黄淮海地区水土资源粮食安全价值核算

摘要: 水土资源是粮食生产和粮食安全的基础。水土资源粮食安全价值核算对于促进水土资源可持续利用,平衡地区粮食生产任务促进粮食安全具有积极意义。目前国内尚未有关于水土资源粮食安全价值系统的核算方法。本文根据虚拟水和虚拟土理论,综合考虑自然、经济和社会因素对粮食安全的影响,构建了粮食生产中的水土资源粮食安全价值核算方法体系,并以黄淮海地区为例进行了实证分析。结果表明:水土资源的粮食安全价值真实存在且可以量化,黄淮海地区各省市水土资源的粮食安全价值存在差异,河北、江苏、安徽、山东和河南省的水土资源粮食安全价值总量远远高于北京和天津,并提出了建立粮食安全补贴完善粮食安全价值实现途径的政策建议。

关键词 :水土资源;粮食安全价值;粮食生产;黄淮海地区

粮食安全是国家安全的重要内容。随着人口数量和人均粮食消费水平的提高,我国粮食需求水平不断提高,但我国粮食生产收益水平较低,且各地区粮食生产水平差距较大,粮食区域间流动和分配成为满足粮食需求的主要途径和手段。水土资源是进行粮食生产必不可缺的基础,与粮食安全休戚相关。粮食生产中的水土资源具有提供食物和原材料的经济产出功能,提供就业、养老和粮食安全的社会保障功能和调节气候、净化大气、涵养水源等生态服务功能。这些客观的效用和功能表明粮食生产中的水土资源具有经济价值、社会价值和生态服务价值。蕴含在粮食生产中的水土资源承担了宏观层次粮食安全的社会保障功能,粮食的区域间调配在一定程度上缓解了区域水土资源紧缺的问题。水土资源价值评估是完善资源产品价格,促进水土资源可持续利用的有效途径和手段。目前国内外从自然资源价值理论、农地估价、耕地生态服务功能和价值以及水资源经济价值等角度对水土资源经济价值和生态价值进行了较为深入的研究,构建了核算水土资源经济价值和生态价值的理论和方法体系,但核算社会价值的研究较少,仅集中于对耕地资源社会保障和就业价值,尚未对水土资源的粮食安全价值进行系统核算和研究。本文首次探讨和核算水土资源的粮食安全价值,对于促进我国粮食生产和水土资源可持续利用具有重要的理论和实践意义。本文所指的黄淮海地区包括北京、天津、河北、山东、河南、江苏和安徽7个省市,是我国最重要的粮食主产区,同时黄淮海地区内部粮食生产水平很不平衡,该地区是研究水土资源粮食安全价值的最佳样区。

1 计算方法

粮食安全价值的内涵是指投入到粮食生产中的水土资源对于确保区域粮食安全所发挥的效用。水土资源的粮食安全价值集中表现为生产粮食作物对区域粮食安全的作用,以及粮食产区对本地区和消费区粮食安全的支撑功能。核算粮食安全价值的总体思路是,首先计算投入到单位粮食产品中的水土资源数量,然后根据粮食产品价格和区域粮食安全水平计算粮食生产中的水土资源所承担的区域粮食安全的社会价值。

虚拟水是生产商品和服务所需要的水资源数量[1]。从粮食生产角度看,虚拟水就是粮食生产中所实际利用的水资源数量,这依赖于产品的生产条件和用水效益等因素。单一粮食作物产品虚拟水含量根据以下公式计算:

Vci=WciYci(1)

式中:Vci―区域i粮食作物c单位重量的虚拟水含量(m3/kg);Wci―区域i粮食作物c的需水量(m3/hm2);Yci―区域i粮食作物c的单产(kg/hm2)。

根据《中国农业需水和节水农业高效建设》提供的中等干旱年黄淮海地区各省市主要粮食作物需水量[2]。区域内各类粮食作物虚拟水含量与相应的粮食作物播种面积比例加权求和得到区域单位粮食作物产量的虚拟水含量。

Vi=∑ic=1Vci×λc(2)

式中:Vi―区域i单位粮食产量虚拟水含量(m3/kg);λc― 各种粮食作物播种面积比例(%);j―区域i粮食作物种类。区域粮食生产中的水资源粮食安全价值为:

P水=PigVi×Qwi×Ks(3)

式中:P水 ―水资源粮食安全的价值(元);Pig―区域i单位产量粮食价格(元/kg);Qwi―区域i粮食作物总耗水量;Ks― 粮食安全价值修正系数;Vi含义同上。

根据虚拟水理论,国内专家[3]提出了虚拟土的概念。粮食作物的虚拟土含量就是蕴含于粮食产品和服务中的土地资源数量。单一粮食作物产品虚拟土量(hm2/kg)可用粮食播种面积单产的倒数来表示。单一粮食作物虚拟土含量与各种粮食作物播种面积比例加权得到区域单位粮食作物产量(Si)的虚拟土含量。区域i粮食生产中的土地资源粮食安全价值为:

P土=PigSi×Qli×KS(4)

式中:P土 ―土地资源承载粮食安全的价值(元);Pig―区域i单位产量粮食价格(元/kg);Qli―区域i粮食作物播种面积;Si―区域i单位粮食产量虚拟土含量(hm2/kg)。

区域粮食安全水平与人口、消费水平等因素相关。本文用人均粮食占有量指标对水土资源承担的粮食安全的社会价值进行修正,以强调和明确不同区域承担的社会价值的差异[4]。修正系数具体计算公式如下:

KS=XiX(5)

式中:KS― 粮食安全价值修正系数;Xi―区域人均粮食占有量(kg/人);X―全国人均粮食占有量(kg/人)。

其中KS>1,说明该地人均粮食占有量高于全国人均粮食占有量,所产粮食除供应本地人口需求外仍有盈余,对确保全国粮食安全具有积极贡献;KS

白?玮等:黄淮海地区水土资源粮食安全价值核算

中国人口•资源与环境 2010年 第1期2 结果与分析

2.1 水资源的粮食安全价值

2.1.1 单一粮食产品虚拟水含量

黄淮海地区主要粮食作物包括稻米、小麦、玉米、豆类和薯类。根据公式(1),结合作物需水量数据和2007年黄淮海地区主要粮食作物单产,得到2007年黄淮海地区单一粮食产品虚拟水含量,如下表。

黄淮海地区各省市稻谷虚拟水含量较高,小麦处于中等水平,而玉米的虚拟水含量最低。江苏省各类粮食作物的虚拟水含量最低,而河北省粮食作物虚拟水含量最高,其余各省市作物虚拟水含量差距较小。

2.1.2 黄淮海地区粮食作物耗水量

作物耗水量是作物在一定条件下生长发育实际需水量。单一粮食作物产品的虚拟水含量在数值上等于单一粮食作物耗水系数,根据公式(2)利用2007年粮食作物播

面积单产和播种面积得到区域粮食作物总耗水量。具体数据见下表。

江苏省和安徽省稻谷的播种面积较大,分别占粮食播种面积的42%和34%;其余五省市小麦和玉米的播种面积比例较大;江苏省各类作物虚拟水含量水平较低,而其余各省市稻谷的虚拟水含量高于小麦和玉米的虚拟水含量。北京市和江苏省的作物耗水系数最小,河北省和安徽省的作物耗水系数最高,其余各省市的作物耗水系数处于中等水平。2007年江苏、山东和河南省的粮食播种面积单产处于较高水平,同时河北省、安徽省、山东省和河南省的粮食播种面积较大,受到以上因素的综合影响,2007年河南省粮食作物耗水量最大,河北省、江苏省、安徽省和山东省的粮食生产总耗水量处于中等水平,而北京市和天津市粮食生产耗水量最低。

2.1.3 水资源的粮食安全价值

根据公式(3)和(5),结合2007年黄淮海地区各省市粮食价格[5],得到水资源承担的粮食安全价值。具体计算价值如下表。

2.2 土地资源的粮食安全价值

2.2.1 黄淮海地区单一粮食作物产品虚拟土含量

黄淮海地区各省市虚拟土量计算结果如下表。

从上表可看出,与稻谷相比,黄淮海地区各省市小麦和玉米虚拟土含量较高。其他作物的虚拟土含量高于三类主要粮食作物的水平。

2.2.2 土地资源承担的粮食安全价值

根据公式(4)和(5)得到2007年黄淮海地区土地资源的粮食安全价值,结果如下表。

由于黄淮海地区粮食生产的自然条件不同,单位粮食产品中蕴含的土地资源数量也不同。从上表可以看出,河北和安徽单位粮食作物虚拟土含量较高,即单位粮食产品所需要的土地资源数量较多,土地资源的粮食生产能力较低,天津、北京和河南粮食生产虚拟土含量处于中等水平,而江苏省和山东省的虚拟土含量水平最低。

根据粮食安全价值修正系数的涵义,可得出北京和天津人均粮食占有量远远小于全国水平,两市本地粮食生产水平远远不能满足本地需求,对全国粮食安全的贡献率较低。河北、江苏等五省的人均粮食占有量高于全国水平。实际上河北和江苏等五省承担了一定的粮食外调任务,对于确保全国粮食安全发挥了积极作用。在粮食价格、播种面积、虚拟土含量等因素的综合影响下,黄淮海平原五省两市土地资源承担的粮食安全价值具有明显的区域差异,河南省和山东省粮食生产中的土地资源承担的粮食安全价值最高;河北省、江苏省和安徽省土地资源的粮食安全价值较高;北京市和天津市价值最低。

3 黄淮海平原水土资源的粮食安全价值实现情况及政策建议

粮食安全是国家安全范畴中一个重要的主题,具有效用的整体性,针对一国公民而言,又具有受益的不可排他性。但随着人口增加和消费水平的提高,粮食安全实现的难度越来越大,粮食安全具有竞争性,粮食安全属于拥挤性公共物品。从粮食安全的角度分析,粮食生产中的水土资源的效用不在于粮食产品或者水土资源利用的经济效益,而更重要的是作为保证粮食安全的基础,为一个国家提供了粮食安全保障。水土资源的粮食安全概念具有整体性和区域性的特点。粮食生产和粮食安全涉及中央政府、地方政府和种粮农民三方的利益和责任。我国中央政府十分重视粮食生产和粮食安全,例如通过设置耕地保有量、基本农田保护率和粮食产量等政绩考核指标激发地方政府保护粮食生产水土资源和重视粮食安全。但作为重要的粮食主产区,目前黄淮海平原水土资源的粮食安全价值实现情况体现为两个特点:一是不同区域在粮食安全目标下承担的成本和效益不对等,即各地方政府所承担的粮食安全价值差异较大;二是水土资源的粮食安全价值尚未以科学合理的方式实现。黄淮海平原五省二市水土条件差异较大,粮食生产中的水土资源时空分配不均匀,各地方政府保护资源的成本收益情况差距较大。河北、江苏、山东、安徽和河南省作为粮食输出地为粮食调入地区额外承担了粮食生产责任而没有得到任何利益补偿,为了满足粮食生产要求而将水土资源额外配置到粮食生产领域,放弃了资源用于非农生产所获得的机会成本,造成资源利用经济效益损失。这造成了地方政府粮食生产和水土资源保护积极性不高,在一定条件下,地方政府在经济利益的驱动下,会理性地促进粮食生产中的水土资源非农化,利用保护粮食生产中的水土资源的动力不足。长此以往,不利于我国粮食安全和水土资源的可持续利用[6、7]。

为了发挥地方政府利用保护水土资源促进粮食生产的积极性,建议采用粮食安全补贴的形式弥补水土资源粮食安全价值的缺失[8]。土地资源和水资源共同承担了粮食生产的基础和粮食安全的保障作用,因此应以水资源和土地资源二者的粮食安全价值总和作为确定区域粮食安全补贴的重要标准。为了平衡地方政府承担粮食生产的责任和因此损失的机会成本,粮食调入地区应承担起粮食调出地区的粮食安全补贴。粮食安全补贴金额的确定方法如下:首先中央政府采用统一的方法核算年度各省级行政区水资源和土地资源的粮食安全价值,两类资源粮食安全价值的总和处以该区域当年的粮食总产量,得到单位产量的粮食安全价值;然后中央政府根据区域粮食生产水平划分主要粮食调入和调出地区,粮食调出区单位产量的粮食安全价值乘以调出量即为应获得的粮食安全补贴。粮食安全补贴的缴纳支付方式建议以省级行政区为单位,由粮食调入区的省级政府先向国家缴纳粮食安全补贴金额,中央政府统一核算粮食调出地区应获得的粮食安全补贴金额,统筹向粮食调出地区省级政府发放。

4 结论和讨论

4.1 结 论

本文利用虚拟水和虚拟土理论,综合考虑黄淮海地区粮食作物种植和粮食安全的特点,首次系统科学地计算了粮食生产中的水土资源粮食安全价值。研究发现,粮食安全价值实际存在,并具有显著的区域差异。针对黄淮海地区而言,河北、江苏、安徽、山东和河南五省的水土资源粮食安全价值均远远高于北京和天津市水平,即在区域水平上,与北京和天津市相比,河北、江苏、安徽、山东和河南五省承担了更多的粮食生产任务,为确保区域粮食安全发挥了积极作用。然而,实际中水土资源的粮食安全价值并未真正实现,由于粮食生产经济效益较低,各地方政府为了规避水土资源用于粮食生产带来的机会成本,具有将水土资源非农化的动机和趋势,加之水资源的粮食安全价值并未真正实现,长期如此,必将影响粮食安全。建议积极完善粮食安全补贴制度,以粮食安全价值作为补贴依据,弥补水土资源用于粮食生产而损失的机会成本,保护粮食主产区生产积极性。

4.2 讨 论

本文首次介绍了水土资源粮食安全价值的计算方法,并以2007年为例进行了核算,其数值基本符合水土资源中的粮食安全价值规律,但与逐年的实际情况有一定差异,如果用历年的数据计算分析对制定促进粮食生产和水土资源保护的政策更具有科学性。由于缺乏黄淮海平原区域间粮食调入调出情况,本文仅提出了粮食安全补贴建议的框架,而未能提出具体的补贴金额和操作建议,需要在进一步的研究中讨论完善。

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Grain Security Value Estimation of Land and Water Resources

in HuangHuaiHai Region

BAI Wei1 QIU Aijun1 ZHANG Qiuping2 HAO Jinmin3

(1.China Urban Development Center, Beijing 100045, China;

2.Development Research Center of the Ministry of Water Resources, Beijing 100038, China;

3.China Agricultural University, Beijing 100091, China)

Abstract Land and water resources are the most important material condition for grain production. The grain security value estimation

of land and water resources contribute to sustainble using of the land and water resource s, regional grain production balance and grain security. At present, there has bee n no systemic estimation method for grain security value of land and water resources. Based on the theory of virtual water and land, grain security value method for estimate land and water resources in grain production was establish, and HuangHuaiHai Region was taken as study case. The results show that grain security value of land and water resources in grain production is in existence and can be estimated. There are regional differences of grain security value

of land and water resources in grain production among each province in HuangHuai Hai Region. The values of Hebei, Jiangsu, Anhui, Shangdong and Henan are far higher than the values of Beijing and Tianjin. The article propos that establish the

grain security subsidy to realize the grain security value of land and water resources in grain production.

Key words land and water resources;grain security value;grain production;HuangHuaiHai Region