基于糧食安全的中國(guó)糧食需求預(yù)測(cè)與耕地資源配置研究.doc

-專(zhuān)業(yè)文檔，值得下載!-專(zhuān)業(yè)文檔，值得珍藏！-基于糧食安全的中國(guó)糧食需求預(yù)測(cè)與耕地資源配置研究馬永歡牛文元摘要：本文以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理為基礎(chǔ)，仿真模擬了我國(guó)2010、2015和2020年的糧食需求。結(jié)果表明，隨著人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，口糧和種子糧的需求相對(duì)穩(wěn)定，而飼料糧和工業(yè)用糧的需求增長(zhǎng)明顯，糧食總需求呈現(xiàn)剛性增長(zhǎng)趨勢(shì)。在95%和100%兩種糧食自給標(biāo)準(zhǔn)下，通過(guò)對(duì)我國(guó)糧食需求與耕地配置的模擬發(fā)現(xiàn)，糧食需求與耕地供給呈現(xiàn)出一種緊平衡。確保有效的耕地面積和糧食作物播種面積，實(shí)現(xiàn)糧食單產(chǎn)的穩(wěn)步提高和嚴(yán)格控制人口增長(zhǎng)是實(shí)現(xiàn)糧食安全的“三重”底線。關(guān)鍵詞：糧食安全，糧食需求，耕地配置，調(diào)控我國(guó)耕地資源的稀缺性日益突出，己成為制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸因素。隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng)和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，我國(guó)糧食需求呈現(xiàn)剛性增長(zhǎng)，而耕地供給將會(huì)表現(xiàn)出不斷減少的態(tài)勢(shì)。又由于氣候變化、旱澇災(zāi)害和水資源短缺等約束因素對(duì)糧食生產(chǎn)的影響日益突出，保障糧食安全面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。對(duì)于一個(gè)占世界22%的人口大國(guó)來(lái)說(shuō)，立足國(guó)內(nèi)為主解決糧食問(wèn)題是我國(guó)一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略性任務(wù)。糧食需求預(yù)測(cè)是未來(lái)耕地配置的重要依據(jù)。雖然學(xué)術(shù)界采用線性方程、指數(shù)平滑法和自回歸移動(dòng)平均（ARIMA）模型對(duì)口糧、飼料糧、種子糧和工業(yè)用糧的時(shí)間序列變化進(jìn)行了分析，對(duì)糧食需求預(yù)測(cè)具有一定的指導(dǎo)作用。然而，糧食生產(chǎn)的自然系統(tǒng)與需求的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)存在內(nèi)在聯(lián)系，只有考慮以工業(yè)化為標(biāo)志的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和以城市化為標(biāo)志的城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)對(duì)糧食需求的影響，才能從動(dòng)態(tài)角度對(duì)糧食需求做出客觀判斷。對(duì)此，本文從社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相互影響的角度，以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型為主模型，以ARIMA模型、計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型和回歸分析模型等為輔助模型，對(duì)其進(jìn)行了對(duì)接和耦合，建立了糧食需求與耕地優(yōu)化配置的動(dòng)態(tài)仿真模型。一、研究方法（一）糧食需求的預(yù)測(cè)方法理順糧食消費(fèi)結(jié)構(gòu)是預(yù)測(cè)糧食需求的先決條件。一般認(rèn)為，糧食消費(fèi)需求主要由生活用糧和生產(chǎn)用糧兩部分構(gòu)成。前者包括城鄉(xiāng)居民口糧，而后者主要包括飼料糧、工業(yè)用糧和種子糧等。雖然國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布了城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民平均每天的主要食品消費(fèi)量，但是沒(méi)有包括外出消費(fèi)，對(duì)此，城鄉(xiāng)居民實(shí)際的口糧消費(fèi)量需要在統(tǒng)計(jì)消費(fèi)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正。從系統(tǒng)論角度來(lái)看，口糧需求與人口數(shù)量、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)和城鄉(xiāng)消費(fèi)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而人口的城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)與工業(yè)化水平一脈相承。本文在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了口糧需求的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。城鄉(xiāng)居民對(duì)肉、蛋、奶和水產(chǎn)品的消費(fèi)量是間接由糧食轉(zhuǎn)換而來(lái)，因此，對(duì)飼料糧的預(yù)測(cè)也采用了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理和方法。工業(yè)用糧是糧食需求的重要組成部分。研究表明，工業(yè)用糧與工業(yè)化發(fā)展水平密切相關(guān)，因此，對(duì)工業(yè)用糧的預(yù)測(cè)采用了回歸分析法。而種子糧主要取決于單位耕地面積播種量和播種面積，因此，對(duì)種子糧的需求也采用了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法。由口糧需求、飼料糧需求、工業(yè)用糧需求和種子糧需求，共同構(gòu)成了糧食總需求模型：-專(zhuān)業(yè)文檔，值得下載!-專(zhuān)業(yè)文檔，值得珍藏！-上式中，G表示糧食總需求，G1、G2、G3、G4分別代表口糧、飼料糧、種子糧和工業(yè)用糧；pi代表城鄉(xiāng)人口，ei代表城鄉(xiāng)人均直接口糧消費(fèi)量；hi代表肉、蛋、奶和水產(chǎn)品消費(fèi)量，fi代表對(duì)應(yīng)的飼料轉(zhuǎn)換效率，q表示糧食對(duì)飼料的轉(zhuǎn)換系數(shù)；su表示糧食作物播種面積結(jié)構(gòu)，gu表示對(duì)應(yīng)的單位面積種子投入量；m代表工業(yè)消耗的糧食。（二）耕地配置的建模方法從糧食安全的角度來(lái)看，一定時(shí)期的耕地需求量不但取決于區(qū)域的糧食自給率、人均糧食需求量和人口數(shù)量，還受耕地的復(fù)種指數(shù)、糧食作物播種面積和糧食單產(chǎn)的影響。對(duì)此，構(gòu)建了最低耕地需求函數(shù)：式中，S為最小耕地需求面積，為糧食自給率，Gp為人均糧食需求量，E為復(fù)種指數(shù)，R為糧食作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比重，U為糧食單產(chǎn)，P為全國(guó)的總?cè)丝凇楸阌趧?dòng)態(tài)研究我國(guó)最低耕地需求，需要預(yù)測(cè)未來(lái)不同年份的糧食單產(chǎn)。通過(guò)1983-2007年糧食單產(chǎn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析（圖1），發(fā)現(xiàn)其變化具有一定的周期性波動(dòng)，符合ARIMA模型的建模特點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的Eviews程序進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，建立了糧食單產(chǎn)的ARIMA（1，1，1）模型。-專(zhuān)業(yè)文檔，值得下載!-專(zhuān)業(yè)文檔，值得珍藏！-這樣便以糧食需求為主線，通過(guò)Vensim_PLE程序建立了糧食需求與耕地資源配置的系統(tǒng)仿真模型（圖2）。二、模型的動(dòng)態(tài)模擬與調(diào)控方案的確定（一）模型調(diào)試與調(diào)控變量的確定模型調(diào)試就是通過(guò)模型的模擬運(yùn)行，改進(jìn)模型中不合理的反饋結(jié)構(gòu)，優(yōu)化模型的控制變量。一般認(rèn)為，模型的結(jié)構(gòu)是決定模型行為的主要因素。在調(diào)試過(guò)程中，如果不改變模型的結(jié)構(gòu)，當(dāng)控制變量在合理的范圍內(nèi)取值時(shí)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的行為模式相對(duì)穩(wěn)定，系統(tǒng)的變化表現(xiàn)為輸出結(jié)果的變化，就認(rèn)定模型具有較好的穩(wěn)定性，可以用來(lái)模擬糧食需求與耕地資源配置。在綜合分析近20年來(lái)我國(guó)人口數(shù)量、糧食單產(chǎn)、耕地變化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)起決定影響的人口自然增長(zhǎng)率、城鄉(xiāng)人均口糧直接消費(fèi)量、飼料轉(zhuǎn)換效率、工業(yè)化率、糧食單產(chǎn)、糧食作物播種比重和糧食自給標(biāo)準(zhǔn)等變量設(shè)定為調(diào)控變量（表1），其背景值的確定在參考全國(guó)土地利用總體規(guī)劃綱要（2006-2020年）、國(guó)家糧食安全中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要、中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒和已有研究成果的基礎(chǔ)上，還對(duì)預(yù)測(cè)年份的糧食單產(chǎn)、工業(yè)化率等相關(guān)變量采用了自回歸移動(dòng)平均和回歸分析等處理手段，從而滿足模型動(dòng)態(tài)仿真模擬的需要。經(jīng)常反復(fù)調(diào)試，得到了比較完整的仿真模型。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，仿真模擬的結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)基本吻合，相對(duì)誤差小于5%，說(shuō)明模型較好地反映了系統(tǒng)的本質(zhì)特征，有足夠的真實(shí)性和有效性，能夠滿足研究需要，是一個(gè)具有較低數(shù)值敏感度的模型。-專(zhuān)業(yè)文檔，值得下載!-專(zhuān)業(yè)文檔，值得珍藏！-（二）調(diào)控方案的比選糧食自給水平的高低關(guān)系到糧食安全與社會(huì)穩(wěn)定。雖然學(xué)術(shù)界對(duì)我國(guó)糧食自給率標(biāo)準(zhǔn)上存在爭(zhēng)議，但近兩年來(lái)全球糧食市場(chǎng)供需吃緊，國(guó)際糧價(jià)連創(chuàng)新高，在亞非拉的數(shù)個(gè)國(guó)家引發(fā)了社會(huì)騷亂、經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩和政治危機(jī)。因此，我國(guó)糧食自給標(biāo)準(zhǔn)的確定需要緊密結(jié)合我國(guó)人多地少的復(fù)雜國(guó)情。在此基礎(chǔ)上，本文確定了95%和100%兩種糧食自給標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)控方案。三、結(jié)果與分析（一）糧食需求預(yù)測(cè)人口數(shù)量直接決定糧食需求。以2006年的人口數(shù)量為基數(shù)，以該年5.28的人口自然增長(zhǎng)率為控制變量，可以預(yù)測(cè)2010、2015和2020年的總?cè)丝诜謩e為13.42、13.78和14.15億。從城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)來(lái)看（表2），城市化水平在不斷提高，即農(nóng)村人口的比重在減少，而城鎮(zhèn)人口的比重在增加。又由于農(nóng)村人均口糧消費(fèi)量高于城鎮(zhèn)，所以，口糧的需求量相對(duì)穩(wěn)定，但在總需求中的比重相對(duì)減少，由2010年的50.8%減少到2020年的47.9%。城市化水平提高的另一個(gè)顯著效應(yīng)就是增加了對(duì)肉、蛋、奶和水產(chǎn)品的需求，這就決定了飼料糧的需求量在不斷增加。仿真模擬結(jié)果表明（表2），2020年的飼料糧需求量比2010年增加1257.5萬(wàn)噸，增長(zhǎng)了7.5%。種子糧的需求變化比較平穩(wěn)，基本穩(wěn)定在1210萬(wàn)噸的水平上。根據(jù)預(yù)測(cè)工業(yè)化率的ARIMA（1，1，4）模型，工業(yè)化水平將由2010年的47%提高到2020年的52.5%。這在很大程度上帶動(dòng)了白酒、啤酒、乙醇和味精等糧食工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)糧食的消耗量不斷增加，年均增長(zhǎng)2.5%。在預(yù)測(cè)口糧、飼料糧、種子糧和工業(yè)用糧的基礎(chǔ)上，便可計(jì)算糧食的總需求（表2）。從需求結(jié)構(gòu)的時(shí)序變化來(lái)看，糧食總需求的增長(zhǎng)主要是由飼料糧和工業(yè)用糧需求增加引起的，這在很大程度上說(shuō)明新增糧食需求量取決于飼料糧和工業(yè)用糧。（二）耕地資源配置方案實(shí)現(xiàn)我國(guó)的糧食安全就需要保障耕地安全和優(yōu)化配置耕地資源。盡管2007年末我國(guó)耕地資源總量為18.26億畝，距18億畝耕地的紅線還有一定距離，但是建設(shè)用地?cái)D占農(nóng)田的現(xiàn)象在短期內(nèi)還不可避免，這就表明耕地減少的慣性依然存在。從單位耕地面積的產(chǎn)出來(lái)看，糧食作物優(yōu)于經(jīng)濟(jì)作物。如果糧食作物播種比重過(guò)高，雖有利于保障糧食安全，但不利于提高農(nóng)業(yè)收益；如果糧食作物播種面積過(guò)低，雖能提高農(nóng)業(yè)收益，但不利于糧食安全。因此，糧食作物的播種面積需要占適當(dāng)?shù)谋壤?。在這樣的背景下，本文模型模擬了100%和95%兩種自給標(biāo)準(zhǔn)下的耕地需求與耕地配置。1.100%糧食自給標(biāo)準(zhǔn)下的耕地配置糧食單產(chǎn)的變化是影響糧食綜合生產(chǎn)能力的重要因素，根據(jù)其變動(dòng)趨勢(shì)的ARIMA（1，1，1）模型，可以預(yù)測(cè)不同年份的耕地需求。據(jù)預(yù)測(cè)，2010年的糧食單產(chǎn)為320公斤畝，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型優(yōu)化的糧食作物播種比重（表3），在2006年的復(fù)種指數(shù)條件下，耕地需求為1