基于經濟社會環境模型的糧食系統評估研究

張宇婷 汪艷霞 徐家儀

摘要：近年來，糧食系統問題引起了廣泛關注。盡管全世界生產的糧食足夠養活每個人，但全世界仍有10.8%的人口挨餓。為了更好地分析糧食系統和緩解饑餓，我們建立了一個ESE模型來評估不同國家的糧食系統。

首先，設計了一個經濟社會環境模型，從經濟、社會和環境領域選取了16個指標，從不同的角度反映了糧食系統的效率、盈利能力、公平性和可持續性。根據這四個準則在不同時期的重要性，改變了方程中的權重計算方法。然后，我們根據實際需要，從不同方面評估糧食系統的效益和成本。本文還分析了在不同時期改變糧食系統優先次序的合理性和必要性，然后將此模型應用于三個國家，即日本、阿富汗和柬埔寨。通過GM（1，1）模型預測其未來發展趨勢，并且根據他們的實際國情，設計了一個干預模型，使他們的食物系統能夠順利轉型。最后，分析了干預模型的敏感性。我們發現在調整模型參數時可以得到相對穩定的結果。因此，我們的干預模式是穩健的，能夠在一定程度上有效調控國家糧食體系。

關鍵詞：經濟社會環境模型;權重計算方法;干預模型;敏感性

1. 引言

目前的糧食系統允許以相對低廉和高效的方式生產和分配糧食，因此優先考慮效率和盈利能力。雖然這一制度效率很高，但卻造成了嚴重的不公平現象和殘余的環境足跡。按照目前的趨勢，世界不可能在2030年實現零饑餓的目標。屆時，將有8.4億多人受到饑餓的影響。2020年世界糧食計劃署的數據顯示，covid-19大流行可能使這一數字翻一番，到2020年年底，將有1.3億人面臨嚴重饑餓的危險。

為了更好地實現零饑餓的目標，解決當前糧食體系的不公平和不可持續問題。

2. 經濟-社會-環境模型

根據實際研究需要和文獻，筆者確定了16個主要因素，這些因素可以分為三個主要領域：經濟、社會和環境。不同領域的因素對食物系統的影響方式不同，首先說明如何量化每個因素的影響，然后說明如何確定每個指標的權重以及如何處理數據，最后計算不同國家的影響。

2.1 經濟

以下是直接衡量一個國家糧食生產和消費水平的6個與糧食系統關系最密切的經濟指標。

人均食物供應量：可以選擇糧食生產指數，來代表人均可獲得的糧食數量。

食品支出：本文采用恩格爾系數與居民生活總支出的乘積來量化食品支出指數。

食品價格：食品價格指數是反映不同時期食品價格水平變化方向、趨勢和程度的指標。

食物多樣性：本文通過設置食品消費的多樣性程度，來量化食品消費結構的層次。

食物來源：食品來源包括國內生產和進口。

農業發展：農業發展是一個國家糧食體系的基礎。

2.2 社會責任

我們使用6個社會指標來量化社會對糧食系統的影響。

弱勢群體糧食安全：弱勢群體的糧食安全是衡量糧食系統公平性的重要因素。

食物營養：糧食不安全意味著無法可靠地獲得足夠的負擔得起的營養食品。

糧食政策：與高收入國家相比，中低收入國家不太適合國家糧食政策，會造成糧食體系結構的巨大差異。

沖突：沖突迫使數百萬人失去家園和生計，面臨挨餓甚至饑荒的危險，而且饑餓會加劇沖突。

收入差距：本文使用基尼系數來表示收入差距，顯示糧食不平等。

食物浪費：遏制糧食浪費對糧食系統的可持續性至關重要，本文用食物損耗程度來表示這個指標。

食物回收：廢棄食品的循環利用，可以在一定程度上減少食品浪費對環境的影響，從而接近可持續發展。

環境足跡：本文從四個方面來量化環境足跡：淡水、土壤、溫室氣體排放和生物多樣性。

節約糧食意識：節約糧食意識對糧食系統的可持續發展起著重要作用。

2.3 數據處理

2.3.1 數據采集與預處理

從世界銀行、聯合國世界糧食計劃署等數據庫得到了126個國家16個指標的基本數據，針對一些指標的缺失值，本文采用SPSS對數據進行預處理。

在對指標進行分析的過程中，發現所有的指標可以分為三類。同時，所有指標在維度上都是不同的，不能直接比較。為了便于以后的計算，需要對這16個指標進行標準化處理。

2.3.2 權重計算

不同的指標對一個國家的糧食系統有不同的影響。對于從經濟、社會和環境三個領域處理的歸一化矩陣，使用熵權法（EWM）計算它們的權重，首先由概率矩陣得到指標的信息熵，再以此計算出指標的熵權。

2.4 ESE得分

通過計算不同指標的得分和權重，得出經濟、社會和環境領域的得分。通過不同的權重計算方法，可以得到不同的值。因此，我們可以從不同的角度來評估食物系統的成本和收益。

3. 改變優先次序的影響

本文將根據實際發展需要，從短期效益和長期成本兩個方面分析改變糧食系統優先次序的必要性。

對短期影響的評估，為了更好地比較食物系統的現狀，采用了加權平均法的思想，加權平均法放大了短期收益的影響，可以反映食物系統在短期內的表現。然后從長期來講，效率、盈利能力、公平性和可持續性并不是相互獨立的，而是相互影響、相互制約的。根據上述ESE模型，計算了不同國家的長期和短期ESE得分。本文選取了三個典型的糧食系統進行分析，即典型的發達國家、典型的沖突中的發展中國家和典型的穩定中的發展中國家。

1. 發達國家的絕大多數人已經擺脫了饑餓問題，對于少數弱勢群體，政府往往給予足夠的補貼，以保證他們的生計。政策制定者將更注重長期利益，而不僅僅是短期利益。以日本為例，利用GM（1，1）模型，根據2014年至2017年日本食品體系生成的時間序列得分，預測未來10年日本食品體系的ESE得分。由結果可知，日本已經開始從效率驅動的食品體系向公平和可持續的食品體系過渡，這在短期內損失了一些利益，且代價是高昂的。在此基礎上，本文認為日本仍可以在以下幾個方面進行優化：增強市民的節糧意識，加大財政投入，宣傳節糧意識;在一定程度上限制糧食進口，保護和發展國內農業。

2. 一些極度饑餓的發展中國家生活在長期沖突的地區，那里的沖突和政治不穩定加劇了糧食系統的不穩定。在沖突嚴重地區，糧食系統瀕臨崩潰，出現了嚴重的兩極現象。與其他國家相比，沖突中的發展中國家當務之急是解決饑餓問題，幫助弱勢群體。以阿富汗為例，根據阿富汗的實際情況，提出了改善阿富汗糧食系統的最有效的優化方案。

援助干預：沖突和戰爭削弱了政府的處理能力。因此，必須利用聯合國和國際組織的援助項目來幫助緩解阿富汗的饑餓危機。

政策干預：作為一個農業國，農業貢獻了阿富汗三分之一以上的經濟產出。但是，阿富汗糧食系統日益增長的隱性成本導致許多糧食價格上漲，減少了農業的經濟產出。因此，政府應采取措施促進糧食系統的可持續發展。

3. 發展中國家的人均GDP往往相對較低，但是人口眾多，市場廣闊，自然資源豐富，是推動世界經濟增長的重要引擎。這就要求發展中國家政府加快發展農業經濟和技術，充分考慮到其糧食系統的效率和盈利能力。以柬埔寨為例，21世紀初，隨著內戰的結束，柬埔寨經濟迅速發展。然而，環境問題日益突出，生態平衡遭到破壞。此外，貧困人口占總人口的28%，貧富差距巨大，兒童營養不良發生率高。建議柬埔寨政府從現在起至少進行干預，提出了優化方案：增加小農戶的多樣化生產，提高生產力，增強適應性;政府應支持農業教育和營養教育項目，以改善兒童的營養狀況;加強農業基礎設施建設，提高耕地機械化程度和利用率。

結論

本文設計了重新安排糧食系統優先次序的ESE模型，在建立模型時，利用SPSS和MATLAB對海量數據進行預處理和標準化。通過一系列復雜但有意義的預處理，可以反映糧食系統在經濟、社會和環境方面的效益。且本文模型有一定的靈活性。通過不同的權重計算方法，可以從不同的方面評價食物系統的優缺點，預測每個國家最優糧食制度的實施時間。但模型仍有一些不足，比如，模型不能解釋Covid-19的作用。由于仍然難以充分了解Covid-19大流行造成的潛在損害，應當認識到，目前的評估預測仍存在重大不確定性。而且沒有考慮素食者、過敏者或者性別和種族等個體差異。