首云涛1 刘 文2 彭凡芳3
（1.中南林业科技大学计算机与信息工程学院；2.中南林业科技大学物理与交通学院；3.中南林业科技学商学院 湖南 长沙 410000）
摘要：根据粮农组织的判断，虽然我们每年可以生产足够的粮食，但我们仍然不能保证所有人的粮食安全。为了更大程度地接近零饥饿和可持续的目标，我们在原有模型的基础上提出了一个粮食系统模型，该模型充分考虑了公平性和可持续性。构建了系统的粮食安全评价体系。该系统由经济、社会、环境和资源四个食物子系统组成。然后，以粮农组织统计年鉴中的53个指标为基础，通过主成分分析筛选出每个子系统下的三个关键指标。运用层次分析法和熵权法对当前粮食系统进行综合评价，得出系统的综合评价结果。然后，结合当地实际情况，通过改变系统指标权重，定量引导系统优化方向，并从公平性和可持续性的角度提出优化措施，构建更稳健的食品系统模型。通过制定上述措施相关指标的预期目标，利用灰色预测模型确定措施的最佳实施时间。并讨论了措施实施后的效益和成本，同时利用趋势外推预测模型预测其发生的时间。
关键词：粮食安全体系；公平；可持续性；综合评价
1 背景
粮食是人类社会生存和发展的基础。在当前疫情下，粮食安全的实现难度加大。据联合国粮农组织统计，截至2019年底，全球约有6.9亿人营养不良，成人肥胖率不断上升，各国各地区粮食安全水平差异很大。此外，粮食安全问题突出的地区更容易成为暴力冲突的聚集地，从而威胁社会稳定。另一方面，食品系统的运行对生态环境产生了很大的影响[1]。世界森林面积减少，生物多样性不断遭到破坏，水资源利用压力加大。从长远来看，环境和资源的恶化将导致粮食系统不佳的恶性循环。对此，我们应该认识到，目前的粮食体系过于注重生产和分配的效率，从运行结果看，该体系是单一的经济体系，没有处理好经济、社会和自然的关系，不是一个公平的、可持续的体系。
2 食品安全评价体系及优化模型
2.1 模型指标的选择
粮食制度是保障粮食安全的基础。从粮食安全体系来看，粮食安全与诸多因素有关。为了对一个国家或地区的粮食系统进行综合评价，我们从改造后的粮食系统入手，选取12个指标构建粮食安全系统评价指标体系。
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图1 评估指标体系
2.2 优化工艺
首先利用反映指标数据差异程度的客观赋权方法--熵权法确定食品系统评价指标层到准则层(子系统)的客观权重，然后用AHP法确定各准则层的主观权重，最后求出指标层相对于目标层(食品系统)的总权重，避免了因各准则层指标个数不同而造成的熵权重分布不合理。
标准化数据处理
由于食品安全评价体系中各指标的含义不同，各指标值的计算单位和维度也不同。为了整合粮食安全指标数据，有必要对指标数据进行标准化。我们用隶属度法对指标进行标准化。
采用熵权法计算指标相对于准则层的权重
采用层次分析法计算准则层相对于目标层的权重
由于经济、环境、社会和资源四个子系统对粮食安全发展的重要性不同，因此采用层次分析法确定准则层的权重值。构造循环经济目标层和准则层的两两判断矩阵，利用特征向量法得到准则层的权重，并对结果进行一致性检验。
粮食安全综合评价结果分析
如果综合评价值用S表示：
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公式中，wj代表基于熵权层次分析法的组合加权法确定的j指标的权重，yij为标准化后的j指标的评分值。S值越大，粮食安全活动效果越好。
2.3 灰色预测模型
针对不同国家和地区食品体系的不同实际情况，在建立更加健全的食品体系的前提下，以公平、可持续发展为目标，制定相应的措施或改变食品体系的发展方向。优先战略。在相应的变化之后，食品体系也将得到改善。我们利用灰色预测模型，以指标需要达到的一定值作为参考，预测措施实施后何时可以实现相关变化。具体流程如下：
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3 系统优化措施及其影响
构建的粮食系统评价模型从经济、环境、社会和资源四个层次衡量一个国家或地区粮食系统的效率、盈利能力、公平性和可持续性。通过查询地方目前的实际情况和相应的指标数据，给每个指标赋予相应的权重，得到各个子系统相应的权重，从而得到其在这个层次上的发展。
根据选取的12个指标，从公平和可持续发展的角度提出了相应的干预措施，并分析了相应的影响。
3.1 食品经济子系统
根据马克思主义哲学的经济基础，上层建筑是确定的。一个国家或地区的经济状况直接影响到当地的粮食系统，这是粮食系统稳定发展的需要。为此，我们制订了以下措施：
在宏观(国家)层面，要规范全国粮食市场体系建设，保证一定的粮食自给率;在中观(城市)层面，改善粮食运输通道以提高粮食可达性;在微观(家庭)层面，保障居民营养来源，提高低收入群体[2]的粮食可获得性是必要的。一个国家缺乏相关的经济基础会影响人们的基本生存，引发一系列的社会问题。
3.2 食品环境子系统
环境因素的变化将对粮食系统施加压力，从而使满足未来的粮食需求变得更加复杂。它是未来粮食产量的衡量标准，也是粮食系统可持续发展的基础[3]。为此，我们采取了以下措施：
科学施肥。这是实现粮食稳产增产、提高粮食品质、保持土壤肥力的有效途径。这一措施不仅可以改善耕地的生态环境，而且可以降低粮食成本，提高质量，增加农民收入。
合理减少碳排放。根据生物学，碳与粮食作物的生长直接相关。根据不同国家的基本情况，合理减少碳排放更有利于建立更有效、更可持续的食品体系。
3.3 食品社会子系统
社会发展水平直接关系到粮食生产和居民的粮食安全。然而，就目前全球而言，由于各种因素的影响，不同国家的粮食生产情况千差万别[4]。为此，我们采取了以下措施：
中国将增加对粮食生产的补贴，包括:增加对各种农业和水利基础设施的投资，增加对种粮农民的补贴。这种措施可以保证农民的生产积极性，稳定相关的社会秩序。
弘扬国际人道主义精神。开展紧急粮食援助、农业发展援助项目、农业南南合作等具体工作。维持其食物系统的可持续发展。
3.4 食物资源子系统
要实现资源的可持续，就是耕地、水等资源的利用效益可以跨越几代人，这里的代际是指其经济效益在不同的时期不受限制，是代际公平的。具体措施及其影响如下：
采用土地生态休耕[2]。保障耕地资源数量和质量，耕地是粮食生产最重要的载体，保护耕地是确保粮食安全韧性的基础。这一措施可以很好地保障耕地资源的可持续发展。发展节水农业。它可以更好地保护水资源，提高水资源利用率，使农作物生长得更好。粮食系统与一个国家或地区的资源、环境、社会和经济息息相关。除了上述措施外，还有许多保障措施。我们所有人都需要参与。
4 模型应用及相关预测
在对食品体系评价体系进行重新优化后，我们将其应用于以日本为代表的发达国家和以越南为代表的发展中国家。首先,两国当前的粮食系统评价,然后结合中国的具体国情,政策旨在优化食品体系的公平和可持续发展提出的一个指标是用来预测的实现时间的政策。然后描述政策的实施会给国家带来什么样的影响，然后用灰色预测模型预测政策的成本和收益会发生的时间。
4.1 发达国家：日本
日本经济发展后，粮食自给率下降，严重依赖进口而产生的粮食安全危机感表明，如何在发展经济的同时保障国家粮食供应，是事关国计民生和粮食安全的重大问题。
4.2 对食品系统进行评估并提出优化措施
首先，运用食品体系评价模型对日本食品体系的现状进行评价。通过查阅相关文献，运用层次分析法，计算出准则层相对于目标层的权重。利用平方根法，得到了相应的特征向量W=(0.292，0.187，0.108，0.413)T[4]。计算一致性比指标CR=0.028，经检验判断矩阵一致性可接受，则准则层的经济子系统、生态环境子系统、社会子系统、资源子系统的权重分别为0.292、0.187、0.108、0.413。各子系统的评估结果表示如下：
根据图中的数据，日本食品体系中的资源子系统权重最大。为了确保其体系的公平和可持续发展，我们决定对其体系进行干预，并进一步扩大海外农业投资政策[5]。
表1 日本食品系统的评估结果
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5 结论
综上所述，我们采用主客观相结合的方法建立评价优化模型，以增强食品系统的公平性和可持续性。适用于发达经济体和脆弱经济体，更具实用性和稳定性。随后，我们也提出了一系列政策来解决这些问题。建立了由12个指标组成的粮食安全评价模型，并对各指标进行了优化，赋予了相应的权重。利用优化模型估算了扩大海外农业投资对日本的资源影响。结果表明，我们的模式和政策干预有利于这些国家的农业发展。
参考文献：
[1] Thomas Allen,Paolo Prosperi. Modeling Sustainable Food Systems[J].Environmental Management,2016,57(5).
[2] Yang Xueli. Research on China’s Food Security Evaluation Based on the Perspective of Sustainable Development [D]. Jilin University, 2010.
[3] Liu Litao, Liu Xiaojie, Lun Fei, Wu Liang, Lu Chunxia, Guo Jinhua, Qu Tingting, Liu Gang, Shen Lei, Cheng Shengkui. Research on China’s Food Security Issues under Global Climate Change[J]. Journal of Natural Resources, 2018 , 33(06):927-939.
[4] Zhao Meng, Lu Wenran, Li Gang. Evaluation and Empirical Study of Circular Economy Devel- opment Based on Entropy AHP Combination[J].Science and Technology Management Research, 2013, 33(06): 59-62.
[5] Li Ya.A comparative study on the fallow policy of cultivated land in the United States, the European Union and Japan[J].World Agriculture, 2018(06):71-76+215.