喜娟 唐增 田甜

摘要 为了研究不同的食物消费模式对虚拟水消费的影响，对全国1990—2014年城镇居民和农村居民的食物虚拟水消费量进行了计算分析，结果显示：全国城镇居民和农村居民人均虚拟水消费量都呈现出缓慢增长的趋势，城镇居民人均虚拟水消费量增长速度快于农村，是农村居民的1.12倍左右；城镇居民的虚拟水消费多样性指数高于农村居民；收入水平是引起城乡差异的主要因素之一。未来随着食物消费量的不断增加，食物虚拟水消费量也将持续增长，势必对水资源造成更大的压力，这就需要倡导城乡居民均衡膳食和健康的消费习惯，改善食物消费模式，提高水资源的利用效率。

关键词 食物消费模式；虚拟水；多样性指数；城乡差异

中图分类号 S-9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）28-0220-05

Abstract In order to analysis the effect of different food consumption patterns on virtual water consumption， the virtual water consumption of urban residents and rural residents for food in China was calculated from 1990 to 2014.The results showed that， the food virtual water consumption per capita present a slow growth trend， the food virtual water consumption per capita in urban grows 1.12 times faster than that of rural area； The diversity index of food virtual water consumption in urban is higher than rural area， mainly because of income differences between urban and rural area.With economic growth， the food consumption will increase， especially the animal food， the food virtual water consumption will continue to increase in future， which will inevitably cause more pressure to the water resources.To alleviate these problem， we should improve the food consumption pattern and promote healthy eating habits to improve the utilization efficiency of water resources.

Key words Food consumption pattern；Virtual water；Diversity index；The differences between urban and rural area

水是生命之源，是人类和所有生物赖以生存和发展的物质基础。随着人口的不断增长和社会经济的飞速发展，水资源的需求量越来越大，供需矛盾尖锐，加之水环境又不断恶化，水资源短缺已成为许多国家和地区社会经济可持续发展的制约性因素。我国被联合国列为13个人均水资源最贫乏的国家之一，人均水资源占有量只有2 200 m3，仅为世界平均水平的1/4，美国的1/5，世界排名第110位，水资源相对匮乏。水资源不仅与人类的生产生活密切相关，也与人们的膳食消费息息相关。人类的生存离不开食物，生产食物需要水资源，而这些水资源以虚拟水的形式镶嵌在人们消费的产品和服务中，人们在消费产品的同时，也就消费了水资源。

1993年英国Allan教授[1]首次提出虚拟水的概念，是指生产商品和服务所需要的水资源数量，如生产1瓶白酒需要消耗水240 kg，1个鸡蛋需要消耗水340 kg，而生产1 kg羊肉、猪肉、鸡肉和牛奶则分别需要耗水18 000、3 650、3 918、2 210 kg[2]。虚拟水不是真正意义上的水，它以“虚拟”的形式镶嵌在人们消费的产品和服务中，消费者看不见它的影子，人们在消费这些产品和服务的同时，也消费了相应的虚拟水含量。Allan教授提出的虚拟水的概念為人们研究水资源提供了一种新的思路和方法。王新华[3]对1985—2002年全国的城乡居民虚拟水消费量进行了估算，但其只分析了城乡居民的人均虚拟水消费情况，而没有考虑到消费总量以及城乡消费多样性的问题。笔者在前人研究的基础上，分别计算了1990—2014年全国城镇居民和农村居民人均虚拟水消费量以及消费总量和消费多样性，并进行比较，分析在不同的消费模式下虚拟水的消费情况。

1 研究方法与数据来源

1.1 虚拟水的计算 为了便于计算，该研究将食物分为两大类：①植物性食物，包括粮食（谷物、豆类和薯类）、水果、鲜菜、植物油、酒类和糖类6类食物。②动物性食物，包括猪肉、牛肉、羊肉、禽肉、奶类、鲜蛋和水产品7类食物。

1.1.1 农作物产品的虚拟水含量计算方法。农作物产品虚拟水含量具体的计算根据不同的产品分类而各有差异，Zimmer等[4]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4种主要類型。该研究计算的主要是初级农作物产品。

式中，SWD[n，c]为区域n作物c单位质量的虚拟水含量；CWR[n，c]为区域n作物c的需水；CY[n，c]为区域n作物c的产量。农作物产品的单位虚拟水含量采用全国平均值。

1.1.2 动物产品的虚拟水含量计算方法。根据水足迹的含义，Chapagain等[6]将动物虚拟水含量定义为动物存活的整个生命周期所消耗的水资源数量，主要由3部分构成：成长和加工饲料用水；饮用水；清洗圈舍等服务性用水。但由于计算所需要的很多数据获取难度比较大，该研究动物产品的虚拟水含量参考联合国粮农组织FAOSTAT数据库中相关计算数据。

1.1.3 虚拟水消费量的计算方法。虚拟水消费量即是单位产品的虚拟水含量乘以产品消费量，计算公式为：

1.2 数据来源 全国农作物产量和城乡居民年人均主要食物消费量来源于《中国统计年鉴》[7]，该研究中，粮食、鲜菜、水果的虚拟水含量参考孙才志等[8-9]的研究成果，酒类虚拟水含量采用王新华[3]的计算结果，糖类和植物油参考Liu等[10]的计算结果，动物产品的虚拟水含量参考联合国粮农组织FAOSTAT数据库中相关计算数据。主要产品的单位质量虚拟水含量见表1。

2 结果与分析

2.1 城乡居民人均虚拟水消费量 根据全国城镇居民的食物消费量和各项产品的虚拟水含量，计算1990—2014年城镇居民的人均虚拟水消费量，结果见表2。

由表2可知，全国城镇居民人均植物性食物虚拟水消费量不断下降，其中降幅最大的是粮食虚拟水消费量，从1990年的147.71 m3降到2012年的89.04 m3，降幅为39.7%；动物性食物虚拟水消费量与1990年相比有明显的增长态势，除羊肉虚拟水消费量基本未变外，其余产品虚拟水消费量都呈增长趋势，其中增幅最大的是奶类产品虚拟水消费量，增长了近290%，但是从2008年开始连续4年下降，这可能是2008年受“三聚氰胺”事件的影响，人们的奶类消费量有所下降。

根据全国农村居民的食物消费量和各项产品的虚拟水含量，计算1990—2014年农村居民的人均虚拟水消费量，结果见表3。

由表3可知，農村居民人均植物性食物虚拟水消费中，粮食虚拟水消费量不断下降，从1990年的296.15 m3降到2014年的189.39 m3，降幅为36.05%，动物性食物虚拟水消费量不断上升，其中增幅最大的是禽类产品虚拟水消费量，2014年为28.13 m3，是1990年的5.7倍左右，蛋奶类虚拟水消费量从1990年的10.33 m3，增长到2014年的37.84 m3，增幅为266.30%。

2.2 对比分析 1990—2014年全国城镇居民人均虚拟水消费量约是农村居民人均虚拟水消费量的1.12倍，其中粮食虚拟水消费量农村居民远高于城镇居民，1990年农村居民是城镇居民的2.00倍，2014年农村居民是城镇居民的1.40倍。但是，其他产品的虚拟水消费量都是城镇居民大于农村居民，1990年城镇居民的肉类、蛋奶类虚拟水消费量分别为164.51、34.12 m3，是农村居民虚拟水消费量的2.23倍、3.30倍；到了2014年，城镇居民肉类、蛋奶类虚拟水消费量增长到了200.91、72.16 m3，分别是农村居民的1.37倍、1.90倍。可见，动物性食物虚拟水消费量城镇居民均高于农村居民，但是二者差距在不断缩小。

2.3 虚拟水消费变化趋势分析 1990—2014年全国城乡居民人均虚拟水消费量变化趋势见图1、2。

1990—2002年全国城镇居民人均虚拟水消费量略有下降，农村居民人均虚拟水消费量缓慢上升，2002年之后城镇居民人均虚拟水消费量不断上升，农村居民人均虚拟水消费量呈现下降趋势；1990—2002年城乡居民人均虚拟水消费量差距比较小，2002—2007年人均虚拟水消费量差距出现不断扩大的趋势，2008年达到最大差距值，2008—2014年差距又开始缩小。这与城乡居民收入差距的变化趋势是一致的，我国城乡居民收入差距经历了一个“U”形发展路径。2002年以来，我国城乡收入比一直在3以上，2007年城乡居民收入差距扩大到改革开放以来的最高水平3.33∶1。2014年我国城镇居民人均可支配收入28 844元，农村居民纯收入9 892元，城乡居民收入比为2.92∶1，比值首次降至3以下。

全国城镇居民虚拟水消费总量从1990年的1 410.62亿m3增加2014年到4 330.87亿，呈现逐年增加的趋势，增长幅度为207.0%，农村居民虚拟水消费总量由1990年的3 737.41亿m3减少到2014年的3 159.81亿，表现出不断下降的趋势，下降了15.5%，城镇居民虚拟水消费总量的增加幅度远高于农村居民的下降幅度。1990—2007年城乡居民虚拟水消费总量差距一直在缩小，2007年差距最小，为37.2亿m3，2007—2014年间虚拟水消费总量差距又开始不断扩大。

2.4 虚拟水消费的多样性 利用Shannon-Weaver公式计算城乡居民食物消费水足迹多样性指标，其指数大小可以反映居民消费水平的高低，食物消费水足跡的分配越接近平等，则多样性指数越高，计算公式如下[10]：

式中，H表示虚拟水消费多样性，Pi表示第i种消费品的虚拟水所占的比例，i表示各种消费品，在该研究中，主要消费品有粮食、鲜菜、水果、植物油、酒类、糖类、猪肉、牛肉、羊肉、奶类、禽类、鲜蛋和水产品13类。

全国城乡居民虚拟水消费多样性指数计算结果见图3。从图3可以看出，1990年开始全国城镇居民虚拟水消费多样性缓慢增长，2007年达到最大值2.562，2007年之后平稳发展，农村居民虚拟水消费多样性从1990年开始一直处于不断上升的趋势，从1990年的1.339上升到2014年的2.070，说明农村居民膳食结构不断改善，膳食消费品类不断丰富，不再拘泥于某一种单一的膳食品类。总体来说，农村居民虚拟水消费多样性远低于城镇居民，但是二者差距在不断缩小。

3 讨论

1990—2014年全国城乡居民的食物消费结构发生了很大的变化，城乡居民粮食虚拟水消费量在不断下降，动物性食物虚拟水消费量则呈不断上升的趋势。动物性食物虚拟水消耗量占食物虚拟水消耗量的比例不断增加，1990年全国居民动物性食物虚拟水消耗量占比为29.9%，到2014年上升到了52.2%。除粮食虚拟水消费量外，其他食物虚拟水消费量都是城镇大于农村。

就多样性而言，1990—2014年城镇居民膳食虚拟水多样性基本保持平稳，农村居民膳食虚拟水多样性指数不断上升，二者差距不断缩小。说明城镇居民对于价格和营养价值较高的蛋奶类和肉类产品的消费比较多，膳食更加多样化，对于农村居民而言，食物消费结构相对单一，消费品主要以解决温饱问题的粮食为主，蛋奶类及肉类消费较少。总体来看，多样性指数城镇居民远高于农村居民，是因为城镇居民的收入水平要高于农村居民，二者还存在一定的差距，从而影响城乡居民的消费水平和消费习惯。但是随着社会经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，农村居民膳食结构不断优化，不再以某种消费品为主，而是趋向于分散化与均衡化 ，农村综合生产能力得到提高，城乡差距不断缩小，未来的城乡收入结构将得到进一步优化。

在人口和消费结构的共同作用下，全国居民虚拟水消费总量不断增加。1990—2014年全国居民虚拟水消费量由于膳食结构的改变增加了31 198.61亿m3，长江的年径流量大约是9 513亿m3，全国增加的虚拟水消費总量要多出其3倍左右。另外，全国人口总量由1990年的11.43亿增加到2014年的13.68亿，增加了2.25亿，人口数量的增加使得全国虚拟水消费量增加了16 807.12亿m3，远低于由于膳食结构改变所引起的虚拟水消费量的增加量。可见，膳食结构的改变是引起虚拟水消费量增加的一个重要因素。

根据2011年中国营养学会制定的《中国居民膳食指南》[11]，谷类食物每人每年应摄入91.25～146.00 kg；畜禽肉18.25～25.55 kg；奶及奶制品109.5 kg；在该研究中换算成虚拟水消费量，则2011年全国居民谷类食物虚拟水消费量每人每年应消耗103.11～164.98 m3；畜禽肉118.07～165.48 m3；奶及奶制品240.90 m3；与膳食指南建议的消费量相比，2011年全国城乡居民谷类食物虚拟水消费量基本符合膳食指南的要求；城乡居民奶类产品虚拟水消费量分别为30.14、11.35 m3，与建议的消费量之间存在很大差距；城镇居民禽肉类产品虚拟水消费量为216.93 m3，比膳食指南建议的上限消费量还要多出51.45 m3，农村居民禽肉类产品虚拟水消费量为123.08 m3，勉强达到膳食指南的要求。所以为了使居民平衡膳食，并缓解因膳食结构变化带来的水资源压力和实现水资源的可持续利用，就要引导居民调整膳食消费模式，培养多样化的健康饮食习惯。根据中国肉类协会预测，2020年我国肉类需求总量将达到1 000亿kg，肉类产量约增长到900亿kg，有近100亿kg的缺口要靠进口来弥补，相当于进口了约640亿m3的虚拟水资源。所以，通过进口适当数量的肉类产品可以缓解我国水资源压力，节约水资源。

4 结论

1990—2014年我国城乡居民粮食虚拟水消费量在不断下降，动物性食物虚拟水消费量不断上升。城乡居民膳食消费存在很大差异，收入水平较低的农村居民除粮食虚拟水消费量外，其他膳食虚拟水消费量都低于城镇居民。食物消費结构变化已经超过人口数量增加成为了我国食物虚拟水消费量增加的主要因素。未来动物性食物需求量增加的发展趋势仍然不会发生改变，需要更多的水资源来生产动物性食物，水资源面临更大压力。

为了解决由于食物消费结构变化而引起的虚拟水消费量的增长，一要倡导城乡居民均衡膳食和健康的消费习惯，缓解由于动物性食物消费过多所导致的水资源压力；二要通过虚拟水贸易来进口适当数量的食物产品，缓解我国水资源压力，节约水资源。

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