新时期种植业保障我国食物安全战略研究

种植业产品是保障我国食物安全的关键,种植业的发展支撑了我国由“吃得饱”到“吃得好”的历史性转变,促进了居民膳食质量的逐步提升;新时期我国种植业发展面临资源环境压力、极端气候冲击以及国际地缘政治格局不稳等内外部风险因素的挑战,亟需探讨可行性发展战略以确保食物安全。通过对2035年、2050年种植业食物供需形势预测后得出,未来我国粮食净进口主要集中在大豆和玉米,油菜籽和糖的自给水平将继续下降,花生和水果的自给水平将先降后升,蔬菜始终保持自给有余的态势。基于此,本文梳理了新时期保障我国食物安全面临的挑战,提出了新时期种植业保障我国食物安全的战略构想,主要包括采取种植业产品生产能力提升和结构优化、资源高效利用与低碳生产推进、消费结构引导与健康观念培育、农业科技创新与装备支撑、新型经营主体创新等战略举措,实施种植业科技创新、种植业产品质量提升、种植业生态保护、蛋白替代等重大工程。研究建议,坚持“口粮绝对安全、谷物基本自给”总体战略,分区域制定产业发展优先序,加快补齐农业基础设施与科技短板,健全重大危机应对战略体系,以此增强种植业发展水平,切实保障我国食物安全。

我国重要农产品供需变化趋势与供给保障能力提升策略

基于对我国重要农产品生产、消费和进口历史变化情况的分析,以及对2035年前变化趋势的预测,认为我国重要农产品供给保障面临国内增产边际效应递减和利用国际市场风险增大的双重挑战,应从统筹国内和国际两个大局、发展和安全两件大事出发,谋划好现代化新征程重要农产品供给保障思路。一方面,应从供需两侧入手扩产能、控消费,构建农业综合生产能力内在增长机制,针对农民务农种粮和地方重农抓粮逻辑采取差异化扶持政策,推进节粮减损、倡导节约消费;另一方面,应实施农产品进口多元化战略,提高海外供应链稳定性可靠性;此外,还应推动建立统一、联动的全国农产品大市场,完善农产品储备调节制度。

中国水-能-粮耦合系统协同安全发展战略研究

水是水-能-粮(WEF)耦合系统的核心要素,为保障国家粮食和能源安全,必须加强水资源管理,坚持水资源、能源和粮食协同安全发展。在系统总结国内外WEF耦合系统纽带关系研究进展、科学认识WEF基本内涵的基础上,分析了我国各省份水资源、能源、粮食开发利用过程中存在的问题,揭示当前WEF耦合系统发展面临的能源需求持续增长与能源安全结构性矛盾日益凸显、不稳定因素加剧粮食安全风险、资源不匹配带来水资源约束趋紧、高质量发展对水-能-粮-生提出更高要求四大挑战,围绕区域特点和高质量发展目标,针对性提出了区域可持续发展模式与策略。研究建议,在西北资源富集地区,通过“四水四定”、水权交易及调水工程缓解水资源短缺;在京津冀地下水超采区,优化粮食安全布局,强化水与能源协同调控;在东北粮食增产区,拓展粮食生产空间,保护水资源合理开发利用;在南方水资源丰沛区,深化农业供给侧结构性改革,统筹“水风光储”一体化开发,以期为实现绿色低碳的可持续发展路径提供科学支撑与决策参考。

基于跨链技术的食品供需网信息共享激励模式构建

随着食品种类多元化和消费者需求的提升,食品生产流程更加复杂,供应链之间交流越来越多,相关企业、食品供应链和行业机构之间的交互形成了复杂的食品供需网结构。食品供需网成员之间信息共享有利于企业之间充分合作实现长期发展,但仍有许多企业共享信息意识较弱,无法进行有效信息沟通。区块链跨链技术的应用和发展,为食品供需网信息共享提供了新思路。根据食品供需网复杂性,引入区块链技术和声誉激励机制,将声誉进行量化管理,结合区块链智能合约技术实现声誉激励机制自动化。进一步引入区块链跨链技术,打破不同行业、地区区块链之间的交易壁垒,构建基于区块链跨链技术的食品供需网信息共享声誉激励模式,以猪肉供需网为例阐述跨链信息共享声誉激励流程。该激励模式不仅保障共享信息安全性与准确性,同时保护企业隐私,最大程度保护交易方自身利益,破解信息无法共享的障碍,激发食品供需网企业参与信息共享积极性。不仅实现食品供需网内部异构区块链之间的信息交流和价值互通,还为食品供需网价值信息交流互通的发展提供新思路。

我国东北生态系统服务供需匹配关系——基于水-能源-粮食纽带视角

水、能源和粮食是人类生存发展的必要基础物资,其供给均主要源于生态系统。随着全球气候变化和人类社会经济快速发展,基础资源需求量激增,生态系统服务供需关系趋于紧张。厘清生态系统服务供需匹配关系、优化基础资源配置对生态系统可持续、协调发展具有重要意义。当前生态系统供需关系研究已较为广泛,但基于水-能源-粮食纽带的生态系统服务研究还相对较为缺乏。因此,以东北地区为例,基于水-能源-粮食关系视角,首先,借助InVEST模型、供需指数(SDI)、Spearman相关性分析等方法分析了产水(WY)、固碳(CS)和粮食(FP)供需服务时空格局、相关性和空间匹配模式;其次,基于省级、市级、县级、流域、格网5种不同空间尺度,进一步探究了各服务的空间尺度效应,并确定资源管理的最优空间尺度;最后依据“分区控制-分类策略-分级治理”理念提出了一种水-能源-粮食集成管理方案和政策建议。研究结果表明:(1)2000—2020年,东北地区的供给服务中WY和FP为上升态势、CS为下降态势,就空间分布来看,WY和CS大致为“东高西低”,FP则是“西南、东北高,西北、东南低”;需求服务中WY、CS和FP均为上升态势,空间上大致呈“中间高四周低”分布。(2)WY和FP的SDI上升,CS则相反;不同尺度下的SDI具有空间异质性,县域尺度最为显著。(3)FP为主要功能分区,重点管控为主要分类,亟待全面提升生态系统服务供给能力。本研究对区域基础资源合理配置和可持续的生态系统管理具有重要科学参考价值和现实意义,同时对东北地区生态系统供需服务匹配以及水-能源-粮食纽带协同发展具有重要意义。

计及最恶劣场景概率和供需灵活性的综合能源系统分布鲁棒低碳优化调度

随着可再生能源渗透率的提升,其不确定性给综合能源系统(integrated energy system,IES)的经济性和鲁棒性带来了极大挑战。为了促进可再生能源消纳以及降低碳排放量,提出了一种基于数据驱动的分布鲁棒优化(distributionally robust optimization,DRO)调度策略。首先,构建了由有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)、氢燃料电池和电动汽车等构成的供需灵活响应模型,并引入阶梯碳交易机制来约束系统碳排放量。其次,为了能获取最恶劣情况下的场景概率分布,采用综合范数对风电输出场景的概率分布置信集合进行约束。然后,以在最恶劣场景概率分布下综合能源系统运行总成本最低为目标建立两阶段鲁棒优化模型,并通过列和约束生成(column and constraint generation,CCG)算法对模型进行迭代求解。最后,算例仿真结果表明了所提模型和求解方法的有效性,并分析了阶梯碳交易机制和供需灵活响应模型对提高系统灵活性和低碳经济性的影响。

中国2024~2035年钾盐供需形势分析:基于矿床地质特征研究

粮食安全是国家安全的重要基础,而钾肥作为三大肥料之一,被誉为粮食的“粮食”。钾盐,作为生产钾肥的重要原料,对保障国家粮食安全至关重要。中国作为全球最大的钾盐消费国,面临国内钾盐查明保有资源储量不足和资源禀赋较差等挑战,持续增长的需求使得钾盐的对外依存度常年超过40%。因此,在国际局势复杂多变的背景下,如何保障中国钾盐资源供应安全,成为亟待解决的问题。本文综合分析了中国钾盐矿床类型、地质特征、资源储量、生产供应和消费现状,并利用“S”形模型和ARIMA模型预测了钾盐供需趋势,进而提出相关对策建议。研究表明:①中国钾盐资源主要赋存于第四纪盐湖卤水型钾盐矿床,其中98%的保有储量集中在青海和新疆等省区。国内钾盐储量品位较低,共伴生矿产较多。②我国钾盐资源开发利用主要集中在盐湖卤水型矿床。钾肥生产的链条较长,受地质条件、资源禀赋、气候和工程技术等诸多因素的影响,导致我国钾盐供应量的增长空间和潜力有限。预计2024~2035年,我国钾盐年产量(K_(2)O)在500~600万t。③2024~2035年,以高需求为特征的中国钾盐消费将长期存在。根据预测结果,2024~2035年,中国钾盐需求量将呈现先增后降的趋势,2025年达到峰值1350万t,2035年则降至1020万t;④尽管中国钾盐的对外依存度从2002年的90%降至2023年的49%,但未来每年的供需缺口仍将超过400万t。预计2024~2035年,中国钾盐对外依存度将维持在50%左右,供需缺口长期存在。因此,提出加强钾盐地质勘查,实现找矿突破,强化科技创新,提高资源利用率,充分利用国际市场钾盐资源,支持企业获取境外钾盐资源权益等建议。本文获得的认识结论、对策建议对我国编制钾盐资源战略规划,支撑国家钾盐资源决策等具有一定的参考价值。

世界和中国马铃薯供求分析

随着马铃薯主粮化战略的不断推进,世界及中国的马铃薯及其制品供求局势发生了重要转变。为进一步明确世界及中国马铃薯及其制品供求局势的变化特征,为其未来供求局势预测提供数据参考,采用几何平均等数据描述方法,对世界及中国马铃薯生产及需求变化进行定量分析。数据分析结果表明:第一,世界及中国马铃薯播种面积、产量及单产均呈增长态势,且中国马铃薯播种面积占比不断增大,已成为世界马铃薯产量最大的国家,但其单产水平始终低于世界平均水平。第二,世界马铃薯及其制品国际贸易规模不断增大,马铃薯贸易占世界农产品贸易的比重较为稳定。第三,世界人均马铃薯消费量呈小幅下降趋势,但反弹增长趋势明显;中国国内马铃薯及其制品需求量不断增大,直接食用部分占比最大且持续增长,马铃薯需求不断增长,主粮化趋势凸显。因此,为适应马铃薯单产水平低与国内马铃薯消费需求刚性增长之间的矛盾,要在牢牢保障马铃薯播种面积同时增加马铃薯种植技术投入及优种培育。

大食物观下我国食物供求均衡的挑战与对策

过去几十年,我国食物供求关系发生了重大改变,粮食安全观念也逐步从传统的注重口粮安全过渡到注重数量、营养和可持续发展等多目标的大食物安全观。在大食物观下,未来我国食物供求均衡面临诸多挑战,包括:食物结构性短缺、食物自给率下降;食物供求空间错位,食物消费在不同人群之间差异明显;生态和水土资源制约不断加强,可持续生产能力亟需提高;膳食结构不合理,营养不良、营养过剩以及微量营养素缺乏问题并存;现有政策体系不适应大食物观的需要等。为应对以上挑战,需要全方位利用国土资源、多渠道开发食物来源,改革政府补贴支持政策,引导多元食物产业发展。同时要加强食育教育和宣传,推动建立健康导向型的多元膳食模式;政府要建立跨部门的协调机制,加强多元化食物供给统计与评估。

考虑灵活性区域互济的电力系统源-网-储协同规划

为应对新型电力系统灵活性需求增加与灵活性资源分布不均的矛盾,提出考虑灵活性区域互济的电力系统源-网-储协同规划方法。首先,计及风光出力的相关性与不确定性,利用场景法和区间法对电力系统的灵活性需求进行量化;进一步地,分析源-网-储多类型灵活性资源的运行特性,量化其灵活性供给能力;在此基础上,确立考虑灵活性区域互济的灵活性供需平衡条件,以此平衡条件为核心,建立兼顾新型电力系统投资决策与运行模拟的双层优化模型,实现广域范围内源-网-储多类型资源的协同规划,并利用分段线性化的方法将该模型转化为混合整数线性规划问题以进行求解;最后,以西南某区域互联电网为例进行算例分析,结果表明所提规划方法在有效提升电力系统灵活调节能力的同时,能够降低系统的投资建设成本。

计及配电网灵活性的峰谷电价分布鲁棒定价策略

高比例可再生能源接入加剧了配电网的不确定性,亟需利用分时电价激励用户参与需求响应,对负荷侧灵活性资源进行挖掘。为此,提出计及配电网灵活性的峰谷电价分布鲁棒定价策略。利用价格弹性矩阵量化用户响应分时电价的行为,并基于Wasserstein距离构建光伏出力与负荷预测误差区间的分布鲁棒不确定集;采用区间法对配电网灵活性供给与需求进行建模,并构建灵活性评估指标;建立综合考虑用户用电方式满意度、净负荷峰谷差、灵活性供需平衡的分布鲁棒定价模型,并采用混合优化算法进行模型求解。算例结果验证了所提分布鲁棒定价策略的有效性与鲁棒性。

基于云模型的新型配电系统灵活性评估方法

针对新型配电系统内灵活性资源接入规模逐渐扩大,过往配电网灵活性评估方法难以适应配电系统发展状况的问题,提出了基于云模型的新型配电系统灵活性评估方法。首先通过影响系统灵活性的数个指标构建了配电网灵活性评价体系;其次采用了主客观结合的层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)-熵权法对构建的灵活性评价体系进行赋权;最后针对系统灵活性状态难以直观描述、现有灵活性评估方法难以完整表征系统灵活性状态的问题,提出了基于云模型的配电系统灵活性评估方法,并通过我国某地区配电系统运行实测数据进行了仿真验证。

考虑源荷碳责任分摊的新型电力系统多级灵活性资源规划

为满足新型电力系统的灵活性需求与低碳化目标,提出一种计及源荷双侧碳排放责任的多级灵活性资源规划方法。上层模型投资决策风电、光伏、灵活性资源的配置容量和煤电超低排放改造比例;下层优化运行模型基于典型日灵活性需求多级分解结果,调用资源灵活性供给能力,实现系统多级灵活性供需平衡,并基于碳排放流理论提出源荷碳责任因子,将碳排放责任分摊至包含新能源在内的源荷双侧。最后,对改进的IEEE RTS-24节点系统进行算例分析,结果表明所提规划模型可以引导传统燃煤型电网主动向新能源主导型电网转变,并实现系统多级灵活性供需平衡与源荷双侧碳责任的合理分摊。

洪灾情景下食品类物资供需分配及配送路径优化——以上海市奉贤区为例

应急物资的供需分配和物流优化是应急物资管理决策中的重要支撑。本文基于最优供需分配模型,构建了基于供需分析的物资供应点分配方法。该方法考虑了市场储备点需同时对受灾需求点和原有需求点进行保障性物资供给的约束条件,相比传统方法能进一步提高物资供需分析的合理性与准确性。在物资供应点分配的基础上,构建了洪灾情景下的应急物资配送路径优化方法。该方法基于真实道路网络,利用“度”“方形集聚系数”及“道路设计日交通量”评估路段可靠性,并充分考虑洪涝灾害对道路通行时间的影响,以“路径行程时间最短”和“路径可靠性最高”为目标,采用启发式算法进行最优路径的求解。以上海市奉贤区为研究区开展案例研究。通过市场与政府协同供应的多种方案情景的对比分析,发现G方案(政府全供应)配送经历时间久、总花费时间成本多,可能导致应急救援任务超时,S方案(市场全供应)配送效率低,易导致人力、运力资源浪费,而S1500方案(由市场供应1500 m覆盖范围内的避难场所,由政府供应剩余的避难场所)则是同时适合案例中2种洪灾情景下3类物资(饮用水、大米、婴儿奶粉)的协同供应方案。该研究结果可为研究区相关部门的应急救援救助提供决策支持。本文提出的方法能够为其他地区的相关研究提供方法借鉴。

近30年来青藏高原粮食供需平衡格局演变及其驱动因素

科学评价青藏高原粮食供需平衡时空格局演化及其影响因素,是保障青藏高原粮食安全和农业可持续发展的基本前提,对巩固边疆、促进少数民族地区经济发展和社会稳定具有重要的战略意义。综合采用消费统计法、产销平衡指数、空间趋势面分析和OPGD模型,探究1990—2020年青藏高原粮食供需平衡格局时空变化过程及其影响因素,探讨提高青藏高原粮食安全和农业可持续发展的政策建议。研究结果显示:1990—2020年青藏高原粮食自给率由106.53%提高至120.21%,区域整体粮食供求关系由紧平衡向供需平衡过渡,但粮食供需格局区域差异显著。粮食短缺和严重短缺类型区交叉分布于藏北高原、青海高原、甘南高原、柴达木盆地西部及川藏高山峡谷区等地区;青藏高原粮食产量空间分异主要受自然条件地域分异、要素投入差异和经济发展差距影响,且经济因素与要素投入具有协同增强效果;收入水平、食物可达性、食物消费结构、人口结构对青藏高原粮食消费空间分异的解释力依次减弱。建议从粮食产销合作、农牧合作、种植结构调整、完善内外交通基础设施和地方粮食储备等方面提高青藏高原粮食安全水平。

灵活就业人员参加职工医保的市场需求与供给分析

[目的]了解灵活就业人员职工医保的参保与需求现状,分析其需求与职工医保产品供给的匹配性。[方法]对广州市灵活就业人员的参保行为、参保意愿、参保能力开展问卷调研,共回收有效数据119份,抽取其中未参保样本进行单样本T检验。[结果]抽样样本中,参保人员为58人,占48.74%;未参保人员为61人,占51.26%。受教育程度绝大多数在本科及以下,个人月收入主要在9000元以下。61名未参保灵活就业人员的参保意愿平均值(M=3.85,SD=0.872)高于3(P<0.05),参保能力平均值(M=3.41,SD=0.99)也高于3(P<0.0001),提示未参保灵活就业人员具有一定参保意愿与参保能力。缴费水平过高是未参保样本不参加职工医保的主要原因(占比42.62%)。29.51%的被调查者表示其并不了解职工医保政策。同时,29.51%的被调查者表示其不参保原因在于认为自己较年轻,暂未考虑参保问题;且未来可能不在当前参保地享受医保待遇(16.30%)。[结论]灵活就业群体存在参保“需求-决策”偏差,其在权衡未来预期、替代品等因素后表现出参保的“有效需求”不足;同时,职工医保自身缺陷与市场活动缺乏使其“有效供给”相对缺失。职工医保政策非“有效供给”与灵活就业人员非“有效需求”共同形成了供需不相匹配的非预期状态。

灵活间隔与车辆共享下的大小交路运行图优化

基于客流时空分布的不均衡性,以提升整体量能匹配率为目标,分析大小交路模式下列车运行、车辆运用与折返、乘客乘车选择行为等相关约束,构建基于灵活间隔与车辆运用的大小交路运行图优化模型,提出一种基于目标分解的混合整数线性规划求解算法,并以某线路为例验证模型的可行性。优化结果表明:灵活行车间隔和大小交路方案,可从时空维度优化运能供给,提升整体量能匹配率,并有效降低站台的聚集乘客数量;采用车辆共享模式有利于减少车辆的运用成本;灵活调整行车间隔,将改变不同时段的运输能力分布,但也会增加车辆的运用数量。表明本方法具有良好的可用性及稳定性,能够为城市轨道交通列车运行图优化提供参考。

基于粮食安全视角的喀什地区耕地“非粮化”影响因素及监管对策研究

[目的]基于粮食安全的视角,分析喀什地区的耕地“非粮化”特征、耕地供需盈亏情况以及耕地“非粮化”的影响因素,并提出耕地“非粮化”的监管对策建议。[方法]基于实地调查及统计数据,分析喀什地区1995—2020年耕地“非粮化”时空演变特征,运用粮食供需平衡法分析喀什地区的耕地供需盈亏情况以及耕地“非粮化”的安全区间,构建耕地“非粮化”影响因素指标体系,使用二元Logistic回归模型分析各影响因素对耕地“非粮化”的影响程度。[结果](1)1995—2020年,喀什地区的耕地“非粮化”率及“非粮化”面积的时空演变趋势基本一致,在1995—2014年呈波动中上升的趋势,2014年后呈波动中下降的趋势,空间演变特征呈现东北高,西南西北低的分布格局。(2)在研究期内,只有喀什市长期处于耕地供给赤字状态,塔县于2010年处于耕地供给赤字状态,其余县市均处于耕地供给盈余状态;喀什市的耕地“非粮化”率已严重超过安全区间,喀什地区的其余区域均处于安全区间范围内。(3)家庭农业劳动力、农户兼业化程度、农资价格变化、种粮补贴政策效果对耕地“非粮化”的影响显著,其余影响因素对耕地“非粮化”的影响不显著。[结论]喀什地区耕地“非粮化”水平较高,耕地供给不平衡,应完善区域耕地保护政策,制定差别化的管理策略,遏制耕地“非粮化”现象继续蔓延,实现粮食安全与耕地安全的可持续发展目标。

现代农业转型发展与食物安全供求趋势研究

在全球背景下厘清我国未来农业转型方向、生产方式转变路径和食物供求变动趋势,提出现代农业转型发展战略和政策建议。我国农业发展面临着六大挑战,应深入推进农业供给侧结构性改革,优化产品产业结构,改善农产品供求结构,提升农产品质量安全水平。通过大样本农户调研数据分析发现,应不断完善土地流转市场和社会化服务体系来保障现代农业转型发展。面向2035年的农业生产结构调整预测表明,我国农产品的供需失衡现象将趋向突出:饲料自给率将继续下降,食糖和食油的需求缺口将逐渐扩大,畜产品生产和供需缺口将取决于饲料粮贸易政策和草牧业发展政策,但蔬菜和水果依然保持一定的比较优势。

考虑可靠性与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估

针对传统供电能力评估中难以同时解决既避免单纯以负荷高峰时刻全网N-1准则为基础又细致计及分布式电源、储能和负荷需求响应影响等问题,提出了考虑可靠性柔性需求与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估方法。首先,结合出力不确定性与用户差异化的响应能力,对主动配电网中的分布式电源、储能与可响应负荷等基本元素进行建模;其次,构建了以最大供电能力为目标、以可靠性需求和故障后负荷响应经济性为主要约束的主动配电网供电能力评估模型;继而,发展了考虑分布式光伏、蓄电池以及需求响应的主动配电网可靠性评估准序贯蒙特卡洛模拟法,并提出了基于遗传算法的供电能力评估模型优化求解方法;最后,通过算例验证了所提方法可有效挖掘主动配电网供电能力,提升资产利用效率。