粮食供求模型构建与粮食安全状况研究

中国粮食供求模型的构建与粮食安全状况的研究

华东师大学 月霞、何思远、楼芝兰

摘要

粮食是人类赖以生存的宝贵资源，是关系国计民生的重要商品。我国是人多地少的发展中国家，要用占世界7％的耕地来养活占世界22％的人口，因此粮食问题，不仅仅是经济问题，更关乎社会的稳定、国家的久安。

本模型在总结有关学者对粮食供需问题研究的基础上，结合现阶段我国粮食消费和生产情况，通过中国统计年鉴以及中国统计局搜集数据，分别建立粮食需求和供给模型，并预测未来粮食的供求量，较为系统地分析了粮食供需平衡及粮食安全问题，对我国粮食问题提供借鉴。

首先，本文利用逐步回归方法建立线性回归、残差自回归模型与C-D生产函数、残差自回归模型对可能会影响粮食产量的各个因素进行分析，用R软件对结果进行共线性检验与残差分析，再利用聚类分析方法对粮食产量波动原因做深层次分析，最后得到粮食产量回归方程。通过matlab模拟曲线分别预测四个主要影响因素的值，从来得到未来中国粮食产量。然后，通过整合汇总数据对中国粮食需求总量进行分析，分别建立粮食需求高值模型与低值模型，给出未来几年粮食需求预测值，通过比较未来粮食的产量和需求量的大小，结合实际，研究中国粮食安全状况并给出合理化建议。

关键字:

粮食生产函数 逐步回归 时间序列 残差自回归 多重共线性 聚类分析 粮食需求函数

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Abstract

Food is a valuable resource for human survival, and people's livelihood is related to the important commodities. China is a developing countries, using 7% of the world's arable land to feed 22 percent of the world's population, so the food problem, is not only an economic issue, but also have something to do with the social and country's long-term stability. The model summary is based on some scholars’ studies about the food supply and demand, combined with the status of China's food consumption and production, through the collection of data by the data from China Statistical Yearbook and China Statistics Bureau Web site , establish the food demand and supply models, and predict future food demand and supply, make more systematic analysis of food supply and demand balance and food security, providing some reference for China's food problem. First of all, this paper use the stepwise regression method to establish linear regression, residuals from the regression model, the CD production function, residuals from the regression model may affect the grain yield of the various factors were analyzed with R software testing and the results of linear residual analysis, re-use cluster analysis on the reasons for fluctuations in food production to do in-depth analysis, the final grain yield obtained regression equation. Use Matlab simulation curves to predict four major factors affecting the value, and then calculate China's future food production. After that, we get the total number of china's total grain demand, respectively established both the low-value and high-value model of food demand and forecast food demand in future years, by comparing the future demand for grain yield and size with reality, study Chinese food security situation and give reasonable suggestions.

Key words :

Food Production Function 、Stepwise Regression 、Time Series、 Residuals Auto-Regressive Model、Multicollinearity、Cluster Analysis、Food Demand Function

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目录

摘要................................................................ 0 Abstract............................................................ 1 一、问题的提出...................................................... 3 二、研究现状........................................................ 4 三、模型变量的选择.................................................. 4 四、符号假定........................................................ 6 五、模型建立与求解.................................................. 7

1、逐步回归 ..................................................... 7

1）逐步回归分析的主要思路.................................... 7 2）逐步回归分析的主要计算步骤................................ 8 3）基于AIC准则的逐步回归原理............................... 10 2、模型具体建立 ................................................ 11

1）普通线性回归、残差自回归方程模型的建立................... 11 2）基于C-D生产函数的粮食产量回归分析....................... 17

六、影响我国粮食产量的外部性因素周期性聚类分析..................... 20

1、聚类分析的原理 .............................................. 21 2、软件运行结果及其分析 ........................................ 23 3、模型结论分析 ................................................ 25 七、我国粮食未来需求量预测及分析................................... 28 八、粮食产量预测与需求预测比较结果................................. 31 九．对我国粮食安全问题的思考与建议................................. 31 参考文献........................................................... 34

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一、问题的提出

“民以食为天”,粮食自古以来就是一件关系国计民生的头等大事。十六大报告明确提出现阶段要“保护和提高粮食综合生产能力”,这是针对我国新时期粮食经济运行的特点和粮食经济所面临的问题提出的要求。首先,中国粮食供求问题的实质在于无法及时根据市场需求变化及时调整生产所造成的结构性、阶段性生产过剩或者不足。也就是缺乏粮食的市场供给能力,而粮食市场供给能力的提高必须以粮食综合生产能力为保障;其次,粮食综合生产能力的高低,直接关系到国家的粮食安全;最后,粮食综合生产能力是综合国力的重要方面。因此,切实保护和提高粮食综合生产能力,无疑就成为目前理论界一项责无旁贷的重要课题。在广泛收集近年来有关粮食生产理论资料的基础上,对粮食综合生产能力影响因素的若干问题进行探索,希望有助于粮食综合生产能力理论研究的进一步深入,进而推动新时期我国粮食生产的持续健康发展。

我国是一个有着13亿人口的国家，占世界总人口数的21%，但我国的可耕地面积仅为世界可耕地面积的7%，粮食问题是关系经济安全和国计民生的重大战略问题，任何时候都不能有丝毫的松懈。我国粮食产量在 1998年突破5亿吨大关、人均占有水平达到420公斤后， 粮食耕种面积连年调减， 产量一路走低。 在充分肯定农业结构调整取得成绩的同时，人们必须清醒地认识到，近年来粮食播种面积连年下降，粮食连续减产，粮食安全潜伏一定隐患。导致粮食产量连年下降的重要原因是一些地方对调整农业结构片面理解，大幅压缩粮食种植面积， 造成耕地大量减少。而随着基础建设的扩大、 城市建设的发展、 各种园区的兴起， 耕地还会减少。据国土资源部最新调查显示，中国的耕地面积已从1996年的 19.51亿亩，减少到2002年的18.89亿亩。面对眼前粮价上涨和耕地 减少的新情况，专家指出，从中长期看，由于人口增加，耕地减少，城市化加快，人民生活水平提高，中国粮食需求将呈刚性增长，粮食供求关系将是偏紧的。粮食是关系国计民生的特殊商品，确保粮食安全是中国一项长期的战略任务。

为了在更高层次上发展我国的经济，真正实现全民共同富裕的伟大目标，保证粮食安全，解决粮食问题是当务之急。而影响到粮食产量的因素是多方面的。因此，我们提取了农业劳动力、粮食播种面积、化肥施用量这三个对粮食产量有

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较大影响的因素的时间序列数据来进行分析，希望通过建立一个合适的经济模型来从理论上找出提高粮食产量的方法。

二、研究现状

自改革开放以来究竟是哪些主要因素影响我国粮食产量，很多学者进行了定量研究。王玉斌等通过对我国1978~2004粮食产量波动原因发现，要实现粮食生产持续稳定增长的目标，就必须给粮食生产以合理的收益预期，使粮食生产的比较收益与经济作物相比处于相对合理的水平[2]。杰利用1978-2004数据，基于简单线性回归模型发现，影响粮食产量的主要因素是粮食种植面积、成灾面积、化肥用量及政策性因素[3]。汪旭辉基于DEA模型农业生产效率低下的主要原因是生产要素匹配不合理[4]。近几年国家减免税收和补贴政策只是引子，因占农户收入比重过小，因此对农户增加投入和提高粮食产量影响甚微（史清华等）[5]。政府通过粮食补贴等政策无效率，存在规模报酬递减，对农户行为影响不大（鹏[6]）。要提高粮食产量，在加大粮食直补的同时不能放弃价格支持，这样才能稳定农民收入，增加粮食产量（玉萍[7]）。

目前国外学者提出了多种基于统计学原理的粮食产量预测模型，分析这些模型的设计思路，它们大体上可分为二类：一类是气象模型，它侧重于气象波动因素对粮食产量的短期影响；另一类是社会经济模型，它侧重于社会经济发展因素对粮食产量的长期影响。实际上在市场经济环境下粮食生产的不确定因素增多，波动因素不仅是气象因素，还应有市场、政策、技术等因素。如何将上述两类预测模型所考虑的因素和方法综合起来，以提高预测精度，这就是本文提出的粮食产量综合预测模型。

三、模型变量的选择

粮食综合生产能力是指在一定地区、一定时期和一定的社会经济技术条件下,由各种生产要素综合投入所形成的、能够相对稳定地达到一定水平的粮食产出能力。由于我国长期以来一直采取各种措施努力提高粮食的实际产量 ,并没有像欧

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