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Evaluation of virtual water flow associated with agricultural trade between China and Africa and implications for water saving between China and Africa

中国与非洲农产品贸易虚拟水流动及节水效应研究



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015238 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
贾焰,张仁陟,张军.中国与非洲农产品贸易虚拟水流动及节水效应研究.草业学报,2016,25(5):192201.
JIAYan,ZHANGRenZhi,ZHANGJun.EvaluationofvirtualwaterflowassociatedwithagriculturaltradebetweenChinaandAfricaandimplica
tionsforwatersavingbetweenChinaandAfrica.ActaPrataculturaeSinica,2016,25(5):192201.
中国与非洲农产品贸易虚拟水流动及节水效应研究
贾焰1,2,张仁陟1,3,张军1,3
(1.甘肃农业大学资源与环境学院,甘肃 兰州730070;2.农业部对外经济合作中心,北京100125;
3.甘肃省节水农业工程技术研究中心,甘肃 兰州730070)
摘要:虚拟水贸易作为一种调节工具,已成为水资源紧缺国家或地区增加本国或本地虚拟水、平衡区域水资源、缓
解国家和地区的水资源短缺状况、保障本国或区域的水资源安全与粮食安全的重要手段之一。利用2003-2012
年中国与非洲各国农产品贸易数据计算了中非农产品虚拟水流特征及其节水效应。结果表明,2003-2012年中国
从非洲进口虚拟水总量为769.71×108 m3,向非洲出口虚拟水总量为427.27×108 m3,总体表现为虚拟水净进口。
中国进口的虚拟水主要来源于莫桑比克、南非、布基纳法索、贝宁及马里等国家;中国出口的虚拟水主要流向南非、
摩洛哥和科特迪瓦等国。中国虚拟水进口的农产品种类主要为棉花和果品等;而出口虚拟水产品主要为茶叶,其
次是谷物和畜产品。中非虚拟水净贸易表现为水资源利用效率低的地区输向水资源利用效率高的地区,中非农产
品贸易虚拟水为双方农产品消费需求和水资源保障提供支撑,却在全球尺度上造成年均5.91×108m3 水资源的浪
费,从全球水资源的高效利用角度看是不可持续的。
关键词:虚拟水;农产品贸易;节水效应;中国;非洲  
犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳狏犻狉狋狌犪犾狑犪狋犲狉犳犾狅狑犪狊狊狅犮犻犪狋犲犱狑犻狋犺犪犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾狋狉犪犱犲犫犲狋狑犲犲狀犆犺犻狀犪犪狀犱
犃犳狉犻犮犪犪狀犱犻犿狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊犳狅狉狑犪狋犲狉狊犪狏犻狀犵犫犲狋狑犲犲狀犆犺犻狀犪犪狀犱犃犳狉犻犮犪
JIAYan1,2,ZHANGRenZhi1,3,ZHANGJun1,3
1.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犚犲狊狅狌狉犮犲狊犪狀犱犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犛犮犻犲狀犮犲,犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪;2.犉狅狉犲犻犵狀犈犮狅狀狅犿犻犮
犆狅狅狆犲狉犪狋犻狅狀犆犲狀狋犲狉,犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲,犅犲犻犼犻狀犵100125,犆犺犻狀犪;3.犚犲狊犲犪狉犮犺犆犲狀狋犲狉狅犳犠犪狋犲狉狊犪狏犻狀犵犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲狅犳犌犪狀狊狌
犘狉狅狏犻狀犮犲,犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Virtualwatertradeisausefultoolforinternationalresourceadjustmentandhasalreadybecomean
importantmeansforcountriesorregionsfacingascarcityofwaterresourcestotradesurplusresourcesinorder
toaleviateseriouswatershortage,soastoguaranteefoodsecurityandsufficientwatersupplyforessential
needs.HerewecalculatethequantityofvirtualwaterrepresentedbyagriculturaltradebetweenChinaandAf
ricafrom2003to2012.Thevirtualwatertransferfeaturesdistinctivegeographicandtemporalpattern.From
2003to2012,thetotalamountofvirtualwaterChinaimportedfromAfricawas769.71×108 m3,theaverage
virtualwaterwas76.97×108m3/year,whilethequantityexportedtoAfricawas427.27×108m3.Hencethere
isanetimportofvirtualwater.ThecountriesthataremajorsuppliersofvirtualwatertoChinaareMozam
bique,SouthAfrica,BurkinaFaso,BeninandMali.ThemajorAfricanimportersofvirtualwaterfromChina
192-201
2016年5月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第25卷 第5期
Vol.25,No.5
收稿日期:20150512;改回日期:20150629
基金项目:国家自然科学基金项目(31160269,31571594),国家科技支撑计划(2012BAD14B03),甘肃省高校基本科研业务费(041013)和甘肃省
自然科学基金(1506RJZA003)资助。
作者简介:贾焰(1973),女,陕西西安人,在读博士。Email:jiacalen@sina.com
通信作者Correspondingauthor.Email:zhangrz@gsau.edu.cn
areSouthAfrica,Morocco,andtheIvoryCoast.Theagriculturalproductscontributingmosttovirtualwater
importbyChinafromAfricaarecotton,fruitsandanimalproducts;whileproductscontributingsignificantlyto
visualwaterexportsfromChinatoAfricaaretea,cerealsandanimalproducts.Theoveralbalanceofvirtual
watertradebetweenChinaandAfricamovesagriculturalproductsfromareaswithlowefficiencyofwateruse
toareasofhigherefficiencyofwateruse.Thiscreatesanegativeimpactonglobalwateruseefficiency,anda
wasteof5.91×108m3ofwater.Fromabilateralperspective,thevirtualwatertransferassociatedwithagricul
turaltradebetweenChinaandAfricahasdesirablewateruseefficiencybenefitsforbothsides.However,from
aglobalperspective,wastefulvirtualwatertransfersuchasthisisnotsustainable.
犓犲狔狑狅狉犱狊:virtualwater;agriculturaltrade;savingwatereffects;China;Africa
“虚拟水”是英国学者Alan[1]于1993年首次提出的概念,是指在生产产品和服务过程中所消耗的水资源
量。这一概念的提出为水资源管理提供了全新的视角,研究产品的虚拟水含量及计算国家(地区)之间虚拟水流
动特征成为水资源研究的热点[27]。研究发现缺水国家(地区)能够从富水国家(地区)进口水资源密集型产品和
服务来缓解本国(地区)的水资源压力,虚拟水贸易逐渐被公认为解决区域水资源短缺问题、提高全球水资源配置
效率的有效措施[811]。可见虚拟水贸易作为一种调节工具,通过出口高效益低耗水产品,进口本地没有足够水资
源生产的农产品,间接增加水资源紧缺地区的水资源供应,从而解决了水资源短缺和粮食安全问题[1213]。
目前中国农田灌溉面积6×107hm2,灌溉用水缺口约300×108 m3。根据国家水资源发展规划,未来15年
农业可用水量将维持零增长,农业缺水形势日益严峻[14]。相比工业和服务业,农产品生产的过程中消耗的水资
源更多。赵旭等[15]基于中国投入产出表计算发现我国农业水足迹最终需求占总最终需求的8.1%,但我国农业
领域的国内水足迹为1746×108m3,占国内水足迹总量的54%。严冬等[4]研究发现通过调整粮食生产耗水和产
量可以改变粮食流通格局,进而实现虚拟水流动状态的优化。可见,研究农产品国际贸易的虚拟水流动对于优化
水资源配置效率具有重要意义。
近年来,随着新型伙伴关系的建立,中国和非洲农产品贸易发展速度较快,贸易总额逐年增加,规模不断扩
大,2013年双边农产品贸易额超过50亿美元,中国与非洲农产品贸易在中国农产品贸易中所占份额不断提高。
与我国相似,农业在大部分非洲国家是具有重要地位的基础产业,一些非洲国家也面临着严重的水资源危机,可
见研究中国与非洲农产品贸易中的虚拟水问题具有重要的现实意义。本研究通过计算2003-2012年间中非农
产品贸易虚拟水量,分析中非农产品贸易虚拟水量的时空变化,以期为优化中非农产品贸易和生产结构、合理利
用水资源提供依据。
1 材料与方法
1.1 虚拟水计算
计算一个国家(或地区)的虚拟水贸易量,采用这一国家(或地区)进(出)口农产品贸易量乘以其相应的虚拟
水含量。其计算公式如下:
犞犠犜犲,犻,犮,狋=犆犜犲,犻,犮,狋×犛犠犇犲,犮
式中,犞犠犜犲,犻,犮,狋为第狋年出口国犲向进口国犻出口农产品犮的虚拟水贸易量,犆犜犲,犻,犮,狋为第狋年出口国犲向进口国
犻进口农产品犮的贸易量,犛犠犇犲,犮为出口国犲农产品犮的虚拟水含量。
在狋年,进口国犻的农产品虚拟水进口总量为其从所有国家(或地区)进口的所有农产品虚拟水贸易量之和
(犌犞犠犐犻,狋),计算公式如下:
犌犞犠犐犻,狋=∑
犲,犮
犞犠犜犲,犻,犮,狋
在狋年,出口国犲的农产品虚拟水进口总量为其向所有国家(或地区)出口的所有农产品虚拟水贸易量之和
(犌犞犠犐犲,狋),计算公式如下:
犌犞犠犈犲,狋=∑
犻,犮
犞犠犜犲,犻,犮,狋
391第25卷第5期 草业学报2016年
  一个国家在狋年虚拟水净进口量(犖犞犠犐狋),即虚
拟水贸易平衡量为狋年虚拟水进口量减去狋年虚拟水
出口量,计算公式如下:
犖犞犠犐狋=犌犞犠犐犻,狋-犌犞犠犈犲,狋
对于单位农产品的虚拟水含量(表1),本文采用
灌溉制度方法,在最优或者非最优的条件下根据每天
的土壤水分平衡模拟作物整个生长季的蒸腾量,由此
得到的作物蒸腾量称为校正后的作物实际蒸腾量。利
用灌溉制度方法计算作物实际蒸腾量的公式如下:
犈犜犪=犓犮×犓狊×犈犜0
式中,犈犜犪 为作物实际蒸腾量,犓犮 为作物系数,犓狊 为
水分胁迫系数,犈犜0 为参考作物蒸散量。
作物系数犓犮 是一个无量纲的系数,反映农作物
本身生物学特性以及各具体作物与参考作物在表面植
被覆盖、空气动力学阻力以及生理与物理特征方面的
差异,与作物高度、土壤表面反射率、覆盖层阻力和土
壤蒸发等相关。决定犓犮 取值大小的主要因素是农作
物品种气候条件以及生长的阶段。本文采用 Crop
Wat软件中提供的作物系数。
水分胁迫系数犓狊 是描述水分胁迫对作物蒸腾影
响。水分胁迫是指因土壤水分不足或外液的渗透压
高,植物可利用水分缺乏而生长明显受到抑制的现象。
当没有土壤水分胁迫时,犓狊=1;当存在土壤水分限制
条件时,犓狊<1,具体计算公式如下:
表1 中非主要农作物的单位虚拟水含量比较
犜犪犫犾犲1 犜犺犲狏犻狉狋狌犪犾狑犪狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋狅犳
犮狉狅狆狊犻狀犆犺犻狀犪犪狀犱犃犳狉犻犮犪 m3/t
作物
Crops
中国单位虚拟水含量
China’svirtualwater
content
非洲国家单位虚拟水
含量Africa’svirtual
watercontent
小麦 Wheat 1286 2645
水稻Rice 795 2303
玉米 Maize 865 2230
大麦Barley 584 3622
谷子 Milet 1640 6321
高粱Sorghum 994 4991
马铃薯Potato 222 390
木薯Cassava 331 565
籽棉Seedcotton 1687 3615
油棕Oilpalm 476 706
大豆Soybean 2798 3444
花生Peanut 1468 3302
芝麻Sesame 4317 6225
甘蔗Sugarcane 175 232
咖啡Coffee 5384 16422
腰果Cashewnut 20924 22351
香蕉Banana 510 906
天然橡胶Naturalrubber 6330 8620
烟叶Tobacco 2260 2225
犓狊[狋]= 犛
[狋]
(1-狆)×犛max[狋]
式中,犛[狋]为时间狋的实际有效土壤水分,犛max[狋]为时间狋在作物根部区域的最大有效土壤水分,狆为不存在水分
胁迫时作物可以从根部区域提取的水分占最大有效土壤水分的比例。犛[狋]、犛max[狋]、狆由降水量、灌溉和土壤数
据确定。水分胁迫系数使用的各个国家和地区农业生产灌溉情况和数据来源于Portmann等[16]在2010年的研
究成果。
1.2 节水效应
某一种产品在贸易中的节水效应由下列公式计算:
犠=犕×(犞犠犆犻-犞犠犆狅)
式中,犠 为水资源节约量(m3),当犠>0,为全球节约水资源,反之,浪费水资源;犕 为产品贸易量(t);犞犠犆犻 和
犞犠犆狅 为产品输入区和输出区的单位产品虚拟水含量(m3/t)。
1.3 数据来源
本文的气象数据主要从联合国粮农组织的CLIMWAT数据库中获取;各作物种植和收获时间数据来源于美
国农业部;计算单位作物虚拟水含量使用的中国各省、直辖市、自治区各种农产品的产量和单位面积产量数据来
源于《中国统计年鉴》;非洲各国各种农产品的产量和单位面积产量数据来源于世界粮农组织数据(http://data.
fao.org/statistics);农产品贸易数据来源于中国海关进出口统计数据库。本文选取了 HS6位编码的2003-
2012年中国农作物产品、动物及其畜产品进出口非洲总量在1000t以上的具体产品,计算中非农产品的虚拟水
贸易量。
491 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.5
2 结果与分析
2.1 中非农产品贸易虚拟水的年际变化
图1 2003-2012年中国从非洲进出口农产品虚拟水贸易量
犉犻犵.1 犜犺犲狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳狏犻狉狋狌犪犾狑犪狋犲狉犻狀犪犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾狋狉犪犱犲
犫犲狋狑犲犲狀犆犺犻狀犪犪狀犱犃犳狉犻犮犪犱狌狉犻狀犵2003-2012
 
2003-2012年中国进口农产品虚拟水量呈波动
变化(图 1),2003 年中国进口虚拟水量最低,为
26.04×108m3;2011年中国进口虚拟水量达到最多,为
178.39×108 m3,其主要原因是2011年从莫桑比克进
口农产品虚拟水量大幅度增加,其中以植物纤维、棉花
和芝麻的进口量增加较大,分别比2010年增加了35,
212和19倍,另外还进口了花生仁等5种从未进口过
的农产品。2003-2012年中国出口农产品虚拟水量
比较平缓(图1),介于(31.81~50.83)×108m3。
2003-2012年间,中国从非洲进口虚拟水总量为
769.71×108m3,向非洲出口虚拟水总量为427.27×108m3,总体表现为顺差,即虚拟水净进口,这在一定程度上
可以缓解中国水资源危机。虚拟水净进口量的年际变化趋势和中国进口虚拟水量的变化具有一致性,呈现波动
性变化趋势,除2003年中国对非洲的农产品虚拟水量为-22.78×108 m3,表现为贸易逆差外,2004-2012年间
均为贸易顺差,表现为虚拟水净进口。
2.2 中非农产品贸易虚拟水的国家分布
2.2.1 中国进口虚拟水的国家分布  表2列出了2003-2012年中国主要进口农产品虚拟水的非洲国家,10
年来累计进口农产品虚拟水总量为650.24×108m3。由表2可知,2003-2012年中国进口虚拟水最大的国家是
莫桑比克,农产品虚拟水进口量为111.35×108 m3,其次是南非、布基纳法索和贝宁,农产品虚拟水进口量分别
为102.84×108m3、76.52×108m3 和60.35×108m3。中国从这4个国家进口农产品虚拟水量占从非洲进口总
量的53.9%,这表明中国进口虚拟水国家分布具有相对集中的特点。
表2 2003-2012年中国主要进口虚拟水的非洲国家分布
犜犪犫犾犲2 犜犺犲犻犿狆狅狉狋狏犻狉狋狌犪犾狑犪狋犲狉犳狉狅犿犃犳狉犻犮犪狋狅犆犺犻狀犪犱狌狉犻狀犵2003-2012 ×108m3
国家Countries 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 合计Sum
莫桑比克 Mozambique 0 0.13 1.34 2.42 1.65 1.40 2.94 1.74 98.08 1.65 111.35
南非SouthAfrica 2.02 1.37 1.91 6.05 9.81 12.12 21.60 20.06 17.47 10.43 102.84
布基纳法索Burkinafaso 2.59 8.51 14.89 16.43 12.71 4.23 9.62 7.54 0 0 76.52
贝宁Benin 5.50 7.08 10.83 6.79 6.41 5.19 5.53 3.34 3.11 6.57 60.35
马里 Mali 2.20 6.81 6.87 9.89 3.03 4.07 2.89 4.57 7.55 0.00 47.88
坦桑尼亚Tanzania 0.98 1.08 6.43 5.77 1.55 1.28 4.22 5.27 16.36 1.55 44.49
埃塞俄比亚Ethiopia 0.02 0.24 5.11 8.96 4.92 2.72 9.26 11.46 0.24 0.17 43.10
加纳Ghana 1.42 3.11 4.36 4.62 3.44 7.54 3.68 4.11 5.93 4.39 42.60
科特迪瓦Coated’Ivoire 2.31 5.65 5.82 3.89 1.91 2.50 1.97 3.01 7.56 1.91 36.53
苏丹Sudan 1.13 4.32 3.63 6.77 1.84 1.38 2.18 4.73 5.30 1.84 33.12
喀麦隆Cameroon 1.25 3.16 3.31 6.46 3.95 2.24 2.86 3.43 3.68 0 30.34
埃及Egypt 2.47 1.64 2.46 2.39 2.41 1.66 1.44 2.60 2.84 1.21 21.12
合计Sum 21.89 43.10 66.96 80.44 53.63 46.33 68.19 71.86 168.12 29.72 650.24
由表2可知,2011年中国农产品虚拟水进口量最大为168.12×108m3、2006年为80.44×108m3、2010年为
71.86×108m3,2003年最少为21.89×108m3。2011年明显高于其他年份,其主要原因是2011年从莫桑比克进
591第25卷第5期 草业学报2016年
口农产品虚拟水量增加较大,占2011年从非洲其他国家进口农产品虚拟水总量的58%,2011年中从莫桑比克进
口了蓖麻油及其分离品、其他固体糖及未加香料或着色剂的糖浆、废棉(包括废棉线)、未加糖或其他甜物质的可
可粉和花生仁5种从未进口过的产品,而且进口的纺织用植物纤维、未梳的棉花和芝麻3类产品是2011年的
35,212和20倍,从而造成了2011年从莫桑比克进口虚拟水量很高。
2.2.2 中国出口虚拟水的国家分布  表3为2003-2012年中国主要出口农产品虚拟水的国家分布,10年来
累计出口农产品虚拟水总量为352.09×108m3。由表3可知,2003-2012年间,中国出口虚拟水最大的国家是
南非,10年间累计虚拟水出口量为85.43×108m3,其次是摩洛哥,为67.43×108 m3,中国对这两个国家出口虚
拟水量之和占总出口量的43.4%,这表明中国出口虚拟水国家分布也具有相对集中的特点。由表3可知,2003
年中国农产品虚拟水出口量最大,为40.68×108 m3,2012年为39.65×108 m3,2011年为39.40×108 m3,2005
年最少,为25.72×108m3。
表3 2003-2012年间中国主要出口虚拟水的非洲国家分布
犜犪犫犾犲3 犜犺犲犲狓狆狅狉狋狏犻狉狋狌犪犾狑犪狋犲狉犳狉狅犿犆犺犻狀犪狋狅犃犳狉犻犮犪犱狌狉犻狀犵2003-2012 ×108m3
国家Countries 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 合计Sum
南非SouthAfrica 8.46 4.71 4.61 7.61 8.21 6.58 11.15 11.19 10.81 12.10 85.43
摩洛哥 Morocco 5.90 5.98 6.49 6.81 6.99 6.22 7.18 7.46 7.67 6.73 67.43
科特迪瓦Coated’Ivoire 14.88 3.11 0.78 3.25 4.72 3.26 0.92 1.43 0.48 0.52 33.35
阿尔及利亚Algeria 3.09 3.14 3.28 2.89 3.46 3.46 2.97 2.93 3.35 2.72 31.29
埃及Egypt 2.44 1.55 1.90 3.70 2.72 2.84 2.48 3.16 4.73 5.01 30.53
尼日利亚Nigeria 1.48 0.80 2.01 3.14 2.63 4.57 3.65 2.67 4.03 4.35 29.33
加纳Ghana 1.45 1.65 2.36 2.08 2.18 1.90 1.34 1.35 1.98 2.30 18.59
利比里亚Liberia 0.31 2.17 1.41 2.54 2.02 2.20 0.77 0.93 0.26 0.18 12.79
毛里塔尼亚 Mauritania 0.96 1.11 1.04 1.04 1.28 1.28 1.25 1.41 1.50 1.51 12.38
贝宁Benin 0.51 0.51 0.51 1.03 1.36 1.29 1.60 1.05 1.55 0.92 10.33
塞内加尔Senegal 0.29 0.29 0.24 0.44 0.80 0.92 1.46 1.67 2.12 2.09 10.32
多哥Togo 0.91 0.91 1.09 0.89 1.24 1.15 1.13 0.87 0.92 1.22 10.32
合计Sum 40.68 25.93 25.72 35.42 37.61 35.67 35.89 36.12 39.40 39.65 352.09
2.3 中非农产品贸易虚拟水的产品结构特征
2.3.1 中国进口虚拟水的产品构成  2003-2012年间中国主要进口农产品虚拟水的产品构成见表4,由表4
可知,中国从非洲进口虚拟水较多农产品主要为棉花、果品、畜产品、麻类、植物油、烟草等产品,其中棉花的年均
虚拟水进口量最大,为3959.0×106 m3,其次是果品和畜产品,年均虚拟水进口量分别为2014.1×106 m3 和
1289.7×106m3;中国从非洲进口的奶类和肉类虚拟水则较少,均不足0.1×106m3。
由表4可知,各类农产品水足迹在各个年份间差异比较大,2011年棉花、果品和畜产品虚拟水进口量最大,
分别为8647.3×106m3,5463.4×106m3 和2864.2×106m3,是10年间进口最多。2003年麻类虚拟水进口量最
大为240.3×106m3。2010年植物油虚拟水进口量最大,为365.7×106m3。2012年烟草虚拟水进口量最大,为
155.3×106m3。
2.3.2 中国出口虚拟水的产品构成  2003-2012年间中国出口虚拟水的产品构成见表5,由表5可知,中国
出口非洲虚拟水较多的农产品主要为茶叶、谷物、畜产品、蔬菜、豆类、糖类和果品等,其中以茶叶出口虚拟水量最
大,年均出口量为1578.1×106m3,其次是谷物和畜产品,年均虚拟水出口分别为828.2×106 m3 和599.5×106
m3;蔬菜、豆类、糖类和果品,年均虚拟水出口分别为346.8×106 m3,344.5×106 m3,240.8×106 m3 以及
173.1×106m3。
691 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.5
表4 2003-2012年间中国进口虚拟水的产品构成
犜犪犫犾犲4 犜犺犲犻犿狆狅狉狋狏犻狉狋狌犪犾狑犪狋犲狉狅犳犪犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾狆狉狅犱狌犮狋狊狋狔狆犲狊犳狉狅犿犃犳狉犻犮犪犱狌狉犻狀犵2003-2012 ×106m3
产品类别Products 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
棉花Cotton 1849.1 4519.1 6201.7 6216.3 3477.2 2010.3 2689.4 2706.7 8647.3 1272.8
果品Fruit 225.4 682.9 1606.9 2390.8 1457.4 1616.3 2200.8 2809.7 5463.4 1687.9
畜产品Livestockproducts 191.2 147.6 184.7 628.7 1009.7 1271.6 2183.2 2083.2 2864.2 2332.8
麻类 Hemp 240.3 167.2 188.3 201.9 199.9 135.7 120.7 150.4 183.4 156.9
植物油Vegetableoil 11.7 3.0 8.8 5.5 90.6 55.8 272.3 365.7 359.1 179.4
烟草Tobacco 17.8 12.2 14.3 11.2 17.1 18.4 18.2 21.7 124.4 155.3
糖类Sugar 0.6 0.3 31.2 33.6 18.7 0.1 38.3 0.8 2.7 1.5
饮料Drinks 2.3 4.4 5.3 8.0 5.2 9.5 8.3 14.5 24.0 27.2
蔬菜Vegetable 15.8 9.7 0.7 0.6 12.9 21.9 9.8 14.1 2.5 15.2
茶叶Tea 1.3 3.1 2.5 1.9 7.5 9.0 4.3 9.1 27.3 21.1
花卉Flowers 17.1 2.0 1.3 0.6 0.1 0.8 1.3 3.2 3.0 17.4
谷物Grain 0.1 0.3 0.6 0.4 0.6 0.1 0.1 0 0.1 0.4
木材 Wood 0 0 0.1 0.1 0.1 0.2 0.1 0.5 1.2 0.3
豆类Beans 0 0.1 0 0 0 0 0 0 0 2.4
奶类 Milk 0 0 0 0 0.1 0 0.2 0.2 0 0.2
肉类 Meat 0.3 0 0 0 0 0 0 0 0 0.1
其他Other 30.8 12.8 0.9 0.5 3.1 7.5 31.3 85.9 137.5 45.7
表5 2003-2012年间中国出口虚拟水的产品构成
犜犪犫犾犲5 犜犺犲犲狓狆狅狉狋狏犻狉狋狌犪犾狑犪狋犲狉狅犳犪犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾狆狉狅犱狌犮狋狊狋狔狆犲狊狋狅犃犳狉犻犮犪犱狌狉犻狀犵2003-2012 ×106m3
产品类别Products 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
茶叶Tea 1343.1 1404.7 1442.9 1551.1 1571.3 1528.2 1669.5 1620.5 1887.8 1762.4
谷物Grain 2533.6 685.3 454.1 929.6 910.1 890.5 618.9 463.9 432.7 363.0
畜产品Livestockproducts 206.4 343.2 355.1 837.0 723.2 434.8 705.4 764.0 712.6 913.6
蔬菜Vegetable 56.5 95.8 184.8 220.0 298.2 338.2 426.6 542.8 647.3 657.9
豆类Beans 477.4 341.7 366.4 233.2 317.8 381.2 329.5 348.4 396.4 253.0
糖类Sugar 18.6 24.7 93.7 194.7 233.2 369.8 238.8 300.1 480.6 453.5
果品Fruit 162.0 159.6 146.0 128.1 143.1 141.9 145.3 172.7 239.5 293.1
烟叶Tobacco 59.8 86.5 55.9 40.8 25.9 51.9 54.9 48.4 61.6 50.3
饮料Drinks 10.5 9.4 19.0 21.5 34.7 33.8 62.9 63.7 66.3 54.4
食用菌Fungus 9.9 13.1 16.9 13.7 26.8 39.9 19.9 27.3 29.2 35.7
奶类 Milk 0.9 6.8 10.7 8.1 49.9 49.6 20.2 5.3 40.4 36.7
肉类 Meat 0.8 1.4 4.4 42.5 19.2 14.9 2.0 2.2 4.8 0.3
植物油Vegetableoil 0 0.1 13.1 21.9 1.6 7.6 0.5 0.4 34.0 2.5
蛋类Egg 1.4 8.1 8.1 1.4 0 1.7 2.5 0.1 0 0
木材 Wood 0 0.2 0.3 0.3 0.4 1.0 0.3 0.5 0.7 1.1
棉花Cotton 0 0 0 0 0.1 1.0 0 0 0.1 0
其他 Other 1.0 0.3 0.3 0.5 0.6 1.1 6.3 11.2 9.1 9.8
由表5可知,中国出口非洲农产品虚拟水含量年际间存在一定的差异。相对而言出口量最大的茶叶比较稳
定,年际间的波动不是非常剧烈,2011年最大,为1887.8×106 m3,2003年最少,为1343.1×106 m3。谷物2003
791第25卷第5期 草业学报2016年
年最高,为2533.6×106m3,2012年最低,为363.0×106m3,从2006年开始中国出口非洲的谷物虚拟水量呈现
持续下降的态势。而蔬菜从2003年来呈现持续增加的态势,从2003年的56.5×106 m3 增加至2012年的
657.9×106m3;果品虚拟水从2007年呈现持续增加态势,到2012年达到最高,为293.1×106m3;其他的农产品
虚拟水出口量呈现出不规则的变化态势。中国对非洲出口不同农产品变化趋势,反映出中国对非洲出口农产品
结构发生了一定变化,即粮食作物出口减少,其他经济作物有所增加。
2.4 中非农产品贸易虚拟水的节水效应分析
由于产品种类较多,为便于分析,本研究按照一般的农产品归类方法将产品分为18个类别,并以此为基础、
利用节水效应公式计算了2003-2012年间中非农产品虚拟水贸易的节水效应(表6和表7)。
表6 2003-2012年中国出口农产品的节水效应
犜犪犫犾犲6 犜犺犲狑犪狋犲狉狊犪狏犻狀犵狊犪狊狊狅犮犻犪狋犲犱狑犻狋犺狋犺犲犲狓狆狅狉狋狅犳犪犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾狆狉狅犱狌犮狋狊犱狌狉犻狀犵2003-2012,犆犺犻狀犪 ×106m3
产品类别Products 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 均值Average
谷物Grain 5331.3 1442.1 955.5 1956.1 1915.0 1873.9 1302.3 976.2 910.4 763.9 1742.7
畜产品Livestockproducts 98.2 163.4 169.0 398.4 344.2 207.0 335.8 363.7 339.2 434.9 285.4
豆类Beans 167.3 119.8 128.4 81.7 111.4 133.6 115.5 122.1 138.9 88.7 120.7
饮料Drinks 31.0 27.8 56.3 63.5 102.6 100.1 186.2 188.5 196.0 160.9 111.3
蔬菜Vegetable 18.0 30.6 59.1 70.3 95.3 108.1 136.3 173.5 206.9 210.3 110.8
果品Fruit 34.9 34.4 31.5 27.6 30.8 30.6 31.3 37.2 51.6 63.1 37.3
烟叶Tobacco 3.1 4.5 2.9 2.1 1.3 2.7 2.9 2.5 3.2 2.6 2.8
肉类 Meat 0.1 0.2 0.7 7.1 3.2 2.5 0.3 0.4 0.8 0.1 1.6
奶类 Milk -0.5 -3.7 -5.9 -4.5 -27.4 -27.3 -11.1 -2.9 -22.2 -20.2 -12.6
糖类Sugar -3.5 -4.6 -17.5 -36.3 -43.5 -69.0 -44.6 -56.0 -89.7 -84.6 -44.9
茶叶Tea -250.4 -261.9 -269.0 -289.2 -293.0 -284.9 -311.3 -302.1 -352.0 -328.6 -294.2
产品合计Sum 5429.8 1552.7 1111.8 2277.9 2240.4 2079.7 1743.9 1503.3 1384.9 1291.9 2061.6
 注:由于数值过小,表中未列出木材、植物油及棉花等产品。
 Note:Thevalueofsomeproductswasnotlistedinthetable,suchaswood,vegetableoil,cottonproducts,etc.
表7 2003-2012年中国进口各类别农产品的虚拟水贸易的节水效应
犜犪犫犾犲7 犜犺犲狑犪狋犲狉狊犪狏犻狀犵狊犪狊狊狅犮犻犪狋犲犱狑犻狋犺狋犺犲犻犿狆狅狉狋狅犳犪犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾狆狉狅犱狌犮狋狊犱狌狉犻狀犵2003-2012,犆犺犻狀犪 ×106m3
产品类别Products 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 均值Average
糖类Sugar 0.1 0.1 7.2 7.7 4.3 0.0 8.8 0.2 0.6 0.4 2.9
茶叶Tea 0.3 0.7 0.6 0.4 1.7 2.1 1.0 2.1 6.3 4.8 2.0
烟草Tobacco -0.9 -0.6 -0.7 -0.6 -0.8 -0.9 -0.9 -1.1 -6.1 -7.7 -2.0
蔬菜Vegetable -3.8 -2.4 -0.2 -0.1 -3.1 -5.3 -2.4 -3.4 -0.6 -3.7 -2.5
花卉Flowers -15.1 -1.8 -1.2 -0.5 -0.1 -0.7 -1.1 -2.8 -2.6 -15.3 -4.1
油料Oil -0.4 -0.1 -0.3 -0.2 -3.0 -1.8 -8.9 -11.9 -11.7 -5.8 -4.4
饮料Drinks -1.7 -3.3 -4.0 -5.9 -3.9 -7.1 -6.2 -10.8 -17.9 -20.3 -8.1
麻类 Hemp -204.9 -142.6 -160.6 -172.2 -170.5 -115.7 -102.9 -128.3 -156.4 -133.9 -148.8
果品Fruit -39.9 -121.0 -284.8 -423.7 -258.3 -286.4 -390.0 -497.9 -968.2 -299.1 -356.9
畜产品Livestockproducts -61.7 -47.6 -59.6 -202.7 -325.6 -410.1 -704.1 -671.8 -923.7 -752.3 -415.9
棉花Cotton -800.8 -1957.2 -2685.9 -2692.3 -1506.0 -870.7 -1164.8 -1172.3 -3745.1 -551.2 -1714.6
产品合计Sum -1128.9 -2276.0 -3189.9 -3490.3 -2265.7 -1696.8 -2371.3 -2498.1 -5826.0 -1784.9 -2652.8
 注:由于数值过小,表中未列出谷物、木材、肉类、豆类及奶类等产品。
 Note:Thevalueofsomeproductswasnotlistedinthetable,suchasgrain,wood,meat,beansandmilketc.
891 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.5
2003-2012年间中国出口农产品的节水效应见表6,由表6可知,从总体上来看,在2003-2012年,中国出
口农产品贸易虚拟水能在全球尺度上节约水资源,这是因为中国总体上农产品水分利用效率高于非洲,但不同年
份间中国出口农产品贸易虚拟水的节水效应不同,总体上呈逐渐降低的趋势,2003年节水效应最明显,为
5429.8×106m3。对不同产品而言,节水效应也不同。谷物、畜产品、豆类、饮料、蔬菜和果品等产品出口能在全
球尺度上节约水资源,其中谷物的年均节水效应高达1742.7×106 m3;奶类、糖类和茶叶则与之相反,表现为浪
费水资源,其中茶叶年均浪费量最大,为294.2×106m3。而烟叶和肉类的节水效应不明显。
与中国出口农产品的节水效应相比,中国进口农产品贸易虚拟水在2003-2012年间,总体上表现为全球尺
度上浪费水资源(表7),中国进口农产品虚拟水贸易造成的全球水资源浪费量年均高于1000.0×106 m3,但不同
年份水资源的浪费量不同,其中2011年最多,为5826.0×106m3。进口产品不同,水资源浪费量也不同,在各类
产品中,进口棉花水资源浪费量最大,年均值为1714.6×106 m3,这是由于非洲棉花单位产品虚拟水含量(9000
m3/t)显著大幅高于中国棉花单位产品的虚拟水量(5300m3/t);其次是畜产品、果品和麻类等。仅进口糖类和茶
叶能在全球尺度上节约水资源,但节约量相对较少。
图2为2003-2012年间中非农产品贸易虚拟水
图2 2003-2012年中非虚拟水贸易节水效应的变化
犉犻犵.2 犜犺犲狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳狑犪狋犲狉狊犪狏犻狀犵狊狋犺狅狌犵犺犪犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾狆狉狅犱狌犮狋狊
狋狉犪犱犲犫犲狋狑犲犲狀犆犺犻狀犪犪狀犱犃犳狉犻犮犪犱狌狉犻狀犵2003-2012
 
节水效应的变化,由图2可知,在2003-2012年间,中
非农产品贸易虚拟水节水效应呈波动性降低趋势,总
体上表现为水资源的浪费,总量为59.12×108 m3。
具体来说,除2003年和2008年总体上表现为节约水
资源外,其余年份都表现为浪费水资源。其中在2003
年中非农产品贸易虚拟水具有明显的正效应,在全球
尺度上节水43.0×108 m3。2011年中非农产品贸易
虚拟水对全球节水的负效应最大,浪费了约44.41×
108m3 的水资源。总体来看,由于中国处于虚拟水净
进口地位,而中国水资源利用效率高于非洲地区,所以
中非农产品贸易在全球尺度上年均浪费了大约5.91×
108m3 的水资源。可见,尽管中非农产品虚拟水贸易
可以为双方农产品消费需求和水资源保障提供支撑,然而,从全球水资源的高效利用角度看,则造成了水资源的
浪费,是不可持续的。
3 结论与讨论
中非农产品贸易虚拟水具有明显的时间变化。2003-2012年间,中国从非洲进口虚拟水总量为769.71×
108m3,向非洲出口虚拟水总量为427.27×108 m3,总体表现为虚拟水净进口。中国进口虚拟水量呈波动性变
化,其变化范围为(26.04~178.39)×108m3;中国出口虚拟水量则变化不大,在(31.81~50.83)×108m3 范围内
波动。
中国虚拟水进口的产品种类主要为棉花、果品和畜产品等,而虚拟水出口的种类则主要为茶叶,其次是谷物
和畜产品。中非农产品贸易虚拟水的国家分布具有相对集中的特点,中国进口虚拟水的国家主要来源于莫桑比
克、南非和布基纳法索等国家,表现为早期中国进口虚拟水的非洲国家多分布于非洲北部,到近年,则主要集中在
非洲南部和东部,中部和北部的国家不断减少。中国出口的虚拟水主要流向南非、摩洛哥和科特迪瓦等国,主要
集中在非洲北部和南部国家,而中部国家较少。
中非虚拟水净贸易表现为水资源利用效率低的地区输向水资源利用效率高的地区,这造成在全球尺度上年
均产生5.91×108m3 的水资源浪费的负面效应。中非虚拟水贸易为双方农产品消费需求和水资源保障提供支
撑,然而,从全球水资源的高效利用角度看则不可持续。
农业是水资源消耗大户,中国和非洲都不是水资源丰富的地区,中非之间的农产品贸易也是虚拟水贸易,出
991第25卷第5期 草业学报2016年
于不同国家战略的需求,中非之间农产品贸易需认真考虑、研究虚拟水流动特征,为实现全球、中国和非洲各自节
水利益考虑,也为实现区域层次的水资源可持续利用和生态环境保护提供依据[17]。张雄化[18]研究表明水分利
用效率与虚拟水的进出口量存在相关性,同时虚拟水出口较少的区域生态效率较高,虚拟水进口较多的区域环境
效率较低。刘渝[19]认为农产品虚拟水贸易除了受水资源要素自身的稀缺程度影响外,还受到农产品的生产技术
水平,农产品的交易价格以及资源消耗率等因素的作用,为进一步深入探讨中非之间的农产品贸易结构提供了新
的思路,结合本文研究成果,从全球、中国和非洲3个不同的视角提出节水策略,通过虚拟水贸易的方式补充实体
水的不足,减少因为缺水而造成的粮食安全问题[20]。
从实现全球节水的角度看,中国从非洲进口糖类和茶叶类具有全球节水效应,而进口其他农产品不具有全球
节水效应,特别是从非洲进口棉花、畜产品、果品和麻类造成较大的水资源浪费。因此,从全球节水角度看不应从
非洲进口棉花、畜产品、果品和麻类等虚拟水含量高的农产品。
从中国实现节水的角度看,中国可从埃及进口小麦;从尼日利亚进口大豆;从埃及和南非进口甘蔗;从尼日利
亚进口腰果;从科特迪瓦进口天然橡胶;从津巴布韦进口烟叶等这些虚拟水含量低于中国的农产品。
从实现非洲节水的角度看,中国出口非洲的农产品主要为水稻、玉米、大麦、谷子、高粱、籽棉、花生和橡胶等
虚拟水含量明显低于非洲的农产品。
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102第25卷第5期 草业学报2016年