面向2050年我國農業資源平衡與國際進口潛力研究

鄭海霞 ，尤飛 ，羅其友 ，唐華俊

（1.中國農業科學院農業信息研究所，北京 100081；2.中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081；3.中國農業科學院，北京 100081）

一、前言

改革開放40多年來，我國農業取得了顯著進展和系列成就，但也面臨著水土資源匱乏、飲食結構轉型升級、全球氣候變化的挑戰 [1]。我國農業水土資源長期處于高壓狀態，人均水資源量（2300 m3）僅為世界平均水平的28%，水污染與水資源利用效率低下并存，人均耕地面積不足世界平均水平的1/2；還存在單位生產成本高、綜合競爭力不強等問題。

由于人口增加、消費結構升級，我國糧食需求剛性增長。一方面，在資源約束條件下，2020年糧食總產量達到6.695×1012t的歷史新高，糧食進口量也創1.393×1012t的歷史新高（含豆類）；進口量相當于國內自產的20.8%，表明國內產糧相比總的需求還存在一定缺口 [2]。另一方面，糧食供需的結構性矛盾比較突出，從品種結構看，稻谷產大于需，倉儲稻谷有待消化；小麥產需平衡有余，但專用優質小麥供給不足，每年需進口數百萬噸；玉米產需趨緊，自給率長期處于下降通道；大豆對外依存度超過80%，產需缺口有進一步擴大的趨勢 [3]。可以預判，未來隨著飼用消費的繼續增長，大豆、玉米等飼料糧的缺口將逐步擴大。我國糧食產量高、庫存高、進口高、成本高、價格高、競爭力低的問題仍在持續 [4]，同時新型冠狀病毒肺炎疫情導致國際糧食供應鏈斷裂風險增加、國際糧食貿易保護主義抬頭。因此，保障農業水土資源平衡，提高以種子為核心的農業科技水平，對保障我國糧食安全具有重要價值。

我國未來糧食總缺口將表現為先增加后減少的趨勢，通過大豆為主的糧食進口、虛擬水與虛擬耕地的貿易活動，既可緩解耕地和水資源壓力，也可提高農業灌溉水的利用效率 [1,5]。構建全球農產品供應鏈，充分利用“兩種資源和兩個市場”，是實現未來我國農業水土資源平衡及可持續利用的戰略選擇。本文基于國際農業資源變化趨勢及我國農業資源利用現狀，以水土資源為切入點，研究我國中長期農業資源供需平衡問題；分析全球視角下我國農業資源可進口潛力和來源，展望2035年、2050年我國農業水土資源利用目標，以期為農業高質量發展研究提供基礎參考。

二、國際農業資源變化趨勢與我國農業資源利用現狀

（一）面向2050年國際農業資源的變化趨勢

1.世界耕地資源時空格局與變動趨勢

世界耕地面積呈現波動增加趨勢：1961—1987年耕地面積由 1.273×109hm2持續增加到 1.374×109hm2；1988—2007年耕地面積逐漸降低；2008年以來耕地面積逐步回升，2019 年達到 1.383×109hm2。世界耕地資源集中在中國、美國、印度、俄羅斯、巴西、阿根廷、澳大利亞、加拿大、哈薩克斯坦、烏克蘭等國家，其中俄羅斯、加拿大、阿根廷、澳大利亞的人均耕地面積世界領先；亞洲、非洲大部分地區的人均耕地面積相對不足。2010年以來，世界耕地面積總量靠前的國家中，中國耕地面積減少最為明顯，巴西耕地面積增加最多，阿根廷、澳大利亞耕地面積持續增加，美國耕地面積基本保持穩定。世界耕地高強度種植區域集中在東南亞、南美洲、北美洲、西非地區，復種指數超過200%。全球共有3.34×108hm2的耕地使用灌溉設備，主要分布在亞洲、南美洲、北美洲，其中亞洲占比高達70.9%；灌溉面積最大的國家是中國（7.3×107hm2）、印度（7×107hm2）、美國（2.7×107hm2）。

著眼2050年，世界土地退化趨勢將進一步加劇，人類面臨較高的糧食安全和生態風險；預計有40億人生活在干旱地區，土地退化、氣候變化將使世界作物產量平均下降10%，在某些極端條件的地區甚至下降50% [6]。也要注意到，世界土地資源中的潛在耕地數量顯著，非洲撒哈拉以南地區、拉丁美洲地區的擴地空間依然存在，同時氣候變化會給溫帶地區帶來一定的擴地潛力。研究表明 [7]，到2050年世界耕地面積將繼續增長，但增長率低于過去的50年；預計2030年世界耕地面積為 1.645×109hm2，2030—2050 年耕地增長率僅約 1%，2050年世界耕地面積達到1.661×109hm2；大部分耕地增長來自發展中國家，而發達國家的耕地利用率可能持續下降。

2.全球水資源時空格局與變動趨勢

全球水資源整體短缺，加之地區分布極不平衡，導致非洲、亞洲人均水資源嚴重缺乏。赤道附近降水量較多，由赤道往兩級，降水量逐漸減少；在南北回歸線附近，大陸東岸降水較多，西岸降水較少。大洋洲是世界上淡水資源總量最少的地區，但因人口數量少而占有最多的人均水資源；南美洲、北美洲擁有豐富的水資源（合計占有全世界淡水資源的44%），人均可再生水資源超過2.5×104m3；由于人口密集，亞洲、非洲的人均淡水資源相對缺乏。當前，農業是用水量最多的部門，世界平均農業用水量占總用水量的69%，主要用于農業灌溉。預計2050年，全球作物灌溉用水將比2010年增加23%~42% [7]。

著眼2050年，世界用水需求將持續增長，人口增加導致的用水緊張局面進一步加劇。聯合國發布的《2018年世界水資源開發報告》認為，考慮人口增長、經濟發展、消費方式轉變等因素，世界水資源需求正在以每年1%的速度增長。當前世界用水需求約為4600 km3，2050年將增加到5500~6000 km3[7]；2050 年面臨缺水狀態的人口主要分布在亞洲（91%~96%）、非洲（4%~9%）。此外，干旱缺水、洪澇災害也影響水資源供應，未來工業和生活用水需求量增長將遠大于農業需水量。

（二）我國農業資源的利用現狀

農業資源主要分為農業自然資源、農業經濟資源：前者指可以利用的自然環境要素，如土地資源、水資源、氣候資源、生物資源等；后者涉及農業勞動力、資金投入、農業技術等。水土資源是主要的農業生產限制性資源，因而本文重點針對農業水土資源的平衡與國際進出口潛力問題開展分析。

1.耕地資源

我國耕地資源表現為先增加后減少的趨勢，人均耕地資源整體呈下降趨勢。1949—1980年，耕地資源呈上升趨勢；1980年以來耕地資源呈下降趨勢，2017 年全國耕地面積為 1.349×108hm2。根據自然資源部“三調”數據，2019年我國耕地面積為1.279×108hm2，水田、水澆地、旱地分別占24.55%、25.12%、50.33%。我國將繼續執行嚴格的耕地保護政策，預計耕地面積2035年保持在1.243×108hm2左右，2050 年不低于 1.2×108hm2。

根據農業農村部《2019年全國耕地質量等級情況公報》，一等至三等耕地面積為4.227×107hm2，占耕地總面積的31.24%；四等至六等的耕地面積為 6.313×107hm2，占耕地總面積的 46.81%；七等至十等的耕地面積為2.96×107hm2，占耕地總面積的21.95%。從空間分布看，我國耕地集中在東北、西北、華北地區，與水資源空間分布不匹配。

2.水資源

2010年以來，我國水資源總量小幅增加，但時空分布不均，人均水資源量僅為2000 m3，平均農業用水量為3.7×1011m3；降水量從東南沿海向西北內陸遞減，水土資源的區域不匹配特征明顯。例如，長江流域和長江以南的耕地只占全國的36%，而水資源量占到全國的80%；黃河、淮河、海河三大流域的水資源量合計僅占全國的8%，而耕地占到全國的40%。由于北方地區的地表水資源不足，當地農業生產對地下水的依賴度逐年加強；北方地區地下水超采嚴重，淺層地下水位仍在繼續下降。我國許多地區用水方式落后，農業水資源利用效率不高。雖然全國農田灌溉水有效利用系數在逐年上升，但整體水平較低，如2018年僅為0.554，與發達國家0.7~0.8的水平相比仍顯滯后；灌溉水單方產出量也與農業發達國家水平存在很大差距。

三、我國中長期農業資源供需平衡分析

（一）糧食消費需求

1.主要農產品人均消費量預測

采用中國農產品局部均衡模型（CASM）分析并預測不同人口情景下我國糧食需求的變化情況。CASM作為政策模擬分析工具，可以研究政策變化、外界沖擊等因素對我國農產品市場的影響 [8]。研究表明，從2017年到2035年、2050年，城鄉居民食物消費結構具有主糧消費逐漸下降、肉蛋奶類消費持續增加的特征；2018年農村居民主糧消費占比為43.33%、蔬菜和水果占比為39.91%，到2035年、2050年分別小幅減少。

從口糧消費看，至2050年整體上穩中有降，人均消費量將從2018年的198.5 kg下降到2035年的 185.9 kg、2050 年的 178 kg（見圖1）。農村人均口糧消費量高于城鎮，隨著時間推移逐漸趨同；農村、城鎮人均口糧消費分別從2018年的229.57 kg、177.04 kg 下 降 到 2035 年 的 225.3 kg、171.98 kg，2050 年的 219.72 kg、167.53 kg。在消費結構方面，水稻消費量最高，小麥、玉米、大豆次之，整體上構成變化不大。

圖1 人均口糧消費結構

從水果和蔬菜消費看，城鎮人均蔬菜消費高于農村，至2050年人均消費都將繼續增加，分別從2018 年的 170 kg、129 kg 增加到 2035 年的 174.4 kg、140.3 kg，到 2050 年為 171.1 kg、145.3kg。

肉蛋奶類消費品整體上繼續增加，農村人均消費量低于城鎮；到2035年農村與城鎮肉蛋奶類消費量差距逐漸減少，到2050年消費量基本接近。其中，豬肉的消費量最高，2018年、2035年、2050年農村和城鎮人均豬肉的消費量分別從23.92 kg、31.2 kg 增加到 29.22 kg、34.39 kg，32.68 kg、36.34 kg。

2.人口總量和人口結構變化預判

我國未來人口總量及其結構變化會顯著影響食物消費結構、糧食需求總量，與中長期糧食安全直接關聯。目前至2050年是我國人口變化的重要階段，受出生率降低、老齡化發展、鼓勵生育政策出臺等因素的綜合影響，人口的總量與結構都將出現顯著變化，如人口總量達到峰值、城鎮人口比例繼續提高。根據聯合國人口署發布的中國人口預測模擬方案 [8]（以中等增速人口預測模擬方案為基準），我國人口總量峰值為14.416億人（2029年）；2035年，我國人口總量為14.32億人，城鎮常住人口為10.59 億人，農村常住人口為3.73億人，城鎮人口城鎮化率為74%；2050年，我國人口總量為13.63億人，城鎮常住人口為10.91 億人，農村常住人口為2.72億人，城鎮人口城鎮化率為80%。

3.全國糧食需求總量預測

根據我國人均主要農產品消費量、我國人口預測基準方案，得到全國主要農產品未來總消費量的預測方案：糧食總消費在2035—2040年達到峰值，口糧在近期達到峰值（見圖2）。

圖2 糧食消費預測結果(中方案)

糧食需求總量預測應合理考慮收獲損失、糧食浪費、種子及工業應用需求。例如，一般認為糧食收獲損失約5%，小麥、水稻等主糧工業的加工需求占8%（中國農業科學院研究結論），種子需求占1%。為此，對種子、工業、損耗與浪費合計占比有以下假設：2018—2020年為15%，2025—2035年為12%，2035—2050年為10%，據此估算糧食總需求。預測結果顯示，我國糧食總需求在2035年達到峰值（6.762×108t），飼料糧消費持續增加至 2050年（3.317×108t），口糧消費穩步降低，油料與食糖消費保持增長（見表1）。

表1 糧食消費量和總需求量（中方案） （單位：×104t）

（二）農業資源供需平衡

1.糧食供需平衡分析

從CASM模型預測結果出發，分析我國主要糧食作物的種植面積、單產、消費、生產、貿易、庫存情況，進一步計算糧食缺口（或盈余）情況，以此明確農業資源的供需缺口形勢。

從糧食作物的種植結構看，2035年和2050年，小麥、稻谷、玉米的種植面積合計占比基本保持在60%左右，小麥、稻谷的種植面積小幅減少，玉米的種植面積有所增加；這與消費結構變化相似，即直接主糧消費降低，飼料糧消費增加。大豆的種植面積將略有增加，水果和蔬菜的種植面積占比將由2001年的20%增加到2050年的23%。從主要作物的單產看，玉米單產將繼續上升且增速最快，2035年可達7.3 t/hm2；小麥、稻谷單產將分別保持為5.4 t/hm2、6900 t/hm2。

糧食總體供需平衡情況為：水稻、小麥、玉米等主要口糧存在結構性缺口，水果、蔬菜出現盈余，玉米、大豆、油籽、棉花出現缺口。水稻缺口先增加后減少，缺口占需求的比重由2018年的1.87%逐步增加，在2024年達到缺口峰值，到2050年出現少量盈余；小麥缺口由2018年的3.46%逐步下降，到2050年基本平衡；玉米缺口逐步增加，由2018年的1.85%逐步增加到2050年的13.94%。油料作物以缺口為主，其中大豆缺口最大且逐步增加，2050年缺口為1.05×108t（占需求的比重為87.55%）；花生少量盈余。食糖缺口從 2×106t增長到 5×106t。水果、蔬菜出現盈余，盈余量先增加后減少。

2.農業資源供需平衡分析

根據糧食總需求缺口、單產預測結果來估算資源缺口、供需平衡狀況。從耕地角度看，缺口在2018 年為 5.527×107hm2，隨后逐漸增加，至 2035 年有所降低，2050年達到峰值（5.827×107hm2）；耕地缺口數量相對平穩，其中飼料作物（玉米、大豆）耕地缺口較大并以玉米耕地為主（見表2）。

表2 耕地總缺口和主要糧食作物耕地缺口 （單位：×104畝）

采用虛擬水概念來估算水資源缺口（根據糧食缺口和虛擬水系數的乘積而得） [5,8]。水資源缺口在2018 年為 2.73×1011m3，2035 年擴大到 3.104×1011m3，2045年達到 3.247×1011m3的峰值之后小幅降低。分作物看，水資源缺口最大的是大豆，從2018年的 2.497×1011m3增加到 2050 年的 2.774×1011m3；水資源缺口較大的其他作物有玉米、棉花；水果、蔬菜等高值作物虛擬水處于凈出口狀態（見表3）。

表3 主要作物品種的水資源缺口預測 （單位：×108 m3）

四、全球化視角下我國未來農業資源進口潛力

（一）農產品虛擬水和虛擬耕地進口量

根據CASM得到的各類作物凈進口量、作物單產來估算虛擬耕地進口量，利用不同作物虛擬水系數、凈進口量來估算虛擬水進口量。由彭曼公式 [9]估算的水稻、小麥、玉米、大豆的虛擬水含量分別為：1.19 m3/kg、0.86 m3/kg、1.37 m3/kg、2.65 m3/kg [10]。大豆虛擬水含量最高，大量進口大豆有利于糧食安全。

利用虛擬水、虛擬耕地來估算不同農產品的水土資源缺口，進而獲得水土資源總缺口。由圖3可見，大豆的水土資源缺口最大，玉米次之且水土資源缺口呈小幅增加趨勢，分別在2048年、2045年達到峰值；虛擬耕地缺口峰值為 6.147×107hm2（2048 年），相當于我國2017年耕地面積的45.5%。由圖4可見，虛擬水進口量將逐步增加，預計2045年凈進口虛擬水達到峰值（3.247×1011m3），占 2017 年農業總用水量 （3.791×1011m3）的85.65%。

圖3 不同作物和總虛擬耕地進口量

圖4 不同作物和總虛擬水進口

虛擬水進口量指按照糧食總缺口估算的全部需水量，又可分為藍水、綠水：前者指河流、湖泊、地下蓄水層中的水，后者指植物根部的土壤所存儲的雨水。藍水概念可更準確地表征進口虛擬水資源，一般占總降水量的35%。按照藍水計算，我國2045年虛擬水進口量約為 1.136×1011m3，占 2017年農業總用水量的29.97%。

（二）農產品虛擬水土資源進口來源與潛力分析

1.進口來源地分析

世界糧食出口國家相對集中，2016年玉米、稻谷、小麥、大豆出口量前15位國家的占比之和分別為96%、94%、90%、99%。目前，美國、阿根廷、俄羅斯、法國、加拿大、烏克蘭是主要的谷物出口國。根據聯合國糧食及農業組織（FAO）貿易數據庫，玉米的主要出口國有美國、阿根廷、巴西、烏克蘭、法國、俄羅斯，大米的主要出口國有泰國、印度、越南、巴基斯坦、美國、烏拉圭，小麥的主要出口國有俄羅斯、美國、加拿大、法國、澳大利亞、烏克蘭，大豆的主要出口國有巴西、美國、阿根廷、巴拉圭、加拿大、烏拉圭。因此，我國糧食可能的進口來源地主要有美國、印度、巴西、阿根廷、加拿大、俄羅斯、烏克蘭、孟加拉、澳大利亞等，畜產品可能的進口來源地主要有德國、法國、波蘭、荷蘭、巴西、德國、加拿大、阿根廷、美國、新西蘭等。

2.國際進口潛力分布

從國際糧食貿易、國際地緣政治、未來耕地開發潛力的角度看，我國糧食的國際進口潛力主要來自兩類國際糧食出口國。一類是以國際糧食出口為主的歐美現代糧食主產國（如美國、加拿大、澳大利亞、德國、法國、英國等），這些國家的糧食生產具有較高的機械化和商品化程度，農業生產效率高，是通過國際貿易方式開展糧食進口的可行合作對象。二類是耕地面積增加潛力較大的南美洲、非洲國家（如巴西、阿根廷、莫桑比克、坦桑尼亞、尼日利亞、埃塞俄比亞等），盡管目前的農業生產效率偏低，可通過“一帶一路”農業合作來加強與我國農業的科技交流，快速提高農業全要素生產率和單產水平，是建立糧食收儲和生產基地并用于我國糧食進口與儲備的可行合作對象。

“一帶一路”沿線具有糧食出口潛力的國家，其未來耕地開發潛力值得重點關注。利用聯合國糧食及農業組織的土地利用數據庫，同時計及2035年、2050年人口與糧食消費的變化，估算未來可開發潛在耕地面積最大的國家是巴西（約1.7×108hm2），其次是俄羅斯（7.7×107hm2）。分區域看，擁有潛在耕地較多的國家多數在非洲，其次是南美洲（見表4）。

表4 我國耕地進口潛力的國際分布情況（單位：×104 hm2）

結合未來主要糧食作物的單產條件，估算出世界未來玉米生產潛力約為1.2×109t，大豆約為1×109t、水稻約為 9×107t、小麥約為 1×108t。由此可見，國際糧食出口潛力相對充足，我國可以采取對外農業科技合作來促進一些意向國家的糧食單產提升，建立海外糧食生產與收儲基地來保障糧食安全。

五、結論與展望

農業資源是糧食安全的重要支撐。面向2050年，我國農業經濟發展格局、居民消費結構將完成轉型升級，糧食生產也轉入以高產、高質、高效、綠色為核心的高質量發展階段；人口總量、人口結構將發生顯著變化，城鎮化率逐步增加，城鄉差距顯著縮小。居民收入的增加將推動膳食結構升級，肉類消費的增長將引起飼料糧需求的快速增加，我國糧食總需求預計在2035—2040年達到峰值，這對國內農業資源構成較大壓力。隨著農業高質量發展，碳中和、碳達峰目標約束，綠色生產與休耕輪作政策等的推進實施，農業生產在生態修復、生物多樣性保護、休閑旅游、文化遺產等方面的多功能性進一步顯現，糧食單產提高將不再是農業生產唯一的目標。

綜合來看，統籌利用國際國內兩種資源、兩個市場，針對國內總要素生產率、資源環境效率較低的作物品種（如大豆、玉米、雜糧作物），適當加大進口量，充分利用國際水土資源，增加虛擬水和虛擬耕地進口，更好彌補我國糧食生產缺口。研究結果表明，我國虛擬耕地進口將在2048年前后達到峰值（6.147×107hm2）；虛擬水進口量在2045年前后達到峰值（3.247×1011m3），占 2017 年農業總用水量的85.65%；以藍水估算，虛擬水進口量為1.136×1011m3，占 2017 年農業總用水量的 30%。

根據2050年我國農業資源、糧食供需平衡情況，展望未來我國農業水土資源利用目標。①農業用水目標。2035年，農業用水控制在3.6×1011m3左右；北方灌區高效節水灌溉面積占比達到85%，農田灌溉水有效利用系數達到0.7；微咸水、再生水、雨水等非常規用水在農業用水中占比達到10%，超采區域地下水水位持續下降的態勢基本得到遏制；水生生物資源有效恢復。2050年，農業用水控制在3.5×1011m3左右；北方灌區高效節水灌溉面積占比達到90%，農田灌溉水有效利用系數達到0.75，微咸水、再生水、雨水等非常規用水在農業用水中占比達到20%。②耕地保護目標。2035年，耕地紅線保持在1.243×108hm2，糧食播種面積不低于1.033×108hm2；全國耕地地力平均提高0.5個等級，高標準農田耕地地力平均提高1個等級，耕地土壤有機質含量平均提高0.5%，耕作層厚度平均達到25 cm；積極利用并充分開發鹽堿地資源，鹽堿荒地開發利用率達20%；全面推行休耕輪作等新型耕作制度，基本形成資源利用高效、質量穩定、環境安全的耕地可持續利用格局。2050年，耕地面積不低于 1.2×108hm2，糧食播種面積不低于 1×108hm2；全面形成農業資源休養生息和地力提升的長效機制。