保障粮食安全并减少资源环境代价是中国政府长期以来努力的目标，也是实现全球可持续性发展目标（Sustainable Development Goals，SDGs）和中国农业绿色发展的重要挑战。随着我国社会经济的发展和全球化的趋势，未来食物需求将会持续增加，而过去的研究缺乏中国在全球SDGs挑战下未来全球农产品市场的定量分析，缺少我国农产品贸易与自给权衡分析的决策依
据。
近日，中国科学院农业资源研究中心马林课题组联合国内外多个研究机构，针对上述问题进行了系统的定量分析。该研究首先对全球生物圈管理模型（Global Biosphere Management Model，GLOBIOM）进行优化和参数本地化校正；然后利用该模型定量未来中国食物需求、生产和贸易的发展趋势（图1）；同时根据全球各区域环境强度的变化和双边贸易的发展，模拟了中国食物需求对国内和国际资源环境的影响，并针对限制发展和快速发展不同情景进行了敏感性分析。本研究可为我国农产品贸易资源环境代价的全球谈判，生产与贸易的权衡分析决策提供理论和定量依据。此外，课题组近期发表在Nature Food上的另外一篇文章（Bai et al., 2021a）也表明，从蛋白质生产角度农产品贸易提高了全球土地利用效率和氮肥偏生产力，但是其贸易功能性和优化程度仍处于相对较低的水平，需要重新思考贸易模式以提高未来贸易优化程度。
图1. 基准情景（BAU）下中国农产品的需求、生产和贸易趋势。a）需求和生产。第一行为需求，进一步分解为食物需求、饲料需求和生物燃料/其他用途，而第二行代表国内农产品生产。b）左边的图表显示了大豆产品和乳制品净进口量的趋势。中间和右边的圆形图分别代表了2010年和2050年中国与其主要合作伙伴之间的双边贸易。
该论文将局部均衡模型（partial-equilibrium）与“食物系统-土地利用-水-养分-温室气体”多指标关联分析方法（food-land-water-nutrients-GHGs nexus）结合，分析我国在未来全球农业贸易市场的地位，定量农业生产与贸易的权衡关系，并评价其可持续性，是资源环境科学、经济学和土地科学等多学科交叉的创新结果。本研究提出的基线情景（BAU），为我国和全球应对粮食安全、水资源短缺、温室气体排放和土地可持续利用等问题提出了挑战。与此同时，课题组还在研究综合优化策略的情景，探索应对我国食物系统多指标协同和权衡的技术模式和优化途径，定量设计针对我国自然资源和生态环境限制的可持续食物系统、农业绿色发展模式和空间优化布局，为全球食物系统可持续发展贡献中国的解决方案(Bai et al., 2020, Bai et al., 2021b)。
上述研究成果以“China’s future food demand and its implications for trade and environment”为题，在Nature Sustainability上发表，DOI:10.1038/s41893-021-00784-6。中国科学院农业资源研究中心博士生赵浩为论文第一作者，中国科学院农业资源研究中心马林研究员和国际应用系统研究所Petr Havlík研究员为论文通讯作者。合作作者包括浙江大学常锦峰研究员、中国科学院农业资源研究中心柏兆海研究员、美国康奈尔大学Mario Herrero教授、英国阿伯丁大学的Pete Smith教授，牛津大学Michael Obersteiner研究员等。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院青年促进会等项目资助，此文也获得联合国可持续发展解决方案网络（SDSN）和FABLE（The Food, Agriculture, Biodiversity, Land-Use, and Energy）联盟的支持，FABLE成员：A. Mosnier, J. Poncet and G. Schmidt-Traub等也对本文提出了建议和帮助。
文章信息：
Hao Zhao, Jinfeng Chang, Petr Havlík*, Michiel van Dijk, Hugo Valin, Charlotte Janssens, Lin Ma*, Zhaohai Bai, Mario Herrero, Pete Smith, Michael Obersteiner. 2021. China’s future food demand and its implications for trade and environment. Nature Sustainability. https://www.nature.com/articles/s41893-021-00784-6
Zhaohai Bai, Wenqi Ma, Hao Zhao, Mengchu Guo, Oene Oenema, Pete Smith, Gerard Velthof, Xia Liu, Chunsheng Hu, Peiguang Wang, Nannan Zhang, Ling Liu, Sujuan Guo, Xiangwen Fan, Wilfried Winiwarter, Lin Ma*. 2021a. Food and feed trade has greatly impacted global land and nitrogen use efficiencies over 1961–2017. Nature Food. https://www.nature.com/articles/s43016-021-00351-4.
Zhaohai Bai, Guido Schmidt-Traub, Jianchu Xu, Ling Liu, Xinpeng Jin, Lin Ma*. 2020. A food system revolution for China in the post-pandemic world. Resources, Environment and Sustainability. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666916120300153
Zhaohai Bai, Xuan Wang, Xiaofei Wu, Weishuai Wang, Ling Liu, Xiaohang Zhang, Xiangwen Fan, Lin Ma*. 2021b. China requires region-specific manure treatment recycling technologies. Circular Agricultural Systems. http://www.maxapress.com/article/doi/10.48130/CAS-2021-0001
