基于经济社会环境模型的粮食系统评估研究

张宇婷 汪艳霞 徐家仪

摘要：近年来，粮食系统问题引起了广泛关注。尽管全世界生产的粮食足够养活每个人，但全世界仍有10.8%的人口挨饿。为了更好地分析粮食系统和缓解饥饿，我们建立了一个ESE模型来评估不同国家的粮食系统。

首先，设计了一个经济社会环境模型，从经济、社会和环境领域选取了16个指标，从不同的角度反映了粮食系统的效率、盈利能力、公平性和可持续性。根据这四个准则在不同时期的重要性，改变了方程中的权重计算方法。然后，我们根据实际需要，从不同方面评估粮食系统的效益和成本。本文还分析了在不同时期改变粮食系统优先次序的合理性和必要性，然后将此模型应用于三个国家，即日本、阿富汗和柬埔寨。通过GM（1，1）模型预测其未来发展趋势，并且根据他们的实际国情，设计了一个干预模型，使他们的食物系统能够顺利转型。最后，分析了干预模型的敏感性。我们发现在调整模型参数时可以得到相对稳定的结果。因此，我们的干预模式是稳健的，能够在一定程度上有效调控国家粮食体系。

关键词：经济社会环境模型;权重计算方法;干预模型;敏感性

1. 引言

目前的粮食系统允许以相对低廉和高效的方式生产和分配粮食，因此优先考虑效率和盈利能力。虽然这一制度效率很高，但却造成了严重的不公平现象和残余的环境足迹。按照目前的趋势，世界不可能在2030年实现零饥饿的目标。届时，将有8.4亿多人受到饥饿的影响。2020年世界粮食计划署的数据显示，covid-19大流行可能使这一数字翻一番，到2020年年底，将有1.3亿人面临严重饥饿的危险。

为了更好地实现零饥饿的目标，解决当前粮食体系的不公平和不可持续问题。

2. 经济-社会-环境模型

根据实际研究需要和文献，笔者确定了16个主要因素，这些因素可以分为三个主要领域：经济、社会和环境。不同领域的因素对食物系统的影响方式不同，首先说明如何量化每个因素的影响，然后说明如何确定每个指标的权重以及如何处理数据，最后计算不同国家的影响。

2.1 经济

以下是直接衡量一个国家粮食生产和消费水平的6个与粮食系统关系最密切的经济指标。

人均食物供应量：可以选择粮食生产指数，来代表人均可获得的粮食数量。

食品支出：本文采用恩格尔系数与居民生活总支出的乘积来量化食品支出指数。

食品价格：食品价格指数是反映不同时期食品价格水平变化方向、趋势和程度的指标。

食物多样性：本文通过设置食品消费的多样性程度，来量化食品消费结构的层次。

食物来源：食品来源包括国内生产和进口。

农业发展：农业发展是一个国家粮食体系的基础。

2.2 社会责任

我们使用6个社会指标来量化社会对粮食系统的影响。

弱势群体粮食安全：弱势群体的粮食安全是衡量粮食系统公平性的重要因素。

食物营养：粮食不安全意味着无法可靠地获得足够的负担得起的营养食品。

粮食政策：与高收入国家相比，中低收入国家不太适合国家粮食政策，会造成粮食体系结构的巨大差异。

冲突：冲突迫使数百万人失去家园和生计，面临挨饿甚至饥荒的危险，而且饥饿会加剧冲突。

收入差距：本文使用基尼系数来表示收入差距，显示粮食不平等。

食物浪费：遏制粮食浪费对粮食系统的可持续性至关重要，本文用食物损耗程度来表示这个指标。

食物回收：废弃食品的循环利用，可以在一定程度上减少食品浪费对环境的影响，从而接近可持续发展。

环境足迹：本文从四个方面来量化环境足迹：淡水、土壤、温室气体排放和生物多样性。

节约粮食意识：节约粮食意识对粮食系统的可持续发展起着重要作用。

2.3 数据处理

2.3.1 数据采集与预处理

从世界银行、联合国世界粮食计划署等数据库得到了126个国家16个指标的基本数据，针对一些指标的缺失值，本文采用SPSS对数据进行预处理。

在对指标进行分析的过程中，发现所有的指标可以分为三类。同时，所有指标在维度上都是不同的，不能直接比较。为了便于以后的计算，需要对这16个指标进行标准化处理。

2.3.2 权重计算

不同的指标对一个国家的粮食系统有不同的影响。对于从经济、社会和环境三个领域处理的归一化矩阵，使用熵权法（EWM）计算它们的权重，首先由概率矩阵得到指标的信息熵，再以此计算出指标的熵权。

2.4 ESE得分

通过计算不同指標的得分和权重，得出经济、社会和环境领域的得分。通过不同的权重计算方法，可以得到不同的值。因此，我们可以从不同的角度来评估食物系统的成本和收益。

3. 改变优先次序的影响

本文将根据实际发展需要，从短期效益和长期成本两个方面分析改变粮食系统优先次序的必要性。

对短期影响的评估，为了更好地比较食物系统的现状，采用了加权平均法的思想，加权平均法放大了短期收益的影响，可以反映食物系统在短期内的表现。然后从长期来讲，效率、盈利能力、公平性和可持续性并不是相互独立的，而是相互影响、相互制约的。根据上述ESE模型，计算了不同国家的长期和短期ESE得分。本文选取了三个典型的粮食系统进行分析，即典型的发达国家、典型的冲突中的发展中国家和典型的稳定中的发展中国家。

1. 发达国家的绝大多数人已经摆脱了饥饿问题，对于少数弱势群体，政府往往给予足够的补贴，以保证他们的生计。政策制定者将更注重长期利益，而不仅仅是短期利益。以日本为例，利用GM（1，1）模型，根据2014年至2017年日本食品体系生成的时间序列得分，预测未来10年日本食品体系的ESE得分。由结果可知，日本已经开始从效率驱动的食品体系向公平和可持续的食品体系过渡，这在短期内损失了一些利益，且代价是高昂的。在此基础上，本文认为日本仍可以在以下几个方面进行优化：增强市民的节粮意识，加大财政投入，宣传节粮意识;在一定程度上限制粮食进口，保护和发展国内农业。

2. 一些极度饥饿的发展中国家生活在长期冲突的地区，那里的冲突和政治不稳定加剧了粮食系统的不稳定。在冲突严重地区，粮食系统濒临崩溃，出现了严重的两极现象。与其他国家相比，冲突中的发展中国家当务之急是解决饥饿问题，帮助弱势群体。以阿富汗为例，根据阿富汗的实际情况，提出了改善阿富汗粮食系统的最有效的优化方案。

援助干预：冲突和战争削弱了政府的处理能力。因此，必须利用联合国和国际组织的援助项目来帮助缓解阿富汗的饥饿危机。

政策干预：作为一个农业国，农业贡献了阿富汗三分之一以上的经济产出。但是，阿富汗粮食系统日益增长的隐性成本导致许多粮食价格上涨，减少了农业的经济产出。因此，政府应采取措施促进粮食系统的可持续发展。

3. 发展中国家的人均GDP往往相对较低，但是人口众多，市场广阔，自然资源丰富，是推动世界经济增长的重要引擎。这就要求发展中国家政府加快发展农业经济和技术，充分考虑到其粮食系统的效率和盈利能力。以柬埔寨为例，21世纪初，随着内战的结束，柬埔寨经济迅速发展。然而，环境问题日益突出，生态平衡遭到破坏。此外，贫困人口占总人口的28%，贫富差距巨大，儿童营养不良发生率高。建议柬埔寨政府从现在起至少进行干预，提出了优化方案：增加小农户的多样化生产，提高生产力，增强适应性;政府应支持农业教育和营养教育项目，以改善儿童的营养状况;加强农业基础设施建设，提高耕地机械化程度和利用率。

结论

本文设计了重新安排粮食系统优先次序的ESE模型，在建立模型时，利用SPSS和MATLAB对海量数据进行预处理和标准化。通过一系列复杂但有意义的预处理，可以反映粮食系统在经济、社会和环境方面的效益。且本文模型有一定的灵活性。通过不同的权重计算方法，可以从不同的方面评价食物系统的优缺点，预测每个国家最优粮食制度的实施时间。但模型仍有一些不足，比如，模型不能解释Covid-19的作用。由于仍然难以充分了解Covid-19大流行造成的潜在损害，应当认识到，目前的评估预测仍存在重大不确定性。而且没有考虑素食者、过敏者或者性别和种族等个体差异。