黃德林，李喜明，李新興

(1.中國農業(yè)科學院農業(yè)經濟與發(fā)展研究所，北京　100081； 2.黑龍江八一農墾大學,大慶　163319)

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·糧食安全·

氣候變化對我國糧食安全的均衡分析*

黃德林1※，李喜明1，李新興2

(1.中國農業(yè)科學院農業(yè)經濟與發(fā)展研究所，北京100081； 2.黑龍江八一農墾大學,大慶163319)

摘要文章基于一般均衡模型構建了A2與B2兩種氣候變化情景下我國未來社會發(fā)展狀況，以葉立明等人的研究成果(2030年與2050年我國三大糧食單產變化)作為政策沖擊要件，模擬并分析了2030年與2050年我國糧食供給與需求狀況。研究結果表明：A2與B2兩種氣候變化政策情景下的糧食供給與需求存在較大差異，但中低排放情景下的B2氣候變化政策情景對我國糧食供需平衡更為有利； 針對分品種糧食供需不平衡的狀況，該文認為可以從調整種植結構的角度來改善； 盡管政策情景下未來糧食供求較為樂觀，但影響糧食安全的社會因素較多，保障糧食安全切不可掉以輕心。

關鍵詞一般均衡模型氣候變化糧食供求糧食安全

0引言

“民以食為天”，糧食是經濟發(fā)展與社會穩(wěn)定的重要命脈。改革開放以來，隨著經濟發(fā)展與科技進步，我國農業(yè)生產力得到了極大解放，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)增長與全球化經濟的不斷發(fā)展，社會對糧食需求數(shù)量呈現(xiàn)較大幅度地增長，而且對糧食的質的要求也在不斷提高。糧食安全事關社會的穩(wěn)定與和諧，自2004年以來，每年中央“一號文件”精神都表現(xiàn)出對糧食安全的高度關注與重視。

氣候變化作為21世紀人類面臨的最嚴峻挑戰(zhàn)，對人類社會產生極大影響，氣候變化通過改變農作物生長發(fā)育過程中的光照、熱量、水分及光熱與水分的組合，進而影響作物的生長周期與生產力，這使得氣候變化背景下未來糧食的安全性與復雜性將會進一步增加。

Xiong Wei，Ian Holman，lin E et.al[1](2012)在中國整體尺度上系統(tǒng)研究了1961～2010年氣溫、降水等氣候因素變化對中國糧食生產的影響，Xiong指出不同區(qū)域、不同氣候因子對糧食生產的影響程度。Xiong認為，過去50年中國糧食產量的上升主要依靠技術進步，氣候因素變化對糧食產量具有負面效應。氣溫、降水等氣候要素變化抵消了同期8.6%的糧食產量增長。Liming Ye，Wei Xiong，Li Zhengguo[2](2012)認為，相對于耕地減少與人口增加等2個因素，CO2肥效作用下氣候變化對我國糧食生產與消費具有溫和的正面效應； 環(huán)境友好的發(fā)展道路對我國長期糧食安全的保障作用遠大于粗放型(高人口、高排放)非均衡發(fā)展道路； 此外，保障糧食單產年均增長率對我國糧食安全有重要意義。International Centre for Trade and Sustainable Development[3]采用作物單產數(shù)據(jù)，在考慮孤立的中國情景、與世界相互聯(lián)系的中國情景下，用一般均衡模型模擬的結論是考慮與世界的經濟活動及要素流動，比只考慮孤立的情景的氣候因子變化對糧食安全影響微弱。Asian Development Bank[4]研究認為， 2080年，氣候變化導致中國糧食作物減產7.4%，畜牧業(yè)減產5.9%，食品加工業(yè)減少4.6%。已有研究表明[4-5,12-13]發(fā)展中國家的農業(yè)在其國民經濟的比重較高，農業(yè)所負擔的氣候變化成本相對較高，但是，農業(yè)在國民經濟中的比重在不斷降低，這也就意味著氣候變化對發(fā)展中國家的影響將會是減弱； 也有專家與學者將氣候要素(氣溫與降水等)嵌入到一般均衡模型中來分析氣候變化對經濟活動的影響[6-8]，例如構建水資源一般均衡模型，但該模型僅限于水價與稅收政策模擬，尚未將氣候變化的其它要素囊括在內。

因此，深入探討氣候變化的變化趨勢，定量估算氣候變化對糧食供給(生產與進口)、糧食需求(中間投入、家庭消費及出口)的供需平衡、部門產業(yè)發(fā)展，保障農業(yè)管理的可持續(xù)發(fā)展與國家(地區(qū))糧食安全具有重要的實際意義。該研究將課題組研究成果——2050年氣候變化對三大糧食作物(小麥、水稻、玉米)單產影響的數(shù)據(jù)作為中國農業(yè)一般均衡模型政策模擬情景方案，從而模擬氣候變化對我國糧食供給(生產與進口)、糧食需求(中間投入、家庭消費及出口)的供需平衡、部門產業(yè)發(fā)展狀況，通過未來我國糧食安全的供需平衡分析探究影響中國糧食安全的癥結所在，然后提出相應的政策建議?？偠灾?，該研究希望通過開展氣候變化對農業(yè)影響研究，為制定我國應對氣候變化的農業(yè)政策提供積極有益參考。

1研究方法與模擬方案構建

1.1研究思路

該研究采用一般均衡模型來分析氣候變化對我國經濟與社會影響，具體思路為：首先是建立一個經濟按照當前發(fā)展狀況繼續(xù)發(fā)展的基準情景； 其次，要分析兩種氣候變化情景下氣溫、降水等因素對三大糧食作物產量變化的影響； 最后，將氣候變化對農業(yè)部門特別是對三大糧食作物的影響導入到模型中去，即進行政策模擬，通過政策模擬結果分析氣候變化要素對我國經濟、社會及糧食生產與消費的影響。

1.2數(shù)據(jù)來源

該模型數(shù)據(jù)庫的基礎為2007年的國家投入產出表[9]數(shù)據(jù)，模型以2007年的社會經濟狀況為基準情景的基準年份。此外，三大作物的氣候要素與產量變化數(shù)據(jù)來自葉立明等作物模型模擬的相關研究，表1為葉立明的研究所采納的氣候變化：與基準情景相比氣候要素的變化狀況； 表2列示的是葉立明在表1氣候變化情景下所得到的三大糧食作物產量變化研究成果。

表1　與基準情景相比氣候要素的變化[2]

年份A2情景①B2情景氣溫增加(℃)降水增加(%)CO2(μmol/L)氣溫增加(℃)降水增加(%)CO2(μmol/L)20201.43.34400.93.742920502.67.05591.57.0492 注:①A2氣候變化情景與B2氣候變化情景采用IPCC特別報告發(fā)布的排放情景,A2為中低排放情景氣候變化情景,B2為高排放情景氣候變化情景

表2　考慮CO2肥效的未來我國三大作物的單產變化[2]　kg/667m2

1.3基準情景構建

該模型在構建基準情景時對內外生變量進行了相關的轉換，轉換的變量主要有消費、投資、政府購買、進口、出口及GDP價格指數(shù)，模型將平均消費傾向外生，相應的消費變?yōu)閮壬?將資本供給定為外生，對應的資本設為內生； 將政府平移變量定為外生，相應的政府購買變換為內生； 將進口偏好定為外生，對應的進口轉換為內生； 將出口需求曲線設為外生，相應的出口轉換為內生； 將生產要素的生產率設為外生，相對應的GDP價格指數(shù)定為內生。

參數(shù)主要是遵循歷史趨勢，即認為經濟將按照當前狀況繼續(xù)發(fā)展，表3列示了變量及參數(shù)的趨勢變化值。

表3　模型歷史模擬結果　%

表4　模型預測期宏觀情景設定　%

1.4政策模擬原理

里昂剔夫生產函數(shù)加入技術變量后的方程如下：

(1)

式中，Xj為產出，X1j…Xnj為投入，A1j…Anj為各自投入技術變化。

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

x1_s(c,i)-{a1_s(c,i)+a1tot(i)}=x1tot(i)

(2)

式中，x1_s(c，i)是部門i需要的中間投入c的數(shù)量，a1_s(c，i)是部門i需要的中間投入c的技術，a1tot(i)是部門i的總體中間投入技術； x1tot(i)是部門i的產出，公式(2)可以理解為，如果部門i使用某種商品c的技術提高，那么沖擊變量a1_s(c，i)，如果部門i使用的總中間投入技術提高，則沖擊a1tot(i)。

表5　氣候變化情景下產量變化[2]　%

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從基準年2007～2030年分別增長9.94%、0.55%、5.54%，從2030～2050年分別增長2.91%、2.91%、7.65%。

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

2模擬結果與分析

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年我國三大糧食作物總產量達到5.723 57億t，其中，玉米、小麥及水稻產出分別為2.030 1億t、1.459 48億t及2.233 99億t，較A2基準情景分別增長24.2萬t、9.3萬t及34.6萬t，同期，玉米、小麥及水稻進口量分別為150.1萬t、106.8萬t及50.5萬t，較基準情景分別減少1.6萬t、0.1萬t及0.9萬t； 2050年我國玉米、小麥及水稻產出分別為2.345 38億t、1.530 81億t及2.390 38億t，較基準情景分別增長30.7萬t、17.7萬t及23.5萬t，同期，玉米、小麥及水稻的進口量為155.8萬t、110.1萬t及53.3萬t，較基準情景分別減少2.4萬t、1.7萬t及1.3萬t。

在B2氣候變化政策情景下， 2030年我國三大糧食產量達到5.230 22億t*B2氣候變化情景下，由于考慮到人口、資源與環(huán)境因素，所以糧食產量較低，與其他學者的研究結論存在一定差異。，其中，玉米、小麥及水稻的產出分別為1.926 15億t、1.186 04億t及2.118 03億t，較B2基準情景分別增長30.1萬t、0.9萬t及50.2萬t，玉米、小麥及水稻的進口量量分別為167.3萬t、118.9萬t及55.1萬t，較B2基準情景分別減少2.7萬t、0及1.4萬t； 2050年，我國玉米、小麥及水稻的產出分別為2.412 15億t、1.206 23億t及2.379 03億t，分別較B2基準情景增長40.0萬t、33.1萬t及40.3萬t，玉米、小麥及水稻的進口量分別為158.4萬t、109.1萬t及52.6萬t，較B2基準情景分別減少1.9萬t、2.1萬t及0.9萬t。

整體而言，我國三大糧食作物的產出較基準情景呈現(xiàn)增長態(tài)勢，但A2與B2兩種不同氣候變化情景對我國糧食產出影響存在較大差異， 2030年與2050年A2氣候變化情景下我國三大糧食作物的產出較B2高出9.43%與4.49%，可見，高排放的A2氣候變化對糧食生產更為有利； 就同一種氣候變化情景而言，A2氣候變化政策情景下， 2050年三大糧食產出比2030年增長9.49%，在B2氣候變化政策情景下， 2050年三大糧食產出比2030年高出14.67%?？偠灾?，高排放的A2氣候變化政策情景對短期糧食快速增長較為有利，但從中長期來看，B2氣候變化政策情景對糧食生產更為有利。

2014年我國三大糧食實現(xiàn)“十一連增”，總產量達到5.483 62億t，在A2氣候變化政策情景下， 2030年與2050年我國糧食產量分別為5.716 76億t與6.259 38億t，在B2氣候變化情景下， 2030年與2050年我國糧食產量分別為5.222 10億t與5.986 07億t，從表面看，A2氣候變化情景對我國糧食生產更為有利，高污染、高消耗、高排放的發(fā)展模式以犧牲環(huán)境為代價，這與科學發(fā)展觀的理念背道而馳，采用該種發(fā)展方式無異于飲鴆止渴； B2氣候變化情景下， 2030年糧食產量低于2014年，表面看糧食形勢不容樂觀，但考慮到未來人口下降情況下糧食需求總量相對下降與科技進步對糧食的增產效應，糧食供給相對充足， 2050年我國糧食產量較2014年增產明顯，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年我國玉米、小麥及水稻需求量*需求量中間投入、家庭消費及出口之和。中間投入包括用作飼料、工業(yè)、種子等方面； 家庭消費主要是用作口糧。分別為2.649 80億t、1.144 94億t及1.387 07億t，較基準情景分別增長17.0萬t、23.5萬t及13.0萬t； 2050年我國玉米、小麥及水稻需求量分別為3.709 37億t、1.266 41億t及1.500 80億t，較基準情景分別增長13.7萬t、15.2萬t及17.2萬t。

在B2氣候變化政策情景下， 2030年我國玉米、小麥及水稻的需求量分別為1.871 60億t、1.018 76億t及1.660 05億t，較基準情景分別增長15.0萬t、10.0萬t及24.8萬t； 2050年我國玉米、小麥及水稻需求量分別為2.385 74億t、1.160 27億t及2.071 45億t，較基準情景分別增長13.9萬t、7.8萬t及43.6萬t。

在A2氣候變化政策情景下，我國玉米與小麥的流向依次是中間投入、家庭消費及出口，小麥與水稻用于中間的需求量約為家庭消費量的2倍，玉米用于中間投入量的需求量約為家庭消費的3倍。但B2氣候變化政策情景下，我國玉米、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， 2050年用于中間投入的消費量低于出口量(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系

高排放的A2政策情景下， 2030年與2050年我國三大糧食需求量合計分別為5.181 81億t與6.476 58億t*該需求量與程國強研究結果6.4億t較為接近。，而同期的供給量*供給量以國內生產與進口之和表示。為5.754 31億t與6.298 49億t，這就意味著我國由2030年的糧食供過于求(5 725萬t)轉變?yōu)楣┎粦?1 780.9萬t)。無論供不應求還是供過于求，我國出現(xiàn)玉米、小麥及水稻產銷不對口的現(xiàn)象， 2030年，A2政策情景下我國玉米的缺口為6 046.9萬t，而同期，我國小麥與水稻剩余3 252.2萬t與8 519.7萬t， 2050年，A2政策情景下我國的玉米缺口進一步變大，達到1.348 41億t，同期，我國小麥與水稻的剩余量為274.1萬t與8 949.1萬t。

在中低排放的B2政策情景下， 2030年與2050年我國玉米、小麥與水稻的需求總量為4.550 41億t與5.617 46億t*該數(shù)據(jù)與朱希剛、康曉光的研究結果5.7億t、5.86億t較為接近。， 2050年較2030年增長23.45%，而2030年與2050年我國三大糧食作物的供給總量為5.264 35億t與6.029 42億t，糧食供給量超過需求量分別達到7 139.4萬t與4 119.6萬t，在2030年供給超過需求量的7 139.4萬t中，玉米、小麥及水稻分別占9.98%、25.10%及64.92%，在2050年供給量超過需求量的4 119.6萬t中，玉米、小麥及水稻的貢獻分別為10.25%、13.81%及75.94%，小麥與水稻的貢獻值變化較為明顯。

總體而言，在A2氣候變化政策情景下， 2030年與2050年我國三大糧食作物的自給率分別為111.05%與97.25%，短期內(2030年)我國糧食整體上供過于求，糧食安全具有一定保障，但長期(2050年)來看，我國糧食供求狀況堪憂； 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、小麥及水稻均實現(xiàn)供給大于需求，糧食安全得以鞏固*該結論與吳樂(2011)的結論基本一致。。

表6　A2情景下三大糧食作物需求變化

類別情景年份玉米小麥水稻中間投入(億t)家庭消費(億t)出口(萬t)中間投入(億t)家庭消費(億t)出口(萬t)中間投入(億t)家庭消費(億t)出口(萬t)A2基準20302.492440.10233533.30.177910.92543392.50.207831.14859293.520503.524780.12241608.10.193421.01637551.00.223471.21301626.0A2政策20302.494170.10229533.40.180360.92532392.50.207851.14986293.520503.526190.12230608.70.195051.01623551.30.223581.21461626.1 資料來源:該研究測算,2014

表7　B2情景下三大糧食作物需求變化

類別情景年份玉米小麥水稻中間投入(億t)家庭消費(萬t)出口(萬t)中間投入(億t)家庭消費(億t)出口(萬t)中間投入(萬t)家庭消費(億t)出口(萬t)A2基準20301.73697803.7527.60.172370.80741379.8462.11.58459267.720502.23345887.8621.20.247730.85402577.4499.81.95062664.9A2政策20301.73848803.4527.80.173530.80725379.8462.11.58706267.820502.23497887.6620.20.248530.85410576.4501.01.95488664.6 資料來源:該研究測算,2014

3結論與政策建議

3.1未來B2氣候變化政策情景更益于我國糧食安全

就我國三大糧食作物的產出與需求而言，無論A2氣候變化情景還是B2氣候變化情景下，從總體上來說都導致糧食供給量的增加，進口量減少，增加的供給量大于需求量。A2氣候變化情景下， 2030年與2050年我國三大作物的產出分別為5.716 76億t與6.259 38億t，而屆時我國糧食需求總量分別為5.181 81億t與6.476 58億t，盡管短期(2030年)糧食供過于求，但長期(2050年)卻供不應求，不利于我國糧食安全； B2氣候變化情景下， 2030年與2050年我國三大糧食產出分別為5.222 10億t與5.986 07億t，同期，我國三大糧食的需求量分別為4.550 41億t與5.617 46億t，短期與長期我國糧食供給均大于需求，我國糧食較為安全。

3.2調整糧食種植意愿與種植結構更益于保障糧食安全

在A2氣候變化政策情景下，模擬結果顯示2030年與2050年我國玉米嚴重供不應求，而同期，我國小麥與水稻的供過于求，水稻供過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需求，但通過比較會發(fā)現(xiàn)水稻的剩余量遠遠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，筆者認為，采取補貼等宏觀角度調整糧農種植意愿、良種等科技角度實現(xiàn)增產來調整種植面積更有益于維護我國糧食安全。

3.3影響糧食安全問題的因素較多，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)前人氣候變化對單產的變動，將相關研究數(shù)據(jù)帶入到模型中，從而求解出未來氣候變化對糧食安全的影響。但是，未來氣候變化的影響因素復雜多變，社會因素變動也相對較大，一旦某個因素變動，其對社會均會產生牽一發(fā)而動的效果，該研究雖得出較為積極的結論，但應理性地認識到，糧食事關國民經濟的發(fā)展與社會的穩(wěn)定，保障糧食安全切不可掉以輕心。

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Huang Delin1※，Li Ximing1，Li Xinxing2

(1. Institute of Agricultural Economics and development, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;2. Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China)

AbstractBased on the general equilibrium model (CGE), the paper constructed the future social development status of China under the two climate change scenarios of A2 and B2. Using Ye Liming's research results (three major grain yield changes of China in 2030 and 2050) as the policy shock condition, this paper simulated and analyzed China's food supply and demand situation in 2030 and 2050. The results showed that there was a big difference in food supply and demand between the A2 and B2 climate change policy scenario. B2 climate change policy scenario, i.e., the low emission scenario, was more favorable in food supply and demand in the future; it could adjust the planting structure for improving the imbalance situation in supply and demand of the three main grain. Despite it was more optimistic about the future grain supply and demand under the climate change policy scenario, there were still many social factors affecting food security.

Key wordsCGE Model; climate change; grain; supply and demand; food security

doi:10.7621/cjarrp.1005-9121.20160305

收稿日期：2014-11-17

作者簡介：黃德林(1963—)，男，新疆石河子人，研究員。研究方向：農業(yè)經濟理論與政策。Email：huangdelin@caas.cn *資助項目：國家重大科學研究計劃項目(973)“氣候變化對我國糧食生產系統(tǒng)的影響機理及適應機制研究”(2010CB951500)

中圖分類號：F326.11； S162.5

文獻標識碼：A

文章編號：1005-9121[2016]03-0024-07