基于DEA2.1软件的再优化食品系统的评估预测

郭韬文

（重庆交通大学 机电与车辆工程学院，重庆 400000）

0 引言

在普遍美好的世界，全球粮食系统是不稳定的，部分原因是滥用国际粮食生产者和分销商全球系统[1-2]。这种食品系统允许相对廉价和高效地生产和分配食品，这表明目前仍旧优先考虑效率和盈利能力。尽管该系统效率很高，但联合国估计世界上有8.21亿人遭受饥饿。目前的粮食系统留下了巨大的环境足迹，占温室气体排放的29%，生物多样性丧失的80%，砍伐森林的80%[3]。

1 关键因素分析

大量的事实表明，目前的食品体系优先考虑效率和盈利能力[4]，而不是环境友好和社会公平。我们首先把效率和利润作为两个子系统来衡量当前的粮食体系，其中利润体系包括人均GDP和农业收入占GDP的比重，而效率体系包括科技投资、从业人员、有效专利数量和国际贸易占GDP的比重。然后，我们将社会公平、生态可持续性和经济发展作为3个子系统来计算优化的粮食系统，其中社会公平系统包括农业总产值投入、环境投入、财政投入和教育投入，生态可持续系统包括国内污染排放、农业污染排放和农业污染控制投资，经济发展系统包括人均国内生产总值、农业收入占国内生产总值的比例、科技投资、雇员，有效专利和国际贸易占GDP的比例[5]。参考前人的研究成果，我们选择食品系统的效率作为变量进行预测。

2 解因子模型与求解DEA模型

利润体系包括人均GDP和农业收入占GDP的比重；效率体系包括科技投资、从业人员、有效专利数量和国际贸易占GDP的比重；社会公平制度包括农业总产值投入、环境投入、财政投入和教育投入；生态可持续制度包括国内污染排放，农业污染排放和农业污染治理投入；经济发展制度包括人均GDP、农业收入占GDP比重、科技投入、从业人员、有效专利和国际贸易占GDP比重。

我们使用DEA2.1软件对经济效率和优化食品系统效率进行了测量，结果如表1所示。

表1 优化食品系统效率

经过两年的时间，这个优化的食品体系达到了0.82的水平，可以很好地建立这个体系，如图1所示。

图1 优化食品系统未来情况的预测

3 元胞自动机的仿真效果

根据仿真结果图2可以得出，当一个国家的粮食体系发生变化时，生态效率和社会公平效率会在一定程度上上升，而经济效率则会下降。通过仿真结果可以看出，发达国家只能在800天内达到优化系统的峰值，最大限度地提高食品系统的效率。与发达国家相比，发展中国家将有一些延误，主要是由于发展中国家的条件不完善。可以看出，发展中国家只能在1 000天内达到最大效率，并且发达国家的盈余收入远高于发展中国家。

图2 仿真结果

4 结语

通过本文研究，如果一个食品系统被优化以实现公平和可持续性，经济发展子系统的效率将下降，而生态可持续子系统和经济发展子系统的效率将增加。与目前的粮食系统模型相比，优化后的系统更注重生态可持续效率和经济发展效率，而不是效率和盈利能力所反映的经济发展能力。我们使用预测模型进行估计，预计该系统将在俩年内实现。当我们改变一个国家的粮食体系时，生态效率和社会公平效率会在一定程度上上升，而经济效率则会下降。通过仿真结果可以看出，发达国家只能在800天内达到优化系统的峰值，以最大限度地提高粮食系统的效率。而与发达国家相比，发展中国家将有一些延迟，主要是由于发展中国家的条件不完善，只能在1 000天内达到最大效率。在以中国为代表的发展中国家和以美国为代表的发达国家，我们的结论可以得到案例研究的支持。