區(qū)域糧食安全預警模型研究

區(qū)域糧食安全預警模型研究

隨著人口持續(xù)增長、耕地減少和氣候變化，食品安全已成為全世界的中心問題。中國自2004年開始成為糧食凈進口國,國家多次強調嚴守1.2億hm2的耕地紅線,并且連續(xù)出臺了一系列政策措施來加強農(nóng)業(yè)基礎和促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn),著力保證國家糧食的基本自給狀態(tài)。聯(lián)合國糧農(nóng)組織2008年8月發(fā)布的《TheStateofFoodInsecurityintheworld2008》中指出,中國存在著較為嚴重的地區(qū)糧食不安全問題。作為國家糧食安全的有機組成部分,如果某個區(qū)域出現(xiàn)嚴重歉收或受災,將打破糧食供求平衡,進而影響到全國整體糧食安全。國家制定“米袋子”省長負責制,要求各省不斷增加糧食產(chǎn)量,不能自給自足的省份必須完成糧食進口和調劑任務,并逐步提高糧食自給率。國家將整體糧食安全責任向下分流,區(qū)域(省)將承擔更多的自身糧食安全保障責任。但是,受人口增加、工業(yè)化推進、城市化發(fā)展等影響,多數(shù)省份糧食生產(chǎn)能力削弱嚴重,導致供給不足的潛在風險增大,而糧食需求則保持剛性增長。在市場化、國際化日益深入的情況下,區(qū)域糧食供需失衡會以價格等方式造成較為嚴重的市場波動,對國家糧食安全狀態(tài)造成沖擊,而宏觀糧食安全研究不能全面地描述區(qū)域糧食安全問題。因此,分析區(qū)域糧食供求的影響因素,建立糧食安全預警指標體系和模型,預測區(qū)域糧食保障能力,是十分必要的。一、糧食安全預警模型經(jīng)濟預警研究是通過把握經(jīng)濟運行的普遍規(guī)律,分析內(nèi)部矛盾運動和外部環(huán)境因素的作用過程,找出導致經(jīng)濟運行出現(xiàn)波動的原因,以提前采取各種經(jīng)濟措施,減輕波動對經(jīng)濟運行的負面影響。在20世紀30年代的世界經(jīng)濟大蕭條后,各個國家和經(jīng)濟學界普遍認識到經(jīng)濟預警的重要性。隨后,美國、西歐等國家和地區(qū)以及國際經(jīng)濟研究組織都建立了相應的整套經(jīng)濟研究分析方法體系,為經(jīng)濟政策的評估和調整提供參考。糧食安全預警在20世紀70年代世界糧食危機后受到了各個國家的關注。1975年,聯(lián)合國糧農(nóng)組織建立了全球糧食和農(nóng)業(yè)信息及預警系統(tǒng)(GIEWS),定期公布世界糧食產(chǎn)需信息。糧食安全預警模型,是以供求平衡理論為基礎,分析糧食供需的本質特征和確定預警警情指標,通過預警警度的劃分對糧食安全狀況做出判斷和預測,并提出相應的對策。一般來說,預警體系由警情、警兆、警度和預警方法組成。警情是經(jīng)濟運行的不正常狀態(tài),合理的警情指標決定預警的效果。警兆是對警情具有征兆作用的情報信息。警度是警情的分級,良好的警度設計是預警系統(tǒng)發(fā)揮作用的重要前提。目前,區(qū)域糧食安全作為國家糧食安全的重要組成部分,預警指標體系及預警模型的系統(tǒng)理論研究比較少。區(qū)域糧食安全預警模型的構建主要參考國家層面的糧食安全模型,選擇區(qū)域性的預警指標進行測算和運用。全國糧食安全預警模型具有代表性的研究,主要有馬九杰等,在國家自然科學基金“九五”重點項目《中國糧食與食物(安全)保障及預警系統(tǒng)的理論研究》中,從國家宏觀糧食供求安全和個人消費需求安全角度出發(fā),提出的安全預警模型,模型涉及了糧食安全宏觀和微觀兩個方面,警兆劃分非常詳細,對低收入人群糧食安全問題給予了高度關注,但指標量化存在著困難;肖國安以糧食供需總量為出發(fā)點,提出的模型動態(tài)地考慮了影響糧食安全的短期、中期和長期預警因素,較好地處理了糧食安全預警各時間段的銜接問題,可操作性比較強;張勇等以利用遙感技術預測糧食安全為前提,建立了糧食安全預警體系,對分省預警指標體系作了取值等方面的研究和探討。本文將參考借鑒部分模型,以實現(xiàn)區(qū)域糧食安全為目標,探索建立區(qū)域糧食安全預警模型,并以甘肅省為例進行模型的解釋和驗證。二、地形地貌變化甘肅省地處我國東部季風區(qū)、西北干旱區(qū)和青藏高原區(qū)的交匯處,大部分地區(qū)屬于大陸性溫帶季風氣候,地形呈東西狹長狀,地貌復雜多樣,交錯分布,年降水量在36.6~734.9毫米之間,大致從東南向西北遞減。糧食生產(chǎn)與安全存在著以下幾個主要方面的問題:(1)山國外耕地面積全省耕地以山地、旱地為主,有效灌溉面積僅占全省耕地面積的29.3%,山旱地面積占到了70%以上。農(nóng)業(yè)機械化程度低,農(nóng)民素質整體不高,農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展落后。(2)各類災害發(fā)生情況據(jù)統(tǒng)計,從1470年至1989年的520年中,甘肅平均3年出現(xiàn)一次旱災,10年出現(xiàn)一次大旱,季節(jié)性、區(qū)域性旱災幾乎每年都發(fā)生,冰雹、洪澇、病蟲害等災害發(fā)生頻率也比較高。1995年遭遇特大干旱,當年因災減產(chǎn)量達總產(chǎn)量的37%。(3)黨的商品糧基地的糧食現(xiàn)狀河西走廊光、熱、水資源豐富,地勢平坦,農(nóng)業(yè)活動主要分布于石羊河、黑河、疏勒河綠洲,歷來是甘肅省的商品糧基地;隴中黃土高原由于歷史上過度開發(fā)等原因,植被稀少、地形破碎、水土流失嚴重,糧食生產(chǎn)受各種自然災害影響最為嚴重;隴南地區(qū)氣候濕潤,降水豐富,但耕地面積較少,不適合機械化耕種;甘南高原和祁連山地,雖然降水較多,但熱量少、氣溫低,是甘肅省主要的畜牧業(yè)基地。(4)人均糧食產(chǎn)量不高統(tǒng)計資料顯示,甘肅歷年來人均糧食產(chǎn)量沒有達到350千克(見表1)。(5)玉米更遠于一般織物上的5.5元以2007年為例,全省種植糧食的每公頃收益720元,低于玉米的5655元,更是遠低于蔬菜的15000元和棉花的18000元。糧食生產(chǎn)比較收益低引起的農(nóng)業(yè)結構調整,使糧食商品量大幅下降,嚴重削弱了甘肅省整體糧食供給能力。(6)外購小麥、大米以適應食食供應的結構性需求雖然全省糧食生產(chǎn)總量穩(wěn)步提升(災年除外),但小麥種植面積和產(chǎn)量的下降與馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量的上升,造成了糧食供應不能滿足消費的結構性需求,甘肅省每年需要外購大量的小麥和大米以彌補缺口?？梢钥闯?對于糧食生產(chǎn)長期在較低水平徘徊的甘肅省而言,隨著人口的增長和人民生活水平的提高,糧食剛性需求量將會越來越大,確保糧食安全的任務將更加嚴峻。三、短期總量平衡預警模型在完全開放的市場環(huán)境下,可以通過外部市場采購彌補產(chǎn)需缺口,基本不存在糧食安全問題。本研究假設在市場開放條件下,外部市場供給出現(xiàn)普遍緊缺或交易成本過高,以穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)部供求平衡、逐步提高區(qū)域糧食自給水平為前提假定條件,提出區(qū)域短期總量平衡預警模型。甘肅省糧食生產(chǎn)受價格影響較為顯著的是河西商品糧基地,其它農(nóng)業(yè)地區(qū)糧食商品率不高,出于市場波動等原因,暫不考慮糧食收購價格對總產(chǎn)出的影響。1.警情設計(1)糧食聯(lián)產(chǎn)嚴重滯后,成為糧食缺乏的制約因素對于甘肅省來說,除了河西走廊的綠洲外,大部分糧食產(chǎn)區(qū)由于土地品質衰退、耕作技術落后、缺乏灌溉條件、災害影響嚴重等因素,單產(chǎn)一直較低,增加糧食單產(chǎn)是保障和提高甘肅省糧食安全水平的關鍵。糧食產(chǎn)量變動率是衡量甘肅省糧食安全的一個主要指標。(2)甘肅省糧食存儲情況糧食庫存是兩個收獲年度之間生產(chǎn)、生活的重要保證,甘肅省糧食庫存分為國有企業(yè)、私營企業(yè)和居民存儲,存儲量有較大差異。糧食庫存率的變動,是糧食安全的重要指標。(3)產(chǎn)量占當年產(chǎn)量的比率j甘肅省主要進口小麥和大米以彌補消費結構上的不合理,也就是依托國內(nèi)市場平衡省內(nèi)的糧食供求。(4)糧食消費增長將比食方案升級更糧食需求主要包括口糧、飼料用糧、工業(yè)用糧、種子用糧需求和收入增長對糧食的需求。①口糧需求增長率(q1)?？诩Z消費是糧食消費的主要部分,人口增長將使口糧需求持續(xù)增長。②工業(yè)用糧增長率(q2)。工業(yè)用糧增加是經(jīng)濟發(fā)展水平的體現(xiàn),但反過來又對基本口糧供應產(chǎn)生了壓力。③飼料用糧增長率(q3)。隨著經(jīng)濟生活水平的提高,飲食結構偏向于增加更多肉類消費,飼料用糧隨之不斷增加。④種子用糧增長率(q4)。種子用糧是糧食生產(chǎn)之必需,耗費比率較為平穩(wěn)。⑤收入增長對糧食需求增長率(q5)。用城鄉(xiāng)居民比例、收入增長率和恩格爾系數(shù)可以衡量居民收入增加引起的糧食消費需求。(5)基本糧食均衡化人均糧食產(chǎn)出占有量能夠反應糧食自給能力、消費水平和缺口等情況。①嚴重短缺。以測算出的我國人均一年所需最低生存性糧食需求量250kg為界限,低于該標準則糧食處于嚴重短缺階段,社會將處于嚴重的糧食危機之中。②短缺。當人均糧食占有量低于300kg時,糧食安全處于短缺階段,但相對于生存界限仍有較大回旋余地,政府可以進行糧食的再分配,保障基本糧食需求。③平衡。以國際標準人均占有量350kg為界限,恰好也是營養(yǎng)型糧食安全點。④剩余。人均糧食占有量達到400kg,這一數(shù)字達到了FAO對于糧食安全的基本要求,同時也可以抵御較大自然災害的沖擊。⑤過剩。按照甘肅省及全國的實際情況,可以定義人均糧食占有量超過450kg為糧食安全有了可靠的保障。2.國際均衡儲備率根據(jù)甘肅省的生產(chǎn)情況和消費水平,對于警情的劃分,參考國際公認標準,分為嚴重短缺、短缺、平衡、剩余和過剩5種,其中14%是糧食緊缺的國際儲備率,17%~18%是國際均衡儲備率。(1)當C+K-Q<14%,表明整體的糧食供給量過低,第二年甘肅省糧食供求將出現(xiàn)緊張局面。(2)當14%<C+K-Q<17%,糧食儲備量低于國際標準,第二年甘肅省糧食供求將出現(xiàn)短缺。(3)當C+K-Q=17%,兩個周期的生產(chǎn)、消費、庫存銜接比較好,糧食供求比較穩(wěn)定。(4)當C+K-Q>17%,糧食供求略有剩余。(5)當C+K-Q>20%,表明第二年糧食將出現(xiàn)過剩。3.對甘肅省糧食生產(chǎn)重要因素的分析根據(jù)對甘肅省歷年糧食產(chǎn)出(G)對幾個重要指標的相關分析,發(fā)現(xiàn)糧食播種面積(A)、化肥使用量(F)、農(nóng)藥使用量(P)和受災面積(D),是決定甘肅省糧食生產(chǎn)的最主要因素?；貧w方程為G=40.927+0.102A+8.26F+0.001P-0.025D,方程R2=0.84,F=23.57,顯著性水平為0,而且方程的D.W=1.825,VIF<3,表明解釋變量之間只存在很弱的自相關和多重共線性,較好地解釋了糧食生產(chǎn)。短期警兆選擇如下:(1)谷物的播種量糧食播種面積波動會明顯影響第二年的糧食總產(chǎn)量。(2)化肥的使用化肥的使用是糧食生產(chǎn)取得高產(chǎn)的重要保證,通過回歸方程可以看出,化肥使用量的波動能在短期內(nèi)顯著影響糧食總產(chǎn)量。(3)農(nóng)藥的用量由于甘肅省糧食生產(chǎn)受災害影響較大,農(nóng)藥使用是糧食生產(chǎn)的重要保證。(4)文獻回顧:甘肅省糧食產(chǎn)量分析甘肅省糧食生產(chǎn)受各種災害影響較為顯著,最為嚴重的是旱災,其次為冰雹、洪澇、病蟲害、干熱風等。1995年甘肅省遭遇嚴重旱災,糧食總產(chǎn)量同比減少11.4%,是20世紀90年代產(chǎn)量最低的一年。基于糧食生產(chǎn)的蛛網(wǎng)效應、氣候變暖的長期預測等,選擇人口自然增長率、耕地面積變動率、政府支持糧食生產(chǎn)的政策、糧食生產(chǎn)純收益和長期氣候變化趨勢為中長期警兆。4.甘肅省糧食供需狀態(tài)(1)數(shù)據(jù)檢驗。糧食安全模型為C+K-Q,其中Q=0.65q1+0.15q2+0.05q3+0.15q4+q5,其中q1、q2、q3、q4分別為口糧需求增長率、飼料用糧增長率、種子用糧增長率和工業(yè)用糧增長率,q5是居民收入增長引起的糧食需求。庫存數(shù)據(jù)包括國有糧庫、企業(yè)庫存和居民存糧,飼料用糧需求增長率選用全省肉類產(chǎn)量增長率,權數(shù)由1996年到2004年之間的糧食需求比例測算。假定2003年到2007年,每年進口糧食200萬t。從結果可以看出,人均糧食產(chǎn)出表明甘肅省糧食供需狀態(tài)處于短缺(300kg)和平衡(350kg)之間。如果僅考慮糧食生產(chǎn)和庫存,甘肅省糧食安全存在較大問題,僅有2003年、2005年糧食供給增長率剛剛超過需求增長率,其余各年由于庫存下降迅速,糧食供給與需求缺口較大,差距在10%以上。由于甘肅糧食生產(chǎn)消費存在著較為嚴重的結構問題,每年需要購買大量的小麥和大米。因此,通過數(shù)據(jù)修正可以看出,2003-2007年甘肅省糧食整體情況良好,但是有三年數(shù)值在10%左右徘徊,低于14%的界線。因此,甘肅省糧食安全模型可以修改為C+K+Q-J,在完全市場開放、全國糧食供求有余的情況下,可以通過糧食進口來保障甘肅省的糧食安全。(2)糧食供求預測按照甘肅省人口的長期增長趨勢,P=-52382.877+27.451Y,R2=0.94,甘肅省人口將每年增加27.45萬人,在2020年和2030年將分別達到3068萬和3343萬人,以300kg、400kg人均占有量預測甘肅省未來的糧食需求量。同時,甘肅省糧食增長回歸方程為,F=-25206.409+12.989Y,R2=0.732。如果能夠保持目前的糧食產(chǎn)出增長率,到2030年以前的人均產(chǎn)出占有量在350kg浮動,恰好是糧食安全的營養(yǎng)安全點和最低界限。如果要保持這個產(chǎn)出,保證糧食播種面積在266.7萬hm2的情況下,單產(chǎn)在2020年和2030年需要達到4110kg/hm2和4350kg/hm2,1985年到2007年之間最高單產(chǎn)僅為3240kg/hm2,所以甘肅省糧食實現(xiàn)基本自給仍需要很大的努力。四、該地區(qū)食品安全對策、建議和模型不足1.推動糧食發(fā)展,保障糧食采購(1)口糧需求占糧食總需求65%左右,這個比例會基本保持不變。因此,控制人口增長是需要長期堅持不懈的工作。(2)嚴格保護耕地面積,確保糧食播種面積穩(wěn)定在266.7萬公頃以上,對中低產(chǎn)田進行改造,加大良種的研發(fā)普及,提高糧食綜合生產(chǎn)能力。(3)提高公眾對糧食安全的認識,加大政府對糧食生產(chǎn)的扶持力度。糧食具有公共品的性質,因此保障糧食安全是整個社會的責任,提高糧食收購價格和進行更大力度的補貼是保障糧食產(chǎn)出的重要措施。(4)提高糧食儲備規(guī)模,建立起省、地、縣三級合理儲備體系,以增強保障糧食安全的能力。(5)保障低收入階層的糧食安全。2007年甘肅省全省低保人數(shù)為245.3萬人,占全省人口的9.4%。城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民收入差距擴大,恩格爾系數(shù)分別為0.28和0.41。因此,合理調控收入