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糧食安全是一個國家滿足糧食需求以及抵御可能出現的各種不測事件的一種狀況，其決定性因素包括糧食生產及消費的能力和水平，同時和國家經濟發展水平及外貿狀況有著密切的聯系①。聯合國糧食與農業組織（FAO）最早在1974年的世界糧食大會第一次提出了“糧食安全”的概念②。1983年，FAO提出糧食安全概念為“確保所有人在任何時候既能買得到又能買得起他們所需的基本食品”③。1996年的第二次世界糧食首腦會議通過的《羅馬宣言》，又對“糧食安全”做出了更周全的解釋：“糧食安全是指所有人在任何時候都能夠在物質上和經濟上獲得足夠、安全和富有營養的糧食，來滿足其積極和健康生活的膳食需要及食物喜好”④。作為人類賴以生存的基本生活資料、生產資料和特殊商品，糧食供求狀況及其動態變化是關系國計民生、經濟安全和社會穩定的重大戰略問題⑤。尤其是至2007年以來出現的全球糧食危機，以及氣候變化帶來的極端天氣事件的頻發，給全球或區域的糧食安全帶來了極其負面的影響。據FAO統計，2002－2004年期間，全球約有8．6億人口處于饑餓之中，到2009年全世界處于饑餓人口首次突破10億⑥。糧食安全問題已經成為了全球很多國家首要的政治、經濟和社會問題，很多發展中國家正以不同方式抗爭著糧食危機。我國作為一個發展中的農業大國，人口基數大，水土資源緊張，確保國家糧食安全歷來都是國家的頭等大事，成為政府部門和研究人員的焦點問題。因此，建立區域糧食安全預警系統，全方面綜合分析、衡量糧食安全狀況，從國家層面考慮區域糧食安全，提前對糧食安全信息發出預報，有利于國家及時做出政策調整，對糧食的宏觀調控，化解糧食安全風險⑦。 一、區域糧食安全預警模型的理論依據 糧食安全預警研究始于20世紀70年代，由于當時世界糧食出現了嚴重的危機，各國紛紛開始關注糧食安全問。為此，FAO建立了全球糧食和農業信息及預警系統（GIEWS），為世界各國定期公布糧食產需信息。糧食安全預警研究是通過把握社會、經濟、自然等各方面的普遍規律，在此基礎上將內部矛盾運動和外部環境因素相結合，以供求平衡理論為基礎，分析糧食供需的本質和確定預警警情指標，對糧食安全狀況做出及時的判斷和預測，為國家及地區的糧食決策措施提供數據支持。糧食安全預警系統通過對糧食的產量預測，利用預先設定的評判指標體系，對糧食的供需情況進行判斷。近年來，農業預警在理論層次的研究逐漸成熟⑧，但耕地預警理論的具體應用比較少，真正意義的耕地預警系統的建立目前也只停留在理論研究的層面⑨。區域糧食安全作為國家糧食安全的重要組成部分，主要參考國家糧食安全預警體系，但相對國家級別更加細化???。本研究從糧食供給和消費兩個角度出發，綜合分析區域范圍內糧食產量和消費狀況，以此來衡量區域糧食安全狀況。由于大米、面粉、玉米、大豆等是目前人們食用的主要糧食產品，因此，本研究主要考慮水稻、小麥、玉米和大豆四類作物。在進行糧食安全評價中，根據地區差異將區域分為糧食主要生產區和糧食主要消費區。糧食主產區生產的糧食可以供應本地區或者外輸給其他地區；而對于糧食不能自給的地區，可以通過從其他糧食富余地區進行購買，以實現本地區的糧食供求平衡。如果該地區的糧食自給能力不足，又無法通過資金從外部購買到糧食，那么說明該地區的糧食處于一個不穩定的非安全狀態。 二、區域糧食安全預警模型總體框架 本研究的區域糧食安全預警框架體系如圖1所示。在綜合考慮社會、經濟和自然等因子對糧食安全影響的基礎上，選取糧食產量、人口和收入及消費分別作為自然、社會及經濟的預警指標???。糧食產量是糧食供需關系的基礎，直接決定區域糧食供給的多少；人口變化會導致區域糧食需求發生變化；收入及消費直接影響著區域糧食需求的實現程度，當一個區域的糧食產量不能夠滿足該地區的人口需求量時，該地區的人口可以通過購買其他地區的糧食來滿足本地區人口的糧食需求。綜合這三個指標的關系，人口和糧食產量決定著人均糧食占有量，人口和收入及消費決定著人均糧食購買量，人口自身變化決定人均糧食需求量。人均糧食占有量和人均糧食購買量能否與人均糧食需求量達到平衡是糧食安全預警的基礎。本研究首先考慮了糧食產量變化率，作為糧食供給安全的預警指標。區域的糧食產量由區域作物單產水平和作物播種面積決定，糧食產量變化率Cj計算如下：式中：Cj為糧食產量變化率，i為糧食作物種類，j為年份，Yij為糧食作物i第j年單產，Aij為糧食作物i第j年播種面積，Yij－1為糧食作物i第j－1年單產，Aij－1為糧食作物i第j－1年播種面積。Cj大于1說明當年的糧食產量較去年有所增加，如果Cj小于1說明當年糧食產量較去年出現了減產，如果Cj等于1說明當年的糧食產量較去年出現持平。糧食產量變化率Cj僅考慮了區域糧食供給安全，不足以全面描述區域的糧食安全狀況。因此，本研究綜合考慮了人口變化、物價變化等因素，建立了糧食安全指數CSj，其計算如下：式中：CSj是糧食安全指數，i為糧食作物種類，j為年份；Yij為糧食作物i第j年單產；Aij為糧食作物i第j年播種面積；VIi為糧食作物i轉化率；Eij為第j年城市人口對糧食作物i加工品需求量；Pij為第j年糧食作物i產品單價；Fij為第j年農村居民糧食作物i消費量；Rj第j年農村居民人數。當CSj大于或等于1時，說明該地區糧食作物的產量能夠滿足人口需求，當CSj小于1時，說明該地區糧食作物的產量不能滿足的人口需求。人類消費糧食大部分為糧食加工品，如糧食作物小麥。在統計年鑒中，城市居民的糧食消費量均為糧食加工品，如小麥的加工品是利用面粉來進行核算（小麥出粉率，一等特級面粉，按照60％進行計算）。 三、區域糧食安全預警模型應用 本文以山東省濟南市長清區為研究區域，利用上述的糧食安全預警體系，對該地區的糧食安全狀況進行了分析。 1．數據來源 #p#分頁標題#e# 本實例選的研究區域人口數據、價格及消費數據和作物產量數據來源于2005－2010年濟南市統計年鑒（其中2010年長清區小麥產量為預測數據）。 （1）人口情況 從2004－2009年，濟南市全市人口約603萬人，市區人口為350萬人左右，長清區人口從2004－2009年維持在56萬人（表1）。長清區2004年時，非農業人口與農業人口的差距還比較大，非農人口僅為12．6萬人，農業人口為41．14萬人。到了2005年農業人口就與非農人口的數量基本相同分別為27．95萬人和27．13萬人，2008年農業人口與非農人口的相差1．33萬人（表1）。濟南市全市的人口自然增長率呈逐年下降的趨勢（如表2），2004年人口自然增長率為3．84％，到2009年人口自然增加率下降至2．61％。其中長清區的人口自然增長率下降特別明顯，2004年長清區人口自然增長率為5．49％，2009年長清區的自然增長率僅為0．81％，分析客觀原因為隨著市場的開放，經濟的發展，大部分年輕人都選擇了外出求學、務工，故長清區的人口自然增長率呈下降的趨勢。利用此自然增長率預測出長清區2010年人口為56．83萬人。 （2）糧食消費情況 隨著社會不斷發展，人類的消費支出也在不斷的調整。以前人們的經濟收入很大一部分是用來購買食品，隨著經濟的快速發展，城市居民的收不斷增加，消費觀念也隨之發生了轉變。城市居民消費結構的轉變，食品消費占總消費的比例越來越小。城市居民的飲食結構調整，糧食攝取量呈逐年下降的趨勢（圖2），水果、鮮乳品等其它食品的攝入量提高。近幾年農村的生活水平也得到了很大的改善，但糧食的消費量沒有很大的變化，長清區農村居民的飲食習慣還是以北方人喜愛的面食為主，2004－2009年，人均小麥消費量從122．90kg上升至2007年的146．70kg，隨后又下降至120．39kg，總體維持在130kg左右。同時期的玉米的消費量2004年的消費量最低為22．58，隨后逐年呈上升趨勢，2007年的消費量達到最高為34．80kg，近兩年一直保持在31kg以上。而稻谷的消費量比較低，這與當地人的飲食習慣有較大的關系，但近年來呈現出增長的態勢（圖3），消費量從2004年人均消費4．16kg增長到2009年的8．60kg。油脂類和肉禽類食品的消費近幾年在增長，肉禽的人均消費量從2004年的13．68kg增長到2009年的17．56kg，油脂類食品消費量也從人均6．98kg增長到2009年人均消費8．51kg。以上數據說明近幾年來，農村居民的生活在不斷的改善，人們的飲食結構也在發生改變，生活水平不斷提高。對比現階段城市居民和農村居民的食品消費量，兩者的飲食結構有所不同。城市居民是一種多元化的飲食結構，各種食品均衡攝入。而農村居民還是以糧食為主，肉禽蛋類為輔。城市居民的生活成本相對農村居民要高一些（表3）。一方面，農村居民可以自產自足，不需要大量購買一些食物產品，而城市居民糧食食品需要去購買；另外一方面，城市居民的飲食相對要復雜一些，其中不乏有些價格高的優質食品，而農村居民的飲食較簡單。 （3）農業情況 2011年的統計年鑒暫沒有，故本研究由WOFOST作物生長模型對2010年長清區小麥產量進行預測。WOFOST模型由世界糧食研究中（CWFS）組織的糧食潛能研究課題，荷蘭瓦赫寧根大學和荷蘭農業生物研究中心參與研發。該模型考慮光合作用、呼吸作用、生長環境等各方面的影響，通過氣候、作物、土壤三個模塊進行模擬，能夠模擬特定環境下的作物產量。本文收集了2009－2010年山東省濟南市的氣象資料和土壤數據，結合當地小麥的作物信息對該地區2010年小麥產量進行了模擬。長清區2004－2009年農作物播種總面積呈逐年減少的情況（如表4），這種情況到2009年才得到好轉，比2008年增加了大約852公頃。截止到2009年末糧食播種面積期較2004年沒有較大變化，基本持平。小麥的種植面積穩中還有所上升，2004年播種面積為21382公頃上升至2009年播種面積23170公頃，增加小麥播種面積1788公頃。農作物的播種面積變化，反映出2004－2009年期間為了城市的發展，許多農田轉為建設用地供城市的發展需要。但隨著溫總理提出的守住18億畝紅線的中央精神之后，地方政府采取了一些保護措施，使得農作物的播種面積有所回升。長清區糧食作物為小麥、玉米、谷子、高粱等，其中小麥和玉米這兩種作物是長清區糧食的支柱，從2004年起長清區小麥產量一直在10萬噸以上，2004－2006年小麥產量一直保持增勢，單位面積產量從5178kg／hm2增加到2006年每公頃小麥產量為5556kg，但是2007年小麥的播種無論是播種面積還是單位面積產量都有所下降，當年長清區小麥產量比2006年減產近13389噸。此問題在2008年得到重視，2008年產量明顯有所回升，在種植面積減少的情況，通過提高產量使2008年小麥產量達到135094噸，但隨后又出現減產。 2．模型評價 綜合2004－2010年小麥總產量，通過公式1，計算出2005－2010年期間小麥產量變化率（如表6），結果顯示長清區2005－2010年糧食總體上是保持平穩的發展態勢。其中2005年、2006年、2008年小麥的產量較去年有所提升，2007年和2009年出現了糧食下滑。通過WOFOST模型模擬的2010年產量，預計長清區2010年總產量基本與2009年持平，小麥產量變化率為0．99，說明2010年較2009年產量出現略微下降。出現產量下降的一個主要原因是2010年天氣情況比較異常，長清區從2010年4月以來就出現雨水較少，并且氣溫一直較低的情況，并導致小麥的整個生育往后推遲了近10天左右，嚴重影響了小麥的生長。濟南市區以工業、商業為主，不種植糧食作物，沒有參與直接生產糧食，該地區屬于糧食輸入地區。濟南市區居民的糧食需求從其他糧食生產地區進行購買來滿足。本文假設長清區的糧食輸出至濟南市區，長清區的小麥需要滿足本地區的居民和濟南市區居民的需求。利用糧食安全評價公式2對長清區的小麥安全指數進行評價，分析長清地區的小麥產量安全情況。評價結果顯示：2007年長清區小麥糧食安全系數為0．94，小于安全指標1，該年份長清區的小麥不能夠滿足長清區和濟南市區居民的需求，故認為屬于不安全狀況。發生此情況，只能從糧食儲備或其他小麥產區購買來滿足該地區居民的需求。其他年份長清區的小麥足以滿足兩地區居民的需求，故認為是安全的狀況。圖4中顯示。2005－2007年長清區的小麥糧食安全系數呈下降趨勢，可以預測該地區的小麥產量變化趨勢為不安全狀況，需要得到重視。從2008年開始，長清區的小麥產量得到提高，糧食安全問題得到很好的解決。故本研究方法可以為糧食安全預警系統提供參考依據。#p#分頁標題#e# 四、研究結論 本文從糧食供給和糧食消費兩方面入手，提出了糧食產量變化率和糧食安全指數兩個指標，利用其建立了區域糧食安全預警系統，并對山東省濟南市長清區的糧食安全狀況進行了評價。研究表明，糧食產量是確保糧食安全的重要基礎，保證耕地安全是糧食生產安全的核心。耕地安全既有數量安全又有質量安全兩方面的要求。在耕地數量穩定的前提下，科學技術的應用、高效的農田管理和完善的水利等農業生產基礎設施建設是提高糧食產量的手段。此外，農民是農田管理的執行者，切實保障農民的收入、提高農民種糧積極性是確保糧食安全的關鍵。只有解決好糧食生產的根本問題，才能有效地提高糧食產量，在國家有力調控、健全的國家和地方糧食儲備體系下，糧食安全問題能得到較好的解決。 本研究中也存在一些不確定性因素。如受數據限制，對未來氣候變化、土壤退化、糧食播種面積變化等因素考慮不夠。模型僅考慮水稻、小麥、玉米和大豆四類作物，而對其他作物考慮不夠，也沒有考慮糧食庫存狀況，僅考慮正常情況下作物產量是否能滿足當年人口的需求???。模型對生物能源的迅速發展帶來的“與人爭糧、與糧爭地”等考慮不夠。這些問題需要在以后的研究中進行深入分析。