摘 要 糧食生產(chǎn)與氣候條件密切相關(guān)，文章簡(jiǎn)單介紹了氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，影響糧食生產(chǎn)的因素主要有經(jīng)濟(jì)因子和氣候因子，其中經(jīng)濟(jì)因子包括有效灌溉面積，施肥用量和機(jī)械動(dòng)力，氣候因子包括降水量，平均氣溫和日照時(shí)數(shù)。文章將氣候變化研究和糧食生產(chǎn)研究相結(jié)合， 構(gòu)建了一個(gè)經(jīng)濟(jì)--氣候模型， 用來(lái)評(píng)價(jià)和分析經(jīng)濟(jì)因子和氣候因子對(duì)糧食生產(chǎn)的影響。并且基于河南的糧食生產(chǎn)和氣候條件數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)證研究，最后提出了應(yīng)對(duì)氣候變化，提高糧食產(chǎn)量的政策建議。

關(guān)鍵詞 氣候變化 糧食生產(chǎn) 經(jīng)濟(jì)-氣候模型 氣候因子 政策建議

糧食生產(chǎn)與氣候條件密切相關(guān)。中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是人口大國(guó)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)乎國(guó)計(jì)民生，糧食生產(chǎn)直接關(guān)系到社會(huì)的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。中國(guó)是世界上人口最多的發(fā)展中國(guó)家，以占全球7%的耕地面積養(yǎng)活占世界22%的人口，保證糧食生產(chǎn)一直是我國(guó)國(guó)計(jì)民生的首要任務(wù)。近年來(lái)，氣候變化日趨復(fù)雜，給我國(guó)糧食生產(chǎn)帶來(lái)了許多不利的影響。

中國(guó)季風(fēng)氣候特征顯著，氣候要素變動(dòng)率大，旱、澇、低溫等氣象災(zāi)害頻繁。同時(shí)，中國(guó)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱，抵御災(zāi)害的能力較差，氣候變化，特別是氣候異常對(duì)中國(guó)糧食生產(chǎn)的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生巨大的不利影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年由于氣象災(zāi)害造成的農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1000 多億元，約占國(guó)民生產(chǎn)總值的3 %～6 %，其中影響最大的是旱災(zāi)，其次是洪澇和風(fēng)雹災(zāi)害，極端氣候?yàn)?zāi)害對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)的沖擊強(qiáng)度加大。

盡管氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)有著如此重要的影響，但是從目前的研究情況來(lái)看，一些相關(guān)研究也都采用現(xiàn)成的經(jīng)濟(jì)模型，但大都沒有專門涉及氣候變化問題，沒有考慮氣候變化因素。此外， 我國(guó)用經(jīng)濟(jì)模型研究氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)影響的研究也不多，且大多采用定性分析。文章構(gòu)建了一個(gè)經(jīng)濟(jì)--氣候模型， 用來(lái)評(píng)價(jià)和分析經(jīng)濟(jì)因子和氣候因子對(duì)糧食生產(chǎn)的影響。從2000年起河南糧食總產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)7年位居全國(guó)第一，河南農(nóng)民用全國(guó)1/16的耕地，生產(chǎn)出全國(guó)1/4的小麥、1/10的糧食，不僅解決了本省近1億人的吃飯問題，每年還往省外調(diào)出200多億斤商品原糧和糧食制成品。河南作為我國(guó)的產(chǎn)糧大省，其糧食產(chǎn)量的變動(dòng)對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)的發(fā)展有著重要的影響。研究氣候變化對(duì)河南糧食生產(chǎn)的影響，并針對(duì)性的提出政策建議，對(duì)保障我國(guó)的糧食安全具有重要意義。

一、模型構(gòu)建

（一）C-D生產(chǎn)函數(shù)模型簡(jiǎn)介

C-D 生產(chǎn)函數(shù)模型是數(shù)學(xué)家柯布與經(jīng)濟(jì)學(xué)家道格拉斯合作于1928 年首先提出的， 經(jīng)過其他經(jīng)濟(jì)學(xué)家不斷的修改和完善， 一直沿用至今， 在經(jīng)濟(jì)學(xué)生產(chǎn)函數(shù)模型中占有重要地位。生產(chǎn)函數(shù)是描述生產(chǎn)過程中生產(chǎn)要素投入量與可能的最大產(chǎn)出量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)方程。它反映在一定的技術(shù)條件下，生產(chǎn)要素對(duì)產(chǎn)出的作用和影響。生產(chǎn)函數(shù)的一般形式為：Y=f（X1，X2，…，Xk ） 其中，Xi為第i個(gè)生產(chǎn)要素的投入量，Y是這些要素組合可能形成的最大產(chǎn)出量。C-D生產(chǎn)函數(shù)是一種廣泛應(yīng)用的生產(chǎn)函數(shù)模型， 它主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中要素投入對(duì)產(chǎn)出貢獻(xiàn)大小的經(jīng)濟(jì)分析?，F(xiàn)在通常用的生產(chǎn)函數(shù)的表達(dá)式為Y=ax1b1x2b2x3b3，其中Y 為產(chǎn)出量，X1，X2，X3分別為土地、勞力和資金投入量，b1、b2 、b3分別是土地、勞力和資金的生產(chǎn)彈性系數(shù)，分別表示一定的土地、勞力和資金的投入的變化率引起的產(chǎn)量的變化率。a表示綜合要素生產(chǎn)率，表示除了土地、勞力和資金之外的其他因素對(duì)產(chǎn)出量Y的影響。

（二）C-D-C模型的建立

可以對(duì)C-D生產(chǎn)函數(shù)線性化，這對(duì)建立模型和計(jì)算都會(huì)有所簡(jiǎn)化。對(duì)C-D生產(chǎn)函數(shù)兩邊取對(duì)數(shù)可得：

lnY=ln a+b1lnx1+b2lnx2+b3lnx3

令y=lnY，a0=lna，X1=lnx1，X2=lnx2，X3= lnx3

則上式可以變?yōu)?y=a0+b1X1+b2X2+b3X3

上式變成一個(gè)線性函數(shù)模型，則在構(gòu)建模型時(shí)只需對(duì)產(chǎn)出量（y）， 土地（X1）、勞動(dòng)力（X2）、資金（X3）的投入量取自然對(duì)數(shù)， 再對(duì)其值進(jìn)行回歸分析，就可得出各參數(shù)值，從而可以分析各個(gè)投入量的變化對(duì)產(chǎn)出量的影響。

在生產(chǎn)函數(shù)的模型中，影響生產(chǎn)過程的既有可以控制的因素，也有不可控的因素，而生產(chǎn)函數(shù)是對(duì)生產(chǎn)函數(shù)高度簡(jiǎn)化的模型，應(yīng)當(dāng)盡可能的反映出各類因素對(duì)生產(chǎn)過程的影響。傳統(tǒng)的生產(chǎn)函數(shù)模型大多是在揭示某些可以控制且數(shù)量有限的生產(chǎn)因素與產(chǎn)品間的數(shù)量關(guān)系， 對(duì)生產(chǎn)過程中的自然因素通常不予考慮， 并將自然因素視為既定不變加以忽略。一般來(lái)說，氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)有重要影響，氣候因素包括降水、光能、溫度等，它們是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不可缺少的因素，如果將這些因素加以舍棄的話，顯然會(huì)使生產(chǎn)函數(shù)的局限性加大。因此要考慮氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)的影響，將氣候變化因子作為一個(gè)重要的投入因子加進(jìn)模型， 建立一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)—?dú)夂蚰Ｐ停?簡(jiǎn)稱為C-D-C模型。

下面我們以推廣的C-D生產(chǎn)函數(shù)為基礎(chǔ)，將氣候變化因子加入到生產(chǎn)函數(shù)中，改進(jìn)生產(chǎn)函數(shù)模型，成為經(jīng)濟(jì)—?dú)夂蚰Ｐ停⒁源藖?lái)研究氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)的影響。

設(shè)反映氣候因子的參數(shù)為C，新模型表達(dá)式為：

Yi=AX1X2X3C1C2C3

這里X1，X2，X3表示經(jīng)濟(jì)因子，分別表示機(jī)械總動(dòng)力，灌溉面積和施肥總量。C1，C2，C3表示氣候變化因子，分別表示平均氣溫，日照時(shí)間和降水量。€%[1，€%[2，€%[3，€%＼1，€%＼2，€%＼3分別表示各投入要素的產(chǎn)出彈性。這里用€%[1，€%[2，€%[3來(lái)區(qū)別于C-D生產(chǎn)函數(shù)中的b1，b2，b3表示不同模型的不同要素的產(chǎn)出彈性。€%＼1，€%＼2，€%＼3表示選取的三個(gè)氣候因子的要素產(chǎn)出彈性。

二、實(shí)證分析

文章利用河南省1996—2010 年的糧食產(chǎn)量（kg/hm2）、糧食播種面積（10hm2）、有效灌溉面積（103hm2）和化肥折純量（104t），降水量（毫升）、平均氣溫（攝氏度）、日照時(shí)數(shù)（小時(shí)）的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析。其中前三個(gè)變量代表經(jīng)濟(jì)因子，后三個(gè)變量表示氣候變化因子。數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

為了消除可能出現(xiàn)的多重共線性的影響，決定剔除播種面積因子，構(gòu)造了另外三個(gè)因子，即有效灌溉面積比（有效灌溉面積與糧食播種面積之比，%）和單位面積施肥量（kg/hm2）和單位機(jī)械總動(dòng)力（機(jī)械總動(dòng)力與糧食播種面積之比），這三個(gè)因子代表一個(gè)地區(qū)對(duì)糧食作物的經(jīng)濟(jì)投入。而降水量、平均氣溫、日照時(shí)數(shù)為氣候因子。同樣的，將被解釋變量構(gòu)造成單位面積糧食產(chǎn)量（糧食總產(chǎn)量與糧食播種面積之比），消除了河南不同地區(qū)之間播種面積不同的影響。

選取河南省的糧食單產(chǎn)為被解釋變量，選取的經(jīng)濟(jì)因子為有效灌溉面積比，單位面積施肥用量和單位機(jī)械總動(dòng)力。選取降水量，平均氣溫和日照時(shí)數(shù)這三個(gè)較具代表性的因素為氣候因子。從而建立如下模型：

LnY=LnA+€%[1LnX1+€%[2LnX2+€%[3LnX3+€%＼1LnC1+€%＼2LnC2+€%＼3LnC3

其中，Y表示糧食單產(chǎn)，A是轉(zhuǎn)換系數(shù)， X1是有效灌溉面積之比， X2是施肥用量之比， X3是機(jī)械總動(dòng)力之比，C1是降水量， C2是平均氣溫，C3是日照時(shí)數(shù) 。

運(yùn)用SPSS軟件，采用逐步回歸法將河南糧食單產(chǎn)的影響因子逐步考慮進(jìn)來(lái)，輸出結(jié)果如表1所示：

表1

從表中的第四欄可以看出，最后確定的四個(gè)自變量是施肥用量之比，有效灌溉面積之比，日照時(shí)數(shù)和平均氣溫。這四個(gè)自變量對(duì)應(yīng)的系數(shù)分別是0.615 ，0.281 ，-0.963 ，0.942，同時(shí)它們對(duì)應(yīng)的P值分別為0.000 ，0.044 ，0.004 ，0.043，在 5%的顯著水平下均是顯著的。在三個(gè)經(jīng)濟(jì)因子中，灌溉和施肥對(duì)糧食產(chǎn)量的影響是顯著的，而機(jī)械動(dòng)力對(duì)糧食產(chǎn)量的影響相對(duì)于灌溉和施肥的影響不是十分顯著。在氣候變化因子中，日照時(shí)數(shù)和平均氣溫對(duì)糧食產(chǎn)量的影響是十分顯著的，而降水量對(duì)糧食產(chǎn)量的影響相對(duì)于日照和氣溫來(lái)說影響不是特別大。

四、結(jié)論及對(duì)策建議

就河南省來(lái)說，經(jīng)濟(jì)因子中施肥和灌溉對(duì)糧食產(chǎn)量影響較大，在氣候變化因子中日照時(shí)數(shù)和平均氣溫對(duì)糧食產(chǎn)量的影響比較大。機(jī)械動(dòng)力對(duì)糧食產(chǎn)量的影響不是很大，氣候因子中的降水量對(duì)糧食產(chǎn)量的影響相對(duì)于日照和氣溫來(lái)說不是很大。出現(xiàn)降水量對(duì)糧食產(chǎn)量影響不大的情況，可能是因?yàn)楹幽鲜〉慕邓勘容^充足，觀察河南省的歷年降水量可以發(fā)現(xiàn)，它的降水量在三個(gè)省份中確實(shí)是最大的。因此，要想大幅增加糧食產(chǎn)量的話，要注意在灌溉和施肥方面的合理投入。而在氣候因子中，對(duì)糧食產(chǎn)量影響最大的是日照時(shí)數(shù)和氣溫，這也從一個(gè)側(cè)面說明，河南省的糧食產(chǎn)量受氣候影響比較大，遇到比較極端天氣的年份，可能會(huì)出現(xiàn)糧食大幅減產(chǎn)的情況，并且這種弊端可能通過經(jīng)濟(jì)方面的投入很難彌補(bǔ)。

因此，基于實(shí)證分析結(jié)果，為了應(yīng)對(duì)氣候變化，提高河南糧食產(chǎn)量，從而保障我國(guó)的糧食安全，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提出以下政策建議：（1）逐步建立氣候?yàn)?zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、分析和決策支持系統(tǒng)，建立氣候變化影響的監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)；（2）加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，積極開展人工影響天氣活動(dòng)；（3）組建氣候?yàn)?zāi)害決策管理機(jī)構(gòu)，建立統(tǒng)籌全局的指揮調(diào)度系統(tǒng)，降低氣候?yàn)?zāi)害的損失；（4）根據(jù)氣候變化合理調(diào)整農(nóng)業(yè)布局；（5）加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施尤其是水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；（6）提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，選育能夠適應(yīng)氣候變化的新的優(yōu)良品種；（7）普及低成本的農(nóng)業(yè)適應(yīng)技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)水平；（8）運(yùn)用農(nóng)產(chǎn)品期貨市場(chǎng)，建立健全農(nóng)業(yè)氣候?yàn)?zāi)害保險(xiǎn)體系，以規(guī)避農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；（9）加強(qiáng)宣傳，提高農(nóng)民的氣候變化適應(yīng)意識(shí)，從而自覺采用適應(yīng)氣候變化的新技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]丑潔明， 董文杰， 葉篤正. 一個(gè)經(jīng)濟(jì) - 氣候新模型的構(gòu)建[J]. 科學(xué)通報(bào)， 2006， 51（14）： 1735-1736.

[2]丑潔明， 葉篤正. 構(gòu)建一個(gè)經(jīng)濟(jì) - 氣候新模型評(píng)價(jià)氣候變化對(duì)糧食生產(chǎn)的影響[J]. 氣候與環(huán)境研究， 2006， 11 （3）： 347-353.

[3]符琳，李維京，張培群，宋艷玲.用經(jīng)濟(jì)-氣候模型模擬糧食單產(chǎn)的方法探討[J].氣候變化研究進(jìn)展，2011.9（5）： 1673-1719.

[4]何曉群，劉文卿.應(yīng)用回歸分析[M].中國(guó)人民大學(xué)出版社，2001：59-62.

[5]王丹. 氣候變化對(duì)中國(guó)糧食安全的影響及對(duì)策研究[D].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[6]吳誠(chéng)鷗，秦偉良等.近代實(shí)用多元統(tǒng)計(jì)分析[M].氣象出版社，2010：119-130.

[7]許吟隆，熊偉.氣候變化對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的影響[J].圓桌論壇，2007.71-73.

[8]趙衛(wèi)亞.計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教程[M].上海財(cái)經(jīng)大學(xué)出版社，2010：256-266.

[9]周曙東，朱紅根.氣候變化對(duì)中國(guó)南方水稻產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)影響及其適應(yīng)策略[J].中國(guó)人口.資源與環(huán)境，2010.20（10）：152-157.