓励出口在同等水耗下能够获得 的生产或出口, 鼓励出口在同等水耗下能够获得 较高收益的庄稼 虚拟水贸易的优势 z 确保进口国的粮食安全:虚拟水贸易用人口—粮食贸易之间的特殊连接关系 为人口众多或水 食—贸易之间的特殊连接关系, 为人口众多或水 资源短缺国家或地区的决策者提供了确保粮食安 全, 缓解水资源短缺的新途径 节约水资源 如果商品是从水资源利用率相对高的 z 节约水资源:如果商品是从水资源利用率相对高的 国家出口到水资源利用率相对低的国家,则这种虚 国家出口到水资源利用率相对低的国家,则这种虚 拟水贸易可以在全球层面上节约水资源 虚拟水贸易的缺点 z 虚拟水贸易对虚拟水进口国的负面影响: 1)对于粮食这样的基础商品 过度依赖外部供给会 1)对于粮食这样的基础商品, 过度依赖外部供给会 受制于他国, 失去政治和经济自主 2)带来失业问题 z 虚拟水贸易对虚拟水出口国的负面影响:虚拟水 出口同样也有消极影响 主要表现在对当地环境 出口同样也有消极影响, 主要表现在对当地环境 的影响,当地资源包括水资源的过度开发利用 虚拟水贸易的缺点 虚拟水贸易的缺点 z 虚拟水贸易对虚拟水出口国的负面影响:例如在美 国 的可利用水资源是用来生产供出 的粮食 国,1 /15的可利用水资源是用来生产供出口的粮食 的, 泰国是1 /4! z 美国奥加拉拉(Ogallala)蓄水层的开发是地下水开 采中最常提到的例子之一, 其地下水的抽取率大大 采中最常提到的例子之 , 其地下水的抽取率大大 高于自然补充率, 该蓄水层超过90%的地下水灌溉 美国至少所有农田的1 /15 美国至少所有农田的1 /15 z 蓄水层的年均补充量决定了可取水量, 长时间抽取 地下水超过自然补充量 蓄水层将面临枯竭 反过来 地下水超过自然补充量, 蓄水层将面临枯竭, 反过来 这种枯竭将使和地下水息息相关的地表水流减少甚 至枯竭 至枯竭 总结 总结 虚拟水和虚拟水战略对于重新思考水资源流向问 z 虚拟水和虚拟水战略对于重新思考水资源流向问 题,给出了一条新的思路 ,但也必须清醒地认识 到 它只是水资源安全领域 个新的研究方向 到,它只是水资源安全领域一个新的研究方向 , 不能夸大其地位和作用; z 虚拟水附着于商品之中,其流向哪里是按照市场 规律来运作的,在市场经济条件下,不可能因为 规律来运作的,在市场经济条件下,不可能因为 虚拟水的原因对商品进行限制和调控,只能通过 一定的政策进行引导,但这种政策很难将水资源 定的政策进行引导,但这种政策很难将水资源 与商品有效地结合起来. 总结 z 虚拟水战略的实施是一个漫长的过程,将其真 正地用于实践,制定成为政策需要一个过程. 实 这是因为,虚拟水战略涉及到多种因素,仅仅 从水资源角度来探讨是难以真正实现的.如在 西北地区,从理想的角度来说,粮食从区域外 进口可能对缓解水资源供需矛盾、改善生态环 境具有重要意义 但实际操作上还存在 定的 境具有重要意义.但实际操作上还存在一定的 困难,主要表现在运输上的困难,即使将粮食 运到乡镇里 分散到各户都是 个问题 因此 运到乡镇里,分散到各户都是一个问题,因此 区域粮食基本自给是符合实际的,完全实施需 水战略是不可能的 水战略是不可能的 总结 总结 虚拟 贸 的提 资的若类z虚拟水贸易的提出, 是因为水资源的匮乏.若人类不 再节制自己的行为, 下一个出现的贸易可能就是虚拟 制行,个现贸就虚木材贸易、虚拟油贸易、虚拟煤贸易等 建立循环经济 实现资源 产品 废弃物 再生资源 z 建立循环经济, 实现资源—产品—废弃物—再生资源 的循环发展, 改变原来的" 高生产、高消耗、高污染" 单向发展; 建立节约型社会, 保护我们的资源, 保护我 们的地球 实现可持续性发展 这样人类也不会再为虚 们的地球, 实现可持续性发展, 这样人类也不会再为虚 拟贸易如此深奥的理论而伤脑筋了,这才是解决水危 机建立水安全的根本途径.