农业贸易快速增长：对全球区域效率的影响和管理的作用外文翻译资料

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农业贸易快速增长：对全球区域效率的影响和管理的作用

Thomas Kastner, Karl-Heinz Erb and Helmut Haberl

摘要：农田对人类提供生物质产品至关重要，尤其是食品。全球化导致国际贸易量飙升，导致土地使用地点与产品消费地点之间的距离大幅增加。基于一个数据集，该数据集可以追踪近450种作物和畜产品的流量并将其持续分配到200多个国家的农田地区，我们分析了1986年至2009年期间生产和消费之间快速增长的空间脱节。水平，出口生产土地增长迅速（约100 Mha），而供直接国内使用的作物的土地基本保持不变。我们表明，国际贸易平均从高收益地区流向低收益地区：与假设消费和收益水平相等的假设无贸易反事实相比，2008年全球耕地需求减少了近90万公顷（3年平均值）。利用产量缺口数据（量化当前产量与通过现有最佳生产技术获得的产量之间的距离）进行的分析表明，土地管理和自然禀赋的差异对出口国和进口国之间的产量差异几乎同等贡献。对出口和进口地区产量差异的影响与收益率差距可能性的比较表明，增加产量对于减少未来耕地需求的潜力大于根据当前土地生产率的差异增加和调整贸易量。

关键词：土地利用，国际贸易，产量差距，作物产量，遥相关

1. 介绍

虽然2000年农田仅占全球陆地面积的12％左右，但它们为人类提供了超过90％的食物卡路里[1].人类总生物量的一半拨款发生在农田[2].在过去几十年中，农田产品的需求强劲增长，随着人口数量和人均消费率的增长，这一趋势预计将持续增长[3, 4].在全球一级，尽管每单位面积产量大幅增加，但从1963年到2005年，用于粮食生产的农田面积增加了32％[5, 6].最近世界各地区农田面积变化趋势明显不同：虽然发达地区的耕地面积稳定或略有下降，而前苏联的耕地面积大幅下降，但在大多数其他地区，尽管收费率不同，但撒哈拉以南非洲 ，东南亚和拉丁美洲经历了增长最快。

土地利用统计数据并未表明这些变化是由区域消费水平趋势还是国际贸易引起的，即由外部供需驱动。贸易可以使区域增加消费水平，同时不增加国内资源压力（通过进口）或推动与国内消费水平无关的耕地扩张（通过出口）。最近，人们越来越关注与国家和地区的生产和消费有关的国际贸易引起的流离失所效应。一些研究调查了与化石燃料燃烧有关的温室气体排放量的变化和土地使用和土地产品消费相关的位移效应也受到越来越多的关注。随着国际贸易日益增长的重要性，越来越多的人认识到司机与当地土地使用决策和社会生态影响的距离越来越大。

在这项研究中，我们分析了1986年至2009年农田利用与贸易相关的流离失所效应的全球趋势。为此，我们建立了一个全面的全球数据库，该数据库始终将gt; 200个国家的农田面积分配给近450种农产品的消费。在相同的国家，完全考虑到其加工阶段和原产地的差异。该数据集超越了现有工作，提供了时间序列结果以及全面覆盖和全球一致性。

通过优化的当地土地管理实现农业集约化，通过国际贸易“重新定位”作物生产也被认为是减少土地需求和更好地管理水等相关自然资源的一种方式。为了探讨贸易对土地需求的影响，我们使用我们的数据库来分析当前贸易模式在多大程度上改变全球耕地需求，采用简单的无贸易反事实。与全球节水评估一致，这种反事实假设国内消费水平假设国内生产和国内农田产量。对于土地需求，这种比较表明，在全球一级，国际贸易在多大程度上从作物产量较高的国家流向产量较低的国家，从而提高了全球种植面积的效率。然而，在这些反事实中通过贸易获得的地区效率增益并不意味着国际贸易因生产和消费之间的反馈而减少全球土地需求：例如，如果贸易降低了价格水平，农产品的消费将增加，特别是对于弹性需求，如肉类或植物油。

各国之间的产量差异可能是由于自然条件（气候，土壤）的差异或土地管理的差异造成的。为了将这两种影响与国际农田产品贸易区分开来，我们通过目前的生产和贸易结构，通过国际贸易重复对区域效率收益的计算，但假设全球收益率差距缩小，即一般应用目前最好的生产技术。这些计算使我们能够解决对可持续管理未来全球农田需求非常重要的问题：出口和进口区域之间的产量差异是由于自然禀赋的差异还是由于农业集约化的差异而产生的？与改善耕地管理的可能性相比，贸易对全球面积效率的影响有多大？对这些问题的回答可以为讨论如何制定全面的供应方战略以满足未来对作物产品的需求提供信息。

2. 方法和数据

本研究的目的是将现有的双边贸易数据和生产统计数据整合到一个全球会计系统中，该系统允许在各国一级将产品消费与生产它们的农田区域连接起来。这需要克服相当大的数据限制和概念上的挑战。可用的贸易统计数据（例如粮农组织的统计数据）报告经济和物理方面的初级和加工农产品的贸易流量。它们不能直接用于量化与贸易相关的耕地需求。每单位交易产品的土地需求取决于产品类型，加工阶段和交易商品的来源。这些特性阻碍了简单乘数的应用。因此，我们制定了一系列详细的因素，将这些差异考虑在内，将交易产品转化为初级作物等价物，从而转化为农田需求。已在全球级别检查这些因子集的一致性，以避免重复计算并确保全局平衡。

双边贸易数据报告了生产链中最后一次重要增加步骤的原产国。如果目标是将消费与作物种植的位置（即农业供应链的起点）联系起来，这会带来额外的方法障碍，因为它会导致相当大的扭曲。

1. 会计制度

图1显示了我们研究中使用的会计系统。左栏（生产视角）显示了可用于国内消费或出口的国家或地区的国内生产。右侧显示了同一实体的消费观点：国内消费可以来自国内生产，也可以来自进口。

图1.本研究中使用的国家级会计系统

国家或地区的国内生产用于国内消费或出口。同样，同一国家或地区的国内消费要么由国内生产提供，要么由进口提供;两个柱之间的差异可以解释为净贸易余额，在这种情况下是净进口。在全球一级，生产观点的总和等于消费观点的总和;有关详细信息，请参阅方法部分和图1。

这里和图1中概述的计算程序的结果，计算的基础数据允许在国家层面指定出口目的地和进口来源。我们以两个基本单位进行评估：

1. 与各自组成部分有关的面积需求，以每年收获的耕地面积表示;
2. 作物产量聚集成吨干物质生物量作为共同点。

会计系统如图所示1虽然在概念上很简单，但需要提出一些意见：

（i）本研究的一个主要目标是建立在全球一致的账户，这意味着在全球消费视角总量中量化的区域需求等于全球总面积根据生产方面的需求。这可以确保在全球范围内保持一致性，避免重复计算或遗漏区域（关于供应链中废物的处理，请参见下面的限制部分）。在考虑土地面积时，使用具有特定国家产量的双边贸易数据至关重要，因为使用全球贸易数据的平均收益率会导致不一致。（ii）在将国家汇总到各区域时，基于双边贸易联系的计算可以区分区域间区域内的区域贸易流量。同样，这确保了全球一致性：所有地区的出口等于所有地区的进口，而一个地区的净贸易为零。（iii）我们的方法中的消费是指国家一级的表观消费（国内生产加进口减去出口）。加工产品贸易以FAOSTAT贸易数据所涵盖的详细程度列入该账户。这通常涵盖高达加工水平的产品，例如各种类型的果汁，奶酪和面包。（iv）除直接来自作物的产品外，我们的帐户还包括食用动物产品所需的农田饲料。最后，（v）从A国到B国进入C国的农作物产品贸易流量不会出现在我们对B国的结果中。这意味着我们的全球贸易量将低于简单地总结所有报告的贸易流量，因为如果相同的主要产品在国际上交易两次或更多次，我们的方法可以避免重复计算，如果产品在运输国家进行处理也是如此。

1. 数据

数据选取了从1986年到2009年200多个国家的。所有计算均在各个产品和国家层面进行，可以跟踪200多个国家近450种产品的贸易流量和相关农田面积。在本文中，我们将结果汇总到11个地区：北美洲，中美洲和加勒比海地区，南美洲，欧盟15国，前苏联和其他欧洲，撒哈拉以南非洲，北非和西亚，东亚，南部亚洲，东南亚和大洋洲。SI中提供了这些区域的组成以及国家级结果。我们的研究涵盖了157种主要作物的农田面积，不包括种植的饲料作物，列出包含的主要产品。关于作物生产，农产品贸易和动物饲料数据的数据来自粮农组织统计数据。

1. 计算
2. 转换因子：

使用水含量的标准因子将生产数据转换成吨干物质。将每种加工产品分配给相应的初级产品（例如，大豆油至大豆），并基于作为加工产品的干物质含量与初级产品的干物质含量之比计算的因子将其转化为初级当量。这些因素与所谓的商品树进行交叉检查，以便将初级商品的流量和转换因子表示为各种衍生加工产品。

1. 贸易流量和消费账户：

贸易数据按国家/地区矩阵排列，其中每个单元格对应于从A国到B国的贸易流量。这些矩阵被转换为157个主要作物等价物矩阵。对于这些作物，可以获得生产数据。这些数据的结构允许应用Kastner等人描述的程序，根据图中所示的会计方案得出账户1。由此产生的数据为157种作物中的每一种提供了一个国家/地区矩阵，表明一个国家的国内消费来源（矩阵的列）以及一个国家的生产目的地（矩阵的行）。建立这些一致的账户依赖于一个关键的假设，即某一特定作物的进口和国内生产有助于该国的国内消费和按比例份额的出口。对于交易动物产品中“体现”的作物产品的更复杂处理，参见图S1和SI。

1. 通过国际贸易提高区域效率：

类似于全球节水的概念，我们计算出口和进口之间产量差异对农田面积效率的全球影响。为了量化这种影响，我们比较了进口国生产贸易项目所需的土地面积（假设各自作物的当前产量和消费者偏好不变;这一假设的后果在下面的限制部分讨论）到出口国生产商品所需的土地。我们根据上述各国的生物质贸易矩阵对所有国家和作物进行计算。这使我们能够根据所有作物的所有发送国的产量来评估进口产量。为了达到这种区域效率效应的价值，接收国也必须生产相应的作物。由于情况并非总是如此（例如，咖啡进口到欧盟），我们的结果仅涵盖了作物产品全球贸易流量的一定比例。

除了使用1986 - 2009年的产量，产量和贸易数据进行这些计算之外，我们还根据实际生产和贸易水平评估全球土地需求和国际贸易对地区效率的影响，但通过优化土地管理来利用作物产量。我们对15个主要作物和155个国家进行了这种计算（见表S4）。占全球农田面积的四分之三左右。对于这些作物，最近公布了一份关于通过优化养分和水管理可获得的产量的综合国家级数据集。如果报告的国家产量高于[可达到的产量]，我们使用粮农组织报告的产量。然后，我们计算在此产量假设下如上所述的国际贸易产生的面积效率增益。这种方法用于消除（并通过量化）管理组成部分：可实现的产量下的持续效率增益可以解释为从农业更适合当前农业实践的国家的贸易流向条件不利的国家。我们将结果呈现在2000年左右的3年均值，以匹配可获得的收益率数据的参考年份。

1. 结果
2. 1986 - 2009年全球和区域发展

在过去的二十年中，全球耕地面积平均增长0.5%minus;1%。几乎所有这些增长都是由于生产国际贸易商品所需的农田面积增加（平均每年2.1%），而直接用于国内消费的农田几乎保持不变（表1）。2008年，用于出口的农田占全球耕地总面积的20％以上，是北美整个农田面积的两倍多。与贸易有关的农田总面积的80％以上与本函所区分的11个世界地区之间的贸易有关。

全球净变化的数据并未揭示个别世界区域的更大动态（图2）。在整个研究期间，北美的农田是向世界市场供应农田产品的大型供应商，随着时间的推移相对较少。中美洲和加勒比地区的特点是对本国境外农田的依赖程度大大增加。在南美洲，在研究期间的第二个十年，农田用于出口的用量增加了一倍以上，而与国内消费相关的土地保持相对稳定。

欧盟15个地区的国内农田略有下降，而与消费相关的土地保持稳定在相当高的水平，表明越来越依赖本国以外的农田。1991年苏联解体后的前十年，前苏联和其他欧洲国家放弃了耕地。自世纪之交以来，农田保持相对稳定。在研究期间，该地区从农田的“净进口国”变为“净出口国”。撒哈拉以南非洲的耕地面积迅速增加，低于60公顷，主要用于国内消费。与贸易有关的农田区域是平衡的，只起很小的作用。

北非和西亚地区强烈而且越来越依赖于本国境外的农田。“农田进口”的增加远大于国内农田的扩张。东亚也是如此，2009年与进口相关的农田达到5600万公顷。在南亚，农田也扩大了;在这里，贸易的影响是极小的，并且在耕地面积方面是平衡的。东南亚的国内消费以及国内农田面积所需的农田迅速扩张。在该地区，与贸易相关的农田面积相当大，但进出口平衡；2009年，它们占生产（出口）和消费（来自进口）的近20％，在研究期间进口增长快于出口。对大洋洲来说，图2 该地区显示该地区是农田面积的出口国，年度波动较大，用于出口的农田通常与用于国内消费的农田相同。

图3 在研究期开始和结束时提供了相关农田区域的主要全球区域间贸易联系图（3年分别指1987年和2008年左右）。一个地区的颜色表明其自给率，表示为作物生产中的土地与作物产品消费相关的土地比例;图中的箭头3 显示与gt; 4 公顷农田相关的区域间贸易流量。一般来说，图3 显示净出口国的自给自足价值增加，净进口商的价值下降，这表明全球相互依存度不断增加。

1987年，北美作为主要出口国主导了与区域间贸易有关的农田（图3)。

图2.按照图中的会计方案，生产中的农田面积和与消费和进出口流量相关的区域的区域趋势1 在1986 - 2009年期间。每年收获的百万公顷农田的价值，贸易流量仅反映区域间贸易。注意y轴的不同比例。图S2（stacks.iop.org ）给出了根据干物质生物量聚集的作物产品的相同图表。

2008年的情况更加多样化，南美洲成为另一个主要出口地区，大量出口流量也来自前苏联

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