氣候變化對(duì)我國(guó)糧食安全的均衡分析

黃德林 李喜明 李新興

0 引言

“民以食為天”，糧食是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)穩(wěn)定的重要命脈。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科技進(jìn)步，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力得到了極大解放，糧食的短缺程度得到了極大緩解。但是，隨著人口數(shù)量的持續(xù)增長(zhǎng)與全球化經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)糧食需求數(shù)量呈現(xiàn)較大幅度地增長(zhǎng)，而且對(duì)糧食的質(zhì)的要求也在不斷提高。糧食安全事關(guān)社會(huì)的穩(wěn)定與和諧，自2004年以來(lái)，每年中央“一號(hào)文件”精神都表現(xiàn)出對(duì)糧食安全的高度關(guān)注與重視。

氣候變化作為21世紀(jì)人類(lèi)面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，對(duì)人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生極大影響，氣候變化通過(guò)改變農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的光照、熱量、水分及光熱與水分的組合，進(jìn)而影響作物的生長(zhǎng)周期與生產(chǎn)力，這使得氣候變化背景下未來(lái)糧食的安全性與復(fù)雜性將會(huì)進(jìn)一步增加。

Xiong Wei、Ian Holman、lin E等（2012）在中國(guó)整體尺度上系統(tǒng)研究了1961—2010年氣溫、降水等氣候因素變化對(duì)中國(guó)糧食生產(chǎn)的影響，Xiong指出不同區(qū)域、不同氣候因子對(duì)糧食生產(chǎn)的影響程度。Xiong認(rèn)為，過(guò)去50年中國(guó)糧食產(chǎn)量的上升主要依靠技術(shù)進(jìn)步，氣候因素變化對(duì)糧食產(chǎn)量具有負(fù)面效應(yīng)。氣溫、降水等氣候要素變化抵消了同期8.6%的糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)。Liming Ye、Wei Xiong、Li Zhengguo（2012）認(rèn)為，相對(duì)于耕地減少與人口增加等2個(gè)因素，CO2肥效作用下氣候變化對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)與消費(fèi)具有溫和的正面效應(yīng)；環(huán)境友好的發(fā)展道路對(duì)我國(guó)長(zhǎng)期糧食安全的保障作用遠(yuǎn)大于粗放型（高人口、高排放）非均衡發(fā)展道路；此外，保障糧食單產(chǎn)年均增長(zhǎng)率對(duì)我國(guó)糧食安全有重要意義。International Centre for Trade and Sustainable Development采用作物單產(chǎn)數(shù)據(jù)，在考慮孤立的中國(guó)情景、與世界相互聯(lián)系的中國(guó)情景下，用一般均衡模型模擬的結(jié)論是考慮與世界的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)及要素流動(dòng)，比只考慮孤立的情景的氣候因子變化對(duì)糧食安全影響微弱。Asian Development Bank研究認(rèn)為，2080年，氣候變化導(dǎo)致中國(guó)糧食作物減產(chǎn)7.4%，畜牧業(yè)減產(chǎn)5.9%，食品加工業(yè)減少4.6%。已有研究表明：發(fā)展中國(guó)家的農(nóng)業(yè)在其國(guó)民經(jīng)濟(jì)的比重較高，農(nóng)業(yè)所負(fù)擔(dān)的氣候變化成本相對(duì)較高，但是，農(nóng)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重在不斷降低，這也就意味著氣候變化對(duì)發(fā)展中國(guó)家的影響將會(huì)是減弱；也有專(zhuān)家與學(xué)者將氣候要素（氣溫與降水等）嵌入到一般均衡模型中來(lái)分析氣候變化對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響，例如構(gòu)建水資源一般均衡模型，但該模型僅限于水價(jià)與稅收政策模擬，尚未將氣候變化的其它要素囊括在內(nèi)。

因此，深入探討氣候變化的變化趨勢(shì)，定量估算氣候變化對(duì)糧食供給（生產(chǎn)與進(jìn)口）、糧食需求（中間投入、家庭消費(fèi)及出口）的供需平衡、部門(mén)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，保障農(nóng)業(yè)管理的可持續(xù)發(fā)展與國(guó)家（地區(qū)）糧食安全具有重要的實(shí)際意義。該研究將課題組研究成果——2050年氣候變化對(duì)三大糧食作物（小麥、水稻、玉米）單產(chǎn)影響的數(shù)據(jù)作為中國(guó)農(nóng)業(yè)一般均衡模型政策模擬情景方案，從而模擬氣候變化對(duì)我國(guó)糧食供給（生產(chǎn)與進(jìn)口）、糧食需求（中間投入、家庭消費(fèi)及出口）的供需平衡、部門(mén)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，通過(guò)未來(lái)我國(guó)糧食安全的供需平衡分析探究影響中國(guó)糧食安全的癥結(jié)所在，然后提出相應(yīng)的政策建議?？偠灾?，該研究希望通過(guò)開(kāi)展氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)影響研究，為制定我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的農(nóng)業(yè)政策提供積極有益參考。

1 研究方法與模擬方案構(gòu)建

1.1 研究思路

該研究采用一般均衡模型來(lái)分析氣候變化對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)影響，具體思路為：首先是建立一個(gè)經(jīng)濟(jì)按照當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r繼續(xù)發(fā)展的基準(zhǔn)情景；其次，要分析兩種氣候變化情景下氣溫、降水等因素對(duì)三大糧食作物產(chǎn)量變化的影響；最后，將氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)部門(mén)特別是對(duì)三大糧食作物的影響導(dǎo)入到模型中去，即進(jìn)行政策模擬，通過(guò)政策模擬結(jié)果分析氣候變化要素對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及糧食生產(chǎn)與消費(fèi)的影響。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

該模型數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)為2007年的國(guó)家投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)，模型以2007年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況為基準(zhǔn)情景的基準(zhǔn)年份。此外，三大作物的氣候要素與產(chǎn)量變化數(shù)據(jù)來(lái)自葉立明等作物模型模擬的相關(guān)研究。

1.3 基準(zhǔn)情景構(gòu)建

該模型在構(gòu)建基準(zhǔn)情景時(shí)對(duì)內(nèi)外生變量進(jìn)行了相關(guān)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的變量主要有消費(fèi)、投資、政府購(gòu)買(mǎi)、進(jìn)口、出口及GDP價(jià)格指數(shù)，模型將平均消費(fèi)傾向外生，相應(yīng)的消費(fèi)變?yōu)閮?nèi)生；將資本供給定為外生，對(duì)應(yīng)的資本設(shè)為內(nèi)生；將政府平移變量定為外生，相應(yīng)的政府購(gòu)買(mǎi)變換為內(nèi)生；將進(jìn)口偏好定為外生，對(duì)應(yīng)的進(jìn)口轉(zhuǎn)換為內(nèi)生；將出口需求曲線設(shè)為外生，相應(yīng)的出口轉(zhuǎn)換為內(nèi)生；將生產(chǎn)要素的生產(chǎn)率設(shè)為外生，相對(duì)應(yīng)的GDP價(jià)格指數(shù)定為內(nèi)生。

參數(shù)主要是遵循歷史趨勢(shì)，即認(rèn)為經(jīng)濟(jì)將按照當(dāng)前狀況繼續(xù)發(fā)展。

1.4 政策模擬原理

里昂剔夫生產(chǎn)函數(shù)加入技術(shù)變量后的方程如下：

式中，Xj為產(chǎn)出，X1j…Xnj為投入，A1j…Anj為各自投入技術(shù)變化。

（1）式可以理解為某項(xiàng)投入是與其技術(shù)變量同變化的，也就是技術(shù)變量A1j下降意味著技術(shù)水平提高，產(chǎn)出Xj就會(huì)減少對(duì)X1j的投入。模型中對(duì)中間投入的需求的方程為：

式中，x1_s（c，i）是部門(mén)i需要的中間投入c的數(shù)量，a1_s（c，i）是部門(mén)i需要的中間投入c的技術(shù)，a1 tot（i）是部門(mén)i的總體中間投入技術(shù)；x1 tot（i）是部門(mén)i的產(chǎn)出，公式（2）可以理解為，如果部門(mén)i使用某種商品c的技術(shù)提高，那么沖擊變量a1_s（c，i），如果部門(mén)i使用的總中間投入技術(shù)提高，則沖擊a1tot（i）。

1.5 政策模擬方案

模擬方案（1）：A2氣候變化情景下，水稻、小麥、玉米三大糧食作物單產(chǎn)從基準(zhǔn)年2007—2030年分別增長(zhǎng)9.94%、0.55%、5.54%，從2030—2050年分別增長(zhǎng)2.91%、2.91%、7.65%。

模擬方案（2）：B2氣候變化情景下，水稻、小麥、玉米三大作物單產(chǎn)從基準(zhǔn)年份2007—2030年分別增長(zhǎng)18.67%、12.19%、10.27%，從2030—2050年分別增長(zhǎng)10.78%、10.78%、24.02%。

2 模擬結(jié)果與分析

2.1 A2與B2氣候變化情景下糧食供給變化

在A2氣候變化政策情景下，2030年我國(guó)三大糧食作物總產(chǎn)量達(dá)到5.72357億t，其中，玉米、小麥及水稻產(chǎn)出分別為2.0301億t、1.45948億t及2.23399億t，較A2基準(zhǔn)情景分別增長(zhǎng)24.2萬(wàn)t、9.3萬(wàn)t及34.6萬(wàn)t，同期，玉米、小麥及水稻進(jìn)口量分別為150.1萬(wàn)t、106.8萬(wàn)t及50.5萬(wàn)t，較基準(zhǔn)情景分別減少1.6萬(wàn)t、0.1萬(wàn)t及0.9萬(wàn)t；2050年我國(guó)玉米、小麥及水稻產(chǎn)出分別為2.34538億t、1.53081億t及2.39038億t，較基準(zhǔn)情景分別增長(zhǎng)30.7萬(wàn)t、17.7萬(wàn)t及23.5萬(wàn)t，同期，玉米、小麥及水稻的進(jìn)口量為155.8萬(wàn)t、110.1萬(wàn)t及53.3萬(wàn)t，較基準(zhǔn)情景分別減少2.4萬(wàn)t、1.7萬(wàn)t及1.3萬(wàn)t。

在B2氣候變化政策情景下，2030年我國(guó)三大糧食產(chǎn)量達(dá)到5.23022億t，其中，玉米、小麥及水稻的產(chǎn)出分別為1.92615億t、1.18604億t及2.11803億t，較B2基準(zhǔn)情景分別增長(zhǎng)30.1萬(wàn)t、0.9萬(wàn)t及50.2萬(wàn)t，玉米、小麥及水稻的進(jìn)口量量分別為167.3萬(wàn)t、118.9萬(wàn)t及55.1萬(wàn)t，較B2基準(zhǔn)情景分別減少2.7萬(wàn)t、0及1.4萬(wàn)t；2050年，我國(guó)玉米、小麥及水稻的產(chǎn)出分別為2.41215億t、1.20623億t及2.37903億t，分別較B2基準(zhǔn)情景增長(zhǎng)40.0萬(wàn)t、33.1萬(wàn)t及40.3萬(wàn)t，玉米、小麥及水稻的進(jìn)口量分別為158.4萬(wàn)t、109.1萬(wàn)t及52.6萬(wàn)t，較B2基準(zhǔn)情景分別減少1.9萬(wàn)t、2.1萬(wàn)t及0.9萬(wàn)t。

整體而言，我國(guó)三大糧食作物的產(chǎn)出較基準(zhǔn)情景呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但A2與B2兩種不同氣候變化情景對(duì)我國(guó)糧食產(chǎn)出影響存在較大差異，2030年與2050年A2氣候變化情景下我國(guó)三大糧食作物的產(chǎn)出較B2高出9.43%與4.49%，可見(jiàn)，高排放的A2氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)更為有利；就同一種氣候變化情景而言，A2氣候變化政策情景下，2050年3大糧食產(chǎn)出比2030年增長(zhǎng)9.49%，在B2氣候變化政策情景下，2050年3大糧食產(chǎn)出比2030年高出14.67%?？偠灾?，高排放的A2氣候變化政策情景對(duì)短期糧食快速增長(zhǎng)較為有利，但從中長(zhǎng)期來(lái)看，B2氣候變化政策情景對(duì)糧食生產(chǎn)更為有利。

2014年我國(guó)三大糧食實(shí)現(xiàn)“十一連增”，總產(chǎn)量達(dá)到5.48362億t，在A2氣候變化政策情景下，2030年與2050年我國(guó)糧食產(chǎn)量分別為5.71676億t與6.25938億t，在B2氣候變化情景下，2030年與2050年我國(guó)糧食產(chǎn)量分別為5.22210億t與5.98607億t，從表面看，A2氣候變化情景對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)更為有利，高污染、高消耗、高排放的發(fā)展模式以犧牲環(huán)境為代價(jià)，這與科學(xué)發(fā)展觀的理念背道而馳，采用該種發(fā)展方式無(wú)異于飲鴆止渴；B2氣候變化情景下，2030年糧食產(chǎn)量低于2014年，表面看糧食形勢(shì)不容樂(lè)觀，但考慮到未來(lái)人口下降情況下糧食需求總量相對(duì)下降與科技進(jìn)步對(duì)糧食的增產(chǎn)效應(yīng)，糧食供給相對(duì)充足，2050年我國(guó)糧食產(chǎn)量較2014年增產(chǎn)明顯，糧食供給得到極大保障。

2.2 A2與B2氣候變化情景下糧食需求變化

在A2氣候變化政策情景下，2030年我國(guó)玉米、小麥及水稻需求量分別為2.64980億t、1.14494億t及1.38707億t，較基準(zhǔn)情景分別增長(zhǎng)17.0萬(wàn)t、23.5萬(wàn)t及13.0萬(wàn)t；2050年我國(guó)玉米、小麥及水稻需求量分別為3.70937億t、1.26641億t及1.50080億t，較基準(zhǔn)情景分別增長(zhǎng)13.7萬(wàn)t、15.2萬(wàn)t及17.2萬(wàn)t。

在B2氣候變化政策情景下，2030年我國(guó)玉米、小麥及水稻的需求量分別為1.87160億t、1.01876億t及1.66005億t，較基準(zhǔn)情景分別增長(zhǎng)15.0萬(wàn)t、10.0萬(wàn)t及24.8萬(wàn)t；2050年我國(guó)玉米、小麥及水稻需求量分別為2.38574億t、1.16027億t及2.07145億t，較基準(zhǔn)情景分別增長(zhǎng)13.9萬(wàn)t、7.8萬(wàn)t及43.6萬(wàn)t。

在A2氣候變化政策情景下，我國(guó)玉米與小麥的流向依次是中間投入、家庭消費(fèi)及出口，小麥與水稻用于中間的需求量約為家庭消費(fèi)量的2倍，玉米用于中間投入量的需求量約為家庭消費(fèi)的3倍。但B2氣候變化政策情景下，我國(guó)玉米、小麥與A2氣候變化政策情景下的流向一致，但水稻的流向有所變化，其流向主要是家庭消費(fèi)，2050年用于中間投入的消費(fèi)量低于出口量（2030年水稻用于中間需求數(shù)量是出口量的1.73倍）。

2.3 A2與B2氣候變化政策情景下糧食供需平衡關(guān)系

高排放的A2政策情景下，2030年與2050年我國(guó)三大糧食需求量合計(jì)分別為5.18181億t與6.47658億t，而同期的供給量為5.75431億t與6.29849億t，這就意味著我國(guó)由2030年的糧食供過(guò)于求（5725萬(wàn)t）轉(zhuǎn)變?yōu)楣┎粦?yīng)求（1780.9萬(wàn)t）。無(wú)論供不應(yīng)求還是供過(guò)于求，我國(guó)出現(xiàn)玉米、小麥及水稻產(chǎn)銷(xiāo)不對(duì)口的現(xiàn)象，2030年，A2政策情景下我國(guó)玉米的缺口為6046.9萬(wàn)t，而同期，我國(guó)小麥與水稻剩余3252.2萬(wàn)t與8519.7萬(wàn)t，2050年，A2政策情景下我國(guó)的玉米缺口進(jìn)一步變大，達(dá)到1.34841億t，同期，我國(guó)小麥與水稻的剩余量為274.1萬(wàn)t與8949.1萬(wàn)t。

在中低排放的B2政策情景下，2030年與2050年我國(guó)玉米、小麥與水稻的需求總量為4.55041億t與5.61746億t，2050年較2030年增長(zhǎng)23.45%，而2030年與2050年我國(guó)三大糧食作物的供給總量為5.26435億t與6.02942億t，糧食供給量超過(guò)需求量分別達(dá)到7139.4萬(wàn)t與4119.6萬(wàn)t，在2030年供給超過(guò)需求量的7139.4萬(wàn)t中，玉米、小麥及水稻分別占9.98%、25.10%及64.92%，在2050年供給量超過(guò)需求量的4119.6萬(wàn)t中，玉米、小麥及水稻的貢獻(xiàn)分別為10.25%、13.81%及75.94%，小麥與水稻的貢獻(xiàn)值變化較為明顯。

總體而言，在A2氣候變化政策情景下，2030年與2050年我國(guó)三大糧食作物的自給率分別為111.05%與97.25%，短期內(nèi)（2030年）我國(guó)糧食整體上供過(guò)于求，糧食安全具有一定保障，但長(zhǎng)期（2050年）來(lái)看，我國(guó)糧食供求狀況堪憂；此外，還需警惕的是分品種糧食供需存在不平衡性：玉米存在較大缺口，而小麥與水稻有大量剩余。在B2氣候變化政策情景下，2030年與2050年我國(guó)三大糧食作物的自給率分別是115.69%與107.33%，玉米、小麥及水稻均實(shí)現(xiàn)供給大于需求，糧食安全得以鞏固。

3 結(jié)論與政策建議

3.1 未來(lái)B2氣候變化政策情景更益于我國(guó)糧食安全

就我國(guó)三大糧食作物的產(chǎn)出與需求而言，無(wú)論A2氣候變化情景還是B2氣候變化情景下，從總體上來(lái)說(shuō)都導(dǎo)致糧食供給量的增加，進(jìn)口量減少，增加的供給量大于需求量。A2氣候變化情景下，2030年與2050年我國(guó)三大作物的產(chǎn)出分別為5.71676億t與6.25938億t，而屆時(shí)我國(guó)糧食需求總量分別為5.18181億t與6.47658億t，盡管短期（2030年）糧食供過(guò)于求，但長(zhǎng)期（2050年）卻供不應(yīng)求，不利于我國(guó)糧食安全；B2氣候變化情景下，2030年與2050年我國(guó)三大糧食產(chǎn)出分別為5.22210億t與5.98607億t，同期，我國(guó)三大糧食的需求量分別為4.55041億t與5.61746億t，短期與長(zhǎng)期我國(guó)糧食供給均大于需求，我國(guó)糧食較為安全。

3.2 調(diào)整糧食種植意愿與種植結(jié)構(gòu)更益于保障糧食安全

在A2氣候變化政策情景下，模擬結(jié)果顯示2030年與2050年我國(guó)玉米嚴(yán)重供不應(yīng)求，而同期，我國(guó)小麥與水稻的供過(guò)于求，水稻供過(guò)于求的狀況最為突出；在B2氣候變化政策情景下，盡管玉米、小麥及水稻供給均超過(guò)需求，但通過(guò)比較會(huì)發(fā)現(xiàn)水稻的剩余量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于玉米與小麥的剩余量，三大糧食作物的供需狀況存在較大的差異，筆者認(rèn)為，采取補(bǔ)貼等宏觀角度調(diào)整糧農(nóng)種植意愿、良種等科技角度實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)來(lái)調(diào)整種植面積更有益于維護(hù)我國(guó)糧食安全。

3.3 影響糧食安全問(wèn)題的因素較多，保障糧食安全切不可掉以輕心

該研究基于前人氣候變化的研究成果，根據(jù)前人氣候變化對(duì)單產(chǎn)的變動(dòng)，將相關(guān)研究數(shù)據(jù)帶入到模型中，從而求解出未來(lái)氣候變化對(duì)糧食安全的影響。但是，未來(lái)氣候變化的影響因素復(fù)雜多變，社會(huì)因素變動(dòng)也相對(duì)較大，一旦某個(gè)因素變動(dòng)，其對(duì)社會(huì)均會(huì)產(chǎn)生牽一發(fā)而動(dòng)的效果，該研究雖得出較為積極的結(jié)論，但應(yīng)理性地認(rèn)識(shí)到，糧食事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)的穩(wěn)定，保障糧食安全切不可掉以輕心。