我国粮食生产与消费的预测分析

2015-02-18李光泗

统计与决策 2015年11期

李光泗，钟钰

（1.南京财经大学粮食安全与战略研究中心，南京 210003；2.中国农业科学院农业经济与发展研究所，北京 100081）

1 粮食生产形势预测

1.1 主要预测方法

ARIMA模型全称为自回归移动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model，简记 ARIMA)。是由博克思(Box)和詹金斯(Jenkins)于20世纪70年代初提出的一著名时问序列预测方法，所以又称为box--jenkins模型、博克思-詹金斯法。ARIMA模型可分为3种：(1)自回归模型(简称AR模型)；(2)滑动平均模型(简称MA模型)；(3)自回归滑动平均混合模型(简称ARIMA模型)。ARIMA模型的基本思想是：将预测对象随时间推移而形成的数据序列视为—个随机序列,以时间序列的自相关分析为基础,用一定的数学模型来近似描述这个序列。这个模型一旦被识别后就可以从时间序列的过去值及现在值来预测未来值。ARlMA模型在经济预测过程中既考虑了经济现象在时间序列上的依存性，又考虑了随机波动的干扰性，对于经济运行短期趋势的预测准确率较高。

1.2 粮食生产形势预测

粮食生产是各种生产要素投入综合相互作用的结果，影响我国粮食综合生产能力的直接因素是：耕地面积、单产水平。为此，本研究从粮食生产面积与单产变动趋势入手对粮食产量进行预测。

1.2.1 粮食生产面积预测模型

首先，确定各模型的差分阶数，根据AIC与SC准则确定最优滞后阶数，进而对各变量进行ADF检验，结果显示稻谷满足二阶差分条件，小麦满足二阶差分条件，玉米满足一阶差分条件。然后，分别利用各自差分后变量的自相关函数图和偏自相关函数确定自回归与移动平均的滞后阶数。根据自相关函数图和偏自相关函数中各变量的显著性变化，分别初步确定粮食、稻谷、小麦、玉米生产面积的p、q数值。在模型初步分析的基础上，根据AIC信息值来判断最优的模型结构形式。

稻谷播种面积预测模型为ARIMA（3，4，2），模型具体形式为

根据上述的预测模型，分别预测稻谷、小麦、玉米的单产水平，结果显示，粮食单产水平基本保持增长趋势，但是小麦单产基本处于相对稳定状态。具体来看，2013～2020年，稻谷与玉米的单产增长趋势明显，稻谷的单产水平从2013年6661公斤/公顷持续增长到2020年的7286公斤/公顷；玉米的单产水平从2013年的5795公斤/公顷持续增长到2020年的6499公斤/公顷；小麦单产水平基本稳定，保持在4700公斤/公顷到4850公斤/公顷之间，可见小麦单产的增产难度可能较大的现实。从粮食播种面积增长率来看，2020年前后我国将一直处于城镇化和工业化的加速期，我国耕地面积及种植面积仍将受到较大压力，尽管我国高度重视“三农”问题，粮食生产将迎来新的增长周期，种植面积会有小幅增加，但长期仍呈递减态势。

1.2.2 粮食单产预测模型

本研究采用采用对数函数形式建立单产预测模型。首先，确定各模型的差分阶数，根据AIC与SC准则确定最优滞后阶数，进而对各变量进行ADF检验，结果显示稻谷单产对数变量满足二阶差分条件，小麦与玉米单产对数变量均满足一阶差分条件。然后，分别利用各自差分后变量的自相关函数图和偏自相关函数确定自回归与移动平均的滞后阶数。根据自相关函数图和偏自相关函数中各变量的显著性变化，稻谷、小麦、玉米单产预测ARIMA模型的p、q数值。在模型初步分析的基础上，根据AIC信息值来判断最优的模型结构形式。

稻谷单产的预测模型确定为ARIMA(6，3，2)

根据上述的预测模型，分别预测稻谷、小麦、玉米的播种面积，结果显示，粮食播种面积基本保持增长趋势，具体来看，2013～2020年，小麦与玉米的播种面积增长趋势明显，稻谷播种面积从2013年30337千公顷持续增长到2020年的31348千公顷，小麦的播种面积从2013年25207千公顷持续增长到2020年的26270千公顷，玉米的播种面积从2013年的34518千公顷持续增长到2020年的36824千公顷。

1.2.3 产量预测分析

根据上述粮食单产与播种面积预测模型，本研究分别对2013～2020年的稻谷、小麦与玉米的单产与播种面积进行预测，进而推算各种粮食产量。根据粮食播种面积与单产水平的预测，本研究根据单产、面积与总产量关系获取粮食总产量预测值。

式中TPQt表示各种作物总产量，AAPt表示各种作物单产水平，TPAt表示各种作物总播种面积。根据上述模型关于粮食单产与播种面积的预测结果，可以计算出粮食产量的预测结果。结果显示，2013～2020年，稻谷与玉米的产量增长趋势明显，小麦的产量增长相对缓慢。稻谷产量从2013年20208万吨持续增长到2020年的22839万吨；玉米产量从2013年20002万吨持续增长到2020年的23932万吨；小麦产量从2013年12103万吨持续增长到2020年的12567万吨，可见小麦增产难度可能较大的现实。

表1 我国各主要农产品产量的中长期预测

2 粮食消费及供需缺口形势分析

2.1 预测方法

由于我们可获得的消费数据时间范围较短，所以本研究采用指数平滑法进行预测。指数平滑法是预测中常用的一种方法，也用于中短期经济发展趋势预测，所有预测方法中，指数平滑是用得最多的一种。据平滑次数不同，指数平滑法分为：一次指数平滑法、二次指数平滑法和三次指数平滑法等。根据稻谷、小麦与玉米消费量变动趋势，本研究均采用一次指数平滑法对2012～2020年粮食消费量进行预测。模型的基本结构如下：

2.2 预测结果及分析

根据时间序列预测法，分别利用稻谷、小麦、玉米的消费数据，对2013～2020年的谷物消费需求进行预测。结果显示，2013～2020年，稻谷、小麦、玉米的消费量均保持持续增长趋势，分别达到23902万吨、13835万吨、24058万吨。就三大谷物变动情况来看，稻谷、玉米的消费需求增长较快，而小麦消费需求增长相对缓慢。预测结果显示，稻谷消费需求将从2013年的20743万吨持续增长到2020年的23902万吨；玉米消费需求将从2013年的19666万吨持续增长到2020年的24058万吨，并逐渐成为消费需求最多的谷物；小麦消费需求将从2013年的11937万吨增长到2020年的13835万吨。这主要反映了我国谷物消费需求两大结构性特征：一是居民生活水平提高带来的动物性蛋白需求的增长，导致饲料用粮需求快速增长，所以玉米的需求增长较快；二是城市化进程的快速推进，导致口粮消费结构发生改变，尤其是大米需求将可能出现显著增长。

表2 我国主要农产品消费量的中长期预测 (万吨)

2.3 粮食生产与消费缺口分析

关于我国中长期粮食生产与需求形势来看，我国粮食中长期基本处于紧平衡状态。若考虑到粮食生产与需求结构差异问题，粮食供求的结构矛盾可能会进一步凸现，随着居民社会水平提高尤其是农村居民生活水平提高、城市化进程加快，稻谷与饲料粮的需求将保持快速增长，这样稻谷与玉米需求将保持快速增长，由此使得稻谷与玉米的供给压力较大。就谷物供需缺口具体情况来看，稻谷与玉米的供需缺口较大，小麦供需缺口相对较少，稻谷的供需缺口将从2013年的550万吨增长到2020年的2295万吨，玉米的供需缺口将从2013年的453万吨增长到2020年的2258万吨，小麦的供需缺口将从2013年的供过于求逐渐增长到2020年的1268万吨。但是若考虑到供需缺口与消费占比，到2020年，我国三大谷物的供需缺口基本类似，供需缺口与消费需求总量的比例均在10%左右。

表3 我国主要农产品生产与消费缺口分析（消费量-产量） (万吨)

3 结论与建议

3.1 研究结论

基于三大谷物生产与消费形势的预测分析，本文研究发现，2020年之前，我国粮食供求依然处于相对紧张状态，尤其是粮食供求的结构性矛盾可能会进一步凸现；粮食消费需求持续增长，稻谷、玉米的消费需求增长较快，而小麦消费需求增长相对缓慢；主要粮食作物的产量能够保持持续的增长，其中稻谷与玉米的产量增长幅度较大，但这取决于单产的增长与生产面积的稳定。研究结果显示：（1）我国粮食生产能力有所提高，但增长速度相对缓慢。从粮食生产的预测形势来看，我国粮食生产能力仍有较大的提升空间，但增长速度相对缓慢，关键在于保证耕地的稳定。总体来看，2013～2020年，稻谷与玉米的产量增长趋势明显，小麦的产量增长相对缓慢；粮食单产水平基本保持增长趋势，但是小麦单产基本处于相对稳定状态；从生产面积变动趋势来看，受到耕地保护政策的作用，我国谷物生产面积基本保持增长趋势。（2）粮食消费数量保持增长，需求结构发生较大变动。伴随我国居民生活水平与城镇化进程的快速推进，粮食消费结构也发生了重大变化，这使得动物性蛋白需求的增长将带动玉米消费的快速增长，市民化程度提高使得大米消费需求快速增长。2013～2020年，稻谷、小麦、玉米的消费量均保持持续增长趋势，分别达到23902万吨、13835万吨、24058万吨，其中稻谷、玉米的消费需求增长较快，而小麦消费需求增长相对缓慢。（3）粮食供需形势依然严峻，结构性矛盾日益凸显。关于我国中长期粮食生产与需求形势来看，我国粮食中长期基本处于紧平衡状态。考虑到粮食生产与需求结构差异问题，粮食供求的结构矛盾可能会进一步凸现。随着居民社会水平提高尤其是农村居民生活水平提高、城市化进程加快，稻谷与饲料粮的需求将保持快速增长，这样稻谷与玉米需求将保持快速增长，由此使得稻谷与玉米的供给压力较大。就谷物供需缺口具体情况来看，稻谷与玉米的供需缺口较大，小麦供需缺口相对较少。2020年，稻谷的供需缺口将达到2295万吨，玉米的供需缺口将达到2258万吨，小麦的供需缺口将达到1268万吨。