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1、基于粮食食安全的的中国粮粮食需求求预测与与耕地资资源配置置研究马永欢牛牛文元摘 要要：本文文以系统统动力学学原理为为基础，仿仿真模拟拟了我国国20110、220155和20020年年的粮食食需求。结结果表明明，随着着人口的的增加和和经济的的发展，口口粮和种种子粮的的需求相相对稳定定，而饲饲料粮和和工业用用粮的需需求增长长明显，粮粮食总需需求呈现现刚性增增长趋势势。在995%和和1000%两种种粮食自自给标准准下，通通过对我我国粮食食需求与与耕地配配置的模模拟发现现，粮食食需求与与耕地供供给呈现现出一种种紧平衡衡。确保保有效的的耕地面面积和粮粮食作物物播种面面积，实实现粮食食单产的的稳步提提高和
2、严严格控制制人口增增长是实实现粮食食安全的的“三重重”底线线。关键词：粮食安安全，粮粮食需求求，耕地地配置，调调控我国耕地地资源的的稀缺性性日益突突出，己己成为制制约农业业生产和和国民经经济可持持续发展展的瓶颈颈因素。随随着人口口的持续续增长和和工业化化、城镇镇化的快快速发展展，我国国粮食需需求呈现现刚性增增长，而而耕地供供给将会会表现出出不断减减少的态态势。又又由于气气候变化化、旱涝涝灾害和和水资源源短缺等等约束因因素对粮粮食生产产的影响响日益突突出，保保障粮食食安全面面临着严严峻挑战战。对于于一个占占世界222%的的人口大大国来说说，立足足国内为为主解决决粮食问问题是我我国一项项长期的的战
3、略性性任务。粮食需求求预测是是未来耕耕地配置置的重要要依据。虽虽然学术术界采用用线性方方程、指指数平滑滑法和自自回归移移动平均均（ARRIMAA）模型型对口粮粮、饲料料粮、种种子粮和和工业用用粮的时时间序列列变化进进行了分分析，对对粮食需需求预测测具有一一定的指指导作用用。然而而，粮食食生产的的自然系系统与需需求的社社会经济济系统存存在内在在联系，只只有考虑虑以工业业化为标标志的经经济发展展水平和和以城市市化为标标志的城城乡结构构对粮食食需求的的影响，才才能从动动态角度度对粮食食需求做做出客观观判断。对对此，本本文从社社会经济济系统相相互影响响的角度度，以系系统动力力学模型型为主模模型，以以A
4、RIIMA模模型、计计量经济济模型和和回归分分析模型型等为辅辅助模型型，对其其进行了了对接和和耦合，建建立了粮粮食需求求与耕地地优化配配置的动动态仿真真模型。一、研究究方法（一）粮粮食需求求的预测测方法理顺粮食食消费结结构是预预测粮食食需求的的先决条条件。一一般认为为，粮食食消费需需求主要要由生活活用粮和和生产用用粮两部部分构成成。前者者包括城城乡居民民口粮，而而后者主主要包括括饲料粮粮、工业业用粮和和种子粮粮等。虽虽然国家家统计局局公布了了城镇居居民和农农村居民民平均每每天的主主要食品品消费量量，但是是没有包包括外出出消费，对对此，城城乡居民民实际的的口粮消消费量需需要在统统计消费费量的基基
5、础上进进行修正正。从系系统论角角度来看看，口粮粮需求与与人口数数量、城城乡结构构和城乡乡消费结结构密切切相关，而而人口的的城乡结结构与工工业化水水平一脉脉相承。本本文在此此基础上上构建了了口粮需需求的系系统动力力学模型型。城乡乡居民对对肉、蛋蛋、奶和和水产品品的消费费量是间间接由粮粮食转换换而来，因因此，对对饲料粮粮的预测测也采用用了系统统动力学学的原理理和方法法。工业业用粮是是粮食需需求的重重要组成成部分。研研究表明明，工业业用粮与与工业化化发展水水平密切切相关，因因此，对对工业用用粮的预预测采用用了回归归分析法法。而种种子粮主主要取决决于单位位耕地面面积播种种量和播播种面积积，因此此，对种
6、种子粮的的需求也也采用了了系统动动力学方方法。由口口粮需求求、饲料料粮需求求、工业业用粮需需求和种种子粮需需求，共共同构成成了粮食食总需求求模型： 上式中，GG表示粮粮食总需需求，GG1、G2、G3、G4分别代代表口粮粮、饲料料粮、种种子粮和和工业用用粮；ppi代表城城乡人口口，eii代表城城乡人均均直接口口粮消费费量；hhi代表肉肉、蛋、奶奶和水产产品消费费量，ffi代表对对应的饲饲料转换换效率，qq表示粮粮食对饲饲料的转转换系数数；suu表示粮粮食作物物播种面面积结构构，guu表示对对应的单单位面积积种子投投入量；m代表工工业消耗耗的粮食食。（二）耕耕地配置置的建模模方法从粮食安安全的角角
7、度来看看，一定定时期的的耕地需需求量不不但取决决于区域域的粮食食自给率率、人均均粮食需需求量和和人口数数量，还还受耕地地的复种种指数、粮粮食作物物播种面面积和粮粮食单产产的影响响。对此此，构建建了最低低耕地需需求函数数：式中，SS为最小小耕地需需求面积积，为为粮食自自给率，GGp为人均均粮食需需求量，EE为复种种指数，RR为粮食食作物播播种面积积占农作作物总播播种面积积的比重重，U为为粮食单单产，PP为全国国的总人人口。为便便于动态态研究我我国最低低耕地需需求，需需要预测测未来不不同年份份的粮食食单产。通通过19983-20007年粮粮食单产产的时间间序列数数据分析析（图11），发发现其变变化
8、具有有一定的的周期性性波动，符符合ARRIMAA模型的的建模特特点。通通过计算算机平台台上的EEvieews程程序进行行调试和和优化，建建立了粮粮食单产产的ARRIMAA（1，11，1）模模型。这样样便以粮粮食需求求为主线线，通过过Vennsimm_PLLE程序序建立了了粮食需需求与耕耕地资源源配置的的系统仿仿真模型型（图22）。二、模模型的动动态模拟拟与调控控方案的的确定（一）模模型调试试与调控控变量的的确定模型调试试就是通通过模型型的模拟拟运行，改改进模型型中不合合理的反反馈结构构，优化化模型的的控制变变量。一一般认为为，模型型的结构构是决定定模型行行为的主主要因素素。在调调试过程程中，如
9、如果不改改变模型型的结构构，当控控制变量量在合理理的范围围内取值值时，发发现系统统的行为为模式相相对稳定定，系统统的变化化表现为为输出结结果的变变化，就就认定模模型具有有较好的的稳定性性，可以以用来模模拟粮食食需求与与耕地资资源配置置。在综综合分析析近200年来我我国人口口数量、粮粮食单产产、耕地地变化和和经济发发展水平平等数据据的基础础上，将将对系统统的目标标函数起起决定影影响的人人口自然然增长率率、城乡乡人均口口粮直接接消费量量、饲料料转换效效率、工工业化率率、粮食食单产、粮粮食作物物播种比比重和粮粮食自给给标准等等变量设设定为调调控变量量（表11），其其背景值值的确定定在参考考全国国土地
10、利利用总体体规划纲纲要（220066-20020年年）、国国家粮食食安全中中长期规规划纲要要、中中国统计计年鉴、中中国农业业统计年年鉴和和已有研研究成果果的基础础上，还还对预测测年份的的粮食单单产、工工业化率率等相关关变量采采用了自自回归移移动平均均和回归归分析等等处理手手段，从从而满足足模型动动态仿真真模拟的的需要。经经常反复复调试，得得到了比比较完整整的仿真真模型。经经过检验验，仿真真模拟的的结果与与实际数数据基本本吻合，相相对误差差小于55%，说说明模型型较好地地反映了了系统的的本质特特征，有有足够的的真实性性和有效效性，能能够满足足研究需需要，是是一个具具有较低低数值敏敏感度的的模型。
11、（二）调调控方案案的比选选粮食自给给水平的的高低关关系到粮粮食安全全与社会会稳定。虽虽然学术术界对我我国粮食食自给率率标准上上存在争争议，但但近两年年来全球球粮食市市场供需需吃紧，国国际粮价价连创新新高，在在亚非拉拉的数个个国家引引发了社社会骚乱乱、经济济动荡和和政治危危机。因因此，我我国粮食食自给标标准的确确定需要要紧密结结合我国国人多地地少的复复杂国情情。在此此基础上上，本文文确定了了95%和1000%两两种粮食食自给标标准的调调控方案案。三、结结果与分分析（一）粮粮食需求求预测人口数量量直接决决定粮食食需求。以以20006年的的人口数数量为基基数，以以该年55.288的人人口自然然增长率
12、率为控制制变量，可可以预测测20110、220155和20020年年的总人人口分别别为133.422、133.788和144.155亿。从从城乡结结构来看看（表22），城城市化水水平在不不断提高高，即农农村人口口的比重重在减少少，而城城镇人口口的比重重在增加加。又由由于农村村人均口口粮消费费量高于于城镇，所所以，口口粮的需需求量相相对稳定定，但在在总需求求中的比比重相对对减少，由由20110年的的50.8%减减少到220200年的447.99%。城城市化水水平提高高的另一一个显著著效应就就是增加加了对肉肉、蛋、奶奶和水产产品的需需求，这这就决定定了饲料料粮的需需求量在在不断增增加。仿仿真模拟拟
13、结果表表明（表表2），220200年的饲饲料粮需需求量比比20110年增增加12257.5万吨吨，增长长了7.5%。种种子粮的的需求变变化比较较平稳，基基本稳定定在12210万万吨的水水平上。根根据预测测工业化化率的AARIMMA（11，1，44）模型型，工业业化水平平将由220100年的447%提提高到220200年的552.55%。这这在很大大程度上上带动了了白酒、啤啤酒、乙乙醇和味味精等粮粮食工业业的快速速发展，对对粮食的的消耗量量不断增增加，年年均增长长2.55%。在预测口口粮、饲饲料粮、种种子粮和和工业用用粮的基基础上，便便可计算算粮食的的总需求求（表22）。从从需求结结构的时时序变
14、化化来看，粮粮食总需需求的增增长主要要是由饲饲料粮和和工业用用粮需求求增加引引起的，这这在很大大程度上上说明新新增粮食食需求量量取决于于饲料粮粮和工业业用粮。（二二）耕地地资源配配置方案案 实现我我国的粮粮食安全全就需要要保障耕耕地安全全和优化化配置耕耕地资源源。尽管管20007年末末我国耕耕地资源源总量为为18.26亿亿亩，距距18亿亿亩耕地地的红线线还有一一定距离离，但是是建设用用地挤占占农田的的现象在在短期内内还不可可避免，这这就表明明耕地减减少的惯惯性依然然存在。从从单位耕耕地面积积的产出出来看，粮粮食作物物优于经经济作物物。如果果粮食作作物播种种比重过过高，虽虽有利于于保障粮粮食安全
15、全，但不不利于提提高农业业收益；如果粮粮食作物物播种面面积过低低，虽能能提高农农业收益益，但不不利于粮粮食安全全。因此此，粮食食作物的的播种面面积需要要占适当当的比例例。在这这样的背背景下，本本文模型型模拟了了1000%和995%两两种自给给标准下下的耕地地需求与与耕地配配置。1.1000%粮食食自给标标准下的的耕地配配置 粮食单单产的变变化是影影响粮食食综合生生产能力力的重要要因素，根根据其变变动趋势势的ARRIMAA（1，11，1）模模型，可可以预测测不同年年份的耕耕地需求求。据预预测，220100年的粮粮食单产产为3220公斤斤亩，根根据系统统动力学学模型优优化的粮粮食作物物播种比比重（
16、表表3），在在20006年的的复种指指数条件件下，耕耕地需求求为18819220.33万亩，如如果耕地地存量为为18220000万亩，尚尚有799.7万万亩耕地地盈余。220155年的粮粮食单产产为3336公斤斤亩，耕耕地需求求为18807668.22万亩，如如果耕地地保有量量为18810000万亩亩，尚有有2311.8万万亩盈余余。20020年年的粮食食单产将将达到3350公公斤亩亩，在粮粮食作物物播种比比重为667.77%的条条件下，耕耕地需求求为17798229.77万亩，如如果耕地地保有量量为18800000万亩亩，尚有有1700.3万万亩盈余余。盈余余的肥沃沃耕地可可以发展展优质高高
17、效的经经济作物物，贫瘠瘠的耕地地可以适适度退耕耕还林（草草）。2.95%粮食自自给标准准下的耕耕地配置置 根据预预测粮食食单产的的ARIIMA（11，1，11）模型型和系统统优化的的粮食作作物播种种比重（表表3），参参照当前前条件下下的耕地地复种指指数，可可以量化化预测年年份的耕耕地需求求。据预预测，220100年的耕耕地需求求为18817881.55万亩，如如果耕地地保有量量为18820000万亩亩，尚有有2188.5万万亩盈余余。20015年年的耕地地需求为为18007544.2万万亩，比比20110年的的需求量量低0.56%。如果果耕地保保有量为为18110000万亩，尚尚有2445.8
18、8万亩盈盈余。220200年的耕耕地需求求为17797887.77万亩，比比20115年的的需求低低9666.5万万亩。如如果坚守守18亿亿亩的耕耕地保有有量，将将会有2212. 3万万亩的盈盈余（表表3）。通过过1000%和995%两两种粮食食自给率率模拟，说说明我国国坚守118亿亩亩耕地“红红线”的的科学性性、紧迫迫性和必必要性。四、结结论（一）粮粮食需求求增长的的总趋势势不变粮食是社社会稳定定和经济济发展的的基础。虽虽然口粮粮的需求求相对减减少，但但由于城城市化水水平的不不断提高高，对肉肉、蛋、奶奶和水产产品需求求不断增增加，由由此产生生了饲料料粮需求求的增长长。今后后20年年，我国国粮
19、食作作物的播播种面积积相对稳稳定，因因此，种种子粮的的需求也也相对稳稳定。相相反，工工业的稳稳步发展展带动了了粮食加加工业的的快速发发展，工工业用粮粮将保持持年均22.5%的增长长速度。纵纵观粮食食需求变变化，饲饲料粮和和工业用用粮的增增加带动动了粮食食需求总总量的增增加，粮粮食需求求总量将将由20010年年的5.16亿亿吨增加加到20020年年的5.48亿亿吨。（二二）必须须恪守粮粮食安全全的“三三重”底底线 保障粮粮食安全全是一项项长期的的战略任任务，对对此，必必须恪守守粮食安安全的“三三重”底底线。一一是，全全国耕地地面积底底线。有有效的耕耕地面积积是确保保粮食安安全的基基础，只只有耕地
20、地供给得得到保障障，才能能实现粮粮食安全全。据此此，20010年年的耕地地面积不不低于118.22亿亩，粮粮食作物物播种比比重不低低于655.5%；20015年年的耕地地面积不不低于118.11亿亩，粮粮食作物物播种比比重不低低于644.7%；而220200年的耕耕地面积积不低于于18亿亿亩，粮粮食作物物播种比比重不低低于644.3%。二是是，单产产底线。粮粮食单产产的提升升是提高高粮食综综合生产产能力的的必要条条件。据据此，在在20110年的的单产水水平要达达到3220公斤斤亩，220155年的单单产要达达到3226公斤斤亩，到到20220年，粮粮食单产产要达到到3500公斤亩。三三是，人人
21、口底线线。人口口的增长长是粮食食需求增增加的直直接原因因，必须须实施谨谨慎的人人口生育育政策，严严格控制制人口增增长。据据此，要要把今后后10年年的人口口自然增增长率控控制在55.3以内，确确保20010年年的总量量不突破破13.42亿亿，20015年年的总量量不突破破13.78亿亿，把220200年的人人口规模模控制在在14.15亿亿以内。（三三）严格格管控，确确保粮食食安全 粮食安安全关系系国家安安全。实实施最严严格的土土地管制制制度，进进一步强强化支农农惠农政政策，是是实现粮粮食生产产稳步增增长的先先决条件件。在此此基础上上，创新新粮食储储备机制制，实行行“动静静”相结结合的储储备机制制
22、，严禁禁使用粮粮食提取取生物燃燃料，工工业用粮粮只能消消耗储藏藏两年以以上的储储备粮，严严防消耗耗当年新新粮。此此外，实实行适度度从严的的市场监监管。只只有严防防走私、囤囤积居奇奇等扰乱乱市场经经济秩序序等现象象的发生生，才能能保障我我国的粮粮食安全全，才能能在风云云变幻的的国际局局势中始始终处于于主动地地位。（四四）设立立国家粮粮食生产产主体功功能区，构构筑生存存安全保保障线 鉴于耕耕地资源源相对数数量的减减少和粮粮食需求求总量的的刚性增增长，有有必要依依照耕地地资源的的空间分分布和粮粮食生产产潜力，在在东北平平原、黄黄淮海平平原和长长江中下下游平原原和若干干生产潜潜力大的的地区设设立国家家
23、粮食生生产主体体功能区区，为国国家的粮粮食需求求提供基基础安全全保障。该该区包括括8亿亩亩基本农农田，通通过加强强农田基基础设施施建设，完完善排涝涝灌溉系系统，健健全病虫虫害预警警防治体体系，提提高耕地地的抗灾灾能力和和应对特特大自然然灾害的的能力，为为粮食的的高产、稳稳产提供供基础条条件。与与此同时时，在国国家粮食食生产主主体功能能区内实实施合理理的区域域分工，发发挥地区区粮食生生产的比比较优势势和专业业化优势势，进行行专业化化、集约约化、现现代化的的粮食生生产，将将有利于于提高我我国粮食食的综合合生产能能力和保保障供给给能力，这这不仅是是应对粮粮食“海海啸”的的战略抉抉择，还还是中华华民族
24、实实现百年年生存安安全的保保障线。参考文献献： 石玉林林，封志志明.开开展农业业资源高高效利用用研究J.自然资资源学报报，19997，112（44）：22932988. 刘晓俊俊，李春春萍，侯侯 聪聪.我国国粮食需需求分析析与预测测J.金融融教学与与研究，220066，（33）：334，449. 王西萍萍。青海海省粮食食需求趋趋势预测测J.青海海科技，119988，5（33）：112117. 何忠伟伟.中国国粮食供供求模型型及其预预测研究究J.北京京电子科科技学院院学报，220055，133（1）：1922. 韩 俊.当当前我国国粮食供供求形势势分析OL.中国国农垦推推广，220044，（22
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