粮食生产受价格影响的模拟分析，本文主要内容关键词为：粮食生产论文,价格论文，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、问题的提出
粮食安全问题是一个世界性的问题。粮食安全问题，尤其是中国的粮食安全问题引起了世界各国经济学家的重视。经济学家布朗1994年提出，由于中国巨大的人口基数和快速的人口增长，以及由于工业化、城镇化和水资源的限制将导致中国粮食产量的下降，足以引起世界粮食恐慌。布朗的担忧不是没有道理的。例如， 由李振声等人的研究表明，1984年至1993年间，我国粮食的播种面积由16.9326亿亩降至16.56亿亩，这一时期人口数年均增长为1.51%，而粮食产量年均增长为1.34%，粮食增长低于人口增长，结果我国人均粮食占有量从1984年的780.06斤下降到1993年的770.3斤，因此， 中国的粮食安全问题引起世界的关注是理所当然的。对于这个问题以及粮食生产情况，国内不少学者和粮食问题研究人员都提出了自己的看法。曾令华（1997）预测我国2010年粮食总产将达5.7403亿吨，而人口将增至14.3086亿人， 届时粮食的需求量为5.72347亿吨，产量大于需求量，但是， 由于对粮食的间接消费的快速增长有可能造成粮食的供应不足。程国强和陈良彪（1998）通过推算，预测我国2030年的粮食需求量不会突破6.4亿吨， 但没有预测届时的粮食产量是否能够满足需求。在上述分析中，对粮食的分析基本上是从土地资源着想的， 实际上粮食生产还与市场有关。 潘伟光和罗庆成（1998）在分析了美国、日本、印度和泰国等国家的粮食安全政策后，得出的结论是，粮食安全要重视发展粮食生产，其中价格支持是普遍采用的政策。另外，张治华（1997）、蒋乃华（1998）也分别撰文，论述了粮价的上涨对粮食增产起刺激和促进作用。然而他们的分析还需要定量的论证，本文将就粮食生产与价格问题展开，定量地模拟分析。
对经济政策进行模拟是一个行之有效的方法。政策模拟的预期性，对于政策的变动、实施以及决策者进行政策选择和决策，具有重要意义，因此，政策模拟越来越多地被用来研究经济问题。如澳大利亚的宏观经济模型MM（Murphy Model）、德国的宏观经济非均衡模型以及印度的宏观经济一般均衡模型等。其中澳大利亚的MM模型从价格、工资行为、劳动力参与、私人消费行为、商业投资、进出口、政府消费、金融市场等入手进行分析和参数估计，最后针对货币波动和财政波动引起的经济现象进行模拟（Powell & Murphy 1995）。德国的宏观经济非均衡模型在非均衡条件下，分析了工资、价格、成本、产出、商品市场和劳动力市场等经济现象（Smolny 1993）。此外，早在1980年代中期， 印度政府采用了所谓的注重外贸政策和工业化的“新经济政策”，由此引发了印度国内经济界的一场关于经济政策选择的争论，即制造出口导向工业化策略与农业需求导向工业化策略。针对这一争论，印度建立了可计算一般均衡模型（Storm 1995），模型由几个模块构成：（1 ）农业生产子模型；（2）非农业价格、工资和生产能力；（3）工资的产生和分配；（4）私人储蓄和消费；（5）投资；（6）进出口需求；（7）均衡条件；（8）政府收益、储蓄和消费；（9）存货变动；（10）国家财政；（11）中间等式。运用模型对这两个经济政策进行模拟，通过对模拟结果的分析，Storm得出结论认为，印度不论采用何种经济政策， 国民经济的发展都必须以农业为基础。
借鉴国外经验，对我国的经济政策进行模拟，分析模拟结果，从而选择出可行的策略。本文正是基于这样一种思考之上的。由于经济策略范围太广，本文仅从粮食生产的角度出发，运用模型进行数值模拟，探讨粮食价格的变动引起粮食产量增、减产情况。通过对各国模型的对比，并鉴于印度和中国同为发展中国家，两国的国情大体相同，都是人口大国和农业大国，都在重视发展农业的基础上致力于发展工业，本文选用Storm模型。
二、模型
2.1 模型介绍
由于Storm模型涉及的经济问题很广泛，而本文仅探讨粮食问题， 因此，本文引用农业生产子模型，建立了一个局部均衡模型。它由耕地面计算模块、化肥的计算模块和粮食产量的计算模块三个部分组成。
2.1.1 耕地面积
农业生产子模型中有不少计算土地面积的等式，如总耕作面积、总非灌溉面积、净播种面积、净灌溉面积。对于灌溉面积的计算，是从农业投入和相对价格入手的。
首先是从农业投入开始。（1）式是计算某一时期的总灌溉面积， 它是由前一期的总灌溉面积和农业投入决定：
gia[,i,t]＝w[,0]+w[,1]*j[,a,t-1]+w[,2]*gia[,i,t-1]
i＝1，...，4
（1）
式中gia[,i,t]，gia[,i,t-1] 是总灌溉面积，j[,a,t-1]是农业投入，w[,0]是常数，w[,1]是总灌溉面积相对于实际农业投入水平滞后一个时期的弹性，w[,2]是t时期的总灌溉面积相对于t－1时期总灌溉面积的弹性，其中下标t为时间，i＝1，2，3，4，分别为四种农产品水稻、小麦、玉米、大豆。通过一定的比例常数，就可以计算出净灌溉面积，即（2）式：
nia＝ζ* gia （2）
式中nia是净灌溉面积，ζ是比例常数。 再通过净灌溉面积与净播种面积之比，可计算出耕种密度，即（3）式
式中aci是耕种密度，γ[,0]是常数，γ[,1] 是灌溉密度关于耕种密度的系数，nsa是净播种面积。由耕种密度可计算出总耕种面积，即（4）式：
gca＝aci*nsa
（4）
式中gca是总耕种面积。 从而由总耕种面积减去灌溉面积可得非灌溉面积，即（5）式：
ngca＝gca－gia（5）
式中ngca是总的非灌溉面积，gia是总的灌溉面积。
其次是从相对价格开始。（6）式是计算各农产品的相对价格：
式中
是一种农产品关于另外几种农产品加权平均价格的相对价格，P[,i]是农产品的市场价格，x[,si]是各部门的生产水平，其中ζ[,j]为各农产品的权重，它是由各农产品价格与产量的乘积除以各乘积的加权求出，即ζ[,j]＝
。由于各农产品价格会影响各农产品的播种面积，因此必须考虑价格因素。（7 ）式即为计算各农产品总非灌溉面积随价格变化的方程：
式中ngca[,i,t]是各种农产品的总非灌溉面积，x[,0i]是常数，x[,1i]、x[,2i]是农产品相对于该农产品滞后一个时期的相对价格的弹性。 （8）式为计算总灌溉面积随价格变化的方程：
式中gia[,i,t]是各种农产品的总灌溉面积，x[,3i]是常数，x[,4i]、x[,5i]是农产品相对于该农产品滞后一个时期相对价格的弹性。由非灌溉面积和灌溉面积可得总耕种面积，即（9）式：
gca[,i]＝ngca[,i]+gia[,i]i＝1，……，4（9）
式中gca[,i]是总的耕种面积。
2.1.2化肥投入量
农业生产的一项重要内容是化肥的投入，化肥的投入对价格是敏感的，即化肥的市场价格和农产品的市场价格决定化肥的投入。（10），（11）式中化肥的价格与农产品的价格之比决定了单位化肥的投入：
式中fert[,k,i]是每公顷水种农产品消费的化肥，v[,0ki]是常数，v[,1ki]是每公顷农产品消费化肥的价格弹性，P[,6]是化肥的价格。
式中fert[,i]是每公顷农产品消费的化肥，v[,0i]是常数，v[,1i]每公顷农产品消费化肥的价格弹性。由单位面积化肥投入和农产品播种面积，可计算出总的化肥投入，即（12）、（13）式：
frt[,i]＝fert[,1i]*（gca[,i]－gia[,i]）+fert[,2i]gia[,i]
i＝1，2 （12）
fir[,i]＝fert[,i]*gca[,i]i＝3，4（13）
式中frt[,i]是各农产品所消耗的化肥的总量。
2.1.3粮食产量的计算
基于灌溉面积和化肥投入，我们可以计算出粮食产量。粮食产量是由粮食单产与粮食的播种面积决定，而粮食单产是由农产品的品种和化肥的投入量决定。本文仅考虑化肥的作用。（14）、（18）式表明了粮食单产与化肥的函数关系。（14）式通过单位面积化肥的投入，可计算出单位的粮食产量：
yld[,ki]＝ε[,0ki]+ε[,1ki]*fert[,ki]－ε[,2ki]*fert[2][,ki]k，i＝1，2
（14）
式中yld[,ki]是每公顷水种农产品的产量，ε[,0ki]是常数，ε[,1ki]是化肥相应函数的系数，ε[,2ki]是化肥相应函数的系数。水种农产品产量分为灌溉的与非灌溉的，因此有必要分别计算，（15）式计算灌溉面积占总耕种面积的比重：
式中Ψ[,2i]是比例常数，（16）式是计算非灌溉面积占的比重：
Ψ[,1i]＝1－Ψ[,2i]i＝1，2 （16）
式中Ψ[,1i]是比例常数。则水种农产品的产量可由（17）计算出：
（18）式是计算非水种农产品的单位产量：
logyld[,i]＝ε[,0i]+ε[,1i] * logfert[,i]i＝3，4
式中yld[,i]是每公顷农产品的产量，ε[,0i]是常数，ε[,1i] 是每公顷农产品的产量相对于每公顷化肥投入的弹性。从而各农产品的产量可由单位产量与总播种面积计算出，即（19）式：
x[,si]＝yld[,i]*gca[,i,t]i＝1，…，4（19）式中x[,si]是粮食的产量。（20）
式计算各部门生产能力的外生水平：
式中a[,6i]为各农产品化肥投入量与各农产品粮食产量的投入—产出比。
2.2 模型改进
由于印度与我国在农业生产上，特别是在粮食的播种上的差别，因此，Storm模型并不完全适合于我国，根据我国的情况， 需要对模型进行修改。
本文首先对耕地面积进行改进。由于受到工业化和城镇化的影响，以及水资源的限制，我们假定灌溉面积的变化是可忽视的，那么考虑灌溉面积总量的增长是意义不大的。本文仅从价值的角度来分析的。因此本文不考虑等式（1）的作用。相应地等式（2）、（3）、（4）、 （5）也不予以考虑。此外，从我国农业年鉴中可以看出，农产品只有播种面积，没有分灌溉面积与非灌溉面积，因此无法获取等式（7 ）中各农产品的非灌溉面积。由于（7）、（8）两等式结构相同，可将两式综合起来考虑，并将灌溉面积视为播种面积来计划，这样就可以将（7 ）、（8）、（9）综合为一个等式。土地计算中仅保留了（6）式和（8）式。
其次是化肥计算的改进。与化肥计算有关的等式是（10）、（11）、（12）、（13）。由于本文思考的范围是农业经济的一般均衡，即仅考虑单位化肥投入量对粮食生产的影响，不考虑农业与工业的相互作用，因此不考虑（12）、（13）以及（21）式。
最后是粮食产量计算的改进。与粮食计算有关的等式是等式（14）、（15）、（16）、（17）、（18）、（19）。其中等式（14）、 （15）、（16）、（17）涉及到非灌溉面积的计算，如我们所述， 我们考虑的是播种面积，因此不予以考虑。等式（20）是外生关系，与农业生产子模型没有最直接的联系，因此出不予以考虑。经整理得具体模型如下：
三、模型参数的估计
对模型（22）—（28），设计众多参数，我们对模型中的参数采取回归求出。有关回归所需的数据给出在表1、表2中。由表1 给出的等式（23）所需的各农产品的播种面积，以及再将各年的各农产品价格代入等式（22），求各农产品的相对价格， 然后由这些数据可回归出式（23）中的参数，即得
表1 近十年我国粮食播种面积、化肥投入量和粮食亩产
项目总播种面积 总化肥施用量 粮食亩产量
(万亩)
(万吨)
(千克)
1990
170198.8 2590.3 265
1991
168470.4 2805.1 262
1992
165839.5 2930.2 272
1993
165763.05 3150.0275.4
1994
164315.7 3317.9
270.87
1995
165091.13 3593.7282.6
1996
168821.19 3827.9298.8
（表中数据来源于《中国农业年鉴》）
表2 各农产品的播种面积和亩产量
年份 1995年 1996年
面积(万亩) 亩产(千克)
面积(万亩) 亩产(千克)
水稻46117.32 401.60 47109.45 414.13
小麦43290.00 236.07 44415.75 248.93
玉米34163.85 327.80 36747.45 346.87
大豆12189.78 110.70 11206.09 117.93
对于（24）、（25）式，可用表1 计算出来的各年单位面积化肥的投入量，以及化肥与各农产品价格的比值，就可以回归出式（24）、（25）的参数，即得
此外，由表2给出的各农产品的亩产，以及由表1计算出的各年单位面积化肥的投入量，可得等式（26）和（27）的参数，即
（29）～（40）式即为我们用于模拟分析的基本方程。
四、模拟结果与讨论
基于（29）～（40）式，我们将我国1997年的化肥价格和各农产品价格作为初值（见表3），代入模型求出各函数的初始值， 然后按一定的百分比变动各农产品价格以及化肥价格，从而模拟得出粮食总产随价格变动的情况。
表3 化肥和各农产品的市场价格
化肥 水稻 小麦 玉米 大豆 高粱 马铃薯
价格(元/千克) 1.2
1.6
1.8
1.5
2.2
2.5
0.5
（表中数据来源于中国统计出版社：《中国产品信息年鉴》， 1997）
4.1 各农产品价格同幅度变动模拟
农产品价格变动的情况是复杂的，因此为了使问题简单化，我们对于农产品价格的同时变动，只考虑同幅度变动的情况。图1 是对各农产品价格同幅度变动进行模拟的结果。
从图1中曲线的走向来看，随着粮食价格的普遍提高， 各农产品的产量出现增产。这是因为农产品价格的提高，使得农产品耕种者有更多的资金来加大化肥投入，化肥投入的加大使得粮食单产水平普遍提高，从而在灌溉面积不变的情况下，实现粮食总产增产。从图中我们可以看到，价格与粮食的总产量曲线是条微上凸的曲线，这与一般产品的供应曲线（斯蒂格利茨，1997）是一致的。曲线接近斜率为0.5的直线， 即边际小于1，调整价格对粮食总量增长意义有效。
图1 粮食总产随农产品价格同幅度变动趋势图
（图中横坐标是价格变动百分率，纵坐标是粮食总产，单位：亿吨）
4.2 各农产品单一价格变动
由于全面调整粮食价格的增长意义不足，我们关心的是单一农产品价格变动对总产量的影响。各农产品单一价格变动的模拟，就是保持其它三种农产品的价格不变。将某一农产品价格按一定比例变动，从而模拟出粮食总产随价格变动的情况，相应地画出变动图。
图2 粮食产量随水稻价格变动趋势图
图3 粮食产量随小麦价格变动趋势图
（横坐标为价格，单位：元／千克， 纵坐标为粮食总产， 单位：10[3]亿千克）
模拟结果显示，水稻、小麦和玉米价格增加，粮食总产量出现先升后降的特性，提高大豆价格，粮食总产量下降。
图4 粮食产量随玉米价格变动趋势图
图5 粮食产量随大豆价格变动趋势图
（横坐标为价格，单位：元／千克，纵坐标为粮食总产， 单位：10[3]亿千克）
这里的模拟结果是不难理解的。首先，从表2中的统计资料可知，我国农产品的播种主要以水稻为主，它的播种面积最大，占总播种面积的27.9%，并且单产也是最大，为414.13千克／亩，因此，水稻产量的增、减直接影响到粮食总产量的增、减。如何控制好水稻价格，是确保粮食增产的关键。从图2中曲线可以看出，水稻价格从1.6元到2.6 元之间，粮食产量对水稻价格的变动反应敏感而大幅增产，在2.6 元之后粮食产量增产幅度不大，当价格约增至3.22元时，粮食产量达到极大值，此时比调价前约增产0.1631亿吨。当进一步提价时，粮食产量出现递减。粮食之所以出现递减，是由于水稻价格的过高，超出了消费者承受能力，从而导致其它农产品如小麦成为水稻的替代。因此适当提高水稻价格有助于增加粮食总产量。实际上由于化肥、农药的涨价，我国水稻主要产区水稻生产的利润已经很低，水稻生产的长江三角洲区单产收入较小麦生产的华北地区高100元（许世远，王铮，等，1997）， 但净收益却低了100元，因此， 适当提高水稻价格是提高我国粮食总产量的一个途径，但是一味提高水稻价格不是根本之道。
从图3曲线我们可以看出， 我国小麦目前的价格已使得粮食产量处于减产状态，也就是说，目前小麦的价格过高。注意到我国小麦的播种面积也不小，仅次于水稻，但单产低为每亩248.93千克，因此在适当提高水稻价格时同时降低小麦价格，是实现粮食总产量增加的技术途径之一。这个过程可能产生单产较高的水稻对小麦的替代。
表1显示我国玉米的播种面积不大，但单产很高，仅次于水稻。图4表明玉米价格的上调有助于粮食增产，但增长不大。例如，当玉米价格调至2.85元时，粮食总产达到最大为4.2126亿吨，但仅比调价前增产66.1亿千克，而此时玉米的价格已上调了90%，接近两倍（见图4），因此没有必要提高玉米的价格。另外，粮食产量对于大豆价格的变动不敏感，大豆价格的上涨只使粮食产量略有所降（见图5）， 这是大豆单产较低导致的。
4.3 化肥价格变动模拟
在粮食价格不变的情况下，化肥价格的变动意味着化肥投入量的增减，这直接影响到粮食单产的大小，进而影响到粮食产量的增减。通过模拟画出曲线图6。由模型可知，单位化肥投入量与化肥价格成正比， 而与农产品价格成反比。因此，化肥价格的上涨意味着农产品价格的下降，也就意味着粮食产量的下降。从图6中的曲线走向可以看出， 粮食产量随着化肥价格的上涨呈现直线下降，这说明化肥价格的上涨导致化肥投入的减少，从而影响粮食生产，并导致粮食减产。
这里要特别强调的是，从近几年的统计资料来看，化肥价格的涨幅远远高出农产品，并且化肥价格的弹性几乎是农产品的两倍。因此在化肥价格与农产品价格同时上涨的情况下，农民从由于农产品的提价而获得的收益，将不足以补偿化肥价格上涨所造成的损失，那么农民所获得的净收益是递减的，这在某种程度上影响了农民的种粮积极性，并有可能转向到种植比较效益高的经济作物。因此，控制化肥价格是保证增产增收的重要手段之一。
图6 粮食总产随化肥价格变动趋势图
（横坐标为价格，单位：元／千克， 纵坐标为粮食总产， 单位：10[3]亿千克）
五、结论
粮食生产活动是农业生产活动中的主要内容，它决定了粮食的产量，而粮食产量是粮食安全的基础，没有产量就没有安全可言。因此，控制好粮食生产活动，也就抓住了粮食安全的本质。一般来讲，粮食生产活动中，扩大播种面积、增大化肥投入和提高粮食单产是实现粮食增产的主要途径，而价格在其中起到了非常重要的调节作用。运用价格这一调节手段，我们就可以达到控制粮食生产的目的。就本文而言，在灌溉面积总量一定的条件下，通过价格调节，实现单产低的农产品灌溉面积向单产高的转移，是实现粮食增产目的途径之一。此外，增大化肥投入以提高粮食单产，是实现粮食增产的另一途径。通过对模拟结果的分析，我们得出以下结论：
（1）由于粮食价格的普遍上调，使得粮食产量呈现增长趋势， 当价格上调15%时，粮食增产82.6亿千克。因此，在不引起社会性问题的前提下，适当提高粮食的价格不失为实现粮食增产的手段之一。
（2）再就单一价格变动看， 水稻价格的提高特别有助于粮食的增产，但应在一定的范围内进行调节，如水稻价格在1.6元到2.6元之间变动时，粮食产量提高较大。小麦、玉米和大豆的价格变动不利于粮食产量的增产，因此实施水稻提价、小麦适当降价是通过价格手段刺激粮食生产的途径。
（3）化肥的投入与化肥价格以及农产品价格是相关的， 化肥投入量的大小取决于两者的比值。通过模拟我们知道，化肥价格的上涨不利于粮食增产，因此，控制化肥价格，扩大化肥的生产能力以及提高化肥的效能，也是粮食增产的因素之一。
粮食价格变动不是一个孤立的事件，它的变动，必然引起其它经济因素的连锁互动。因此，将粮食价格定位于什么样的位置，并不是一件容易的事，特别是农作物品种替代与水资源、土地资源状况有关，水稻生产受水资源影响大，需要就农业资源与农业生产问题一起分析。就本文而言，前面的模拟是一种理想性的结果，但作为一种政策性建议，不失其可行之处。
总之，我们认为，为了实现粮食生产稳产增收的目标，就我国目前的粮食流通体制而言，短时期内，对粮食价格特别是水稻价格实行价格保护政策是必要的。但从长远来看，特别是从粮食体制改革以及开放粮食市场来看，粮食价格必然要面向市场开放，走市场调节的道路，只有这样，粮食价格才能真正起到杠杆调节作用。