温室效应对世界农业贸易的影响，本文主要内容关键词为：温室效应论文,农业论文,贸易论文,世界论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
预计在2030-2050年间，全球人口将增至89亿-91亿，预计95％的人口增长将发生在发展中国家(United Nations,2004)，需要生产更多的粮食以供养未来世界的人口，气候变暖将威胁农业生产和粮食安全，因为农业的耕种对温度和湿度的变化非常敏感。近半个多世纪以来，由于全球人口数量的增长，人类经济活动的增强，导致大气中的CO[，2](二氧化碳)和CH[，4](甲烷)、N[，2]O(一氧化二氮)等气体的浓度在明显升高。这些气体具有可使大气温度升高的温室效应，称为温室气体。在温室气体中，CO[，2]对温室热效应作用最大(占56％)。一些研究表明，近百年来大气中的CO[，2]浓度迅速增加，预计到2030-2050年间将比现在增加一倍，地表温度到2030年可能上升1.5-2.8℃，到2050年上升2.3-3.3℃(IPCC,2001)。温室效应这一全球性大气污染问题将导致区域性和全球性的气候变化，它可能影响人类扩大粮食生产能力的计划，气候变化将对世界农业贸易格局产生深远影响。
本文使用GTAP(Global Trade Analysis Project)这一全球可计算一般均衡模型(Computable general equilibrium,CGE)，配合GTAP数据库以及其它相关资料，以中国主要农产品贸易伙伴为研究对象，模拟分析全球变暖和人口变化对未来农业生产、贸易的影响。
二、文献综述
全球气候模型GCMs(Global Climate Model)是纯粹用来分析气候变化而未考虑经济影响的技术模型，该模型模拟气候变化后相关参数达到均衡，对降雨量、湿度进行预测。目前有5个机构从事GCMs的研究(Reilly and Thomas,1993)：分别是GISS(Goddard Institute of Space Studies)、UKMO(United Kingdom Meteorological Office)、GFDL(Geophysical Fluid Dynamics Laboratory)、UK89和加拿大气候研究中心(Canadian Climate Certer，简称CCC)所提供的CCCM等。Reilly、Hohmann和Kane(1994)利用GISS、GFDL和UKMO三种不同的GCMs，去估计气候变化所造成的降水和温度的变化，且分别对农作物的种植时间、种类、施肥程度和灌溉等调整因子加以组合，以模拟全球气候变化所带来的冲击。
关于世界农业贸易的分析，目前有为数不少的世界农业贸易模型：局部均衡分析更多地关注农业内部的研究，一般均衡分析认为农业部门与非农部门之间的资源与所得等方面的流通关系是贸易分析中所不可忽视的，特别是对于农业大国和发展中国家。Reilly和Thomas(1993)从经济的角度探讨气候变化的影响，尤其着重分析农业部门所受到的影响，但Reilly等(1994)的研究则进一步强调了气候影响的全球性，以及各地区通过国际贸易来进行适应性调整的重要性。Tsigas、Frisvold和Kuhn(1997)将全球贸易分析模型(GTAP)第三版资料库中的24个地区加总成8个地区，把37个产品加总为8个产品来进行模拟，以一般均衡及局部均衡分析法来评估气候变化对全球农业的可能影响。
中国大陆地区探讨气候变化对农业的影响的文献多为单国单作物品种模型，如中国农科院杨修等(2004)建立的我国气候与水稻模型。中国台湾的李慕真和徐世勋(1999)则建立过一个研究亚太地区的多国多部门的气候与农业贸易一般均衡模型。
三、理论模型与数据模拟
1.GTAP模型基本结构
本研究所使用的GTAP模型是由美国普渡大学(Purdue University)全球贸易研究中心(Center for Global Trade Analysis)所建立的可计算一般均衡全球贸易分析模型。GTAP模型中，假设生产是具可分性(separability)和固定规模报酬的嵌入式(nested)结构；原始投入(例如劳动、资本与土地)是依固定替代弹性(Constant Elasticity of Substitution,CES)函数进行加总而得到总和原始投入，而在中间投入上，区域内生产和进口生产的中间投入依Armington假设并利用CES函数进行加总得到总和中间投入，最后再依Leontief函数将总和原始投入和总和中间投入进行合并而得到区域内产业产出。需求面可区分为中间需求与最终需求两种，中间需求即如同生产面所述，而最终需求分成家计单位与政府支出两项，其中家计单位需求为非齐次的固定差异弹性(Constant Difference of Elasticity，以下简称CDE)效用函数，并以平均每人为基础，计算私人部门消费效用之变动情形，而政府支出是以CD效用函数呈现，其支出配置隐含的是固定预算份额。贸易方面，GTAP模型在此亦运用Armington假设，假定进口自不同国家的类似商品为不完全替代，而后再经由CES函数对进口产品与本国产品进行加总，最后成为一个最终需求的复合商品(Hertel,et al,2001)。
2.数据资料
本文引用Rosenzweig和Iglesia(1994)的农作物反应模型所评估的气候变化对各地区农作物的生产影响数据，并把气候变化对农作物生产的影响视作技术冲击，整合进一般均衡，来模拟气候变化对未来全球农业生产与贸易的影响。模型中假定气候变化对农业生产的影响为希克斯中性技术变化冲击，由下面生产函数表示：
Q=F(AK,AL)=AF(K,L)(1)
Q为产量，K、L为投入资本和劳动力，A为技术进步参数①。本文采用以2001年为基期的GTAP第六版数据库，将其覆盖的87个国家和地区，分类合并为11个国家和地区，它们为中国农产品主要贸易伙伴：美国、澳大利亚、东盟、欧洲、日本、巴西和加拿大，农业人口占多数的非洲和印度及世界其它地区。将GTAP6中57种商品合并为研究所需要的以农产品为主的13种商品部门：大米、小麦、其它谷物、蔬菜与水果、油菜籽、棉花、其它农作物、畜产、渔业、农产品加工、制造业和服务业。
气候变化对农作物生产的影响冲击引用Rosenzweig和Iglesia(1994)的模型以及FAO和IPCC等机构近期有关资料，经整理见表1及表2。
表1中是不考虑CO[，2]的作物生长影响的生产率冲击(productivity shock)，除加拿大的非粮食作物受到正面影响外，其余几乎都受到负面冲击，非洲、巴西和东盟所受到的影响很大。世界农业的总体生产率普遍下降了20％。表2是考虑CO[，2]的作物生长影响的生产率冲击，除非洲、东盟和巴西，其它地区在表1中的气候变化对农作物的负面冲击大致被抵消。从表2可观察出：北半球高纬度地区，即北方国家，比中低纬度地区和南方国家受到的气候冲击要小，发展中国家受到的负面冲击更大。世界农业的总体生产力下降主要体现在除小麦外的粮食作物，稻米生产率下降7.32％，以玉米为主的其它谷物生产率下降12.17％。
3.模拟设计与分析
本文设定两种模拟情景，均以Gragg:2-4-6步骤外推法求解②。模拟情景一(G1)：不考虑CO[，2]作用的气候变化影响，进行一般均衡模拟。模拟情景二(G2)：考虑CO[，2]作用的气候变化影响，进行一般均衡模拟。情景中设定一般均衡的宏观闭合：取资本品世界平均价格、人口、地区储蓄价格、关税、出口补贴、地区商品要素产出等为外生变量。而后把不考虑CO[，2]影响的、考虑CO[，2]影响的气候冲击分别与估计的人口冲击结合，作为模型外生冲击变量。
模拟情景一：
各产业生产及价格受到的影响参见表3。中国、东盟、印度的稻米产量分别占世界份额的31.57％、29.44％、22.15％，预计下降3.98％、22.6％、10％；稻米又是这些地区的主要口粮，这一变化将严重影响这些地区的粮食安全和经济发展。小麦的主要生产地区除欧盟产量可能有大幅增加外，其余主产地区增产不多，其中美国产量将下降3.46％。值得关注的是以小麦为主要口粮的非洲，小麦产量将下降73.33％，届时非洲的饥荒将更加严重。总体看，非洲、东盟和印度这些低纬度地区的农业将比其它地区遭受更大损失。农作物的生产价格在各地区将大幅增加，而粮食和以饲料为主的其它谷物的价格较其它农作物涨价幅度更大。生产价格增长幅度依谷物、畜牧业、渔业、农产品加工业、制造业、服务业的次序逐渐减少直至为负，当谷物(粮食、饲料)的供给减少，价格上升时，人们会减少对谷物的需求，增加对非谷物类商品的需求，这会刺激它们的生产，导致其价格下降；另一方面，谷物的产量减少，会影响以此为原料的产业生产，价格上涨将传导到这些产业，这两方面的作用将在一般均衡的分析框架内得到体现③。
世界稻米的主要出口国中，泰国的稻米出口列第一位，占世界稻米出口的26.4％；其次是印度，占15.6％；美国占14％，中国占8.2％；越南占6.1％。美国、加拿大、澳大利亚是世界三大小麦出口地区，美国的小麦出口占世界小麦出口的22.6％，加拿大占17.0％，澳大利亚占14.6％④。
贸易所受的影响参见表4，世界粮食的主要出口国美国的稻米出口减少4.82％，小麦出口减少4.74％，加拿大小麦出口增加42.31％，世界最大稻米出口地区东盟的出口减少93.38％。虽然中国、印度稻米产量都有所下降，但印度的稻米价格上涨幅度(70.28％)高于中国(55.88％)的近一成以上，而且同在亚洲的东盟不仅产量减少很多，价格也上涨近一倍，这样印度、东盟稻米出口减少75.16％、93.38％，中国稻米出口增加83.37％。由于亚洲地区以稻米为主食，如果世界粮食发生有利于小麦生产的情况，亚洲国家的贸易条件将趋于恶化。欧盟将成为除渔业之外的农产品的纯出口国，印度几乎成为农产品的纯进口国。由于欧盟农业的比较优势增加，其非农产业将出现产量和出口的萎缩。
由于农地需求的增加，土地价格将大幅上扬。其中欧盟、加拿大最为显著，分别上升达3.34倍和3.95倍。CPI(消费物价指数)普遍上升，最高为印度，上升16.96％，其次为非洲上升13.13％，中国上升7.62％，这些价格上升幅度较大的地区的消费物价指数CPI也上升很多，虽然生产价格不同于消费价格，但它也是消费价格的定价基础。
模拟情景二：
考虑CO[，2]影响的情景下，气候变暖的负面影响有所缓和，但东盟、巴西、澳洲、非洲、巴西的稻米产量仍在减少，而小麦的主要生产和出口国美国的小麦产量下降14.07％，非洲小麦仍将减产58.98％，世界粮食安全仍将面临严峻挑战。相比情景一，农产品生产价格上涨幅度减小，但非洲、印度和巴西等低纬度国家的价格上涨幅度仍然很高。由于CO[，2]的正面作用，土地价格上涨幅度与情景一比较已大幅降低。劳动力工资减少的情况与情景一相比略有好转。资本、自然资源的价格下降幅度减小。
世界主要稻米出口地区东盟的出口仍将减少30.04％，印度稻米出口减少64.64％，中国稻米出口增加3.9％；美国小麦出口减少22.36％。东盟、印度、巴西蔬菜水果出口将减少40.38％、47.11％、53.55％。中国蔬菜水果在产量增加2.23％、价格下降22％的基础上出口增加33％，与情景一的趋势基本相同。与情景一比较，各地区总体畜产品产量价格上升幅度减小，出口下降幅度也减少，这与以饲料为主的其它谷物价格在情景二中上升幅度减小有关。由于邻国在其它谷物、畜产品方面产量、出口的减少，世界主要畜产品出口国土地价格涨幅远高于中国，以及农产品主要出口国巴西的其它谷物产量继续下降18.05％，中国在其它谷物、畜产品增产8.47％、3.93％的基础上，其畜产品的出口将增长15.95％，其幅度高于其它国家。
比较两个情景的模拟数据可以看出，CO[，2]对作物的正面影响大幅度降低了气候变化和人口增长对作物的负面影响，所以在分析中有必要考虑CO[，2]的可能影响。但是此情景下美国小麦减产14.07％，比不考虑CO[，2]情景下更加严重。考虑CO[，2]的情景下，加拿大小麦增产达到107.24％，加拿大小麦生产者价格分别下降12.09％，同样情景下美国小麦生产者价格仅下降0.24％。在均衡模型中，供求波动影响价格，价格又是调节供求均衡的重要变量，以上情况下势必对同为北美地区的美国、加拿大的小麦生产、出口产生影响，表明在北美地区，由于生产者的适应性行为，小麦种植带可能向北迁移，模拟数据显示：美国小麦出口将减少22.36％，加拿大小麦出口将增加116.98％。
四、总结
气候变暖和人口变化对消费者的损害大于生产者，对食物开支占支出比重大的国家的负面影响更大，这是由于以粮食为主的农产品的需求缺乏弹性，即使农产品价格上涨，为维持基本生活需要人们也不得不消费。对低纬度地区的南方国家的损害大于高纬度地区的北方国家。另外，价格上涨、产量减少的趋势从农产品、农产品加工业、服务业与制造业逐步递减，反映农业对气候的敏感性高于别的产业，但气候的影响仍然会影响并逐步传导到其它产业，体现了农业的基础性。与发展中国家相比，发达国家的CPI变化普遍较小，这是由于食物支出在这些国家消费者的消费总支出中所占比重较小。值得关注的是，可能发生种植带自低纬度地区向高纬度地区的转移：北美地区，在各种情景下，美国小麦的出口和产量减少，加拿大小麦的产量和出口增加；在亚洲地区，中国稻米增产，东盟减产的趋势明显，各种情景下，中国稻米出口增加，东盟出口减少。农业贸易格局将因此而发生重大变化，加拿大将在世界小麦出口贸易中发挥更大作用，中国有可能取代东盟成为最大的稻米出口国。在亚洲地区，蔬菜水果、畜产品出口的重心也将转向中国。
本文的模拟情景显示：非洲的饥荒将更加严重，气候变暖、饥荒交织在一起，世界发展将更加不平衡。全球变暖、世界粮食安全这样的全球问题需要全人类的思考。在世界各国纷纷积极发展制造业、服务业的同时，必须采取措施减少温室气体的排放，以减弱全球变暖对农业的负面影响。
注释：
①A在GTAP中的数值表示见表1，后面模拟数据的主要计算方程参见ORANI模型文献。
②参见Harrison和Pearson(2002)，第193页。
③因篇幅所限，本文仅提供部分数据，如需要可与作者联系，GTAP中模拟数据庞大，只能根据需要摘录。
④数据引自安玉发、焦长丰：“世界主要农产品贸易格局分析”，中国农业出版社，2004年版，第7页、第49页。