水资源管理问题既是中国政府及各管理部门长期关注的经济可持续发展问题和战略决策问题,也是生态文明建设背景下,中国解决水资源约束趋紧、水环境污染严重和水生态系统退化问题的关键领域。粮食作物等水密集型产品的需求加剧为各区域解决水资源配置问题带来了难题。虚拟水贸易战略正是各区域为了解决这一难题,通过粮食作物等水密集型产品的贸易来实现水资源在空间上的配置问题。因此,虚拟水贸易战略是从资源禀赋和贸易自由化的视角解决流域水资源短缺的问题。水资源管理问题中另一个重要的方面就是纳入水资源的非市场价值,非市场价值是水资源生态补偿标准确定等政策制定的依据。将水资源的非市场价值研究纳入虚拟水贸易的研究框架之中是理论上对虚拟水贸易研究理论的补充和完善,也在实践中对区域虚拟水贸易政策的制定和完善具有借鉴和指导意义。流域作为农业生产的自然分区,其水资源管理政策势必与其粮食安全政策之间存在一定的关联。本文首先根据作物生产水足迹理论和模型,结合陕西省渭河流域四种粮食作物的生产和消费数据,测算近几年来陕西省渭河流域的虚拟水贸易足迹及其市场价值。其次,以流域的居民为研究基本单元,以居民对流域水资源的生态系统服务支付意愿为研究对象,在归纳陕西省渭河流域生态系统服务功能属性的基础上,遵循随机效用理论,采用资源环境价值评估中的选择实验法和相应的计量经济模型,以及陕西省渭河流域的实地居民调研数据,对流域水资源的非市场价值进行评估,并检验和识别流域居民对流域生态系统服务功能偏好的异质性。在此基础上,构建虚拟水贸易足迹非市场价值影响因素分析框架,并结合已有数据进行实证分析,从而对虚拟水贸易足迹非市场价值的研究框架进行了补充和完善。最后,本文分别从虚拟水贸易战略视角下的水资源管理和水资源定价两个角度对纳入非市场价值的流域虚拟水贸易研究进行了方案响应的分析,旨在为流域水资源管理政策和粮食安全政策的制定和完善提供可靠依据。按照“虚拟水贸易足迹测算→水资源非市场价值评估→虚拟水贸易足迹非市场价值影响因素分析→虚拟水贸易足迹非市场价值响应方案”的研究逻辑框架,本文对主要研究内容做如下安排:第一部分是研究导论,为文章的第一章。围绕虚拟水贸易概念的特征和应用以及水资源的多重生态功能属性,阐明文章的选题背景、研究目的和意义。在国内外虚拟水贸易和生态系统服务价值评估研究文献回顾和评价的基础上,深入说明研究纳入非市场价值的粮食作物虚拟水贸易是水资源管理政策评价的基础和重要领域。然后根据本文的研究目的和研究意义,构思文章整体的研究技术线路、选择恰当的研究方法、确定应有的研究内容,并归纳和提炼本文的研究创新之处。第二部分为纳入非市场价值的流域粮食作物虚拟水贸易理论分析,包括本文的第二章和第三章。第二章首先对相关的几个重要概念的内涵和外延进行了界定,为后文的理论分析和实证检验奠定了基础。然后从福利变动的测量、支付意愿、选择实验法、古典贸易理论和新古典贸易理论几个方面对本文所涉及的理论基础知识进行了梳理,为第三章的理论框架的构建做好了铺垫。针对本文的研究,第三章阐述了基于比较优势理论、资源流动理论和资源替代理论的虚拟水贸易模型理论,并介绍了虚拟水贸易足迹的测算方法。在此基础上,将理论和模型相结合构建了纳入非市场价值的流域粮食作物虚拟水贸易研究的理论模型,并提出了相应的研究假设。第三部分为纳入非市场价值的流域粮食作物虚拟水贸易实证检验和方案响应,涵盖本文的第四章、第五章、第六章和第七章。第四章以陕西省渭河流域为例,利用2010-2014年间四种粮食作物的生产和消费数据,对流域粮食作物的贸易情况加以分析,测算了流域粮食作物的虚拟水贸易足迹,并结合流域农业用水价格计算了流域粮食作物的虚拟水贸易足迹市场价值;第五章运用选择实验法(choiceexperiment),以渭河流域生态系统服务功能改善为例,展开流域水资源生态系统服务非市场价值评估,并结合mixedlogit模型和潜类别模型从效用和支付意愿的视角揭示了公众对生态系统服务功能的偏好异质性;第六章首先基于对陕西省渭河流域居民的微观调查数据,采用条件价值评估法测算居民对渭河流域水资源生态系统服务的支付意愿,并进一步运用有序probit模型实证分析其支付意愿的影响因素。然后在理论上分析流域虚拟水贸易足迹影响因素的基础上,运用因子分析的方法寻求陕西省渭河流域虚拟水贸易足迹的主要影响因素;第七章在前面几个章节实证分析的基础上,分别从虚拟水贸易战略视角下流域水资源的管理和水资源定价两个方面对纳入非市场价值的流域粮食作物虚拟水贸易研究做出了响应方案构建。本文的主要研究结论如下:(1)粮食作物虚拟水贸易足迹实证分析部分主要得出以下结论:四种粮食作物中,稻谷和大豆消费量的增加主要来自于流域外进口,市场依赖程度较高,而小麦和玉米消费量的增加主要来自于流域内生产,市场依赖程度较低;2010-2014年陕西省渭河流域粮食作物虚拟水贸易一直处于净输入状态,这在一定程度上缓解了流域水资源短缺的压力。5年间四种粮食作物平均贸易水足迹为2.04亿m3;每种粮食作物的虚拟水贸易足迹值呈现较大的差异。稻谷和大豆的虚拟水贸易足迹值较大,而小麦和玉米的虚拟水贸易足迹值较小;5年间陕西省渭河流域四种粮食作物平均虚拟水贸易足迹市场价值为1.29亿元。(2)流域水资源价值评估的实证分析部分主要得出以下结论:一是渭河流域居民对其生态系统服务具有较强的偏好和偏好异质性。选择实验模型估计结果表明,城市和农村居民对渭河流域水资源生态系统服务非市场价值具有一定认知,且期待相应的水资源生态系统服务得到一定的改善。从Mixed logit模型的隐含价格测算结果可以看出,居民对水质(以级别为单位)和水量(以百分比为单位)等生态系统服务功能具有较高的支付意愿,对水土保持强度(以级别为单位)和生态旅游条件改善(以百分比为单位)等生态系统服务功能具有较低的支付意愿。从潜类别模型的研究结果可以看出,偏好的异质性主要体现在消费者针对同一生态系统服务功能的支付意愿大小的差异。二是陕西省渭河水资源流域生态系统服务整体上给公众带来了巨大的效用。通过测算补偿剩余,陕西省渭河流域平均每年每户居民愿意为渭河流域水资源生态系统服务的改善支付414.84元。非市场价值的估算结果表明,2012年陕西省渭河流域水资源生态系统服务的非市场价值为66.15亿元。5年间陕西省渭河流域四种粮食作物平均虚拟水贸易足迹非市场价值为1.92亿元。(3)虚拟水贸易足迹非市场价值影响因素实证分析部分主要得出以下结论:一是,居民对流域水资源生态系统服务的支付意愿主要受受访者个体特征、家庭特征、生活环境以及环境认知等方面的影响,其中居民社会地位和居民环境认知程度对其支付意愿具有显著的正向影响,受访者年龄和是否为农村居民对其支付意愿具有显著的负向影响,男性受访者与女性受访者相比具有显著更高的支付意愿,而居民家庭收入状况对其支付意愿影响不显著。二是,在陕西省渭河流域虚拟水贸易足迹的影响因素中,起主导作用的是社会因素和经济因素,自然因素对西省渭河流域虚拟水贸易足迹的影响相对较弱。本文在研究结论的基础上提出了陕西省渭河流域虚拟水贸易和水资源优化配置的对策建议,主要包括完善流域水资源非市场价值评估机制;从公众参与视角引导居民参与流域水资源管理;编制流域虚拟水贸易战略规划;完善流域水资源配置政策等。