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区域粮食消费水平与预测模型研究—以辽宁省为例

时间: 2014-11-05 编号:sb201411051204 作者:蜂朝网
类别:职称发表论文 行业: 字数:3000 点击量:948
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文章摘要:
本文是职称发表论文,主要研究一个区域粮食消费水平并对未来需求做出科学分析,对保证粮食安全具有重要意义。为此,以辽宁省为例,研究一个区域内粮食消费构成,并根据粮食消费主要构成因子进行相关分析,分别从食用粮食消费需求、工业用粮需求、饲料粮食需求及农业种子用粮需求等方面用数学模型的方式进行科学预测,并对预测结果进行分析论证。

0 引言

 

粮食消费是粮食生产的最终目的和内在动力,是人类生存和发展的必要前提。研究一个区域粮食消费构成、科学把握粮食消费发展趋势、准确预测一个地区不同时期粮食消费总量,对于加强粮食宏观战略调控、科学决策粮食生产及确保粮食安全具有十分重要的意义。

研究粮食消费不仅要研究消费的质量和数量,更要研究其消费的方式和构成,是一个相对复杂的过程。消费构成一般包括生产性消费(如工业、种子和饲料用粮)和生活性消费(口粮)。由于我国城乡二元结构的存在,生活用粮又包括城镇居民口粮和农村居民口粮(韩俊,2003)。

本研究以辽宁省为例,从刚性需求(特指口粮)和非刚性需求两个层面研究区域内粮食消费构成及消费水平,并对消费量构建模型进行科学预测和分析。

 

1 粮食消费构成与模型构建

 

对未来粮食消费进行科学预测,就必须对粮食消费的历史进行研究和分析,以史为鉴,在历史的基础上进行研判。粮食消费主要包括食用粮食、饲料用粮、工业用粮、种子用粮消费以及耗损等。以 1980 -2010 年统计数据为分析对象,将辽宁省粮食消费总量与前5 个因子进行灰色相关分析(Δmax =3 626.4)得到的关联序为口粮消费(0.81) > 饲料消费(0. 74) >工业用粮(0. 67) > 种子用粮(0. 66),根据关联序分别予以讨论。

 

1.1食用消费

由于城乡二元结构的存在,分城市和农村两个层面进行研究。城市粮食消费按照辽宁省统计局对城市粮食统计的定义为细粮,农村粮食消费为原粮,原粮与细粮之间按照0.8 的系数界定,即细粮 = 原粮 ×0. 8。定义食用粮食总量为 Yi 1(i 表示年份),定义当年城镇人均消费纯粮为 X1,当年农村人均消费原粮为X2,城镇总人口为 a,农村总人口为 b,则第 i 年食用粮食总量为

Yi 1= aX1/0. 8 + bX2    (1)

i 1= aX1/0. 8 + bX2(1)以1990 -2003 年数据为基础,以农村人口、城镇人口和人均粮食消费水平为研究对象,分别构建 Logis-tic 数学模型,并用 2004 - 2010 年度真实数据检验模型的优劣。

农村总人口 Logistic 模型为

Y = 4 415 749. 59 /(1 + e8. 2 9 + 0. 0 9 X)  (2)

R = 0. 98,R2= 0. 96

模型的评价:很好。

农村人均粮食消费量灰色 GM(1.1)模型为

x(t + 1) = - 13 678. 27e- 0. 02t + 13 950. 1 5  (3)

a = 0. 02,b = 287. 65

模型的评价:很好。

根据模型式(2)和式(3),分别对 2004 -2050 年辽宁省农村人口总数和辽宁省农村人均粮食消费水平进行预测,将预测得出的辽宁省农村人口总数和辽宁省农村人均粮食消费水平求积,得到辽宁省农村人口粮食消费总量;以 2004 -2010 年观察值为参考,得出预测值与观察值之间的误差百分比在正负 10% 之间,平均误差0.4%。从趋势上看,随着城市化的进程加速和劳动力的转移,辽宁省农村人口数正在逐年降低,预计到 2015 年辽宁省农村人口数达到 116. 36 万人,2020 年达到 75. 40 万人,2030 年达到 31. 66 万人,2050 年达到5.58 万人,基本全部实现城镇化。因此,辽宁省农村口粮问题也会逐渐减少,到 2050 年不足万 t。

城镇总人口 Logistics 模型为

Y = 5 010. 50 /(1 + e- 0. 25 - 0. 0 8 X)   (4)

R = 0. 98,R2= 0. 97

模型的评价:很好。

城镇人均粮食消费幂函数模型为

Y = 175. 342X- 0. 21 (5)

a = 0. 04,b = 171. 34

模型的评价:良好。

通过预测模型(4)、(5)测绘得出图 1。由图 1 可知:辽宁省人口呈逐渐增长趋势,但到后期增长缓慢,2020 年将增加至 4 600 万人以上,2030 年可以达到 4800 万以上,2050 年达到近 5 000 万;城镇人均粮食消耗量逐年减少,预测到 2020 年人均粮食消耗量在80kg 左右,2040 年城镇人均粮食消耗量在 60kg 左右,2050 年人均粮食消耗量在 50kg 左右。城镇模型受政策和社会发展水平的制约和影响,近 20 年预测是比较符合历史发展规律的,太长时间预测失准几率增加;但粮食消耗总量是随着人口增加在稳步增加的,到2020 年预计可达到380 万 t,2050 年可达360 万 t。

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1. 2 饲料用粮

随着生活水平的提高,人们对肉蛋奶的需求越来越大,从市场的角度刺激了养殖业的迅猛发展,进而带动了饲料产业的快速发展。在此,因为统计部门还没有针对饲料用粮量进行专门统计,研究采用饲料报酬率来估算饲料粮量。

所谓饲料报酬指用“耗料增重比(料重比、料肉比、饲料消耗比)”来表示,即每增加 1kg 活重所消耗的标准饲料千克数。计算公式为:耗料增重比(料重比) =标准饲料千克数/增重千克数。在计算饲料报酬中,用“耗料增重比”较“料肉比”的概念更准确,因增加的不是“肉”,而是体重。标准饲料量是指按饲养标准配制的饲粮量,否则将缺乏可比性;也可从相反角度,用饲料转换率(饲料消耗率)来表示。所谓饲料转换率,指同一时间内所增加的活质量占所消耗的饲料量的比率。饲料转换率(%) = 增加的活量/消耗的饲料量。

农业部信息中心提出的饲料报酬率分别为:猪肉1∶ 2. 8,牛肉 1∶ 1. 0,羊肉 1∶ 0. 3,禽肉 1∶ 2. 0,禽蛋1∶ 1. 8,奶 1 ∶ 0. 4,水产品 1 ∶ 0. 8。扣除粮食稃皮量,可得到饲料需求总量,稃皮量按粮食产量的 0. 2计算。

定义猪肉为 X1,牛肉 X2,羊肉 X3,禽肉 X4,禽蛋X5,奶 X6,水产品 X7,总饲料用量为 Yi 2(i 表示年份),则有

Yi 2= (2. 8X1+ X2+ 0. 3X3+ 2X4+ 1. 8X5+0. 4X6+ 0. 8X7)/(1 -0.2)(6)

采用模型(6),以 1980 -2003 年各项指标数据为基础,应用灰色预测模型 GM(1.1)建立预测模型(7),再以2004 -2010 年统计数据检验模型质量,预测辽宁省2050 年内饲料消费粮食量如表1 所示。

x(t + 1) = - 8 683. 28 + 8 814. 98e0. 0 3 t(7)

a = - 0. 03,b = 245. 13

模型的评价:C =0.44 好;p =0.87 好。

 

1. 3 工业用粮、种子用粮、损耗及其他

根据中国农科院李志强(2012)等人研究表明,历史上我国工业用粮需求量的变化趋势处于一个比较平稳的态势;但随着近年来农业产业结构调整和优化、农产品加工业发展速度快速发展,工业用粮已成为重要的一块,是粮食消费中增长最快的一个指标,并且在不断增加中。其中,大豆榨油用粮占总加工用粮的39%,成为第 1 大加工消费大户;其次是酒类酿造,占29%;第3 是淀粉加工,占21%。工业制品用粮通用指标为大豆出油率为 0. 15,即豆油耗豆系数为1:6. 67,白酒耗粮系数为 1∶ 2. 3( 假定白酒全部以纯粮食酿造)、啤酒为 1∶ 0. 15;淀粉数据一方面不易获得,另一方面淀粉生产大部分通过木薯粉中获得。因此,淀粉在研究中未作为工业用粮的计算指标,作为植物食用油的大豆辽宁省产量多年来一直持续较低,并仍在不断下降。因此,辽宁省粮食作物中豆对油的贡献很低,研究中也未作为考虑。

定义白酒为 X1,啤酒为 X2,工业粮食总用量为 Yi 3(i 表示年份),则有

Yi 3= 2. 3X1+ 0. 15X2(8)

随着科学技术的进步,我国粮食作物的种子用粮总体上呈现下降趋势。根据《全国农产品成本收益资料汇编》,将2005 -2010 年我国粮食作物平均每公顷的种子用量取均值,确定玉米每公顷用种量是40.18kg、小麦 213. 2kg、水稻和谷子 39. 9kg、高粱 18. 75kg、大豆78.7kg。以此为依据,结合不同作物的播种面积,即可计算出种子用粮总量。

定义水稻播种面积为 X1、小麦播种面积为 X2、玉米播种面积为 X3、高粱播种面积为 X4,谷子播种面积为 X5,大豆播种面积为 X6,种子用粮总用量为 Yi 4(i表示年份),则有

Yi 4= 39. 9X1+ 213. 2X2+ 40. 18X3+ 17. 75X4+39. 9X5+ 78. 7X6(9)

粮食在储藏、运输过程中都有一定的损耗,如老鼠、鸟雀偷到及风干失重等,但这些消费无法进行科学统计。随着生产力的不断发展,粮食的损耗率将会逐渐降低,研究估测粮食损耗占粮食总量的1%。

工业用粮量主要受到工业发展水平和原料供应状况制约,而种子用粮量则是由播种面积和播种技术构成的,受国家保护耕地1.2 亿 hm2红线不动政策的制约,辽宁省粮食播种面积不会有太大的变化。

以1980 - 2003 年各项指标数据为基础,应用灰色预测模型 GM(1. 1)建立预测模型,以 2004 -2010年统计数据检验模型质量,预测辽宁省 2050 年内工业和种子粮食消费如表1 所示。

工业用粮模型为

x(t + 1) = - 2 000. 41 + 2 020. 61e0. 0 3 t(10)a = - 0. 03,b = 52. 58

种子用粮模型为

x(t + 1) = - 53 729. 9 + 53 742. 2e0. 000 2t(11)a = - 0. 000 2,b = 12. 471 8

从表1 预测结果可见,辽宁省未来饲料用粮量和工业用粮总量随着时间而逐步增加,种子用粮基本维持在12.5 左右没有大的变化。将食用粮食消费、饲料用粮消费、工业用粮消费和种子用粮消费汇总,得到粮食消费总量从 2010 年的 1 000 万 t 到 2050 年的2 000 万 t,40 年间消费总量翻了 1 番;供人们直接和间接食用的人均纯粮食消费,2011 年人均粮食224.2kg,到2050 年人均粮食 413.15kg,增长将近 1 倍,含生产性的粮食消费从 2011 年的 530kg 增长到 2050 年的1 554. 6kg。这说明,人均粮食需求在未来 40 年内人们饮食发展水平不断进步优化,这符合目前已经基本实现小康社会、人人温饱、富庶文明、和谐辽宁的发展现状。

 

2 辽宁省粮食消费总量预测模型

 

2.1 分量和模型

按照粮食消费构成,分别对食用口粮(城镇居民口粮和农村居民口粮)、饲料用粮、工业用粮、种子用粮和粮食耗损5 个方面进行预测,用求和的方式预测未来粮食消费总量。

定义粮食消费总量 Yi(i 表示年份),食用粮食总量为 Yi 1,总饲料用量为 Yi 2,工业粮食总用量为 Yi 3,种子用粮总用量为 Yi4,粮食耗损系数为1%,则有Yi=Yi1+ Yi2+ Yi3+ Yi41 - 0. 01 (12)

研究消费历史发现,构成粮食消费的 4 大指标中食用粮食和饲料用量所占比例最大。其中,种子用粮1980 年以来上下变化幅度不是很大,基本呈平稳状态发展,这与播种面积的相对固定对应良好。工业用量随着工业化进程的发展呈现逐年递增的趋势,2010 年工业用粮的总量是 1980 年度的 9 倍;但工业用粮占总粮食消费比例变化趋势是先缓慢后迅速,1980 年的1. 99% 发展到 2006 年的 4. 72% ,用了将近 27 年的时间仅提高了不到3 个百分点,而2006 -2010 年4 年间由4.72%提高到7.86%,提高了3 个多百分点。这说明,最近几年辽宁省工业化进程速度极快。与工业用粮发展趋势一致的是饲料用粮的剧增。随着人民生活水平的提高,人们对肉蛋奶、水产品等二级消费产品的需求量越来越大,必然导致饲料用量的快速增加;与饲料用粮正好相反的是,人们对口粮的需求的快速降低,如图2 所示。

粮食总消费量与总产量相比,除了 1980、1990、1991、1992、1993、1998 年以外,辽宁省粮食消费均大于粮食生产总量,且消费与生产差额有逐年增大的趋势。但是,这并不能说明辽宁省粮食生产量难以满足其自身消费的需求,因为受到物品流通的影响,占辽宁省粮食消费近八成的饲料用量产出品分两部分被消费掉:一部分是供应本省人口需求;另一部分是作为商品参与流通,供给了其他人群消费。为了进一步分析辽宁省粮食自给自足能力,将饲料用量的二级产出品进行再次分析,将辽宁省近 10 年的总人口肉、蛋、鱼、奶、酒和水产品的消费量与总产出品进行对比,得到表2。

由表 2 可知:自 2000 年以来,辽宁省猪牛羊禽肉和鱼蛋类的生产量远大于消费量,消费总量每年在300 万 t 以下,生产总量在 700 万 t 以上,且虽有不断增加的趋势;每年消耗后进入流通领域的剩余生产品均在470 万 t 以上,2009 年达到最多的 885 万 t。这说明,用于辽宁省饲料生产的粮食并没有被全部消费掉,而是以其他形式储存了起来,并进入了流通行列。因此,将直接消耗掉的猪牛羊禽肉类折合成粮食进入辽宁省粮食生产消费的循环分析中。

由表2 可知:辽宁省2000 年以来粮食生产总量与本省人口粮食消费总量除 2000 年以外,均为生产大于消费,且剩余量有逐渐增加的趋势,剩余粮食转化成猪肉、禽肉、蛋类等形式存在。如果不考虑辽宁省人口的实际消费能力,仅按照生产需求看,辽宁省每年粮食缺口在百万 t 以上,尤其最近几年受养殖行业发展的影响,饲料需求突飞猛进,粮食需求有日益扩大的趋势。

 

2.2 时序渐进回归曲线预测模型

按照国际公认的粮食过关线人均消费粮食 500kg为基准,辽宁省 2008 年已经超过这个标准,并在逐渐增加,但是与发达国家相比这一数据很低。据美国农业部发布的数据显示,2007 年人均粮食(包括用于酿酒、饲料等)消费量大约是 1 046kg,发达国家畜牧业是建立在人均占有粮食 750kg 以上基础之上的,通常均为多半的粮食作饲料。目前,我国肉蛋奶产品的90% 以上来自农区,主要依赖饲料转化而来。从世界趋势来看,人们温饱问题解决之后,必然要改善膳食结构,增加肉蛋奶的供应。西方发达国家早已实现人均谷物750kg 以上,有的已达到 2 000kg 左右,畜牧业很发达,能够提供的肉蛋奶产品较多[2]。辽宁省在人均占有粮不高、土地播种面积有限及单产水平提高较缓的情况下,人们的消费水平提高必然缓慢。按照预测,到2040 年辽宁省人均粮食消费才能突破1000kg,到2050 年有可能突破 1 500kg;但这不能仅依靠本地粮食供应,需要引入以补充不足。

对于不含生产性的人均粮食消费水平预测,辽宁省高于全国平均水平。20 世纪以来,专家学者对全国未来人均粮食消费需求数量,进行过各种预测。其大体上分成两派:一派认为未来几十年人均粮食消费将超过400kg,有人估计,2030 年将达 450kg 以上,也有人则估计会达 470kg;另一派认为 2030 年人均 400kg或略低于它,便可以满足需要。这些预测大多数是中国政府《粮食白皮书》发表前后至 2005 年上半年以前所做。

对于人均粮食消费数量估计过高,会造成诸多困难;但是估计不足特别是有重大的疏漏,也会带来极大的被动。近期,辽宁省可以先定位在人均 400kg 水平上(世界粮农组织认为人均 400kg 即可满足营养均衡),按照这一人均粮食纯消费标准,以 1990 - 2010年辽宁省人口总数为基础,采用渐进回归曲线的方式构建辽宁省人口预测模型为Y = 132 367. 18e0. 000 1 3 X- 128 444. 12 (13)

其中,X 表示年份,以1990 年为基数1,以此类推,每年累加数字1。模型(13)是对未来人口数的预测模型,如果以世界粮农组织认定的人均 400kg 为标准,那么辽宁省粮食刚性需求总量修正预测模型为Y =400 × (132 367. 18e0. 000 1 3 X-128 444. 12) /1 000 (14)

采用模型(14)预测的结果如表3 所示。

 

3 影响粮食消费水平的因素分析

 

粮食消费水平与粮食消费结构密不可分,粮食消费结构与居民的收入水平、城市化进程和社会发展程度有着不可分割的联系,同时消费方式、消费习惯、自然条件等因素也都对粮食消费有不同程度的影响。

 

3.1人口增长因素

人口问题是制约粮食消费的主要因素之一。人口是指生活在特定社会、特定地域具有一定数量和质量的人的总和。众所周知,中国解决粮食问题的道路是成功的,但过程是充满艰难的。作为共和国的长子、东北老工业基地的辽宁省,其人口基数大、人口增长速度快,尤其是人口刚性增长,直接导致粮食消费总量的增长。

 

3.2收入增加因素

随着城乡居民收入的提高、消费水平的上涨,恩格尔系数将会逐年下降,这是历史发展的必然规律。随着人民生活水平的提高,对蔬菜、水果、肉蛋奶类和鱼类等非粮食食品的消费大幅度增长,必然促进了消费结构由数量增加为主转向品质改善为主,同时带动了间接用粮需求的大幅度增长。

 

3.3 城市进程因素

随着城市化的推进,农村居民人均粮食消费与城镇居民的差距拉大,但副食品消费明显少于城镇居民。城市化进程中,一部分原本生活在农村中的人们转移出来,由原来的粮食生产者变成了粮食消耗者;同时城市化的推进,使原本自给自足的农村经济快速融入城镇,人们购买方便食品和高档食品逐渐增加,农村的消费将向城市型发展,消费模式和水平都会有所变化,进而影响粮食消费总量。


3.4消费习惯因素

我国人民膳食习惯是以植物性食品为主的,粮食及其制品是人民的主要食物,但是由于地域性差异导致的饮食习惯不同,食物结构变化很大。如牧区以食用动物性食品为主,粮食是作为饮料或点心使用;回族只吃牛羊肉,不吃猪肉;而汉族又以植物性粮食为主,只把动物性食品作为“菜肴”。这样的消费习惯有浓厚的特殊性,不可能“一刀切”。不同消费习惯在物流高度发达的今天势必导致单调型消费向多样型消费转变,人们肉、蛋、奶、鱼、蔬菜、水果的食用量将显著增加,口粮的初级粮食消费量逐渐减少,次级粮食消费增加。

参考文献(略)


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