我国粮食中长期供需趋势分析

尹靖华，顾国达

(浙江大学 经济学院，浙江 杭州310027)

一、引言

随着经济增长和经济全球化的加深，我国粮食供求形势发生了阶段性变化:①粮食产量从1991年的3．9亿吨上升到2014年的6．07亿吨①见国家统计局公告，http:∥www．gov．cn/xinwen/2014－12/04/content_2786682．htm，2015－3－9;②占绝大部分的口粮比例有所下降，工业和饲料用粮比例强劲上升，种子用粮相对稳定;③2001－2011 我国年均粮食贸易量0．4亿吨，年均增速10．9%②数据来源于FAO 贸易数据库。。总体上，我国粮食供需处于紧平衡，粮食进口量持续攀升，意味着我国粮食安全对国际市场的风险传导将为敏感。而2007－2009年的全球粮食价格暴涨造成部分国家社会动荡［1］，为各粮食净进口国敲响了警钟。在此背景下，非常有必要准确估计我国未来粮食供需缺口，以便于提高我国粮食安全预警能力，优化粮食产业和贸易战略。

现有文献对我国未来粮食供需平衡预测结论较为一致，认为我国粮食供需缺口将持续扩大。需求方面，我国粮食需求增速将明显放缓，到2015年后趋于稳定［2］;到2022年，预计全国粮食(包括榨油大豆)总消费量为6．97亿吨，用于榨油的大豆消费量约为1．01亿吨(包括国产和进口)，谷物及其他粮食消费量为5．9亿吨;预期口粮消费约为2．49亿吨，饲料粮消费2．54亿吨，工业用粮消费1．80亿吨，种子消费0．123亿吨［3］。产量方面，我国到2020年仍能维持90%以上的小麦和稻米自给率，大豆自给率在28%，玉米进口少量增加［4－5］;从长期来看在国内粮食补贴提高的情景下，中国谷物产量将稳定增长，而豆类、薯类和杂粮的自给率则相对降低。

我国粮食供需预测方法包括定性分析和定量分析。定量分析方法可分为时间序列模型、单方程计量模型、联立方程模型、灰度系统预测模型及其他方法。

(1)定性分析法，根据农产品需求的历史变化特点，并结合现实条件，推断农产品未来的需求状况。较为著名的是Brown 对中国粮食需求的定性分析，认为由于耕地面积的减少，到2030年中国粮食产量将减少20%。程国强、梅方权等也对我国的农产品需求量进行了推断［6，7］。该方法不需要考虑过多的数据因素、结构因素等情况，但不同研究者的认识差异造成推断结果差距较大。(2)时间序列模型，通过充分挖掘与利用原数列信息进行预测。肖国安、杨蕾、吕新业利用平均移动法，对中国的稻谷、大豆、玉米、小麦等农作物需求量进行了预测［8－10］;邵鲁利用ARMA 和GARCH 模型对我国的粮食需求进行了预测［11］。该方法简单易行，短期预测结较为精确，但其理论支撑有限，无法有效应对时间序列数据的结构问题。(3)单方程计量模型，将人均收入、农产品价格、消费者偏好，替代品，能源价格等与需求与供给相关的因素作为自变量，将农产品的供需量作为因变量进行预测。陈秀凤、秦富 采用该方法估计了我国农村居民粮食直接消费总量［12］。该方法可以根据经验判断和数据可得性灵活控制影响因素，但是相对简单的方程无法对复杂系统进行整体分析。(4)联立方程计量模型，将需求方程、供给方程、价格方程等统一在一起，以建立联立方程组的形式进行预测，更好地体现农产品供需之间的联动关系。20 世纪70年代开始，联合国粮农组织、国际食物政策研究所、世界银行等国际机构开始采用联立方程模型预测世界农产品供需。IFPRI 在一个最新的IMPACT 模型的基础上，对2020年世界农产品供给、需求、贸易、价格和粮食安全等进行了预测［13］。陆文聪、黄祖辉通过中国农产品区域市场均衡模型从全国和地区层次上预测了2006年和2010年我国稻粮食的供求形势［14］。联立方程组有效的解决了单方程模型存在的不足，但该方法对数据的完整性和可得性要求颇高。(5)灰度系统模型，将离散数据视为连续变量在其变化过程中所取的离散值，利用微分方程处理数据。王舒鸿运用灰色系统模型预测了鸡蛋价格［15］。吴乐利用灰度系统模型对我国农产品的中长期需求趋势进行了预测［16］。灰色系统模型建模过程简单，通过生成累加数列可抵消大部分随机误差，能够凸显出数据变化的规律性，具有较广泛的应用价值。(6)其他方法包括系统动力学模型［17］、营养需求法［18－19］、人工神经网络预测法［20－21］，但限于理论体系不够完善或操作方法过于复杂，相对来说较少被采用。此外，组合模型法是将不同预测方法所得预测结果组合起来，形成一个新的预测，可以有效提高预测精度。

既有研究的不足有两点。(1)既有研究基于我国粮食紧平衡的现实，往往在控制粮食需求结构的前提下，分类预测口粮、饲料粮、种子粮、工业用粮和损耗趋势，采用低增速推算工业用粮趋势［22－24］，未能深入探讨耗粮工业(尤其是生物质能源)延续过去趋势发展对我国粮食供需平衡的可能影响。如唐华俊所考虑的工业用粮仅包括味精和淀粉消费［19］。张锦华和许庆推算工业用粮增速时，仅考虑了啤酒、酒精和白酒行业的用粮需求。因此本文在预测粮食需求时将生物能源包含在内，未控制粮食需求结构，以探讨耗粮工业(尤其是生物质能源)延续过去趋势发展对我国未来粮食平衡的可能影响。(2)现有研究侧重于单一预测方法和研究视角，与其他不同视角的研究结论的对比分析不够深入。为此，本文综合运用时间序列模型、灰度预测模型及组合模型进行预测，并与其他研究的结论进行深入对比，以得出更富有启发性的结论。

二、我国粮食供需趋势分析

本文采用GM(1，1)模型、时间序列模型和组合预测模型进行分析和预测①采取小误差概率P 的检验评测灰色预测模型的精度:P ＞0．95，预测精度为好，P ＞0．80 为合格，P ＞0．70 为勉强合格，P ＜0．70 为不合格，以及后验差比值C 的检验，C ＜0．35 预测精度为好，C ＜0．5 合格，C ＜0．65 勉强合格，C＞0．65 不合格。

(一)我国粮食需求趋势分析

粮食需求数据源于FAO 的作物平衡表和USDA 数据库，包括口粮、饲料粮、种子用粮、食品加工用粮、非食品加工用粮和运输及储存损失②见FAO 的“food balance”对“Utilization”的注解，http:∥faostat3．fao．org/download/FB/* /E。本文在预测人均粮食需求的基础上，基于联合国人口司中等人口增速的假设，预测2015－50年我国粮食需求变化趋势。具体预测方法为:通过二次平滑法预测我国小麦人均需求(样本期为1961－2012年)，采用灰色模型预测我国大豆人均需求(样本期为1980－2012年)、我国玉米和稻米需求(样本期为1961－2012年)。我国粮食需求预测模型如表1 所示。我国粮食人均需求预测结果如表2 所示。我国粮食需求预测结果如表3 和表4所示。

表1 我国粮食需求预测模型

表2 人均需求预测结果 单位:吨

表3 我国粮食需求预测结果 单位:万吨

表4 我国粮食需求品种比例 单位:%

如表2 所示，本文采用联合国人口司中等人口的假设，我国人口2020年预期为14．32亿，2030年预期为14．53亿。这与魏方和纪飞峰对我国人口数量中等情景的预测一致［23］。

由表3 和表4 可知2015－2030年我国粮食需求趋势为:

1．未来我国粮食需求总量持续增加。2015、2020 和2030年我国粮食总需求预期为5．84亿吨、6．8亿吨和9．17亿吨，高于孙宝民对2015 和2020年的预测(5．54亿吨、5．66亿吨)［25］。2020年稻米需求预期与吴乐的结论一致(1．6亿吨)［16］，玉米需求预期与胡小平和郭慧(2010)的研究一致(2．3亿吨)［22］，大豆需求预期(1．1亿吨)接近吴乐的结论(0．84亿吨)［16］。2030年稻米(1．9)亿吨)和大豆(1．6亿吨)预期需求接近吴乐的结论(1．4亿吨和1．0亿吨)［16］。

2．粮食消费总量和小麦、大豆需求增速放慢，而玉米需求增速加快，稻米需求增速稳定。2015－2020 和2020－2030年，粮食消费总量需求年均增速为3．5%和3．35%，小麦需求增速为3.83%和3．02%，大豆需求增速为5．26%和4．16%，玉米需求增速为4．02%和4．42%，稻米需求增速为1．55%和1．62%。

3．生物质能源的发展是我国未来粮食需求大幅增加的一个重要驱动力。在表2 和表3 的基础上计算得出，2015、2020 和2030年我国人均粮食需求(含生物质能源在内)预期为416．8 公斤、479．3 公斤和631 公斤。该结果非常接近S． Nonhebel 对全球人均谷物求(含生物质能源在内)2015年(400 公斤)和2030年(611 公斤)的预测［26］①S． Nonhebel (2012)预期包含生物质能源在内的全球谷物需求，将从目前的28亿吨增至2030年的55亿吨;其中生物质原料需求增加11亿吨，口粮和饲料粮需求各增加8亿吨。S． Nonhebel 预期2015年全球人口为70亿，2030年全球人口为90亿。;远高于魏方和纪飞峰的2020 和2030年不含生物质能源在内的最高预测(391．8 公斤、399．4 公斤)［23］，也高于唐华俊基于我国居民合理膳食模式、不含生物质能源在内的2020 和2030年最高预测(386．6 公斤)［19］。

4．2015－2030年饲料和工业用粮将取代口粮成为中国第一大粮食用途。本文将玉米、大豆、小麦和稻米简单地视为饲料粮、工业用粮和口粮，以便与其他研究进行比较②1992－2009年我国小麦口粮需求比例在83%以上，稻米口粮需求占比约80%，玉米饲料粮需求占比为82%左右，大豆加工需求比例从46%升至74%，大豆饲料粮需求在2－9%之间波动。。2030年我国小麦和大米需求占比(45．56%)、玉米需求占比(36．95%)、大豆需求占比(17．48%)，与魏方和纪飞峰对2030年我国口粮(43．61%)、饲料粮(39．88%)和工业用粮(l3．93%)需求占比的估计接近［23］。

5．玉米将取代稻谷成为中国第一大粮食品种。2015－2030年玉米需求占比都在30%以上，而稻谷需求占比预期仅为25%左右。这与胡晓平和郭慧的研究结论一致。

(二)我国粮食供给趋势分析

本文将我国粮食产量分解为粮食收益率与粮食面积分别进行预测，数据来源于FAOstat 和USDA 数据库，样本期为1961－2012年。

采用组合法预测我国粮食收益率。通过趋势外推法预测我国小麦种植面积，采用组合模型预测我国玉米和稻米面积。1961－2012年间我国大豆种植面积稳定在1亿公顷以下，不具有明显的时间趋势特征，故采用一次指数平滑法得到大豆种植面积。在粮食收益率和种植面积的基础上，得到我国粮食产量预测。我国粮食收益率预测模型见表5，预测结果见表6、7 所示。我国粮食种植面积预测模型见表8，预测结果见表9。最终得到预期粮食总产量(表10)。

表5 我国粮食收益率预测模型

表6 收益率预测结果 单位:吨/公顷

表7 收益率预测增速 单位:%

表8 我国粮食种植面积预测模型

表9 面积预测结果 单位:公顷

表10 产量预测结果 单位:万吨

如表9 和表10 所示，2015－2030 我国粮食供给趋势为:(1)未来我国粮食种植面积增加有限。2015、2020 和2030年粮食种植总面积预期为0．95亿、0．99亿和1．06亿公顷，与魏方和纪飞峰所预测的2020年我国粮食面积中等情景(1亿公顷)和2030 我国粮食面积高情景(1．06亿公顷)一致［23］。(2)2015－2030年我国粮食预期总产量呈上升态势。2015年我国粮食产量预期为5．5亿吨，与孙宝民年的预测一致［25］。2020年我国粮食产量预期为6．06亿吨，高于许世卫［19］和孙宝民的预测(5．6亿吨、5．44亿吨)［25］。(3)2015－2020年我国实现粮食增产0．5亿吨较为乐观。按照高云等的计算，2014－2025年在面积不变的情况下，我国新增粮食0．5亿吨，粮食单产年均需增长0．9%［27］。从表7 可知，我国小麦、玉米和大豆的收益率预期增速高于0．9%，稻米收益率预期增速为0．9%。(4)2020－2030年我国粮食总产量新增1．1亿吨是个极大的挑战。虽然我国小麦和大豆收益率预期增速高于1．3%，但稻米和玉米收益率预期增速低于0．9%(表7)。前文分析表明未来我国粮食种植面积增加非常有限。高云等也提出未来粮食增产潜力主要在于提高粮食单产，可通过改造中低产田，合理运用水资源和化肥，机械化生产、提高自然灾害防御能力、减少产后损失和物流损失等措施实现［27］。

(三)我国粮食供需平衡趋势分析

表11 显示了2015－2030年我国粮食国内供需平衡变化趋势:

(1)生物质能源的发展可能造成一半以上的粮食缺口。2020年和2030年粮食产需缺口(含生物质能源)预期为0．81亿吨和1．97亿吨。

(2)小麦缺口基本能被稻米盈余所覆盖，基本能保证口粮安全。2020年小麦缺口预期0．30亿吨，稻米盈余预期0．54亿吨。2030年小麦缺口预期0．64亿吨，稻米盈余预期0．55亿吨。

表11 粮食产需缺口预测 单位:万吨

(3)通过贸易途径平抑国内饲料和工业用粮缺口是必然选择。2020年玉米缺口为0．06亿吨，占玉米需求比例3%。2030年玉米缺口为0．44亿吨，占玉米需求比例13%。2020、2030年，大豆缺口预期为0．99 和1．44亿吨，占需求比例为85%－90%。

三、结论

本文分析了粮食供需的重要影响因素，采用ARMA 模型、指数平滑、灰色预测和组合预测等方法，在预测人均粮食需求和粮食收益率的基础上，基于联合国人口司中等人口增速假设，预测了2015－2050年我国粮食供需变化趋势。研究表明:

1．粮食需求趋势方面。(1)未来我国粮食需求总量持续增加。2015、2020 和2030年我国粮食总需求预期为5．84亿吨、6．8亿吨和9．17亿吨。(2)小麦、大豆和粮食消费总量需求增速放慢，而玉米和稻米需求增速加快。2015—2020 和2020—2030年，粮食消费总量需求年均增速为3.5%和3．35%，小麦需求增速为3．83%和3．02%，大豆需求增速为5．26%和4．16%，玉米需求增速为4．02%和4.42%，稻米需求增速为1.55%和1．62%。(3)生物质能源的发展可能成为未来粮食需求大幅增加的重要驱动力。2015、2020 和2030年我国人均粮食需求(含生物质能源在内)预期为416．8 公斤、479．3 公斤和631 公斤。(4)2015－2030年饲料和工业用粮将取代口粮成为中国第一大粮食用途。2030年我国小麦和大米需求占比(45．56%)、玉米需求占比(36．95%)、大豆需求占比(17．48%)。(5)玉米将取代稻谷成为中国第一大粮食品种。2015－2030年玉米需求占比都在30%以上，而稻谷需求占比预期仅为25%左右。

2．粮食生产趋势方面。(1)未来我国粮食种植面积增加有限。2015、2020 和2030年粮食种植总面积预期为0．95亿、0．99亿和1．06亿公顷。(2)2015－2030年我国粮食预期总产量呈上升态势，2015－2020年增产0．5亿吨较为乐观，2020－2030年增产1．1亿吨是个极大的挑战。

3．粮食供需平衡方面。(1)生物质能源的发展可能造成一半以上的粮食缺口。2020年和2030年粮食产需缺口(含生物质能源)预期为0．81亿吨和1．97亿吨。(2)小麦缺口基本能被稻米盈余所覆盖，基本能保证口粮安全。2020年小麦缺口预期0．30亿吨，稻米盈余预期0．54亿吨。2030年小麦缺口预期0．64亿吨，稻米盈余预期0．55亿吨。(3)通过贸易途径平抑国内饲料和工业用粮缺口是必然选择。2020 和2030年玉米缺口为0．06亿吨和0．44亿吨，占玉米需求比例3%和13%;大豆缺口预期为0．99亿吨和1．44亿吨，占需求比例为85%和90%。

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