中国杂粮供求：基于局部均衡模型的结构与模拟分析，本文主要内容关键词为：杂粮论文,中国论文,局部论文,模型论文,结构论文，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、研究意义
长期以来，在中国粮食安全中占主导地位的一直是大宗粮食品种，即水稻、小麦、玉米和大豆，杂粮①处于辅助地位。正是这种辅助地位，使杂粮的种植面积不断下降。在中华人民共和国成立初期的1952-1959年，杂粮种植面积达到平均4574万公顷，远高于3014万公顷的水稻种植面积，在粮食总种植面积中的比重为36％，高出水稻种植面积比重12个百分点；随着时间的推移，粮食总种植面积不断下降，到2000-2005年，粮食总种植面积缩减到年均10396万公顷，其中，杂粮种植面积也处于不断下降的态势，缩减到年均仅1792万公顷，与1952-1959年相比缩小了60％，而玉米种植面积呈不断扩大的态势，从1952-1959年的年均1443万公顷扩大到2000-2005年的年均2464万公顷，扩大了71％。
虽然杂粮在粮食安全中处于辅助地位，但由于其品种具有生长期短、耐旱耐涝等特点，在弥补自然灾害所导致的大宗粮食减产方面功不可没，同时也是维持中国粮食供求平衡的重要组成部分。1952-1959年，杂粮年均产量达5309万吨，仅次于7601万吨的水稻年均产量，占粮食年均总产量的30％。尽管种植面积不断缩小，但是，2000-2005年，杂粮年均产量依然保持在5000万吨之上，这主要归功于杂粮单产水平的不断提高。从1952-1959年到2000-2005年，杂粮单产水平提高了1.5倍，高于水稻和大豆的单产上升水平。受自然条件的影响，全国各地的杂粮种植也各有品种优势，例如，山西集中种植谷子、燕麦等品种，内蒙古集中种植马铃薯、红小豆、绿豆、荞麦等品种，云南集中种植荞麦，黑龙江集中种植小豆(闫玄梅等，2006)。此外，在水资源短缺或种植条件恶劣的地区，一般来说杂粮单产虽然低于玉米单产，其经济效益却相对较好，例如，山西谷子每公顷收入高出旱地玉米2000元以上，绿豆每公顷收入高出小麦2000元以上(张雄等，2005；闫玄梅等，2005)，并且根据《全国农产品成本收益资料汇编2006》的数据，2005年，全国玉米每亩净利润为95.54元，全国高粱每亩净利润为145.02元，全国谷子每亩净利润为136.07元。这也是在水资源短缺或种植条件恶劣地区推动杂粮种植的重要因素之一。
目前，国内粮食需求正从“量”向“质”②的方向转变，食品加工业(例如酿造业、方便食品加工业等)和饲料工业的原料需求正在不断增加。受上述需求因素的影响，进入20世纪90年代以来，中国杂粮需求量基本保持稳定态势，年均需求量在5000万吨之上(图1)
图1 中国杂粮供求变动情况
资料来源：中国对外经济贸易年鉴编辑委员会(编)：《中国对外贸易年鉴》(1983-2003年，历年)，中国展望出版社；中国商务年鉴编辑委员会(编)：《中国商务年鉴》(2004-2006年，历年)，中国对外经济贸易出版社；农业部(编)：《中国农业统计资料》(1982-2005年，历年)，中国农业出版社。
从杂粮贸易来看(图1)，中国从1995年开始转为净进口国，虽然2003年一时又转为净出口国，但此后一直显现为净进口，2005年，中国杂粮净进口量达138.5万吨，1995-2005年，中国杂粮净进口量已经累计达1129万吨。受中国酿造业原料需求不断增加的影响，大麦产品已经成为中国最大的杂粮进口品种，2005年，中国大麦进口量达218万吨。可见，中国杂粮净进口的局面很难改观。
从以上分析可以看出，无论是从供给还是消费需求乃至满足人体营养方面来讲，杂粮与大宗粮食作物具有重要的互补作用；杂粮生产主要集中于水资源短缺或地理条件恶劣的地区，种植面积波动较大且具有不断下降的态势，而且单产提高相对缓慢，这将会对未来中国杂粮的国内供给能力产生负面影响，在杂粮需求相对稳定的背景下，中国杂粮供给将可能不得不依赖进口，这对于中国粮食安全不能不说是一个潜在的不稳定因素。
在以往有关中国粮食安全的研究中，主要考虑的是大宗粮食产品或一部分杂粮(例如黄季焜等，1998；陈永福，2004)，很少运用计量经济方法对杂粮的供求问题进行深入的分析和探讨；即使是关注杂粮的研究，也仅从定性的角度，探讨其发展战略问题(例如张雄等，2005；王广斌等，2006；陈利等，2004；李霞等，2007)。
因此，本文从确保中国粮食安全的角度出发，通过建立杂粮供求的局部均衡模型的计量经济方法，进行中国杂粮供求变动的结构分析，并在此基础上运用该模型，针对未来中国杂粮供求可能出现的前景，设定不同的方案并进行模拟分析。
二、研究方法与数据
(一)研究方法
本文主要运用局部均衡模型的计量经济方法建立中国杂粮供求局部均衡模型(以下简称“杂粮模型”)，并应用计量经济模型进行结构分析和模拟分析；同时，为提高对未来中国杂粮供求变动模拟分析的可靠性，本文引入概率模型对计量经济模型中的外生变量进行模拟分析。下面分别对杂粮模型和概率模型的模型假定、形式和内容进行说明。
1.杂粮模型。鉴于有关杂粮供求的部分数据的不可获得性，在模型构建中假定杂粮库存保持不变，同时，运用杂粮生产价格替代消费价格。除上述假定之外，还假定中国杂粮市场是一个完全竞争市场且不存在贸易壁垒，杂粮产品均是同质的。
在上述假定条件下，杂粮模型函数形式和市场出清恒等式如下：
供给反应函数
(1)式～(7)式中变量的名称及其统计描述情况整理在表1中。其中，人均国内生产总值、中国总人口、自然灾害率、汇率、农业生产资料价格指数以及虚拟变量均为外生变量，其余变量为内生变量。
(8)式中，TD为时间趋势；E为残差；a和b为待估计参数；ADR为自然灾害率的均值；S为偏差；t为年度。
第二，运用残差(或偏差)建立经验概率分布模型。①将根据(8)式所得残差(或偏差)，按照从小到大的顺序排序，求出残差(或偏差)的最大值(MAX)和最小值(MIN)的差值。把得到的差值划分为五等份，并分别表示为
第三，运用(8)式模型估计所得到的农业生产资料价格指数的模拟值APF(或自然灾害率的均值ADR)加上根据经验概率模型模拟得到的残差模拟值(或偏差模拟值)，求得各年份农业生产资料价格指数的实际模拟值APFR(或自然灾害率模拟值DRF)。即：
APFR=APF+EF或DRF=ADR+SF(10)
(二)数据来源
各变量的数据主要来自国家公开出版的各种年鉴和汇编资料以及国际组织公布数据。其中，杂粮产量来自《中国农业统计资料》；杂粮国内价格和玉米价格来自《农产品成本收益资料汇编》③，1982-2005年生产价格数据(producer price)来自联合国粮农组织数据库(FAO STAT)，其中，由于联合国粮农组织数据库只在该组织网站(www.fao.org)上公布了1990年以后的数据，1982-1990年的生产价格数据来自日本国际农林水产业中心的JIRCAS STAT Ver.3.1数据库(该数据库的原始数据与联合国粮农组织数据库相同)；农业生产资料价格指数、人均国内生产总值、人民币兑换美元汇率及中国总人口数据来自《中国统计年鉴》④；自然灾害率来自中国农业部种植业网⑤；关于虚拟变量，1995年取值为1，其余年份取值为0；杂粮出口量、杂粮进口量及杂粮出口价格(以人民币计价)数据来自《中国对外贸易年鉴》和《中国商务年鉴》⑥。
(三)杂粮模型的估计方法
在对杂粮模型的估计过程中，(1)式～(7)式的估计区间为1983-2005年，估计方法为系统估计中的三阶段最小二乘法(3LS)，估计所用软件为Eviews Ver.6.0。对(8)式的估计运用最小二乘法，估计区间为1983-2005年。
三、估计结果与模型模拟结果的拟合检验
(一)估计结果分析
根据上述杂粮模型函数形式((1)式～(8)式)和各变量的数据，运用三阶段最小二乘法和最小二乘法所估计的杂粮模型结果整理在表2中。
从表2中杂粮模型的估计结果可以看出，杂粮产量对农业生产资料价格的短期弹性相对较高，为-0.852。这表明，农业生产资料价格指数每变动10％，杂粮产量将下降8.5％，这也与杂粮生产成本相对于玉米而言较低有关，一旦农业生产资料价格出现上扬，将会严重影响杂粮生产投入，导致杂粮产量下降。杂粮产量对自身价格和替代产品价格不太敏感，弹性分别为0.276和-0.179，表明杂粮价格和玉米价格每上升10％，杂粮生产仅分别上升2.76％和下降1.79％。杂粮产量对干旱灾害率相对较不敏感，这也与较多杂粮品种具有耐旱等特点有关联。杂粮产量对农业生产资料价格的长期弹性⑦大于1，即杂粮产量对农业生产资料价格的变动十分敏感，如果农业生产资料价格长期上升，杂粮供给必将不断减少。
针对价格函数，通过移项整理就可以得到人均需求函数。即：
通过重新计算，人均杂粮需求对自身价格和玉米价格以及收入都富有弹性，其系数分别为-1.975、2.954和5.091。即杂粮价格每上升10％，人均杂粮需求量下降19.7％；玉米价格每上升10％，人均杂粮需求量增加29.5％；人均国内生产总值年变动比值每变动1％，人均杂粮需求量就上升5.09％，收入增加对杂粮需求的影响非常显著。此外，虚拟变量的系数经重新计算为0.472，即当中国实施禁止粮食出口政策时(自然灾害或非可控事件等突发因素导致国内粮食供给不足时)，DM1等于1，对其系数求自然对数的反函数的值，可得人均杂粮需求量将增加1.6公斤，即杂粮会弥补国内大宗粮食供给的不足。杂粮出口对出口价格和汇率都富有弹性。即出口价格越低，出口量越大；人民币汇率越是升值，出口量越小。杂粮进口对国内价格和国内前期产量也都富有弹性；国内价格上升幅度越大，进口越多；国内前期产量越少，进口越多。
从以上分析可以看出，杂粮供给对农业投入品的价格相对敏感，杂粮需求对人均收入的变动相对敏感，杂粮出口对汇率变动相对敏感，而进口则对国内前期产量相对敏感。
(二)模型模拟结果的拟合检验
为了提高杂粮模型的拟合度，将2003-2005年外生变量的实际数据代入杂粮模型，对杂粮模型进行了系数调整。根据调整后的杂粮模型测算得到的各内生变量相对均方误差(RMSP)中，杂粮产量的RMSP为1.6％，杂粮价格的RMSP为7.3％，进口量的RMSP为12％，出口量的RMSP为14％，出口价格的RMSP为12.3％，人均杂粮需求量的RMSP为1.9％，玉米价格的RMSP为3.8％。其中，进出口量、出口价格的RMSP超过10％，进口函数和出口函数的拟合度不高，主要与进出口量及出口价格的变动系数较大(均超过0.5，见表1)有关，而且与进出口量对其价格比较敏感有很大关系。这也进一步显示了杂粮进出口贸易的不稳定性、不确定性以及预测的困难性。
四、未来不同情景下中国杂粮供求变动的模拟分析
(一)未来不同情景下模拟方案的设定
本文主要针对杂粮模型中的五个外生变量进行了模拟分析假定⑧，并据此划分四个杂粮模拟分析方案，即中位经济增长方案(以下简称“中位增长方案”，用符号A表示)、高位经济增长方案(以下简称“高位增长方案”，用符号B表示)、低位经济增长方案(以下简称“低位增长方案”，用符号C表示)及中位经济增长随机方案(以下简称“中位增长随机方案”，用符号D表示)，各模拟分析方案的内容整理在表3中。其中，根据表2显示的农业生产资料价格指数与时间趋势回归函数((8)式)的估计结果及概率模型，模拟得到的2006-2020年农业生产资料价格指数结果显示在图2中；根据概率模型模拟得到的2006-2020年自然灾害率的结果显示在图3中。
(二)未来不同情景下中国杂粮供求模拟分析
依据上述未来不同情景下杂粮模型的四种模拟分析方案的设定，把(1)式～(7)式估计得到的模型参数及模拟分析方案设定的外生变量值代入到杂粮模型中，并运用杂粮模型进行系统模拟后所得结果分别整理和显示在表4和图4中。
从表4可以看出，在不同方案下杂粮产量的模拟结果中，杂粮产量都呈下滑的态势，其中，低位增长方案下产量下滑速度最慢，到2020年将减少到4560万吨，接下来分别是中位增长方案和中位增长随机方案下的产量下滑速度，高位增长方案下产量下滑速度最快，到2020年将减少到3794万吨；杂粮人均需求量也呈下降的态势，其中，中位增长随机方案和中位增长方案下杂粮人均需求量下降得最快，杂粮人均需求量下降得最慢的是低位增长方案；对于杂粮总需求量，到2020年，高位增长方案下总需求量最高，以下依次为中位增长方案、低位增长方案和中位增长随机方案。
从表4中不同方案下杂粮净贸易量的模拟结果可以看出，高位增长方案、中位增长方案和中位增长随机方案下的净进口量呈扩大的态势，其中，高位增长方案下的净进口量扩张最快，到2020年将达到1178万吨。
从图4可以看出，在高位增长方案下，国内杂粮价格指数呈长期上升的趋势；在低位增长方案下，国内杂粮价格指数呈长期下降的趋势；在中位增长方案和中位增长随机方案下，国内杂粮价格指数在出现一定幅度的下滑之后，长期处于恢复性上升的趋势。
从以上分析结果中不难看出，伴随着国内杂粮产量的不断下降和需求的“刚性”，中国杂粮净进口的局面将很难出现重大改观；当出现人民币年升值率超过5％、总人口中位以上增长的情况时，中国杂粮进口将会不断扩大，国内产量将会不断下滑。
图4 不同方案下国内杂粮价格指数的模拟结果(2005年=100)
五、结论
本研究运用局部均衡的计量经济方法构建了杂粮供求模型，并进行了结构分析，在此基础上引入了概率模型，针对未来不同情景对中国杂粮供求进行了模拟分析，最后所得结论如下：
第一，杂粮产量对农业投入品的价格相对敏感，杂粮需求对人均收入的变动相对敏感，杂粮出口对汇率变动相对敏感，而杂粮进口则对国内前期产量相对敏感。其中，杂粮产量对农业生产资料价格指数的长期弹性大于1。这表明，如果农业生产资料价格长期上升，杂粮产量必将不断减少。
第二，伴随着国内杂粮产量的不断下降和需求的“刚性”，中国杂粮净进口的局面将很难出现重大改观；当出现人民币年升值率超过5％、总人口中位以上增长的情况时，中国杂粮进口将会不断扩大，国内产量将会不断下滑；当人民币年升值率达7％、人口处于高位增长时，中国杂粮进口将会超过1000万吨，杂粮对于中国粮食总体供求平衡而言，也会变得举足轻重。而从世界杂粮供求的角度来看，鉴于目前世界各国粮食种植专业化程度的提高，与大宗粮食作物(水稻、小麦、玉米和大豆)相比，要确保一定规模的杂粮进口来源将是非常困难的一个问题。这必将会对中国的粮食安全产生一定的威胁。
注释：
①杂粮指除水稻、玉米、小麦以外的谷物(谷子、高粱、大麦、荞麦、燕麦、黍子等)和除大豆以外的豆类(蚕豆、红豆、绿豆、豌豆等)及薯类。
②“质”是指食物营养的多样性和全面性、食物的安全性以及食物的保健性功能。
③国家发展改革委价格司(原国家计委价格司)(编)：《农产品成本收益资料汇编》(1982-2006年，历年)中国统计出版社。
④国家统计局：《中国统计年鉴》(1983-2006年，历年)，中国统计出版社。
⑤中国农业部种植业网(http://zzys.agri.gov.cn)。
⑥中国对外经济贸易年鉴编辑委员会(编)：《中国对外贸易年鉴》(1983-2003年，历年)，中国展望出版社；中国商务年鉴编辑委员会(编)：《中国商务年鉴》(2004-2006年，历年)，中国对外经济贸易出版社。
⑦杂粮产量对农业生产资料价格的长期弹性=
。
⑧虚拟变量假定为0。