城鎮化背景下福建城鄉居民食物消費轉型及其生態足跡

王海平 陳志峰 曹紅亮

摘要：城鎮化在改變城鄉人口結構的同時，對居民食物消費及生態足跡和環境承載力也有重要影響。利用福建省1995—2017年人口及食物消費數據，應用統計和非參數估計方法分析城鎮化進程對城鄉居民食物消費的轉型趨勢及其生態環境的影響。結果表明，城鎮化對居民食物消費結構有重要影響，隨著城鎮化水平的提高，福建省城鄉居民對植物淀粉類食物需求量減少，但對動物蛋白類食物需求量增加，并由此造成環境承載壓力加大;城鎮化對居民食物消費量及其生態足跡呈現非線性的倒“U”形變化關系，當城鎮化率達到一定臨界水平時，居民食物消費量將趨于穩定，由此所帶來的食物消費生態環境壓力也將減緩;另外，老齡化及地區經濟發展水平對食物消費生態足跡也有顯著負影響。最后，提出建立“大食物觀”，加快發展海洋漁業和草食畜牧業，以期緩解福建省農業資源與生態環境的壓力。

關鍵詞：城鎮化;食物消費結構;生態足跡;環境承載力;半參數回歸

中圖分類號： F323 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）22-0315-06

隨著城鎮化的發展，人口與耕地等要素資源不斷地在城鄉部門間進行重新配置，并導致土地利用、勞動力流動、食物消費及農業生產等領域的結構調整[1]。根據《福建省統計年鑒》數據，福建省1990年城市人口為641.91萬人，僅占全省人口的21.36%，2017年全省城鎮人口為2 534萬人，以城鎮人口所占比例計算的城鎮化率達到64.79%，28年全省城鎮人口凈增1 892.09萬人，城鎮化率提高43.43百分點;同時，全省耕地面積持續減少，僅從公開資料顯示，1995年全省耕地面積為143.47萬hm2，截至2016年年底下降為133.63萬hm2，減少了9.84萬hm2，下降6.86%，按人均耕地面積計算，全省人均耕地面積僅為0.036 8 hm2，不足全國人均耕地面積的40%。伴隨著城鎮化的快速發展，城鄉居民食物消費結構也在發生著深刻的改變。已有研究結果表明，隨著城鎮化進程的深入，無論是城市居民還是農村居民都顯著增加了肉蛋奶等動物蛋白類食物的消費量，減少了糧食、小麥等淀粉類食物的消費量[2-5]。由于動物蛋白類食物生產通常須要消耗更多的糧食（飼料糧）[6]，因此城鄉居民食物消費結構的變化不僅對食物生產及供應模式產生巨大影響，對維持農業生產所消耗的資源及生態環境也帶來了巨大壓力。福建省是人多地少、土地資源較匱乏的省份，在快速城鎮化進程中，如何在滿足城鄉居民不斷上升的食物消費需求的同時，更加有效地保護自然資源環境，實現經濟社會可持續發展，是須要直面的一個嚴峻問題。應用生態足跡方法測算和研究在一定區域內居民食物消費所產生的生態環境影響已得到學術界的普遍重視。已有國外研究結果表明，食物消費模式對土地資源的需求有較大的影響，Gerbens-Leenes等認為，居民食物消費由植物型膳食向以肉類為特征的富裕型膳食轉變，從而導致土地需求量增加3倍[7]。Kastner等揭示了膳食結構變化即食物增富對食物足跡的驅動性[8]。Hubacek等認為，城鎮化及居民生活方式變化將引起區域生態足跡與水足跡的變動[9]。國內關于生態足跡與食物消費的研究和應用主要集中在對區域食物消費生態足跡量的核算及平衡[10-12]、食物消費生態文明度評估[13]、食物消費生態足跡距離[14]等方面。另外，對食物消費環境影響的研究中水足跡、碳足跡、氮足跡等方法被廣泛應用。隨著城鎮化的快速發展，城鎮化對城鄉居民食物消費變化及生態足跡影響也受到重視。謝高地等基于北京市的案例對城市擴張導致的食物消費生態足跡變化進行了核算[15];張少春等分析城鎮化對城鄉居民食物消費變化趨勢及其生態環境的影響，并利用非參數估計方法評估城鎮化與食物消費結構轉型及其生態環境影響的非線性關系，該研究分析了食物消費的生態足跡、碳足跡、水足跡和氮足跡等生態環境影響，但對各足跡測算方法的參數確定時缺乏一定的適宜性。另外，該研究雖然提出城鎮化與食物消費與生態足跡間的非線性關系，但僅給出了核密度估計的擬合曲線，并沒有進一步給出在控制其他影響因素條件下城鎮化與食物消費及生態足跡的曲線形狀及其影響趨勢[16]。本研究在已有成果的基礎上，以福建省為研究區域，首先對城鄉居民食物消費及生態足跡進行測算和統計分析，再構建計量經濟模型采用半參數回歸方法評估城鎮化對居民食物消費生態足跡的影響。另外，本研究還探討了人口老齡化、區域經濟發展水平、城鄉居民收入差異等社會經濟因素變化是如何影響食物消費土地資源需求的問題。

1 研究方法與數據來源

1.1 食物消費生態足跡概念及核算方法

食物消費生態足跡指在當前既定標準產量基礎上，為滿足一定區域范圍內全部人口消耗的食物，包括糧食、油料、蔬菜、水果、肉類、禽蛋奶、水產品等所需要的土地量[10]，是評價特定人口在一定消費模式下的生態影響及其可持續性的有效指標。

本研究主要參考郭華等對食物消費生態足跡的測算方法[11]，依據經濟系統中的供求平衡原理，首先測算某一區域內居民所消費全部農產品總量，再依據不同類型農作物多年單產的歷史數據基礎測算標準產量，進而計算出滿足區域內居民食物需求的土地面積，其計算方式按照食物消費類別分為植物性食物計算公式和動物性食物計算公式。

式中：FP表示食物消費生態足跡;i表示第i年份;j表示第j類農產品，分別表示糧食、油料、蔬菜、水果、肉類、水產品、蛋制品及奶制品;Pi表示人口數量;Cij表示人均j種食物消費量;Yij表示j種作物的標準產量，其數值以福建省各主要農作物近10年來的平均產量來計算;Lj表示某類食物的損耗系數，因為農產品從生產環節到消費環節要經歷采收、儲存、運輸、加工等過程，在各環節中都存在損失，不同農產品的損耗系數不同。該系數的選擇也主要參照郭華等的做法，取糧食損耗系數為10%，油料作物損耗系數為35%、蔬菜水果損耗系數為30%[11];Mij表示復種指數，為農作物播種面積與耕地面積的比值，用來衡量土地的集約化利用程度，根據計算結果可知，近10年福建省耕地的平均復種指數為1.77。公式（2）為動物性食物的生態足跡測算，增加了一個耗糧系數Ce，根據劉東等的研究方法，按照肉類、禽蛋、水產品、奶制品分別采用3.0、1.8、1.2、0.5的耗糧系數[17]。考慮到隨著經濟發展及消費習慣變化，人們在外用餐和便攜式訂餐等大幅增加，而在外餐飲的肉類消耗較多，因此，對耗糧系數作出相應調整，設定肉類、禽蛋、水產品、奶制品的耗糧系數分別為7、3、1.5、0.8。

1.2 食物消費生態足跡影響模型

為進一步分析城鎮化對食物消費生態足跡的影響因素，設定以下食物消費生態足跡影響模型：

lnefootprint=c+β1urban+β2aging+β3lngdp+β4r_income+β5trade+β6lnpcar+εi。

式中：被解釋變量為efootprint，表示食物消費生態足跡，其取值根據公式（1）和公式（2）計算得到。因食物消費生態足跡是依據居民食物消費量計算得到，因此，在模型的影響因素選擇中，只要影響城鄉居民食物消費量的因素，就必然影響食物消費的生態足跡。根據已有文獻可知，居民食物消費受多種因素影響，主要包括經濟發展、居民收入、文化差異、人口結構及其他因素等。因此，考慮到數據的可獲得性和避免數據間的多重共線性，本研究選取除城鎮化指標外的5個變量作為食物消費生態足跡的影響因素：第一，地區經濟發展水平（pgdp）。以各年人均GDP作為指標衡量，地區經濟發展水平越高居民食物消費層次就越高，預期對食物消費生態足跡產生正向影響。第二，人口老年化（aging）。以各年60歲以上老年人數量占總人口數量的比例為衡量指標，一般隨著年齡的增長，人們的食物消費量會降低，因此預期對食物消費生態足跡產生負向影響。第三，城鄉居民收入比（r_income）。以城鎮居民人均可支配收入與農民人均純收入之比為衡量指標，城鄉居民收入差距越大，將抑制農村居民食物消費，因此預期該指標對食物消費生態足跡產生負向影響。第四，貿易開放度（trade）。以當年進出口貿易總額占GDP比值衡量，用來反映對外交流程度對居民食物消費的影響，預期該指標對居民食物消費足跡產生正向影響。第五，汽車占有量（pcar）：用每100人中小汽車擁有量為衡量指標，用于反映居民的物質條件改善，汽車擁有量越大，居民外出就餐越頻繁，預期該指標對食物消費足跡產生正向影響。

1.3 數據來源與說明

本研究數據主要來源于《福建統計年鑒1996—2018》和《中國統計年鑒1996—2018》，根據福建省食物消費情況，在分析其食物生態足跡中，涉及到的耕地生物產品主要有4類：糧食、油料、水果和蔬菜，按照其標準產量來計算生態足跡量，其他動物性食物消費根據耗糧系數折算成純糧食作物后，再計算生態足跡量。

2 城鄉居民食物消費變化與生態足跡統計分析

2.1 城鎮化與城鄉居民食物消費變化

從福建省城鄉居民1995—2017年各種食物的人均消費量變化趨勢（表1）看，隨著經濟發展和農業生產水平的提高，城鄉居民食物消費更加多樣，福建省居民食物消費已從單一性的、為滿足吃飽的糧食消費為主轉向更加多元化的、為滿足吃好的食物消費模式;無論是在城市還是在農村，人們對以糧食和蔬菜為主的植物性食物消費量持續減少，而對肉、蛋、奶、水產品等動物性食物消費量卻逐年增加。城鎮居民對糧食和油料消費量呈現大幅減少的趨勢，糧食消費從人均147.63 kg下降到2017年的99.69 kg，下降了32.5%，油料消費從11.59 kg下降到8.86 kg，下降了 23.55%;但對肉產品、水產品和奶制品的消費出現快速了增長趨勢，肉產品從人均31.59 kg上升到43.05 kg，水產品從人均16.75 kg上升到28.80 kg，奶制品從人均消費6.20 kg上升到13.21 kg，上漲比率分別達到36.28%、71.94%、113.06%;城鎮居民對蔬菜、干鮮水果、蛋及制品的消費出現小幅減少的趨勢，2017年蔬菜人均消費量為88.78 kg，減少了4.41%，干鮮水果人均消費為46.87 kg，減少8.37%，蛋及制品人均消費為9.22 kg，減少了8.44%。

主要食物消費也發生了較大變化：農村居民對糧食和蔬菜消費呈現減少的趨勢，糧食消費下降了44.82%，從1995年的人均283.14 kg下降到2017年的156.24 kg，降幅最大，為44.82%， 蔬菜消費從人均105.62 kg下降到90.62 kg， 下降了14.2%。農村居民對其他食物消費均出現大幅的增長趨勢，其中油脂消費增長了108.53%，達到人均消費9.53 kg;干鮮水果消費增長了170.15%，達到人均消費32.58 kg;對肉類、水產品、蛋制品消費分別增長了124%、127.5%、160.98%，人均消費量分別為44.51、21.29、7.96 kg;農村居民對奶制品消費增長幅度最大，消費量從人均0.25 kg上升到 7.16 kg，上漲了27倍。

為直觀反映福建省歷年來城鄉居民的食物消費差異狀況，繪制了城鄉居民人均食物消費量差異變化圖（圖1）。由圖1可知，隨著時間的延長，城鄉居民在各主要食物消費的差異不斷縮小，食物消費的趨同性明顯增長。首先，城鄉居民對糧食消費均呈減少趨勢，但由于農村居民對糧食消費的減少速度更快，使得城鄉居民對糧食消費的差異快速縮減，近年來農村居民人均糧食消費高出城鎮居民消費量在65 kg以內，今后還有縮小的趨勢（圖1）。其次，農村居民和城鎮居民對其他各類食物消費差距在不斷縮小，近年來已基本維持在 10 kg 左右（圖1）。由此可以預測，未來城鄉之間居民對主要食物的消費會趨于一致，到達滿足人們營養健康標準所需要的均衡食物消費量。最后，從福建省城鄉居民食物消費總量的變化（圖2）看，其變化趨勢與人均食物消費變化基本一致，糧食消費需求總量呈下降趨勢（下降了39.8%），蔬菜消費總量小幅下降（下降了6.37%），其他類食物消費逐年增加，特別是干鮮水果（增加163.34%）、肉類（增加123.1%）、水產品（增加170.0%）等消費增長趨勢明顯，尤其是奶制品出現劇增的趨勢（增加564.37%）。總的看來，隨著經濟發展和城鎮化進程加快，未來城鄉城市居民對動物蛋白類食物消費量增加，將會給肉產品、蛋及制品、水產品及奶制品等食物的生產與供給帶來明顯壓力，但城鄉居民消費對糧食、蔬菜、油脂等淀粉類食物消費將趨于穩定。因此，未來食物消費總量主要取決于人口數量的變動（圖2）。

2.2 估算城鄉居民食物消費生態足跡量

根據公式（1）和公式（2）計算出福建省城鄉居民1995—2017年對各類食物消費的生態足跡（EF），結果見圖3。由圖3可知，福建省城鄉居民食物消費的生態足跡總體呈現逐年增長態勢，生產全部食物所需的虛擬耕地面積從1995年的230.76萬hm2增加到2017年的321.22萬hm2，增加了39.2%，遠超過福建省實有的133.6萬hm2耕地面積，可見福建省食物消費的生態環境負荷較大，全部耕地生產食物總量只能滿足全省食物消費的41.59%，相當于還有187.6萬hm2虛擬土地食物量須要依靠外調或進口。這也表明隨著城鎮化發展和居民食物消費升級變化帶來了嚴重的生態環境負荷。在食物消費生態足跡產生類型上，動物性食物消費生態足跡量持續增加，但植物性食物消費生態足跡量卻呈減少趨勢，2000年以后動物性食物消費超過了植物性食物消費的生態足跡量，2017年城鄉居民動物性食物的生態足跡量為 209.61萬hm2，而植物性食物消費生態足跡量為 111.62萬hm2。可以預見未來全省食物消費生態足跡的增長量也主要來源于動物性食物消費的生態足跡，而其根本原因在于城鄉居民對食物消費結構的變化。

2.3 非參數估計城鎮化與食物消費及生態足跡的影響

利用核密度估計方法，分別對城鎮化率與城鄉居民各類食物消費的相關性進行估算（圖4）。圖4中實線為核密度估計的函數曲線，虛線為線性擬合曲線。由圖4可知，城鎮化率與各類主要食物消費及其總生態足跡量呈現非線性關系。因此，利用參數回歸可能會導致對其中某些非線性關系的估計產生偏誤。

由圖4-a至圖4-e可知，城鎮化率與居民的水產品和蛋及制品消費量近似線性正相關關系，但與糧食、蔬菜和肉產品等的消費量呈現明顯的非線性關系。糧食消費量隨城鎮化率上升而下降，但下降到一定程度后（大概在城鎮化率超過50%時）糧食消費量開始趨于穩定和回升;蔬菜消費量隨城鎮化率波動變化最大，整體呈現曲線下降趨勢;肉產品消費與城鎮化呈現曲線上升趨勢，當城鎮化率約為50%時，肉產品消費出現一個臨界，之后又持續上。張少春等認為，城鎮化率與主要食物之間的這種非線性關系可能與中國的經濟制度改革有關，隨著城鎮化進程的加快，居民糧食消費減少，而蔬菜消費增加，當城鎮化水平超過50%后，居民對蔬菜的消費量也趨于減少，居民對主要食物需求發生了從追求數量到滿足質量的轉變[16]。就目前來看，福建省還處于由城鎮化推動居民對肉產品、水產品、蛋及制品、奶制品等食物消費增長的階段，但根據發達地區居民食物消費的經驗，這種增長趨勢將會持續到某個時點后，趨向于一個穩定狀態。圖4-f反映的是城鎮化率與城鄉居民食物消費生態總足跡關系，明顯呈現出曲線增長的態勢，生態足跡隨城鎮化率提高而上升，當城鎮化率在45%～55%區間時，呈現下降趨勢，此后又持續增加。可見，城鄉居民對食物消費的生態足跡隨城鎮化率變化呈曲線型增長，其具體影響因素及作用機制還須要作進一步的半參數回歸分析。

3 回歸結果與分析

為驗證城鎮化對居民食物消費生態足跡的影響，根據“1.2”節中模型設計，采用最小二乘法（OLS）對食物消費生態足跡進行模型估計（模型1）。

表3表明，城鎮化率與食物消費生態足跡存在顯著的正向關系，該結果已在上述統計分析中作出說明，但基準回歸難以反映兩者之間的曲線變動關系，須要進一步作半參數回歸，半參數回歸結果表明，城鎮化率與城鄉居民食物消費生態足跡呈倒“U”形變化模式（圖5-a），在城鎮化較低的情況下，城鄉居民食物消費生態足跡隨城鎮化提高而增大，但當城鎮化率達到一定臨界水平時，城鄉居民食物消費生態足跡隨城鎮化率提高而減少，該臨界點位于城鎮化率約為58%時。其原因在于城鎮化率對城鄉居民食物消費結構變化和城鄉人口數量變化產生的雙重影響，一方面隨著城鎮化率提升，城鄉居民對植物性食物消費量減少而對動物性食物消費量增加，且農村居民對各類食物的消費彈性系數高于城鎮居民，使得整個食物消費量增加;另一方面，城鎮化率提升將使得農村居民

減少而城鎮居民增加，但隨著經濟社會發展，城鄉居民對食物消費量將達到一致并趨于穩定，因此城鄉居民對食物消費量將難以增長。對人均食物消費生態足跡的半參數回歸結果（表3）表明，人均食物消費生態足跡隨城鎮化率的變化也呈現倒“U”形曲線關系（圖5-b），表明當城鎮化達到一定程度時，人均食物消費量將不再持續增長。

模型回歸結果（表3）還顯示，人口老齡化對食物消費生態足跡有負向影響，影響系數為-1.339，并在5%置信水平下顯著，表明60歲以上老人年人口每增加1%，城鄉居民食物消費的生態足跡將下降1.399%，隨著年齡的增加，人們對食物的需求量將減少，多數研究也證明60歲以上老年人消費的食物總量顯著低于青年人。人均GDP對食物消費的生態足跡影響彈性系數為-0.461，并在5%的置信水平下顯著，表明隨著地區經濟發展，人們對食物消費的生態足跡將下降;城鄉居民收入比對食物消費生態足跡影響系數為-0.294，并在5%置信水平下顯著，表明城鄉居民收入比每增加1%，食物消費生態足跡將下降0.294%，其主要原因是城鄉居民收入差距加大將抑制農村居民食物消費需求，使得食物消費生態足跡量減少;貿易開放度對食物消費生態足跡有顯著正向影響，貿易開放度的提升能夠帶來外人口的增加，餐飲豐裕度和飲食習慣也會隨之改變，從而影響人們對食物消費的生態足跡量。回歸結果沒有支持汽車擁有量對居民食物消費生態足跡的影響，但基準回歸結果顯示具有較顯著的正向關系，因此可以認為汽車擁有量將提高居民在外用餐的頻率，從而增加食物消費量。

4 結論與啟示

本研究基于福建省城鄉居民多年的食物消費數據，定量分析城鄉居民食物消費的轉型趨勢及其生態足跡影響，并采用半參數估計法實證評估城鎮化率對城鄉居民食物消費生態足跡的非線性影響關系。

4.1 主要結論

首先，隨著城鎮化率的不斷提升，福建省城鄉居民食物消費類型由單一化向多元化發展，消費結構由淀粉類植物性食物為主向以動物性食物和植物性食物并重的轉變，消費層次由主要滿足溫飽向更加追求營養健康轉變;城鄉居民食物消費趨同性顯著增強，城市居民依然比農村居民消費了更多的肉產品、水產品、奶制品等，但這種差距在逐步縮小。其次，城鎮化發展與居民食物消費結構性變動導致食物消費的生態足跡持續增加，從生態足跡承載力角度看，福建省全部耕地生產能力僅能保障本省區約41.59%的食物消費量，這給福建省保障食物生產供應安全和保護生態資源環境可持續利用帶來了嚴峻挑戰。再次，城鎮化率與城鄉居民食物消費生態足跡之間存在非線性的倒“U”形關系，當城鎮化率低于某一臨界點時，城鄉居民食物消費生態足跡及人均消費生態足跡隨城鎮化提高而增大，但當城鎮化率超過該臨界點時，城鄉居民食物消費生態足跡隨城鎮化率進一步提高而減少，模型回歸的圖形結果顯示該臨界點位于城鎮化率約為58%時;這種倒“U”形關系主要由城鎮化對城鄉居民食物消費結構變化和人口結構變化的雙重作用效果而產生。最后，城鎮居民食物消費生態足跡還與人口年齡結構、地區發展水平、城鄉居民收入差距及貿易開放度等因素有關，隨著經濟不斷發展和老齡化程度加快，居民食物消費的生態足跡增長會減緩，城鄉居民收入差距擴大會抑制農村居民食物消費量，進而減少生態足跡量，貿易開放度的提升能夠帶來流動人口增加和飲食習慣改變，從而影響人們對食物消費的生態足跡量。

4.2 討論及啟示

本研究采用非參數估計法分析城鎮化與城鄉居民食物消費及生態足跡的關系，雖然該方法能避免參數估計中要有嚴格的假設所帶來的估計偏誤[18]，但受樣本容量和模型設計的局限，本研究對生態足跡影響模型的回歸結果并不能給出一個嚴謹的因果關系推論，但研究結果對認識食物消費生態足跡的特點提供了有益的補充。通過非參數估計結果可以很確切地得出如下結論：在城鎮化快速發展的背景下，城鄉居民食物消費生態足跡將呈現遞減式上升的倒“U”形發展路徑，城鄉居民食物消費的生態足跡需求量在持續一段時期增長后將出現轉向;另外，城鎮化及人口老年化的快速增長對于城鄉居民食物消費結構升級具有重大影響，由此引發的農業生產模式轉變、農業供給側結構調整及對資源環境利用需求的變化具有更重要的啟示意義。首先，當城鎮化達到一定時期，居民食物消費達到峰值后，糧食需求將基本穩定，從福建省現有耕地資源和人口結構狀況看，實現“谷物基本自給，口糧絕對安全”的糧食安全目標完全可以做到。因此，福建省發展現代農業一定要改變長期以來固有“缺糧省”的觀念，要樹立“大食物觀”，充分利用省內豐富的森林、海洋及氣候資源，發展具有本地比較優勢的優質、高效、生態現代特色農業，以滿足人們對食物消費多樣化高層次需求。其次，隨著城鎮化的發展，城鄉居民對動物性食物消費需求還將進一步增長，要求農業結構調整和政策扶持的重點要轉向發展高效規模養殖業。考慮到畜牧養殖業中的環境污染及生態成本等問題，首先應該大力推進海洋牧場建設和發展遠洋捕撈漁業，以海洋性水產品替代陸地動物性食物，減少對陸域耕地的需求，從而減緩陸地生態環境壓力。還要加快發展集約化草食畜牧產業，充分利用省內豐富的草山草坡、農閑田等土地資源，推廣糧經飼三元結構種植和集約化規模養殖，發展具有地產優勢的山羊、肉牛、水牛、肉兔等草食畜牧業。

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