大数据视角下我国粮食安全分析与政策建议

□ 王之心，谭志加，王 铭

(大连海事大学 航运经济与管理学院，大连 116026)

1 我国粮食生产、销售与运输现状研究

民为国基，谷为民命。我国一直高度重视粮食的重要性，并出台了许多相关政策保障粮食的基础性地位，推动其产业链的发展。2015年,国家发布《粮食收储供应安全保障工程建设规划》，提出要重点加快东北粮食流出通道建设，完善铁路散粮发放设施和铁水联运物流系统，着力提高散粮铁路入关外运能力和主要港口疏港外运能力，充分利用东北地区港口转运能力，积极引导东北粮食通过海运方式增加外运，彻底解决“北粮南运”入关瓶颈制约问题。2016年，国家发布《粮食行业“十三五”发展规划纲要》，提出要加强粮食物流系统化建设，全面推广散粮运输，强化公路、铁路、水路等无缝衔接，大力发展多式联运等运输组织方式，满足多层次需求。2016年，国家发布《东北振兴“十三五”规划》，提出要改善粮食仓储运输条件，畅通东北地区粮食外运瓶颈，加大粮食外运力度。2019年，国家发布《中国的粮食安全》，提出未来我国要提高粮食生产能力、加强储备应急管理、建设现代粮食流通体系以及积极维护世界粮食安全。2020年，李克强总理做政府工作报告强调要将保粮食能源安全作为“六保”业务之一。“十四五”规划提出要适应确保国计民生要求，以保障国家粮食安全为底线，健全农业支持保护制度，到2025年，我国粮食综合生产能力要超过6.5亿吨。

我国粮食产业在各种相关政策的推动下一直在向前发展，目前我国已经实现了由“吃不饱”到“吃得饱”再到“吃得好”的历史性转变。自2004年起，我国粮食产量已经实现了“十六连丰”。2019年，我国粮食产量为66384万吨，人均粮食占有量超过470多公斤，高于世界400公斤粮食安全线水平。作为全球人口最多的国家，我国人口数量约占世界人口数量的1/5，但是我国粮食产量约占世界粮食产量的1/4。据联合国粮食及农业组织统计，2019年我国稻谷、小麦产量均排名世界第一，玉米产量排名世界第二，如图1所示。

图1 2019年全球稻谷/小麦/玉米产量前十名国家

1.1 我国粮食生产与销售现状

1.1.1 粮食生产呈现北强南弱的空间结构

早在20世纪80年代末90年代初,基于国家区域经济发展格局的转变，我国“湖广熟、天下足”的局面发生改变，我国粮食产地北移，北方地区在我国粮食生产中扮演着越来越重要的角色。

图2显示了2019年我国各省粮食产量分布，从图中可以看出，我国粮食生产呈现北强南弱的空间结构。其中，黑龙江是我国粮食产量最多的省份，其年产量为7503万吨，远超各省平均粮食产量(2141.43万吨)，河南、山东次之，年产量分别为6695.4万吨、5357万吨，北京、上海粮食产量最少，低于100万吨，分别为28.8万吨、95.9万吨。由于谷类占粮食比重较大，因此谷类产量与粮食产量分布类似。2019年，我国总体上呈现西南地区薯类产量较多的局面。其中，四川是我国薯类产量最多的省份，其年产量为543.2万吨，贵州、重庆、甘肃次之，分别为302.9万吨、283.6万吨、206.9万吨，西藏、上海、北京薯类产量最少，甚至不足1万吨，分别为0.2万吨、0.3万吨、0.6万吨。2019年，黑龙江豆类产量一枝独秀，年产量为797万吨，其次为内蒙古，年产量为251.6万吨，黑龙江豆类年产量约为内蒙古豆类年产量的3倍多。此外，四川、云南、河南、安徽豆类产量超过100万吨，上海、北京豆类产量最少，分别为0.2万吨、0.4万吨。总体来看，黑龙江、河南等地粮食产量较多，而北京、上海等一线城市由于城市定位的原因，注重经济的发展，势必会导致粮食产量较低。由于粮食产量在一定程度上与粮食播种面积成正比，粮食播种面积越大，粮食产量越多，因此我国粮食播种面积分布与粮食产量分布类似。2019年，我国粮食作物播种面积总体上呈现北方地区总播种面积远大于南方地区总播种面积的状态。

图2 2019年全国各省粮食产量(万吨)

东北地区四季分明的气候条件有利于作物生长，地势平坦开阔，土壤肥沃，适合大规模机械化耕作，主要生产大米、玉米、大豆、马铃薯、甜菜、高粱等农作物，是我国最重要的四大粮仓之一，在保证全国粮食供应和粮食市场稳定方面有着举足轻重的作用。东北粮食作物产量占比及亩产量如图3所示，从2020年国家及东北三省统计年鉴中可知，东北地区豆类产量在全国占比最大，达到42.07%，其次玉米占比34.01%，稻谷占比17.92%，其玉米、豆类亩产量均超过全国平均水平。2019年吉林、辽宁粮食增产居全国前两位，分别为245万吨和240万吨，占全国粮食增加量的83.7%。东北地区粮食产量高是因为其播种面积大，2019年黑龙江粮食作物播种面积达到14338.1千公顷(2.15 亿亩)，为全国之最。2019年国家进一步优化种植结构，扩大大豆、杂粮等优质高效作物种植规模，全国大豆播种面积1.40亿亩，增长10.9%。 辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古“三省一区”大豆播种面积增加量占全国增加量的9成以上，其中，黑龙江省大豆面积增加1068万亩，占全国增加量的77.3%。

图3 东北粮食作物产量占比及亩产量

1.1.2 粮食生产与进口并驾齐驱

虽然我国是粮食生产大国，粮食产量持续提高，但由于人民粮食消费结构改善、工业原料及饲料需求、国家粮食战略储备等原因，我国同时也是粮食进口大国。近年来，全球粮食产量持续增长，生物燃料发展放缓，粮食市场预期改变等因素导致国际粮食市场由之前紧平衡、高粮价的供需格局转变为供给充裕、粮价低平的新格局[1]。随着国际粮食贸易环境的变化，国际市场不再担心我国进口粮食会抬高国际粮价使得其他国家购粮困难，目前许多粮食生产大国反而希望我国能多进口他们国家的粮食[2]。早在2013年的中央经济工作会议和中央农村工作会议上，习近平总书记就强调“对国内资源生产满足不了或为土地等资源休养生息不得不进口的短缺粮食品种，要掌握进口的稳定性和主动权，把握适当比例，积极利用国外资源”。

2014-2018年，我国粮食净进口累计达到5.7亿吨。虽然2015年前后我国库存大幅增加，但通过近几年来的消化，库存已接近恢复常态。如果近些年来没有如此大的进口规模，国内粮食将不可避免地出现短缺局面[3]。我国粮食除稻谷自2019年出口量首次超过进口量外，其他种类的粮食需求仍存在缺口。我国稻谷和小麦进口依存度较低，进口主要用于品种调剂，仅占国内消费的1%和2%[4]。据海关总署统计数据，2019年我国稻谷、小麦、玉米和大豆进出口差额分别是13.67、61.98、72.02和2431.11亿人民币。特别是大豆，其需求主要依靠进口，进口量超过需求量的85%以上。我国粮食进口地区分布如图4所示，2019年，我国稻谷进口主要来源于泰国、越南、巴基斯坦、缅甸和柬埔寨，进口比例分别为27.53%、19.14%、18.6%、16.45%、13.67%；小麦进口主要来源于加拿大和法国，进口比例分别为54.45%、14.67%；玉米进口主要来源于乌克兰，进口比例为84.15%；大豆进口主要来源于巴西、美国、阿根廷，进口比例分别为64.92%、18.96%、10.21%。

从上述分析中可以看出来，我国从别的国家进口稻谷比较均匀，若某一稻谷出口国出现问题无法正常提供稻谷，我国可以及时反应并采取措施，比如从别的国家多进口来弥补缺失量，从而不会对我国粮食安全造成十分严重的影响。而我国小麦、玉米和大豆进口分布则不均匀，过于依赖某一个国家，尤其是玉米，84.15%的进口量都由乌克兰提供，存在很大的风险，一旦乌克兰出现某些情况不再出口玉米给我国，就会对我国粮食安全产生很大的影响；小麦、大豆同理。

1.1.3 粮食消耗结构日益改善

随着我国经济的发展和人民生活质量的不断提高，粮食消费结构发生显著改变，图5是2013-2019年我国城乡居民粮食消耗趋势图，从图中可以发现我国城乡居民年人均谷类消耗减少，薯类、豆类消耗增加。2020年是我国全面建成小康社会目标实现之年，城乡居民收入快速增长，我国居民粮食消费结构不断升级，对绿色优质粮油的需求也日渐旺盛。人均粮食消费量存在典型城乡二元结构特征。粮食食用消费总量受人口数量、人口结构及生活习惯影响，人们更注重综合营养水平，畜禽、水产、蛋类等产品逐渐取代粮食食用需求。谷物消耗量持续下降，在2019年分别达到98.5千克和142.6千克。谷物、豆类和薯类消费用途主要包括食用、饲料、工业和种子四大类。与谷物不同，优质粗粮、豆类制品越来越受居民喜爱，城乡居民消耗量均有明显上升趋势。其中，2019年城市居民豆类人均消耗量为9.5千克，而薯类人均消耗量从2013年到2019年持续增加，平均增幅26.3%。

图5 城乡居民粮食消耗量趋势

1.1.4 粮食依然呈现北粮南运趋势

虽然我国粮食产量一直在增加，但是我国粮食产销不均，主要粮食品种在区域之间存在供求错位，导致我国北方地区粮食供大于求，南方地区粮食供不应求。

根据全国2019年人口数量与城乡结构的统计资料，可以计算各省市对谷物、豆类及薯类的需求总量，其中，各地粮食必须满足半年消耗的储备粮。各省市年度粮食需求总量等于城乡人均年消耗量乘以该省市城乡人口数量。因此，各省市粮食需求量为本省市粮食生产总量减去年度需求量与半年储备量的差。需求量为正值表明该省市为粮食供应地，负值表明该省市为粮食需求地。需求绝对值越大，则该地供应或需求量越大。计算结果如表1所示。

表1 中国粮食供需空间分布

从全国2019年粮食总类供应与需求空间分布情况来看，绝大部分地区能够满足本地粮食的消耗与储存需要。其中，黑龙江、河南粮食供应量最大，分别为6785.5万吨和4799.7万吨，其次为山东、吉林、内蒙古及安徽，均在3000-4000万吨；广东省为粮食最大需求地，每年粮食需求量为878.7万吨，浙江省次之，为489.8万吨，北京和上海两市需求量较大，均达到300万吨以上。由于谷物占粮食总量较大，因此，其供应与需求空间分布与粮食总量没有太大区别。薯类供应地主要集中在四川、贵州、重庆、甘肃与云南等地，东北地区基本属于产销均衡的状态。薯类消耗地集中在江苏、上海、安徽、北京、天津和西藏等省市，其需求量并不大，最大为9.6万吨，占四川省供应量的1.9%。我国薯类总体呈现供应远大于需求的状态。与薯类供需相反，豆类的供应远低于全国需求，内地有豆类需求的地区占比80.6%，而只有黑龙江、内蒙古、云南及吉林有供应能力，分别为744.6万吨、216.1万吨、54.6万吨和39.4万吨，四川和安徽有少量供应，在15万吨以内。供不应求是2019年豆类作物种植面积扩大的主要原因。

1.2 我国粮食运输结构现状

1.2.1 粮食运输以铁、水为主，公路为辅的方式

我国粮食运输主要采用公路、铁路及水路三大运输方式。目前，我国粮食运输50%依靠铁路，40%依靠水路，10%依靠公路。2011-2019年我国跨省粮食物流中水路、铁路运输量除2015年有小幅度下降外，总体上呈上升趋势。具体来讲，我国粮食运输线路主要是六大粮食运输通道。目前，我国六大粮食运输通道分别为京津流入通道、华南沿海流入通道、华东沿海流入通道、长江中下流流出通道、黄淮海流出通道、东北流出通道。东北通道粮食年流出量约5000万吨，主要品种是玉米、稻谷(大米)，主要流向华东、华南、华北、西南和西北地区；黄淮海通道年流出量约6000万吨，主要品种是小麦，主要流向华东、华南、西南和西北地区；长江中下游通道年流出量约2400万吨，主要品种是稻谷(大米)，主要流向华东、华南、西南地区；华东沿海、华南沿海通道年流入量约4900万吨，京津通道年流入量约905万吨，西南通道年流入量约2900万吨，西北通道年流入量约1800万吨(参考粮食物流业“十三五”发展规划)。全国六大通道粮食流量比重如图6所示，流出通道中主要是东北流出通道占比较大，流入通道中主要是华东沿海流入通道占比较大。其中，东北流出通道在全国六大通道运输粮食流量中占比约为30.20%，在流出通道中占比约为58.49%。 由于东北流出通道占比较大，因此本文主要研究东北粮食运输现状。

1.2.2 东北粮食采取政府引导、市场为主、多模式分工协作的运输模式

东北粮食运输是全国粮食保供的重要环节，目前主要通过政府引导、市场运作、公铁水多模式运输的运作模式。东北地区主要通过京哈、大广、沈海、绥满等国家高速与全国其他地区相连。2019年，东北地区高速公路里程突破6900公里，形成区内四通八达的路网结构。东北铁路发展历史悠久，包含哈尔滨和沈阳两大铁路局，主要包含京哈线东北部的沈山、沈大、沈吉、平齐、滨洲、滨绥及图佳线，使得东北地区165个货运站与全国其他地区500个左右货运站建立了紧密的货运联系。发达的铁路货运服务承担了大部分粮食调运，占比50%以上。东北地区水运发达，包含渤海湾辽宁地区大连、营口、丹东、锦州、葫芦岛、秦皇岛等海港和松花江黑龙江和佳木斯等内河港口，粮食水运周转量达到40%。但是水运的集港过程绝大部分都是靠铁路运输完成，因此东北粮食运输90%以上都依靠铁路运输。

2 问题分析

2.1 粮食进口地区多元化不足，供应链脆弱性大

从2019年稻谷、小麦、玉米和大豆四种粮食进口地区分布来看，我国粮食进口总量的90%来源不超过5个国家。特别来说，我国从加拿大进口的小麦超过五成，从巴西进口的大豆超过六成，而从乌克兰进口的玉米接近九成，从北美及澳洲进口的大豆数量占我国大豆需求量的64%。因此，粮食进口地区相对集中，多元化不足。同时种粮效益低、农业气象偏差、传统病虫害与输入性虫害叠加、国际经贸形势日趋复杂等挑战交织，对我国全年粮食产量、供应稳定构成了挑战[6]。受疫情影响，农产品市场消费需求下降，农产品物流运输不畅，对中国-东盟区域间的农产品供应链、价值链网络造成了一定破坏。港口关闭、边境口岸封闭、船只延误和航班停飞等措施加剧了中国与东盟区域的农产品贸易网络堵塞[7]。在当前国际疫情和经贸高度不确定的情形下，供应链脆弱性很大，容易断裂，从而导致进口量无法保证，影响我国粮食工业和饲养业的正常运营，潜在破坏性较大。

2.2 粮食贸易主要依赖航运，运输系统韧性较弱

我国从北美、巴西及澳大利亚进口的大豆6617万吨、小麦272万吨、油菜籽249万吨、大麦380万吨通过北太平洋和近洋航线运输。为了满足大豆的进口运输量，中粮集团于2019年又开通了巴西桑托斯港的大豆航线。乌克兰出口我国的玉米与大麦占有较大份额，海运航线通过马六甲海峡和苏伊士运河进入黑海抵达乌克兰亚速海港口，航程较远，物流成本过高。与之相对应，中欧班列已实现与俄罗斯和哈萨克斯坦等地区的粮油运输。而我国国内散粮火车运输还未推广到全国，国产大豆等粮食从黑龙江产区运往山东、江苏一带的费用仍然远高于海外远洋运输。海运时效性差，受天气影响大。当前排放控制政策也使船舶燃油成本迅速飙升。因此，我国粮食贸易的运输系统主要依赖海运，韧性较弱。

2.3 散粮运输模式落后，粮食运输成本偏高

虽然我国一直在大力倡导散粮运输模式，但是目前除东北地区散粮运输日益普及外，其他地方仍以包粮运输模式为主。根本原因在于我国散粮设施不完善，比如部分粮食运输节点、粮食运输园区散粮接发设施落后，不能适应散粮运输的需求；多数内河粮食泊位专业化水平低、作业条件差；铁路散粮入关尚处于推广阶段，散粮火车主要在东北地区运行，影响跨省散运比例的提高。由于运输方式和装卸方式的落后，我国粮食运输时间成本增加，粮食运输时间为发达国家同等运距所需时间2倍以上，且我国粮食运输成本一直居高不下，我国粮食从产区运到销区的物流成本约占粮食销售价格的20%～30%，比发达国家高出一倍左右。

2.4 国内运输业务市场分散，多模式融合效率偏低

目前，我国粮食运输业务主要由企业承担，通过市场机制组织与运行，运输业务分散，未打通粮食物流链的产运销环节。粮食公路运输每吨公里运费大约为0.25元，经济运距短，适合与铁路和水运形成联运模式。然而，公路运输公司具有局域性，容易与铁路、航运公司竞争粮食货源，形成低效的分段运输组织模式。相比铁路与公路，粮食水运成本最低。航运市场形成以中远海运、中谷物流、信风、安通、海丰、宁波远洋、广西鸿翔、天津达通等多家较大规模航运公司为主的多寡头竞争市场结构。市场竞争有利于企业提高效率，降低成本，但过度竞争无法形成航运的规模效应，提高水运的边际效应。此外，铁路集装箱绝大部分运往辽宁营口、锦州、大连等港口进行海铁联运，但是在业务层独立运行。

同时，虽然我国交通运输网络已经较为完善，但我国粮食外运过多依靠某一单独运输方式比如铁路运输，并未合理高效地利用整个交通运输网络，导致运输效率低下，铁路运输容量达到上限的时候其他运输方式却还有余量。

2.5 缺乏面向全球的粮食大数据系统，运输决策智能化与前瞻性弱

2018年，国家粮食局启动了“国家粮食管理系统”建设，主要针对我国粮食信息监控与宏观调控，未能覆盖全球粮食生产、贸易和运输的全程供应链信息。近年来，由于人们的粮食消费结构发生变化，农业通过供给侧结构性改革，对粮食产业结构进行了大幅度调整，调减玉米种植面积，向大豆、杂粮方向调增。玉米深加工产品向中高端延伸，围绕淀粉系列、酒精系列和功能性系列开发生产下游产品，延伸产业链条，优化产业结构。粮食产业结构的变化促进以原粮输出为主的运输格局的变化以及集装箱运输方式的繁荣。铁路、公路与水路在运输业务的独立性，没有建立贯通公路、铁路和水路的信息系统，形成单个运输模式的信息孤岛，无法发挥不同运输模型的经济优势，实现全局运输链的整合，降低粮食运输环节的物流成本，对粮食产品进行增值。公路运输具有连续性，可实现门对门，但边际运输成本较高，不适合长距离运输。铁路边际运输成本适中，可长距离运输，货运铁路站点布局密集，但在当前多供应地多客户系统下，批量小、批次多，集散货难度大，调度困难。水运成本最低，适合大批量运输，但港口分散，目前开通的班轮航线少，经常性差。

粮食大数据系统亟待实现前瞻性决策能力：分析国民粮食消费结构趋势，一方面引导农业供给侧结构性改革，调整粮食产业结构，一方面预测国内及全球供需空间结构，分析综合运输系统效率与成本，探讨进出口数量与地区配额。目前，我国仍缺乏面向全球粮食供应链的大数据系统，没有建立贯通公路、铁路和水路的信息系统，依赖智能化的前瞻性预测分析能力较弱。

3 政策建议

3.1 加强一带一路合作，发掘沿线粮食进出口稳健市场

密切关注与分析全球各类粮食的生产与进出口信息，在综合考虑国内粮食供需、全球市场价格、采购与运输成本的前提下，借助中欧班列运输服务，搭建一带一路沿线国家的长期协作模式，探索北欧粮食供需的合作机制，维持北美、澳洲出口市场内部的竞争关系，最终形成我国粮食进出口稳健市场。

3.2 优化综合运输体系，促进我国粮食内部循环高效流通

推动完善我国铁路散粮运输系统，大力发展集装箱运输，加快长江、珠江、松花江内河水运的船型升级和粮食专用船舶改造，优化粮食公、铁、水综合运输体系，降低我国内部粮食调运成本；尽快形成粮食生产、加工、运输一体的粮食现代化物流体系，形成信息共享机制，充分保障我国生产的粮食能够有效流通。

3.3 开拓散粮运输新模型，推广散粮运输模式

加快散粮运输设施建设，包括散粮运输车，火车站、港口等运输节点专门的散粮接发设施，促进散粮运输模式，早日完成“十三五”时期粮食物流业发展的主要预期性指标。散粮运输加公路、铁路、水路多式联运的模式可以节省大量劳动力及包粮所产生的费用和时间，改变原有粮食运输低效率、高成本、损耗大、周期长的弊端，是粮食流通现代化的发展趋势。我国应逐步向散运加多式联运模式转变。加快推广散粮运输方式，实现主要跨省粮食物流通道“四散化”(散装、散卸、散运、散储)和整个流通环节供应链管理，形成便捷、高效、节约的现代化粮食物流体系，这是今后一个时期我国粮食现代物流发展规划目标。

3.4 提升北粮南运服务，创建多式联运廊道示范性工程

以渤海湾港口为多式联运综合节点，委托中粮集团为牵头单位，针对东北与内蒙地区粮食运输通道，充分调研运输资源，分析我国粮食市场供需规律，设计集成的运输网络，优化大数据驱动的北粮南运智能调度系统，建立现代化多式联运廊道示范性工程，以点带面，逐步推广至全国。以黑龙江省粮食外运为例，假设公路、铁路、水路每吨公里运输成本分别为20元、0.15元、0.016元，进行多式联运粮食运输成本计算，黑龙江粮食运输成本范围，如表2所示。从表中可以看出，公路运输成本随着运输距离增加迅速增加，辐射范围小。公铁联运覆盖全国各地，但受网络布局影响，运输成本呈现不规则变化。公水联运有利于沿海、长江和珠江流域地区开展运输，其成本相对较低，但西南地区通过公水联运，成本较高。公铁水联运发挥了铁路网络布局和水运成本低的特点，是最有效的运输模式。因此，我国应加快建立全国多式联运运输网络，从而降低粮食运输成本。

表2 黑龙江粮食运输成本范围(单位：元/吨)

3.5 发展智慧保供体系，搭建粮食产销运大数据平台

以交通运输部牵头，抽调农业、物流供应链、交通运输领域的专家，成立粮食产销运研究组，对我国乃至全球粮食生产、进出口、粮食深加工、运输等，建立粮食大数据平台，开发粮食产量和销量的时空预测模型，以及多式联运成本分析模型，设计信息共享机制，建立以粮食运输为核心业务的信息平台：一是全球与我国粮食供需的时空分布预测，为相关企事业提供前瞻性信息；二是多式联运决策分析，通过多模式运输网络的系统分析模型以及智慧农业下的“订单农业”等契约协作机制来建立，提供高效综合运输方案，实现粮食运输的 “滴滴”模式，建设生产、存储、销售、运输一体化粮食供应链系统。