基于DEA2.1軟件的再優化食品系統的評估預測

郭韜文

（重慶交通大學 機電與車輛工程學院，重慶 400000）

0 引言

在普遍美好的世界，全球糧食系統是不穩定的，部分原因是濫用國際糧食生產者和分銷商全球系統[1-2]。這種食品系統允許相對廉價和高效地生產和分配食品，這表明目前仍舊優先考慮效率和盈利能力。盡管該系統效率很高，但聯合國估計世界上有8.21億人遭受饑餓。目前的糧食系統留下了巨大的環境足跡，占溫室氣體排放的29%，生物多樣性喪失的80%，砍伐森林的80%[3]。

1 關鍵因素分析

大量的事實表明，目前的食品體系優先考慮效率和盈利能力[4]，而不是環境友好和社會公平。我們首先把效率和利潤作為兩個子系統來衡量當前的糧食體系，其中利潤體系包括人均GDP和農業收入占GDP的比重，而效率體系包括科技投資、從業人員、有效專利數量和國際貿易占GDP的比重。然后，我們將社會公平、生態可持續性和經濟發展作為3個子系統來計算優化的糧食系統，其中社會公平系統包括農業總產值投入、環境投入、財政投入和教育投入，生態可持續系統包括國內污染排放、農業污染排放和農業污染控制投資，經濟發展系統包括人均國內生產總值、農業收入占國內生產總值的比例、科技投資、雇員，有效專利和國際貿易占GDP的比例[5]。參考前人的研究成果，我們選擇食品系統的效率作為變量進行預測。

2 解因子模型與求解DEA模型

利潤體系包括人均GDP和農業收入占GDP的比重；效率體系包括科技投資、從業人員、有效專利數量和國際貿易占GDP的比重；社會公平制度包括農業總產值投入、環境投入、財政投入和教育投入；生態可持續制度包括國內污染排放，農業污染排放和農業污染治理投入；經濟發展制度包括人均GDP、農業收入占GDP比重、科技投入、從業人員、有效專利和國際貿易占GDP比重。

我們使用DEA2.1軟件對經濟效率和優化食品系統效率進行了測量，結果如表1所示。

表1 優化食品系統效率

經過兩年的時間，這個優化的食品體系達到了0.82的水平，可以很好地建立這個體系，如圖1所示。

圖1 優化食品系統未來情況的預測

3 元胞自動機的仿真效果

根據仿真結果圖2可以得出，當一個國家的糧食體系發生變化時，生態效率和社會公平效率會在一定程度上上升，而經濟效率則會下降。通過仿真結果可以看出，發達國家只能在800天內達到優化系統的峰值，最大限度地提高食品系統的效率。與發達國家相比，發展中國家將有一些延誤，主要是由于發展中國家的條件不完善。可以看出，發展中國家只能在1 000天內達到最大效率，并且發達國家的盈余收入遠高于發展中國家。

圖2 仿真結果

4 結語

通過本文研究，如果一個食品系統被優化以實現公平和可持續性，經濟發展子系統的效率將下降，而生態可持續子系統和經濟發展子系統的效率將增加。與目前的糧食系統模型相比，優化后的系統更注重生態可持續效率和經濟發展效率，而不是效率和盈利能力所反映的經濟發展能力。我們使用預測模型進行估計，預計該系統將在倆年內實現。當我們改變一個國家的糧食體系時，生態效率和社會公平效率會在一定程度上上升，而經濟效率則會下降。通過仿真結果可以看出，發達國家只能在800天內達到優化系統的峰值，以最大限度地提高糧食系統的效率。而與發達國家相比，發展中國家將有一些延遲，主要是由于發展中國家的條件不完善，只能在1 000天內達到最大效率。在以中國為代表的發展中國家和以美國為代表的發達國家，我們的結論可以得到案例研究的支持。