中國省域糧食儲備和糧食安全風(fēng)險的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系研究

韓建軍， 侯紀(jì)偉， 程玉， 侯婧祎

(河南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

糧食儲備作為調(diào)節(jié)糧食供給和需求的“蓄水池”，承擔(dān)著服務(wù)宏觀調(diào)控、調(diào)節(jié)穩(wěn)定市場、應(yīng)對突發(fā)事件和提升國家安全能力的使命[1]。新中國成立以來，為應(yīng)對中國糧食產(chǎn)供需的變化，曾設(shè)立“甲字糧”“506戰(zhàn)備糧”以及專項儲備，后又建立中央直屬儲備糧庫，基本形成了“中央+地方”的糧食儲備管理體系。其中，地方上各省以“產(chǎn)區(qū)3個月、銷區(qū)6個月、產(chǎn)銷平衡區(qū)4.5個月”消費(fèi)量進(jìn)行糧食儲備，這些儲備措施確保了中國糧食安全和社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。

近年來，隨著中國糧食產(chǎn)供需在時間上和空間上的差異持續(xù)加劇，區(qū)域糧食產(chǎn)供需呈現(xiàn)出明顯地不均衡性，局部區(qū)域發(fā)生糧食短缺的風(fēng)險在加大[2-3]，如2008年汶川地震、2020年初突發(fā)“新冠疫情”，都一度出現(xiàn)了臨時性的供需失衡，需要從外部緊急調(diào)糧，原有一刀切的糧食儲備模式已難以精準(zhǔn)應(yīng)對局部區(qū)域的突發(fā)事件及糧食產(chǎn)供需關(guān)系的新變化[4]。如何分區(qū)施策、高效、經(jīng)濟(jì)、合理地儲備糧食以保障國家糧食安全，始終是在制定糧食儲備政策時需要考慮的問題[5]。

目前，有關(guān)區(qū)域糧食儲備的研究大致可分為2個方面。一是以糧食儲備成本最小、效率最大為目標(biāo)[6]，從糧食面臨的災(zāi)害類型、覆蓋程度[7-8]等角度構(gòu)建糧食儲備布局選址模型[9-10]；二是有關(guān)糧食儲備規(guī)模[11]研究。其中，關(guān)于糧食儲備規(guī)模的測算，大部分學(xué)者是采用成本效率模型[12]研究全國的糧食儲備水平、根據(jù)糧食供給和需求的吞吐量構(gòu)建目標(biāo)規(guī)劃模型[13-14]、探討影響農(nóng)戶儲備規(guī)模的相關(guān)因素[15-17]。劉穎等[12]依據(jù)糧食儲備的安全均衡模型和成本效率模型，運(yùn)用剩余法測度了糧食生產(chǎn)波動，并用差額模型分別推算了3種糧食安全儲備規(guī)模方案，認(rèn)為糧食生產(chǎn)波動指數(shù)超過±2.5%的范圍，對于超過部分政府應(yīng)建立專儲吞吐平衡以確保糧食安全。普蓂喆等[18]通過增加極端情境，采用產(chǎn)需平衡法和產(chǎn)量平滑法估算小麥、稻谷、水稻的最低安全儲備率分別在20%～36%、15%～35%、15～25%之間，主糧總體的安全儲備率在20%～35%，大約相當(dāng)于全國3～4.2個月的消費(fèi)量[18-19]，比國際糧農(nóng)組織(FAO)基于歷史數(shù)據(jù)測算的17%～18%最低安全儲備率高[20]，這和中國糧食儲備承擔(dān)的任務(wù)和應(yīng)對目標(biāo)不同有關(guān)。上述研究對于中國糧食儲備規(guī)模及布局建設(shè)提供了具有價值的研究結(jié)果，新時期局部區(qū)域的糧食產(chǎn)供需風(fēng)險加大，研究中國省域現(xiàn)有的糧食儲備能力與糧食安全風(fēng)險的匹配性，對于中國糧食分區(qū)儲備布局建設(shè)同樣具有現(xiàn)實(shí)意義。

因此，本研究從糧食儲備(grain reserve，GRE)和糧食安全風(fēng)險(grain security risks，GSR)耦合的角度來分析區(qū)域GRE-GSR匹配關(guān)系。首先，構(gòu)建適用于中國糧食儲備目標(biāo)和任務(wù)的GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)模型(coupling coordination model)，分省域、分時空來分析其耦合關(guān)系；其次，考慮中國糧食產(chǎn)供需的區(qū)域不均衡性和“就近調(diào)糧”原則，利用空間探索性分析方法(ESDA)來分析省域間的集聚性?？紤]到“糧食安全省長負(fù)責(zé)制”的實(shí)際，本研究區(qū)域限定為省級區(qū)域(簡稱省域)，年限為2009—2019年。

1 模型構(gòu)建

1.1 耦合協(xié)調(diào)模型

耦合協(xié)調(diào)模型主要衡量2個及以上系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)程度[21-24]，GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)模型如下：

(1)

H=αXj+βFj

(2)

(3)

式中：C為耦合度；α、β分別為2個系統(tǒng)評價值的權(quán)重，本研究認(rèn)為2個系統(tǒng)重要性相同，故均取值0.5[21]；H為綜合協(xié)調(diào)系數(shù)；D為糧食儲備與糧食安全風(fēng)險的耦合協(xié)調(diào)度。

式(1)—式(3)中，協(xié)調(diào)度D值越高表示區(qū)域糧食儲備與區(qū)域糧食安全風(fēng)險的匹配程度較高，D值越低則表示區(qū)域糧食儲備與區(qū)域糧食安全風(fēng)險的匹配程度較低。

(4)

式中：x′ij、f′ij為j地區(qū)第i項指標(biāo)經(jīng)過正向化處理后的值，指標(biāo)選取見表1；ai和bi為評價指標(biāo)xij和fij的權(quán)重；Xj為j地區(qū)糧食儲備的綜合評價值；Fj為j地區(qū)糧食安全風(fēng)險的綜合評價值。

本研究采用根據(jù)各項評價指標(biāo)值的差異程度確定權(quán)重的熵值法賦權(quán)[25-28]，如式(5)—式(7)所示：

(5)

式中：ei為信息熵值；pij為j地區(qū)第i項指標(biāo)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的值(指代式(4)中x′ij和f′ij)。

gi=1-ei

(6)

式中：gi為差異性系數(shù)。gi越大則表示指標(biāo)越重要，gi越小則表示指標(biāo)越不重要。

(7)

式中：Wi為第i項指標(biāo)的權(quán)重。

1.2 指標(biāo)與參數(shù)選取

結(jié)合已有的糧食儲備文獻(xiàn)[5,29]和中國省級糧食儲備狀況的實(shí)際，本研究分別建立糧食儲備與糧食安全風(fēng)險的評價指標(biāo)體系，如表1所示。其中，中國糧食儲備目標(biāo)和任務(wù)主要從2個方面體現(xiàn)：一是糧食短缺的調(diào)動能力，糧食倉儲設(shè)施的規(guī)模將直接關(guān)系地區(qū)的糧食調(diào)運(yùn)，選取糧食儲備倉容指標(biāo)表示地區(qū)對于糧食短缺的調(diào)動能力；二是為了平抑糧價、對農(nóng)民手中糧食進(jìn)行收儲，以及對儲備成本和虧損進(jìn)行補(bǔ)貼的能力，地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況越好、糧食儲備支出越多即表示補(bǔ)貼能力相對越高，采用糧油物資儲備支出、人均生產(chǎn)總值指標(biāo)表示。糧食安全風(fēng)險評價指標(biāo)主要從糧食儲備保障糧食安全的角度，考慮糧食的持續(xù)性供給和需求2個方面的風(fēng)險，其二級指標(biāo)的選取參考聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)建立的糧食安全評價指標(biāo)體系[30]和相關(guān)文獻(xiàn)[31-33]。

表1 糧食儲備和糧食安全風(fēng)險評價指標(biāo)體系Table 1 Grain reserve guarantee and grain security risk evaluation index system

糧食儲備越高的地區(qū)其面臨的糧食安全風(fēng)險也應(yīng)相對越高，若糧食儲備越高的地區(qū)其糧食安全風(fēng)險相對較低，表明儲備糧等資源可能存在浪費(fèi)現(xiàn)象，而糧食儲備較低、糧食安全風(fēng)險較高的地區(qū)更應(yīng)該值得關(guān)注。

1.3 耦合協(xié)調(diào)類型劃分

參考相關(guān)文獻(xiàn)的分類標(biāo)準(zhǔn)[34-35]，將耦合協(xié)調(diào)分為10個等級，分級類型如表2所示。

1.4 數(shù)據(jù)來源

考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性及有效性，以中國31個省、自治區(qū)、直轄市為樣本進(jìn)行研究分析(臺灣、澳門和香港暫不作為本研究的分析樣本)，并假設(shè)中國糧食收儲政策的變化是對所有研究對象的影響程度是相同的。表1中除糧食儲備倉容數(shù)據(jù)來源于課題組長期跟蹤調(diào)研數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)均來源于2010—2020年《中國統(tǒng)計年鑒》及2009—2019年各省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報，并將2009、2014、2019年的結(jié)果為例在文中進(jìn)行展示。

表2 耦合協(xié)調(diào)度分級類型Table 2 Coupling coordination degree classification type

2 結(jié)果與分析

2.1 GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度的時空分析

首先計算表1中各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù),然后根據(jù)式(4)分別計算GRE和GSR綜合評價值，如圖1所示。

圖1 各省域2009—2019年GRE、GSR綜合評價均值

計算中國31個省域2009—2019年耦合協(xié)調(diào)度D的均值，并將2009、2014和2019年耦合協(xié)調(diào)度D值的時間變化態(tài)勢描繪于圖2。2009—2019年耦合協(xié)調(diào)度D增幅如圖3所示。

圖2 各省域GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)值的時間變化

由圖2中2009—2019年耦合協(xié)調(diào)度均值來看，中國有19個省域的D值均大于等于0.5，達(dá)到或超過勉強(qiáng)協(xié)調(diào)水平，有12個省域D值小于0.5，沒有達(dá)到勉強(qiáng)協(xié)調(diào)水平。其中，有11個省域(遼寧、上海、江蘇、安徽、福建、江西、山東、河南、湖北、湖南、廣東)D值大于0.6，達(dá)到了初級協(xié)調(diào)甚至是中級協(xié)調(diào)的水平；有8個省域(河北、內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江、四川、北京、天津、浙江)D值在0.5～0.6之間；有5個省域(山西、廣西、重慶、陜西、新疆)的D值在0.4～0.5之間，處于瀕臨失調(diào)的狀態(tài)；有6個省域(海南、貴州、云南、甘肅、青海、寧夏)的D值在0.3～0.4之間，處于輕度失調(diào)的狀態(tài)；僅1個省域(西藏)處于中度失調(diào)的狀態(tài)，D值小于0.3。

圖3 各省域GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)值的時間變化

由圖3中2009—2019年各省域耦合協(xié)調(diào)度增幅可以看出，廣西、海南、重慶、四川、貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆這些省域，盡管D值較低，但增幅幾乎全部為正、且相對較大，其中西藏D值最低、增幅也最大。另外，有7個省域的耦合協(xié)調(diào)度值存在下降，分別是天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、山東、吉林和江西，其中，下降最多的省域是江西(0.111 2)、內(nèi)蒙古(0.088 4)、河北(0.022 4)，其余省域的耦合協(xié)調(diào)度值下降均不足0.02。

總體來看，中國有近2/3的省份GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度可以達(dá)到勉強(qiáng)協(xié)調(diào)的水平，并且大部分耦合協(xié)調(diào)度低的區(qū)域近年來呈波動上升態(tài)勢的，這說明中國的有關(guān)糧食儲備政策是有效的，但仍需加強(qiáng)糧食儲備能力建設(shè)；個別省份(天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、山東、吉林和江西)在未來長期變化中可能會存在抗風(fēng)險能力下降，需要充分重視。

利用自然斷點(diǎn)法(Nature Breaks)將2009、2014、2019年31個省域耦合協(xié)調(diào)度分為5個級別來探究GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度的空間分布變化，如表3所示。

表3 各省域GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度的空間分布變化Table 3 Changes in the spatial distribution of GRE-GSR coupling coordination degree in each province

由表3可以看出，耦合協(xié)調(diào)度分布大致呈從中國東部向西部逐漸減小趨勢分布，東部地區(qū)糧食儲備應(yīng)對風(fēng)險的能力相對于西部地區(qū)要更強(qiáng)一些。東部耦合協(xié)調(diào)度較高的地區(qū)主要以遼寧、山東、安徽、河南、江蘇、湖北、廣東等部分主產(chǎn)區(qū)及沿海地區(qū)為主，這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，即使發(fā)生糧食短缺風(fēng)險，除了有較強(qiáng)的抗風(fēng)險能力以外，也方便從其他地方調(diào)運(yùn)糧食；西部耦合協(xié)調(diào)度較低的地區(qū)主要以西藏、青海、甘肅、寧夏、云南、貴州等這些經(jīng)濟(jì)相對發(fā)展較緩慢的地區(qū)為主，尤其是新疆、青海、西藏等地，省域范圍較大，省域內(nèi)部分地區(qū)人煙稀少，一旦發(fā)生災(zāi)害或者出現(xiàn)糧食的短缺，可能會出現(xiàn)調(diào)運(yùn)困難的情況。因此在未來考慮糧食儲備方面的建設(shè)時應(yīng)將中國西部地區(qū)作為重點(diǎn)地區(qū)。

2.2 GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的空間集聚分析

本研究采用空間探索性分析方法(ESDA)來分析省域間的空間集聚程度以及集聚態(tài)勢。首先利用ArcGIS軟件對GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行全局相關(guān)性分析，得到2009、2014、2019年的空間集聚程度(表4)。

表4 Moran’I指數(shù)及顯著性

表4中，Moran’I指數(shù)主要反映的是區(qū)域整體在空間上是否存在集聚的現(xiàn)象以及對空間的依賴程度，取值范圍為[-1,1]，在通過顯著性檢驗的情況下，若Moran’I>0時表示存在空間正相關(guān)性，表示區(qū)域在空間上呈顯著集聚的狀態(tài)，指數(shù)越大表示空間集聚程度越強(qiáng)，區(qū)域與區(qū)域之間的空間差異越大；若Moran’I=0時表示隨機(jī)分布，不存在相關(guān)性；若Moran’I<0時表示存在空間負(fù)相關(guān)性，空間集聚程度較弱。

由表4可以看出，2009、2014和2019年的Moran’I指數(shù)均大于0，并且均在0.01的水平顯著，說明中國GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度在空間上具有較強(qiáng)自相關(guān)性，存在顯著的空間集聚現(xiàn)象。Moran’I指數(shù)逐漸從0.268減小到0.218，說明各省域GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度的空間集聚程度在慢慢減弱，GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度在空間上差異減小，區(qū)域之間的糧食儲備與糧食安全風(fēng)險變得越來越協(xié)調(diào)。

然后，利用ArcGIS軟件對2009、2014、2019年31個省域GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行局部相關(guān)性分析，主要體現(xiàn)的是局部區(qū)域與周邊區(qū)域之間的空間差異及集聚[36-37]，集聚類型分為4種：高-高集聚(自身高-周邊高)、高-低集聚(自身高-周邊低)、低-高集聚(自身低-周邊高)和低-低集聚(自身低-周邊低)，2009、2014、2019年耦合協(xié)調(diào)度的集聚類型如表5所示。

表5 2009、2014、2019年GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度集聚類型Table 5 GRE-GSR coupling coordination degree aggregation type in 2009, 2014 and 2019

由表5可以看出各省域GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度的在中東部地區(qū)和西北地區(qū)分別形成了以高-高集聚和低-低集聚為主的集聚態(tài)勢，空間差異較為明顯。

其中，高-高集聚的區(qū)域發(fā)生在中國中東部地區(qū)，主要由安徽為中心及環(huán)繞其省界的省份組成，GRE-GSR耦合協(xié)調(diào)度具有較強(qiáng)的空間正相關(guān)性，區(qū)域本身和周邊區(qū)域的耦合協(xié)調(diào)度均比較高；低-低集聚的區(qū)域基本呈現(xiàn)由中國新疆地區(qū)向內(nèi)陸延伸的態(tài)勢，主要由新疆、甘肅、青海等地組成，這些區(qū)域遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)、各項基礎(chǔ)設(shè)施相對不是很完善，區(qū)域自身和周邊的耦合協(xié)調(diào)度都比較低，也具有較大的空間正相關(guān)性；低-高集聚和高-低集聚類型具有較強(qiáng)的空間負(fù)相關(guān)性，區(qū)域自身與周邊區(qū)域耦合協(xié)調(diào)度差異較為明顯，云南在2014年和2019年屬于高-低集聚類型，山西在2009年和2014年屬于低-高集聚類型。

從2009—2019年局部集聚變化情況來看，個別區(qū)域集聚類型發(fā)生了改變，并且在高-高集聚類型逐漸向西北部逼近的情形下，低-低集聚類型的范圍在逐漸縮?。涸颇现饾u從低-低集聚類型變成了高-低集聚；山西從低-高集聚類型逐漸變化不顯著；湖南在周邊高-高集聚類型地區(qū)的帶動下，逐漸從不顯著變?yōu)楦?高集聚。

中國中東部地區(qū)和西北部地區(qū)分別形成了2種較為極端的集聚類型分布，盡管近些年這種極端的現(xiàn)象有所緩和，但西部地區(qū)仍然比東部地區(qū)面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這對于中國各區(qū)域糧食儲備能力建設(shè)提出了更高的要求，既要保證東部地區(qū)GRE-GSR 2個系統(tǒng)較高的耦合協(xié)調(diào)水平，又要增強(qiáng)西北部地區(qū)的糧食抗風(fēng)險能力。

2018年，糧食收儲政策發(fā)生了新的改變，將定價權(quán)交給市場，這一變化預(yù)示著未來糧食收儲可能會變得更加靈活。從上述不同省域糧食儲備與糧食安全風(fēng)險的匹配性來看，可以采用分區(qū)域儲備的管理模式，針對同一特征區(qū)域?qū)嵭薪y(tǒng)一管理模式，并根據(jù)其糧食儲備應(yīng)對糧食供需變化的能力進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整。

對于中東部地區(qū)來說，區(qū)域內(nèi)糧食儲備聯(lián)合應(yīng)對風(fēng)險能力在加強(qiáng)，但其內(nèi)部不同省域糧食情況較為復(fù)雜，應(yīng)合理優(yōu)化糧食倉儲布局，特別是對于東南沿海地區(qū)省份，應(yīng)根據(jù)其發(fā)展趨勢和特征適當(dāng)調(diào)整其糧食倉儲優(yōu)化布局的策略；西部地區(qū)糧食儲備能力仍然相對較弱，應(yīng)著重加強(qiáng)西部地區(qū)各省份的糧食儲備能力的建設(shè)，對糧食倉儲設(shè)施進(jìn)行擴(kuò)容；東北地區(qū)承擔(dān)了中國20%以上的產(chǎn)糧任務(wù)，在近年來“北糧南運(yùn)”的背景下，尤其應(yīng)該加強(qiáng)糧食物流通道的建設(shè)。

3 結(jié)論與建議

第一，從糧食儲備與糧食安全風(fēng)險耦合協(xié)調(diào)的角度來看，中國大部分省份的糧食儲備能力基本能夠應(yīng)對現(xiàn)有的糧食安全風(fēng)險，但未達(dá)較好水平，仍需著力加強(qiáng)糧食儲備能力建設(shè)。

第二，糧食儲備應(yīng)對糧食安全風(fēng)險的能力基本上逐年向好，表明各省域糧食儲備聯(lián)合應(yīng)對風(fēng)險能力在加強(qiáng)，空間分布上呈現(xiàn)東高西低的分化態(tài)勢，中東部越來越協(xié)調(diào)，西北部協(xié)調(diào)程度堪憂。

第三，根據(jù)糧食儲備與安全風(fēng)險的時空變化特征，建議對西部糧食儲備薄弱區(qū)域的倉儲設(shè)施進(jìn)行擴(kuò)容，聯(lián)合東南地區(qū)不同省域進(jìn)行共同儲備，同時加強(qiáng)東北至其他省域的糧食物流通道建設(shè)。