全球变暖与中国粮食安全

邱俊杰　王少国　高国伟

[内容摘要]本文的研究表明，全球变暖将威胁中国的粮食安全。在全球变暖、人口增加、耕地面积减少、农业劳动力减少这些趋势难以逆转的情况下，增加对农业的资本投入、推动农业技术进步对中国粮食安全尤为重要。此外，全球变暖会影响全球粮食贸易格局，这使得中国建立稳定可靠的进口粮源保障体系的需要变得更为迫切。

[关键词]全球变暖；粮食安全；粮食贸易

一、引言

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC，2007）的报告指出，在过去的100年间（1906-2005），地球表面平均温度升高了0.74摄氏度。人类活动，主要是燃烧化石燃料导致的大气中温室气体浓度增高，极有可能是地球变暖的原因之一。全球变暖将对农业产生重要影响，影响世界范围内的粮食安全。Fischer et al.（2005）估计，到2080年，全球变暖会使饥饿人口增加5%～26%。具体来说，在B1排放情景下，全球变暖会导致饥饿人口增加500万一1000万，在A2排放的情景下，全球变暖会使饥饿人口增加1.2亿～1.7亿。

作为全球人口最多的国家，中国始终高度重视粮食安全问题。粮食安全是关系到中国经济发展、社会稳定和国家自立的重大战略问题。2008年中国政府颁布了《国家粮食安全中长期规划纲要（2008-2020年）》，提出2020年中国粮食（包括谷物、豆类和薯类）的国内生产与消费比例要保持在95%以上，其中谷物（包括小麦、稻谷和玉米）的国内生产与消费比例要达到100%。

尽管目前中国粮食供需基本平衡，但随着工业化的发展、人口增长和人民生活水平提高，粮食消费需求将呈刚性增长，而粮食生产却面临诸多约束，如耕地数量约束、劳动力数量约束、资本投入约束、技术进步约束、自然环境约束等。全球变暖无疑使中国粮食安全问题变得更为复杂。

本文主要考察全球变暖对中国粮食生产、价格和进出口的影响，同时也将全球变暖的影响与劳动力数量约束、资本投入约束和技术进步结合起来考察，力求全面地评估未来20年内中国的粮食安全问题。

二、理论基础与文献综述

中国粮食安全问题一直是中外学者关注的重要问题，大量学者从粮食贸易、粮食禁运、农业投资、粮价波动、粮食储备等角度考察中国的粮食安全问题（卢锋，1998；傅龙波等，2001；朱晶，2003；黄季焜，2004；蒋庭松，2004；苗齐和钟甫宁，2006；卢锋和谢亚，2008；钟甫宁，2009）。

（一）全球变暖对粮食生产率的影响机制

全球变暖对粮食生产率的影响机制比较复杂，下面把已有的研究成果归纳为四个方面：

1.二氧化碳肥料效应。二氧化碳是绿色植物光合作用不可或缺的材料，空气中二氧化碳的浓度增高，将加大光合作用的强度，从而使粮食作物生产率提升，这称为二氧化碳肥料效应。Long et al.（2004）的研究表明，如果大气中的二氧化碳浓度升高到550ppm，农作物的生产率会提高17%以上。

2.极端天气增加效应。全球变暖会使极端天气（洪水、干旱、极端高温、极端低温和霜冻等）增加，从而使作物生产率降低（Rosenzweig et al.2002）。

3，农业用水增加效应。温度升高使水份蒸发速度加快，从而使农作物对水份的需求增加（刘晓英和林而达，2004；Fischer et al，2006）。如果不增加灌溉设备，将导致粮食作物生产率降低。

4.病虫害增加效应。全球变暖会使农作物害虫死亡率降低，危害期延长，危害加重（霍治国等，2002；Crozier and Dwyer，2006）。

如上所述，全球变暖对粮食作物产生的四种效应方向并不一致，因而全球变暖对粮食作物生产率的影响程度并不确定，大多数研究只侧重于其中一种效应，难以判断全球变暖对全球粮食作物生产率的影响。Easterling et al.（2007）综合了69项相关研究，把这69项研究成果当作样本，利用回归方法得出全球变暖对粮食作物的影响估计值。但是这项研究仍然没有计算出全球变暖对粮食作物生产率影响程度的置信区间，从而无法进行比较准确地预测和推断。

（二）全球变暖对农作物生产率的影响程度

为了更精确地评估全球变暖对粮食作物生产率的影响程度，一些研究者计算出全球变暖对粮食作物影响的各种不确定因素的密度函数，从而可以推断全球变暖对粮食作物生产率影响程度的置信区间（Tebaldi et al.，2004，2005；Long et al.，2006；Lobell et al.，2007；Lobell et al.，2008；Tebaldi and Sanso，2009；Hertel et al.，2010）。

全球变暖对粮食作物影响程度存在的不确定性因素可以分解为：（1）温度升高幅度的不确定性；（2）全球变暖带来的降雨量变化的不确定性；（3）温度升高和降雨变化对作物生产率影响程度的不确定性；（4）二氧化碳肥料大小的不确定性。综合不同的气候模型和农作物产出模型，利用不同模型的结果，就可以计算出每种不确定性因素的密度函数，从而确定一个置信区间。

三、模型选择与数据说明

（一）GTAP模型简介

本文使用的可计算一般均衡模型是美国普渡大学农业经济系开发的GTAP模型。GTAP模型从1993年开始开发并不断完善，如今已经为众多国家和国际组织采用，用来研究贸易、环境、人口和能源等各种问题。

GTAP（第7版）数据库包含世界113个主要国家（地区）的生产、消费、价格和贸易数据。数据库把整个经济分为57个部门，每个部门使用土地、资本、技术工人、非技术工人和自然资源5种生产要素进行生产。然而，在实际研究中并不需要把国家和部门进行如此详尽的分类，而是根据研究的需要对国家和部门重新分类。表1是本文对GTAP（第7版）数据库的重新分类情况。

表2是本文划分的十个国家（地区）的大米、小麦和玉米的生产及自给率数据。由此可见：大米的主要生产地区是东亚、南亚和东南亚；自给率较高的地区是北美，较低的地区是欧洲。小麦的主要生产地区是欧洲和南亚；自给率较高的地区是大洋洲和北美洲；自给率较低的地区是东亚、东南亚和中南非。玉米的主要生产地区是北美洲和欧洲；自给率较高的地区是大洋洲，自给率较低的地区是东亚和中西亚及北非。油料作物主要生产地区为南美洲、南亚和北美洲；自给率较高的地区是大洋洲、北美洲和南美洲；自给率较低的地区是东亚、中西亚及北非。

五、其他因素的影响

Tubiello et al.（2007）的研究表明，全球变暖对食物安全的影响程度在很大程度上取决于经济增长和人口增长等因素，所以研究全球变暖对粮食安全影响时必须同时考虑其他可能的影响因素。影响粮食产量的主要因素包括劳动力投入、资本投入、土地投入和技术进步，而人口增长则是影响粮食消费的主要因素。劳动力、人口、土地和全球变暖等因素在很大程度上是不可控的，可控的因素主要是资本投入和技术进步。

（一）各种影响因素概况

1.耕地。根据2009年《中国农业发展报告》的统计，1998年中国耕地面积为12964万公顷，2008年中国耕地面积为12172万公顷，十年间耕地面积减少6.1%。随着城镇化进程的加快，同时受到土地沙化、土壤退化等问题的影响，耕地面积仍将会继续减少，扩大粮食耕种面积的空间极为有限。文中假定中国未来20年耕地减少的速度与1998-2008年的速度相同，即未来20年中国耕地减少12%。

2.农业劳动力。根据2006年《中国农业发展报告》的统计，1995年中国农业劳动力数量为32335万人，2005年农业劳动力数量为29976万人，十年间农业劳动力减少7.3%。文中假定未来20年劳动力减少的速度与1995-2005年农业劳动力减少的速度相同，即未来20年农业劳动力减少15%。

3.人口。根据《中国科学发展报告2010》的统计和预测，2009年中国人口为13.3亿，2030年中国人口将达到14.6亿，约增长10%。

4.全球变暖。假定未来20年全球变暖的影响维持在“最可能”的状态下。

（二）各种因素的共同影响

将上述4项冲击加入到GTAP模型中，可以得到中国粮食产量、价格和贸易情况，如表6所示。可以看出，中国粮食产量降低的幅度十分明显，大米、小麦、玉米和油料作物产量下降的幅度分别是6.7%、20.9%、5.0%和14.8%。中国出口量减少，进口量增加（油料作物除外），粮食自给率也有一定程度的下降。尽管粮食自给率下降的幅度并不明显，但是需要注意的是，在粮食价格大幅度升高的情况下，居民买不起进口粮食，或者在全世界粮食短缺从而出现限制粮食出口的情况下，一个国家的粮食自给率仍然可能很高（不得不依靠本国生产的并不充足的粮食），但是此时很难说粮食安全得到了保证。所以，粮食自给率并不是一个很好的衡量粮食安全的指标。在这种情况下，人均粮食消费量则是衡量粮食安全的更为合理的指标。在各种不利因素的共同影响下，中国粮食产量将明显下降，尤其是在人口继续增长的条件下，人均粮食占有量下降幅度更大；由于粮食价格上涨，居民不得不将总收入的更大比例用于购买粮食，恩格尔系数上升。这些无疑都会降低整个国家的福利水平。

六、结论

根据全球气候变化研究的最新进展，本文把全球变暖对中国粮食生产的影响分为三种情景：最好的情景、最坏的情景和最可能发生的情景。综合大量气候研究文献，绝大多数（95%）对气候变化的预测位于本文所说的最好的情景和最坏的情景之间，由此可以保证本文研究的可信度。

中国大部分领土处于温带，相对于东南亚、南亚和撒哈拉以南非洲等高纬度地区，全球变暖对中国粮食生产的负面影响相对较小，但是全球变暖对中国粮食安全仍然会产生重要影响。在气候变化最可能发生的情景中，中国大米、小麦和油料作物产量将会下降，大米、玉米和油料作物价格将会上升。在气候变化最坏的情景中，中国粮食产量下降的幅度和价格上升的幅度会越明显。这意味着全球变暖很可能成为不利于中国粮食安全的一个因素。人口增加、耕地面积减少、农业劳动力减少等因素已经使中国粮食安全问题变得比较严峻，全球变暖增加了中国粮食安全问题的复杂性。

未来20年内，全球变暖、人口继续增加、耕地面积和农业劳动力继续减少的趋势难以逆转，因而增加对农业的资本投入、推动农业技术进步这两个可以通过人为努力而改变的因素就显得更为重要。当然，尽管全球变暖、中国人口继续增加、耕地面积和农业劳动力继续减少的趋势难以逆转，但是可以采取措施使这些趋势变缓。比如：通过节能减排的努力以及积极参与全球气候谈判，尽可能减缓全球变暖的速度；通过严格的耕地保护制度，减缓耕地面积萎缩的速度；通过保护农民种粮的积极性缓解农业劳动力减少的趋势。

加强粮油国际合作、利用国际粮食市场进行调剂是保证中国粮食安全的重要手段。全球变暖会改变现有的粮食贸易格局，尤其是东南亚、南亚、撒哈拉以南的非洲等人口众多的地区会因全球变暖而面临粮食减产的严峻形式。因此，全球变暖使中国建立稳定可靠的进口粮源保障体系的需要变得更为迫切。