三、食物安全、资源安全与永续发展

（一）农业可持续发展

1．我国农业可持续生产中存在的问题

改革开放以来，我国农业农村经济发展取得了显著成就，农业综合生产能力和农民收入不断增长。但与此同时，我国农业水土资源过度开发、农业投入品过量使用、农业面源污染问题日益严重，农业可持续发展面临严峻挑战。农业生态环境不断恶化，直接危害农产品质量安全。我国农业可持续发展面临的挑战表现为以下几方面。

耕地总量逐年下降，守住18亿亩耕地红线的压力越来越大。2000—2005年，耕地总量由19.24亿亩下降到18.31亿亩，人均耕地面积由1.51亩下降到1.4亩。尽管在实施“占补平衡”的政策后，耕地绝对数量下降势头得到一定遏制，2015年耕地总量为20.15亿亩（见表8），但占近地补远地、占好地补劣地、占水地补旱地的问题比较突出，导致耕地质量有所下降。

耕地质量不断下降，黑土层变薄、土壤酸化、耕作层变浅、土壤污染等问题十分突出。2014年，农业部发布的《全国耕地质量等级情况公报》显示，基础地力较差、生产障碍因素突出（七至十等）的耕地占比约为28%，农田基础设施建设具备一定基础（四至六等）的耕地占44.8%，基础地力较高（一至三等）的耕地仅占27.3%。严重的水土流失问题导致土层变薄，尤其是东北黑土地区。我国年均土壤侵蚀总量45.2亿吨，约占全球土壤侵蚀总量的1/5，主要流域年均土壤侵蚀量为每平方公里3 400多吨。国土资源部2014年发布的《土地整治蓝皮书》指出，当前无法耕种的、重度污染的耕地高达6 000万亩，集中在中东部地区，甚至包括一些质量较高的耕地。中国科学院生态研究所于2013年发布的《中国土壤污染调查报告》显示，受镉、砷、铬、铅等重金属污染的土地面积近2 000万公顷，相当于12个北京市的面积。

农业用水量大，地表水过度开发，部分地区地下水超采严重，灌溉水有效利用率低。2015年，农业用水占全国总用水量的63%，而灌溉用水占农业用水量的90%。2010年，全国地下水不合理开采量高达215亿立方米，超采区共400余个，总面积19万平方公里，约占全国平原区面积的11%。其中，海河平原地区地下水超采面积占平原面积达91%，严重超采区面积约为7.2万平方公里。我国农业节水灌溉面积的比例仅为41%，灌溉水有效利用系数为0.51，而英国、德国、法国、匈牙利和捷克等国家，节水灌溉面积比例都达到80%以上，灌溉水有效利用系数为0.7～0.8。

化肥、农药、农膜等农业投入品过度使用，不仅造成严重的农业面源污染问题，还严重威胁农产品食品安全。化肥、农药、农膜等农业投入品逐年增多，但化肥、农药利用率不足1/3，农膜回收率不足2/3。化肥使用量逐年上升，从2002年的377.46千克/公顷增加到2014年的565.25千克/公顷，是美国的4.1倍、韩国的2.4倍、日本的1.4倍。农户调查数据表明，化肥使用量达到平均110.5公斤/亩，其中过量使用量达到47公斤，占总使用量的42.5%。2000年，农药使用量128万吨，2014年增加至180.7万吨，年均增长率为9.2%。农药的过量使用不仅造成生产成本增加，也影响农产品质量安全和生态环境安全。2014年，全国棚膜使用量为258万吨，地膜144.1万吨，分别比2000年增长了93.26%和99.58%，但农膜回收率不足2/3。残留的农膜导致土壤生产力下降，直接影响作物产量。

此外，畜禽粪污和秸秆焚烧严重污染了环境。改革开放以来，我国畜牧业生产得到快速发展，畜牧业养殖方式也从农户散养逐渐向专业化饲养转变。1978—2015年，我国肉类产量从4 584万吨增长到8 625万吨，奶产量由736万吨增长到3 754万吨，畜牧业在农林牧渔业总产值中所占比例也从15%增至27%（国家统计局，2016）。尽管畜禽养殖规模化不断提高，但由于技术模式不成熟或经济上不可行等原因，导致畜禽粪污的综合利用率低，有效处理率不到一半。2010年，约有14%的家禽和25%的猪粪被直接丢弃，近50%用于还田，约30%的家禽和9%的猪粪被用于销售。随着农作物产量不断增加，秸秆量逐年增多，但秸秆综合利用比例仍然较低。2013年，全国可收集的秸秆量约为6.2亿吨，以玉米、小麦和水稻秸秆为主。北京大学中国农业政策研究中心的调查数据显示，秸秆利用在各地区间存在较大差异。2015年，东北三省的玉米秸秆利用仍以在田里直接燃烧或拉回家做柴火为主，占50%以上，秸秆还田的比例仍较低。研究表明，1996—2013年秸秆露天燃烧的CO₂排放总量相当于家庭燃煤排放总量的45%。

农业生态系统退化也日益加重。生态系统退化明显，建设生态保育型农业的任务更加艰巨。全国水土流失面积达295万平方公里，年均土壤侵蚀量45亿吨，沙化土地173万平方公里，石漠化面积12万平方公里。高强度、粗放式生产方式导致农田生态系统结构失衡、功能退化，农林、农牧复合生态系统亟待建立。草原超载过牧问题依然突出。根据《全国草原监测报告》，2010—2014年，全国重点天然草原、牧区县、半牧区县平均牲畜超载率明显下降，但截至2014年全国草原平均牲畜超载率仍保持在15%～20%。较之于2010年的超载程度，全国重点天然草原、牧区县、半牧区县在2011—2014年减畜任务达成比例分别为49%、51%和67%，尚未达到《草原生态保护补助奖励机制实施方案》中规定的3年（2011—2013年）完成减畜任务的要求。此外，超载过牧情况在地区间存在较大差异，如果将禁牧区和草畜平衡区分开核算，则草畜平衡区的平均牲畜超载率将远高于全国草原平均牲畜超载率。当前，减畜目标尚未达成、地区间超载过牧严重失衡，草原生态总体恶化局面尚未根本扭转。

不断恶化的农业环境，引发的农产品污染、农产品质量与安全问题越来越受到人们的高度关注。化肥和农药残留、土壤重金属污染、水资源污染等都是降低农产品质量安全的罪魁祸首。

2．主要原因

第一，过去以增产为目标的农业发展战略是导致农业资源过度开发和农业环境不断恶化最重要的原因之一。为保障粮食安全，盲目追求粮食自给率，导致我国农业出现了高投入、高产出的势态。未考虑农业可持续发展的战略目标使得几乎所有政策都以保障当前粮食安全为导向，而未充分考虑未来粮食安全。华北地区即使在严重缺水的情况下，仍大力发展灌溉农业。在土地贫瘠的地方，仍不断增加复种指数，导致耕地被过度开垦。在相关政策的扶持下，化肥和农药等农资被过量使用。

第二，土地产权的不稳定性和不完整性是导致农田土壤资源过度利用的主要原因。经济学原理表明，明确的产权可以提供激励机制解决自然资源利用中的外部性问题。过去30多年间，我国土地使用权的不稳定以及土地交易权不完整是我国农地制度的显著特征，表现为土地的频繁调整和农户间的非正式土地流转。俞海等的研究表明，稳定的土地使用权有助于改善农地土壤的长期肥力，农户之间的非正式土地流转容易造成农地土壤长期肥力的衰退。黄季焜和冀县卿指出，农地使用权确权提高了土地使用权的稳定性，从而激发了农户长期投资意愿，提高了有机肥的使用量。

第三，一些旨在促进农业可持续发展的政策在制定或实施中仍存在一系列问题，导致政策效果不佳。例如，我国耕地占补平衡政策在保证耕地数量中发挥了一定作用，但仍存在一系列问题：在政策目标上，过多地强调确保补充耕地与建设占用耕地的数量平衡，而忽视了耕地占补过程的质量平衡和生态平衡等多重目标；在政策内容涉及上，更偏重对占用耕地及其补偿的要求，但缺少对补充耕地的管理规范。又如，表土剥离项目尽管从理论上可以改良或修复质量较差的土地，但在实际执行中面临剥离、运输和储存土壤成本高昂等问题。再如，草地生态补奖政策在提高草场质量方面的作用有限。在政策制定方面，由于缺乏精确的草原生长状况、超载过牧现状等基线数据支撑，难以较为灵活地确定禁牧和草畜平衡政策的实施范围及各自的减畜目标；同时，生态奖补标准与牧户减畜成本的匹配度较低，在不同地区类型之间存在过度补偿和补偿不足的差异。在政策实施方面，补贴的发放方式与减畜政策的落实脱节，牧户减少放牧、保护草原的激励不够。此外，相应的立法、监管和评估体系尚不完善，现有立法对超载过牧情况的惩罚力度本身较低，加之管理人员监管面积大、监管手段落后，造成实际监管困难，单靠政府力量很难实现有效监管。

第四，农村清洁环境的产权界定不清，农业生产负外部性由谁买单尚不明确，因此难以借助市场机制来解决农业外部性问题。目前农产品价格中仅反映私人成本，即农民的生产成本，没有涵盖农业面源污染等负外部性成本。目前，我国针对化肥施用造成的外部性问题的政策仅停留在建议层面。我国仅在《中华人民共和国环境保护法》（1989）、《中华人民共和国水污染防治法》（2008）、《中华人民共和国农业法》（2002）、《中华人民共和国农产品质量安全法》（2006）和《国家“十一五”重点流域水污染防治战略规划》（2007）等中提及应当“合理使用化肥”，且仅停留在倡导性建议层面，并未提出化肥减量目标以及具体操作细则。欧盟、美国、日本等发达国家和地区依照法律的强制遵守义务和市场引导措施相结合，在化肥减量方面取得了显著成效。

第五，秸秆综合利用和畜禽粪污综合利用仍缺少经济可行的实用技术。以秸秆综合利用为例，秸秆粉碎直接还田比例仍然较低，尤其在气温较为低下的东北地区。主要是因为秸秆还田的成本高且可能影响第二年出苗率，农民没有积极采用。秸秆饲料化、原料化和能源化的比例也较低。一方面，秸秆体积大导致的收集和运输成本较高，大大增加了秸秆饲料化、原料化和能源化的成本；另一方面，秸秆饲料化中存在消化率低、可利用的营养物质少等问题，发酵制沼气也存在原料利用率低、产气率低等问题，经济上不可行。

第六，家庭生产经营规模小、土地细碎化等问题阻碍农民有效利用农业资源。尽管随着耕地流转制度不断完善和非农产业吸收大量农业劳动力，生产经营规模有所增加，但仍低于世界平均水平。2000年，我国农业生产经营规模约为0.58公顷，到2013年扩大到0.78公顷。靠如此小的生产规模来提高农民的农业生产积极性、实现农民增收，难度极大。同时小规模生产同技术推广、机械化、信息化和食品安全的矛盾也日益突出，制约着农业现代化进程。

（二）食物安全与水土资源安全及可持续发展

随着人口增长、收入提高和食物消费结构的演变，中国食物消费持续增长，但仍保持了较高的食物自给率。我国保障粮食安全背后是以水资源、土资源的耗竭和环境不可持续发展为代价的。20世纪90年代以来，我国食物进口量呈现增加态势，2003年食物总进口额超越总出口额，食物的进口一定程度上缓解了国内资源压力和环境挑战。近年来，我国提出了统筹用好国内外“两个市场、两种资源”的战略。为此，定量测算近年来食物贸易为国内节约水资源、土资源的量以及对全球的意义，并预测未来这一趋势，将能帮助回答如何平衡食物安全与资源安全及可持续发展，科学调整食物生产结构，促进现代农业转型。

1．测算方法及数据来源

测算方法：根据能够获得的食物生产所需水的数据，本研究所测算的食物包含6大类农产品（水稻、小麦、玉米、大豆、水果、蔬菜）和3大类畜产品（禽肉、牛肉和猪肉）。这9类食物提供了超过95%的能量。食物进口、出口贸易背后的水资源、土资源的贸易称为虚拟水、虚拟土贸易。虚拟水的进口、出口计算方程为

其中，VWI/VWE为虚拟水进口量/出口量，M/E为食物进口量/出口量，VWC为单位数量食物生产所需要的水资源量，i代表食物种类，c代表国家，n代表年份。

虚拟水的净进口计算方程为

为中国节约的水资源量的计算方程为

中国进口食物对全球水资源的意义：

中国食物净进口对中国、全球总的贡献将上述9类食物和所有食物进口来源国相加即可。如果中国生产单位数量的食物所需要水大于进口来源国，上述式子计算结果为正，说明中国的食物进口帮助全球节约了水资源，反之也成立。虚拟土地的进出口测算方程与上述方程类似，只需要把VWC改为VWL（单位数量食物生产所需要的土地资源量，不包含畜产品生产所占场地）。

数据来源：历史测算时间为2000—2015年，所需要的食物贸易数据来自FAOSTAT（2016）；未来测算时间为2016—2030年，所需要的食物贸易数据由本报告预测的2030年中国食物供需和贸易结果提供。历史单位食物生产所需要的水资源量（VWC）数据主要来自Hanasaki，基于水分蒸散发平衡原理采用水文模型、作物模型等自然科学方法估计了单位作物生产所需要的降水量、灌溉数量和总需水量。对近几年的数据，我们根据各国单产变化进行了更新，见Ali等（2017）。未来VWC我们除考虑单产变化外，也考虑中国和主要贸易国水资源利用效率的变化，详见Ali等（2017）。单位食物生产所需要土地资源的面积，我们主要依据中国和主要贸易国历史、未来单产推算。

2．近年食物贸易与水土资源安全

2000年以来，中国食物净进口持续增加帮助中国节约了水、土资源。在2000年，食物贸易只帮助中国节约了183亿立方米的水资源量（作物所需灌溉水和雨水）（见表11）。然而到2015年，食物贸易帮助中国节约水资源量2 155亿立方米。其中，大豆净进口帮助节约国内水资源1 992亿立方米。2000年，食物贸易所节约的土地资源量为360万公顷（占当年耕地面积的2.8%）；到2015年，土地资源节约量达4 670万公顷（占当年耕地面积的34.6%）。如果2015年进口的大豆全部在国内生产，那么所需耕地面积达当年国内大豆播种面积的7倍左右。

我国食物贸易也对全球的资源安全有所贡献。其原因是中国每生产一个单位的食物所需水资源和土地资源超过主要贸易伙伴国。表11显示，2000—2015年，中国食物贸易为全球水资源的节约量增加了7倍，从2000年的114亿立方米到2015年的954亿立方米。中国食物贸易为全球的土地资源节约量从2000年的190万公顷增加到2015年的1 520万公顷。

不同食物对国内资源节约量和全球资源节约量的贡献不同，虚拟资源的来源地在全球分布也很不均匀。大量进口的大豆是帮助中国节约资源并帮助全球节约水土资源的主要作物。玉米对此的贡献在2010年前后发生变化。2010年之前，玉米出口将国内水土资源迁移到国外；2010年以来，玉米的进口一定程度上帮助国内缓解资源压力。水稻和小麦近年来对于水土资源的节约呈现微弱正向贡献；水果和蔬菜不属于土地密集型作物，一定程度上将国内水资源迁移到国外，对土地资源的影响有限。从区域看，南美和北美是中国水土资源节约的主要来源国，但在2004年南美超越北美成为中国资源节约的主要来源国，因为更多的大豆来自南美洲的巴西和阿根廷。来自澳洲的虚拟资源因牛肉进口有增加势头。

（三）未来食物贸易与水土资源安全

基于本研究对未来食物贸易的预测，我们估计了未来食物贸易对水土资源节约的影响。除基准情景外，构建了两个政策情景：①情景S₁，中国的灌溉效率每年提高0.5%；②情景S₂，灌溉效率每年提高1.0%。我们的预测表明，中国和全球未来都将保持虚拟水资源、虚拟土地资源节约的趋势。到2030年，随着农产品供需结构的变化，我国农产品进出口数量将发生显著变化。农产品贸易中隐含的虚拟水资源和土地资源净进口也将为中国节约大量的水土资源。

在基准情景下，到2030年虚拟水的进口将为我国节约水资源3 018亿立方米（见表12）；到2030年中国食物贸易也显著节约了国内的土地资源约6 620万公顷。如果这些农产品在国内生产，将占2015年全国耕地面积的49%。

我们的预测表明，由于我国是水土资源高强度利用的国家，而出口国多数是水土资源低强度利用国家，2015年的中国食物贸易为全球节约了954亿立方米虚拟水和1 520万公顷耕地，到2030年由于中国增加了食物的进口，更为全球节约1 440亿立方米的淡水资源和1 680万公顷耕地。中国未来食物的适度进口不但可以保障中国的水土资源安全，还将为全球农业可持续发展做出重要贡献。

灌溉效率的提高会改变中国农产品贸易对本国和全球虚拟水资源节约的影响，但总体而言，2030年农产品进口将帮助中国节约30%～40%的灌溉水，对全球水资源将近节约1 200亿～1 440亿立方米。具体来讲，假如中国每年提高灌溉效率0.5%（情景S₁），国内虚拟水资源节约可下降到2 879亿立方米，较没有灌溉效率提高的基准情景低4.6%。灌溉效率的提高对全球虚拟水资源节约的影响更加明显，下降9.8%（从1 436亿立方米下降到1 295亿立方米）（见表12）。在情景S₂下，假如中国在2015—2030年每年提高灌溉效率1%，相对于基准情景，中国和全球虚拟水节约将分别下降7.6%和16.2%。同时，中国农业灌溉效率的提高将显著节约国内农业生产需要的灌溉水。