膳食结构升级对粮食安全的影响

刘聪 石奇 蔡荣

摘要：城乡居民膳食结构升级引发需求端的变化，日益影响着中国粮食安全。文章基于2011—2020年31个省市区面板数据，引入动态平衡关系，系统地分析了膳食结构升级对粮食安全的影响机制，结果显示：① 在不考虑动态影响下，膳食结构升级总体上负向影响粮食安全；② 当纳入二者的动态平衡关系后，虽然膳食结构升级负向影响粮食安全，但粮食安全会发挥数量和结构调节作用，正向调节该负向影响机制。因此，在城乡居民膳食结构不断升级的预期下，政府应重点保障和提高全国粮食安全水平，从数量和结构两个调节视角做好前瞻性预判和针对性应对。

关键词：膳食结构升级；口粮；饲料粮；粮食安全

中图分类号：F326 文献标志码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20230301

基金项目：国家自然科学基金项目（71773044）；南京财经大学博士人才科研专项课题（BSZX2021-05）。

The impact of dietary structure upgrading on food security

Liu Cong1， Shi Qi2， Cai Rong1

（1. Institute of Food and Strategic Reserves， Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing， Jiangsu 210023； 2. School of Economics， Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing， Jiangsu 210023）

Abstract： Changes in the demand side caused by the upgrading of urban and rural residents dietary structure are affecting Chinas food security increasingly. Based on the panel data of 31 provinces and cities in China from 2011 to 2020， this paper analyzed the impact and mechanism of the upgrading of dietary structure on food security systematically by introducing a dynamic nonlinear relationship， which was conducted as an empirical test. The study found that： ① Without considering the dynamic effects， dietary structure upgrading had a negative impact on food security.② However， there was a dynamic non-linear relationship between dietary structure upgrading and food security. Although dietary structure upgrading negatively affected food security， food security played a role of quantitative and structural regulation， and then moderated the negative impact mechanism. Therefore， under the expectation of the continuous upgrading of the dietary structure， the government of China should focus on ensuring and improving the level of national food security， and make forward-looking prediction and targeted response from the perspectives of quantity and structure adjustment.

Key words： dietary structure upgrading， grain， feed grain， food security

作为世界人口大国，粮食安全始终是中国经济发展和治国安邦的根基。习近平总书记在2020年中央农村工作会议上强调：“要牢牢把住粮食安全主动权。”《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》也明确提出：“确保口粮绝对安全、谷物基本自给、重要农副产品供应充足。”进入新时代，随着国民经济持续增长和居民收入稳步提升，中国逐渐由“吃得饱”向“吃得好”转变，具体表现为居民口粮等植物性食物消费缓慢下降，而肉蛋奶等动物性食物消费快速上升，即膳食结构不断升级[1]。但是生产肉蛋奶等不同食物的粮食转化率较高，都需要消耗更多的玉米、大豆等饲料粮，所以膳食结构升级将导致新的饲料粮安全问题[2]。因此，在新形势下，如何应对需求端膳食结构升级导致的粮食供需匹配错位问题，是对粮食安全提出的新挑战。

为了保障国家粮食安全，已有学者从供给侧结构调整[3]、可持续发展[4]、粮食系统[5]和国际贸易[6]等方面进行了深入研究，为提高粮食安全水平提供了丰富的研究视角和宝贵的政策建议。但是，少有学者关注膳食结构升级对粮食安全的影响。与之较为相关的是辛良杰[6]的研究，其认为膳食结构升級引致肉类消费量增加造成的饲料粮安全问题，在本土农业生产资源难以维持全面小康水平下居民农产品需求的前提下，最终需要依靠国际贸易解决粮食供需矛盾。但是樊慧丽等[7]从生产供给和消费需求的结构变动角度出发，认为通过逐步升级饲养模式和开发利用非粮饲料资源，以国内畜禽业供给居民肉类消费与保障国家粮食安全之间并不矛盾。据此，关于膳食结构升级对粮食安全的影响研究，已有文献报道但并未给出统一结论。此外，上述研究虽然有助于进一步理解畜禽业发展对粮食安全的影响机制，但他们只是基于国家层面对变量之间做了影响机制和关联度分析，未深入讨论二者的因果关系。因此，本文基于省级面板数据构建包括口粮和饲料粮在内的主要粮食安全内涵，分析膳食结构升级对粮食安全的影响及作用机制，以期丰富粮食安全理论研究。

本文可能的边际贡献有两点：第一，从省际层面出发，引入动态平衡关系，深入探讨膳食结构升级对粮食安全影响的内在机制，丰富现有研究；第二，相比于以往描述性统计研究，本文选用省际面板数据，通过回归分析验证膳食结构升级对粮食安全的影响及作用机制，并提供一定政策启示。

1 机制分析与研究假说

1.1 膳食结构升级与粮食安全

膳食结构升级主要通过影响口粮和饲料粮消费结构，进而影响粮食安全，具体影响机制：一方面，膳食结构升级会替代部分口粮消费。封志明等[8]将粮食消费分为提供人体所需营养素的直接消费和提供肉禽蛋类食品的间接消费，并发现改革开放以来城乡居民间接粮食消费量持续快速增长，已经替代直接粮食消费成为粮食总需求增加的主要驱动因素。但是谷物等主粮食物的需求收入弹性小于1，是生活必需品，所以谷物等口粮的消费量只是相对稳定地小幅下降[9]。另一方面，膳食结构升级会增加大量饲料粮消耗。肉类食品供给主要来源于国内畜禽业，虽然饲养类型、饲养技术和饲养规模等差异导致肉蛋奶产品单位生产需要的饲料粮数量不同，但是较高的平均饲料转化率足以导致中国未来饲料粮消耗长期处于高位。可以说，在肉类消费持续增加的情况下，饲料粮需求势必快速增加[10]，而这又将导致我国广义粮食自给率不断下降[11]。

据此，膳食结构升级主要通过替代部分口粮消费、增加饲料粮消耗等两个维度影响粮食安全。但是，由于口粮作为生活必需品可被肉蛋奶等食物替代的數量有限，而肉蛋奶消费增长引致了更多的饲料粮消耗，因此在粮食产量基本稳定的情况下，本文提出假说1：膳食结构升级会对我国粮食安全产生负向影响。

1.2 膳食结构升级与粮食安全的动态平衡关系

事实上，膳食结构升级也需要高水平的粮食安全作为前提保障，这种保障效应主要体现在数量和结构调节两方面。

一方面，粮食安全有助于发挥数量调节作用。长期以来，中国畜禽业主要遵循“秸秆和精料”的传统饲喂模式，作为肉类供给主要来源的畜禽业严重依赖饲料粮。胡向东等[12]对中国饲料粮资源进行剖析发现，2013年玉米产量的60.5%和红薯产量的41%被用作满足生猪饲料粮消耗。当前，在我国人均肉类消费结构中，猪肉和禽肉等依赖精饲料耗粮型的食物占比远远高于依赖牧草节粮型的牛羊肉食物，说明在现有饲养技术和饲养模式不变的情况下，中国饲料粮需求规模还会不断增加。因此，粮食数量安全是满足饲料粮需求，推动畜禽业持续发展，保证居民膳食结构持续升级的基本前提。

另一方面，粮食安全有助于发挥结构调节作用。2015年开始，我国先后在17个省区629个县开展“粮改饲”试点工作，主要是在保证粮食作物产量的前提下引导种植优质饲草料，发展草食畜禽业，升级传统精料饲养模式，推动优化农业生产结构，发展农业循环经济。在膳食结构升级引致饲料粮消耗持续快速增加的背景下，国家粮食安全政策也在保证口粮绝对安全的前提下，及时调整农业产业结构，即将过往以粮食、经济作物为主的二元种植结构逐渐调整为粮食、经济和饲料作物的三元种植结构，以适应消费端的需求变化，避免出现“人畜争粮”局面[13]。因此，饲料粮多元化和结构调整可以在保证粮食安全的前提下减少畜禽业对饲料粮的消耗，这不仅能够有效保障粮食安全水平，还能进一步满足居民膳食结构升级的需求。

据此，粮食安全也会对膳食结构升级发挥着数量和结构的调节作用，保证其稳步升级，所以本文提出假说2：在动态平衡影响下，粮食安全本身也可以正向调节膳食结构升级对粮食安全的负向影响作用。

2 指标说明和模型构建

理论分析表明膳食结构升级与粮食安全存在动态平衡关系，虽然膳食结构升级可能会对粮食安全产生负向影响，但是这种负向影响还可能受到粮食安全本身的调节作用，但上述假说尚未得到实践层面的验证。本文利用中国2011—2020年31个省市区的面板数据来验证上述假说。

2.1 指标测度与说明

2.1.1 被解释变量：粮食安全的测度

式中：ZJLi，t为i省市区在t时期的主要粮食自给率（只考虑口粮和饲料粮消费），%；P为粮食总产量，kg；g为口粮消费量，kg；fg为饲料粮消费量，kg；j为肉蛋奶具体食品种类。

由于饲料粮消耗产生于肉类生产过程中，因此本文饲料粮消费量的测算，主要是通过mj（主要包括猪肉、牛肉、羊肉、禽肉、鱼类、禽蛋和牛奶等产量）乘以λj（对应的肉蛋奶饲料粮转换率）折算所得。其中，猪肉、牛肉、羊肉、禽肉、鱼类、禽蛋和牛奶的粮食转化率分别为2.9、2.6、3.1、2.4、1.0、1.7和0.4[15]。

2.1.2 核心解释变量：膳食结构升级的测度

虽然中国城乡居民膳食结构升级主要表现为以谷物等高碳水化合物为主的饮食向畜禽产品等高蛋白质的饮食转变，但是由于谷物等口粮作为生活必需品消耗量较为稳定，所以本文选取变化幅度较大的人均肉蛋奶消费量表示膳食结构升级指标。

虽然我国水产品产量中海水产品和淡水产品基本各占一半，而且还区分天然生产和人工养殖部分，但是我国居民水产品消费量统计数据却无法一一细分，并且部分省份缺失严重，再考虑到人均猪肉、牛肉、羊肉和禽肉消费量之和已占总肉类消费量的75%，具有一定代表性，所以此处数据计算并未包括人均水产品消费量。此外，由于各省市区的人均蛋奶消费量数据存在少量缺失问题，本文统一采用均值插补方法进行处理。

2.1.3 控制变量

为了更加全面地分析膳食结构升级对粮食安全的影响效应，还需要设定对粮食安全可能产生影响的控制变量。参考已有文献[16-17]，本文选定的控制变量主要包括：资本投入，用农用化肥使用量与粮食播种面积比值的对数表示；土地投入，用人均粮食播种面积的对数表示；技术水平，用农用机械总动力与粮食播种面积比值的对数表示；自然环境禀赋，用水资源量与粮食播种面积比值的对数表示；地区发展水平，用人均地区生产总值的对数表示；城镇化水平，用城镇人口在总人口占比表示。

2.2 模型构建

为了更好地测度膳食结构升级和粮食安全之间的动态平衡问题，本文在模型（3）中加入核心解释变量和被解释变量的交互项。这种解释二者之间动态平衡问题的回归设定方式，主要参考谢富胜等[18]的方法，即在回归中加入解释变量和被解释变量的交互项，以考察二者的平衡关系。此外，为了减轻逆向因果所导致的内生性问题，本文将核心变量的一阶滞后项带入回归。

2.3 数据来源和描述性统计

考虑到数据的可获得性和研究需要，本文针对2011—2020年中国31省市区展开研究，形成了310个面板数据观测样本，研究使用的数据均来自于《中国统计年鉴》《中国农村统计年鉴》，部分数据来源于各省市区的统计年鉴。主要变量描述性统计结果见表1。

3 实证结果及分析

3.1 回归分析

鉴于本文使用的面板数据具有“大N小T”的结构，根据固定效应和随机效应模型的优点，以及兼顾估计效率与一致性，最终选择在回归分析中同时报告固定效应和随机效应模型结果。

如表2所示：若不考虑动态平衡影响，在混合回归模型中未加入和加入控制变量时，膳食结构升级的系数都为负，且在1%的水平下显著，说明随着我国城乡居民膳食结构不断升级，确实负向影响粮食安全水平，验证了假说1。当加入膳食结构升级和粮食安全的交互项时，在固定效应和随机效应模型中，交互项的系数均为正，且在1%的水平下显著，虽然膳食结构升级的系数仍然为负，但是其系数的绝对值都明显小于混合回归结果。说明粮食安全水平自身高低程度在膳食结构升级对其影响过程中确实可以发挥正向调节作用，致使膳食结构升级对粮食安全的负向影响作用变弱，验证了假说2。

由于根据豪斯曼检验的P值远远低于0.05，所以最终选择固定效应模型。根据模型，资本投入系数在5%的水平下显著为负，可能是因为本文选取资本投入的替代指标人均农用化肥量施用过多甚至出现冗余，化肥的过度投入容易造成土壤板结，导致土地生产能力下降，进而负向影响粮食生产效率。地区发展水平系数在1%的水平下显著为正，主要原因是该指标作为一项综合性指标，一般能够反映地区相关政策支持和生产要素整合能力高低，所以该指标越高，越有利于提高粮食安全水平，这也基本与当前世界主要发达经济体粮食安全水平都较高的现实一致。城镇化水平系数在1%水平下显著为负，这也基本符合现实情况，因为城镇化水平的提高往往容易造成农业劳动力流失和挤占粮食播种面积，最后负向影响粮食安全水平。土地投入和技术水平系数虽然不显著，但系数符号为正，基本与正常经济解释一致。而水资源禀赋系数不显著且为负，可能是因为随着农业灌溉、大棚等技术应用，国内粮食生产正逐渐摆脱传统的“靠天吃饭”模式，弱化了水资源禀赋等自然条件的影响作用。

3.2 稳健性检验

3.2.1 替换变量检验

已有研究认为，膳食结构升级的主要表现形式是人均肉蛋奶消费量不断增加，但根据国家统计局数据显示，2020年中国人均肉类消费量已占肉蛋奶总消费量的66.58%，可以说肉类消费量对肉蛋奶消费具有很高的代表性。因此，本文将前文核心解释变量替换为人均肉类消费量（lnP_Mi，t），以检验前述结果的稳健性。表3的回归结果显示，在混合回归模型和固定效应模型中，替換变量的回归系数在1%水平下都显著为负，而替换变量交互项（ZJLi，t ·lnP_Mi，t）的回归系数在1%水平下都显著为正，说明粮食安全仍旧可以正向调节膳食结构升级对其的负向影响。因此，更换核心解释变量的回归结果与前文估计一致，验证了本文结论的稳健性。

3.2.2 系统GMM回归

在上述回归分析中，虽然对核心变量取一阶滞后项可能会减轻逆向因果所导致的内生性问题，但模型仍可能具有其他的内生性问题。而且，由于本文重点分析的是被解释变量和核心解释变量的动态平衡关系，因此处理内生性问题尤为重要。对此，本文再次对核心解释变量取水平滞后项，并作为工具变量引入系统GMM模型。由表3可知，核心解释变量的系数仍为负，交互项的系数仍为正，且都在1%的水平下显著。同时，系统GMM扰动项的自相关性检验结果表明可以在10%的显著性水平上接受“扰动项无自相关”和“所有工具变量都有效”的原假设，说明可以使用系统GMM估计，回归结果也与前文一致，具有稳健性。

4 结论及建议

进入新时代，中国城乡居民膳食结构持续升级对粮食安全提出新挑战。本文基于省级面板数据构建包括口粮和饲料粮在内的主要粮食安全内涵，分析膳食结构升级对粮食安全水平的影响及作用机制。主要结论如下：一方面，如不考虑动态影响，膳食结构升级总体上会通过大量且快速增加饲料粮消耗从而降低粮食自给率，进而负向影响我国粮食安全水平。另一方面，膳食结构升级和粮食安全存在动态平衡关系，即虽然膳食结构升级负向影响粮食安全，但粮食安全会发挥数量和结构调节作用，正向调节该负向影响机制。因此，维持较高的粮食安全水平不仅可以保证居民膳食结构升级，还可以调节膳食结构升级正向影响粮食安全，周而复始，形成良性循环机制。

根据研究结论，本文从供给和需求两个视角为进一步保障中国粮食安全提出以下三点政策建议：

第一，坚守粮食数量安全底线，端牢中国人的饭碗。基于中国庞大的人口规模和预期的膳食结构升级进程，维护粮食数量安全是稳定发展的首要保障。但是，面对当今世界百年未有之大变局，以及贸易保护主义带来的粮食贸易不确定性，中国只有做到手中有粮，心中才能不慌。为此，政府应严格坚守“18亿亩耕地红线”，坚决制止耕地“非农化”和防止耕地“非粮化”，深入实施“藏粮于地、藏粮于技”战略，发展现代粮食产业经济，牢牢掌握国家粮食安全主动权。

第二，坚持粮食供给侧结构性改革，重视饲料粮供给安全。长期以来，国内始终重视保障口粮安全而忽略饲料粮问题，新时代的政府应继续优化粮食生产结构，深化农业结构战略性调整，力争促成粮食、经济和饲料作物的三元种植结构，以更好地匹配粮食需求结构变化。一方面，政府应逐渐改变固有只追求口粮绝对安全的观念，确立包括饲料粮在内的粮食安全保障目标；另一方面，还要做好全面推广“粮改饲”和推动畜禽业产业结构调整工作，如增加苜蓿、燕麦等优质饲草料的种植面积，通过饲料粮多元化和品种结构调整更好地发挥粮食安全对膳食结构升级的调节作用。

第三，加强饲料粮育种创新能力，提升饲料粮转化率。当前，饲料粮消费规模不断快速增加，某种程度上也是国内长时间粮饲兼用、标准化程度低和饲养效率不高等问题导致的。因此，重视饲料粮育种创新和良种推广工作，如提高玉米种子标准化和农艺标准化，区分饲用玉米和专业玉米，提高玉米饲料和工业原材料的功能性定位，特别是推广青贮玉米品种可以显著提升玉米对动物性产品的转化率。因此，打好种业翻身仗，减少低品质和低需求的粮食品种供给、扩大高效率和高品质的饲料粮供给，不仅有助于提高饲料粮产量，还可以通过提升饲料粮转化率在一定程度上减少饲料粮消耗量，有助于保障粮食安全水平。

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