虚拟水交易与中国水资源和粮食问题

虚拟水交易与中国水资源和粮食问题

水资源不足是中国的一个长期问题。根据《21世纪中国水供求》的预测,2010年～2050年我国缺水量在100×108～318×108m3之间。中国工程院重大咨询项目《中国可持续发展水资源战略研究》预测2030年中国缺水130×108m3,2050年基本平衡。缺水是中国21世纪一个亟待解决的问题。本文引入虚拟水交易,以其对解决中国水资源短缺与粮食安全提供一点新思路,供参考与进一步探讨。1虚拟水交易虚拟水是TonyAllan于20世纪90年代提出的新概念,是指以“虚拟”的形式内含于工农业产品中的水,其数量上相当于生产产品时所消耗的水量。产品交易引起虚拟水的转移就是虚拟水交易。许多缺水国家或地区从富水国家或地区购买水密集型工农业产品-尤其是粮食,来获得水和粮食的安全。如果一个国家向另一个国家出口高耗用水量的产品,那么实际上是在以“虚拟”的形式出口水,从而满足了缺水国家的水需求。由于距离远、费用高,丰水地区与贫水地区之间的实体水交易几乎是不可能的,但是高耗用水量产品交易(虚拟水交易)却是可以实现的1)。虚拟水概念的提出为水资源短缺或贫乏的国家和地区缓解其缺水问题提供一种可能途径,即通过在国际市场上购买部分本国所需粮食来保障水资源与粮食的安全,而不是将国内极为稀缺的水资源大量投入农业生产来满足自身的粮食需求。事实上,很多水资源短缺国家生产粮食的成本远远高于世界粮食价格。因此,虚拟水交易在缺水国家或地区具有重要的战略意义,在一些国家和地区得到了应用,如约旦、以色列、南非、日本、埃及、摩洛哥等。传统上,人们对水和粮食安全都习惯在问题发生的区域范围内寻求解决问题的方案,虚拟水战略则从系统的角度出发,运用系统思考的方法从问题发生的范围之外寻找解决内部问题的应对策略,提倡缺水地区进口高耗用水量的粮食来解决水资源短缺与粮食安全问题。国内学术界对虚拟水也十分关注,程国栋等较系统全面地介绍了虚拟水、虚拟水交易的概念及国际水交易状况,并对我国西北内陆地区虚拟水交易进行了研究。张敦强计算了我国虚拟水进出口总量,认为我国粮食在基本依靠自给的同时,应该实施虚拟水战略,如每年进口2000×104～3000×104t粮食,但是对进口粮食的可行性没有展开研究。目前,《21世纪中国水供求》和《中国可持续发展水资源战略研究》预测的缺水量,都是在采取传统方法基础上尚不能解决的水资源缺口,而虚拟水交易则提供了解决此问题的新思路。2主要产粮区水资源短缺,影响粮食安全目前,我国水资源供需矛盾比较严重。在全国668个城市中,缺水城市400多个,其中严重缺水的城市114个,日缺水1600×104t,每年因缺水造成的直接经济损失达2000×108元,全国每年因缺水少产粮食700×108～800×108kg。在满足正常需要并不超采地下水的情况下,全国年缺水总量约为300×108～400×108m3。水资源短缺已经成为我国尤其是北方地区经济社会发展的严重制约因素。从粮食生产与安全角度来看,全国北方产粮区水资源条件并不富余,随着粮食需求的增长,必将导致北方水资源短缺的形势更加严峻。主要产粮区水资源难以保障,这将可能影响到中国的粮食安全。1998年布朗在《世界观察》上发表了题为“中国的水资源短缺将影响世界粮食安全”,2000年布朗认为中国不断下降的地下水位可能很快引起世界粮食价格的上升。布朗先生多次对中国粮食问题发表评论,尤其从农业的根基水资源短缺、地下水位下降方面质疑中国粮食安全不是没有道理的。由于中国南北水资源分布差异极为悬殊,长期以来形成了“南粮北调”的格局。进入80年代这种格局已发生根本性的变化。从统计资料分析来看,50年代,中国长江以北15个省(区、市)的粮食生产总量占全国粮食生产总量的40%,而水资源只占全国水资源总量的19%,长江以南的15个省(区、市)粮食生产总量占全国粮食生产总量的60%,而水资源却占全国水资源总量的81%。进入90年代,长江以南地区的粮食生产总量的比重已下降到52%左右,长江以北地区粮食生产总量的比重上升到48%左右。如果从粮食生产的增量来看,50年代,北方地区的粮食生产增量只占42%左右,南方地区要占58%左右。1984年以来,北方地区的粮食生产的增量比重已上升到66%,其中华北地区占42%,而南方粮食生产增量却下降为34%。其中1984年～1993年,东南地区的粮食生产出现负增长,北方地区粮食生产增量的比重曾高达97%,其中华北地区占62%。华北地区粮食生产增量的比重始终占北方地区粮食生产的增量的2/3。这种格局的急剧变化,对未来50年粮食生产总量的增长将产生重要的影响。目前北方地区水资源短缺的矛盾已十分尖锐,如果未来年粮食生产总量的格局不发生根本性的变化,那么,未来北方尤其是华北地区水资源短缺的矛盾将更加尖锐,水资源短缺对粮食生产的制约作用将更加显著。在水资源短缺的情况,中国要在30年左右的时间增加1.5×108t粮食生产能力的难度是可想而知的。3虚拟水交易分析3.1灌溉水生产率及灌溉需要系数根据国外的研究,小麦的虚拟水含量约为1000m3/t,玉米的虚拟水含量约为1200m3/t。此外,可以根据灌溉水生产率估算出虚拟水含量。灌溉水生产率为单位灌溉面积单位水量生产的粮食量,单位kg/m3。根据《节水灌溉技术规范》(SL207-98),灌溉水生产率计算式如下:I=αI1(1)I1=ym=I0v(2)Ι=αΙ1(1)Ι1=ym=Ι0v(2)式中:I为灌溉水生产率,kg/m3;α渠系水利用率;I1为田间灌溉水生产率,kg/m3;y为作物生产量,kg/hm2;m为净灌溉水量,m3/hm2;I0为田间水分生产率,kg/m3;v为灌溉需要系数。1)苏人琼,高弋绢.缺水地区农业灌溉用水替代与农业发展,中国水情分析研究报告,2003.根据苏人琼,高弋绢研究,在华北平原田间灌溉水生产率为2.00kg/m3左右,主要与灌溉用水、生产技术等相关1)。根据石玉林等调查研究,全国主要粮食作物田间水分生产率为1.10kg/m3,北方主要缺水区域位于不稳定灌溉带,灌溉需要系数一般在0.5左右。因此,北方主要缺水区域的田间灌溉水生产率约为2.20kg/m3,这与苏人琼等人的试验结果相近。所以,本文取田间灌溉水生产率为2.00kg/m3。目前北方主要缺水区域的平均灌系利用系数,大型灌区为0.4～0.5,中小型灌区为0.45～0.55,井灌区为0.6～0.7,平均灌溉水灌系利用系数不到0.6,因此,灌溉水生产率约为1.0kg/m3,即生产1kg粮食需要增加灌溉用水1m3,反过来,少生产1kg粮食,减少灌溉用水1m3。如果进口1kg粮食,相当于进口1m3水。张敦强测算我国主要农产口的虚拟含水量,大米为2000m3/t,小麦为1400m3/t,玉米为1000m3/t,大豆为3200m3/t,略高于本研究测算的结果,从安全的角度,本研究取北方主要缺水地区粮食的虚拟水含量取1000m3/t。3.2缺水量预测对我国未来缺水量的预测研究比较多,结果各不相同。我国现在缺水约300×108m3,不同研究预测的未来30年～50年缺水量在130×108～318×108m3之间。综合这些预测结果,本文认为取缺水量300×108m3进行虚拟水交易,对中国现在和未来解决水资源短缺都较有指导意义。根据北方主要缺水地区粮食单位产品虚拟水含量估算结果,如果300×108m3缺水量全部通过虚拟水交易解决,需要增加进口粮食3000×104t。3.3外汇资金情况中国增加粮食进口会不会动摇世界粮食市场和中国外汇资金情况是中国是否采取虚拟水交易缓解水资源短缺问题的主要影响因素,而虚拟水交易对农民收入的影响也是必须关注的。(1)增加粮食进口以缓解水资源短缺的压力中国人口数量大,任何时期中国粮食供给的90%以上要靠自己,1980年代以来,中国粮食自给率98%,高于俄罗斯、日本等国。中国人多、地少、水土资源不匹配,进口部分粮食是必然的,也是合理的。为了水资源的持续利用和粮食安全,在外汇资金、国际环境和港口储运许可的情况下,多进口一些粮食是有利的。把外贸依从度控制在8%～10%,也还是中国人养活自己,不会动摇世界粮食安全。总之,在保证粮食安全的前提下,应增加粮食进口来缓解水资源短缺的压力,从而提高水资源利用率。1986年～1997年中国进口粮食的基本情况见表1。据表1,世界谷物出口量约为2×108t,中国进口谷物波动较大,1995年净进口谷物最多,为0.18×108t,不过仅占当年世界谷物出口的7.79%,谷物自给率仍达到96%。IISA(TheInternationalInstituteforAppliedSystems)研究认为,中国为了达到较高的自给率而让农民生产谷物是毫无意义的,应该使用高质量的农田生产高附加的出口农产品;同时,进口部分谷物1)。IISA认为中国进口0.3×108～0.5×108t谷物不会扰乱世界粮食市场,贾大林研究的结论与IISA一致。俄罗斯、日本分别只有3×108人和1×108多人,每年进口粮食3000×104t。中国人多、地少、水缺,进口部分粮食是必然的,也是合理的。况且1996以后中国谷物进口量小于0.05×108t,出口超过进口(表2)。因此,增加进口3000×104t粮食不会动摇世界粮食市场。当然,增加进口3000×104t粮食是一个中长期战略,不过应逐渐增加粮食进口,减少对世界粮食市场的影响。(2)2年中国进口粮食费用占进口增长势近年来中国进口谷物及谷物粉的基本情况见表2。据表2,进口谷物单价约为1526元/t,进口3000×104t粮食费用为500.2×108元。占2002年进口总额的2.05%,占2002年外汇储备的2.11%。从1995年～2002年进口及外汇储备来看及增长趋势分析(表3),随着中国综合国力的增加,进口粮食费用占进口总额和外汇储备的比例会更小。布朗(1998)认为如果中国打算用出口收入来进口粮食,就算以现在的价格进口2×108t甚至3×108t粮食,也不会超出其经济能力。因此,从外汇资金而言,进口粮食是可行的。(3)我国虚拟水交易对粮食产尽管目前我国粮食的商品率很低,但粮食生产仍然是农民的主要收入来源,在粮食主产区一般占农民家庭收入和60%～70%。有专家担心虚拟水交易后,我国的一部分粮食市场将被外来的粮食挤占,这对本来就存在有卖粮难和以粮收入为主的农民来说,无疑是雪上加霜。据美方估计,目前我国每年进口美国小麦200×104t,今后可能增至500×104t,增加500×104t小麦进口,将使我国农民损失54.6×108元人民币,农民卖粮难,生产投入得不到补偿,收入受到影响势必影响持续进行粮食生产的积极性。但是,我国是粮食生产大国,也是粮食消费大国。粮食问题必须立足于自给,这是我们一贯的政策。而虚拟水交易是在充分发挥国内农民生产粮食仍不能满足粮食需求情况下的一种解决水资源与粮食安全的战略,进口的一部分粮食是农民因水资源短缺无法生产的,如果没有进口粮食,种粮农民也不会由此受益。相反,进口粮食可以使农民使用有限的水资源生产高附加值的农产品。所以,虚拟水资源对改变种植结构是有利的,对农民增收也是机遇。因此,虚拟水交易对农民收入的影响是不大。对农民的影响主要与进口粮食的结构有关。我国是粮食消费大国,如果按人均消费粮食400kg计算,到2030年我国需求量在5.6×108～6.0×108t粮食,即使采用相应的措施,生产全部粮食的难度仍然较大,况且水资源短缺的问题越来越突出,水资源对粮食生产的制约越来越明显。因此,我们提倡以水定产、适水种植,北方缺水地区压缩小麦的种植面积。近年来,我国主要出口大米、玉米,进口小麦和大豆。大米生产主要位于长江以南地区,水资源相对丰富,玉米生长期与北方降雨基本一致,灌溉定额相对较低,因此,南方生产大米、北方种植玉米与我国水资源时空分布是一致。而我国进口的小麦大豆主要消费区域和生产区域在北方,水资源短缺问题比较突出。从虚拟水含量看,大米为2000t/m3,玉米为450t/m3,小麦为1400t/m3,大豆为2000t/m3。进口粮食的小麦与大豆虚拟水含量远高于玉米虚拟水含量。大米虽然虚拟水含量高,但是生产区域水资源相对比较丰富。因此,从水资源禀赋条件和维护世界粮食市场安全来看,我国粮食进口结构是合理的。这种合理性决定了虚拟水交易对农民收入的影响不大。(4)调水量对粮食本研究所指缺水量是指在南水北调规划调水量的基础上的缺水量。如果不采用虚拟水交易而采用加大南水北调调水量来解决,需加大南水北调调水量300×108m3,且不论调水是否可行的,就南水北调水的成本而言,南水北调的水用于生产粮食是不现实的,生产者和消费者都难以接受。因此,用南水北调增大调水量来发展北方缺水地区的粮食,在经济上难于运行的。而虚拟水交易,则成本可大大降低,在经济、环境和粮食安全方面都是有利的。4粮食政策的构成(1)虚拟水概念的提出为解决中国水资源短缺和粮食安全提供了一个非传统的全新的思路。通过分析,认为虚拟水交易解决中国水资源短缺和粮食安全是可行的。中国增加进口3000×104t粮食可以解决目前和将来300×108m3的水资源缺口及由此导致的粮食安全问题,不会动摇世界粮食市场,所需资金占中国进口总额和外汇储备在2%左右,对农民的影响不大。(