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水与农业政策分析模型技术路线 廖 永 松 中国社会科学院农村发展所 liao.ys@ 水与农业政策分析模型是一个动态的、开放式的分析框架。廖永松与黄季焜在2000年开始将Podium（Policy Dialogue Model）与CAPSIM（China’s Agricultural Policy Simulation） 模型联接。2003年，廖永松开始着手构建水与农业政策分析（WPSIM, Water and Agricultural Policy Simulation Model），模型已应用于多个研究项目中。2005年开始，在国际水资源管理研究所（International Water Management Institute）博士后期间，参与了WATERSIM（World Water Technology Research Simulation Model）或是IMPACT-water模型。不管是WATERSIM还是IMPACT-water模型，其基本的方法是相似的。就是将一个农业部门均衡模型与一个水文模型相结合，在流域尺度上计算水量平衡，在行政区化单元上计算农产品供求和贸易。在全球尺度上，目前的WAPSIM模型的技术路线基本来自于WATERSIM（IMPACT-water）模型，随着研究的深入逐步改进。 下面讨论WAPSIM模型中的食物和水模型，详细说明模型中的方程和数据来源。将IMPACT或是IMPACT-WATER模型的发展与应用情况附在附录5，将国家、地区在附录2，流域在附录3中。农产品种类附在附录4中提供了一个IMPACT模型的概念框图。 一、关于农产品供求、贸易的基本技术路线 包含了全球所有国家和地区以及主要的农产品，关于食物的联立方程提供了用于分析全球食物需求、供给、贸易基准方案和备选方案的技术路线。对于模型中的每个国家或地区的子模块，每种农产品的供给、需求和价格都内生确定。国家和地区农业子模型通过贸易来联接。 供给和需求函数将供给和需求弹性涵盖其中，以近似描述内在的生产和需求函数。每年全球农产品价格在国际市场出清条件下决定。 (一)食物供给 1.农产品生产 国内农产品生产由面积和单产供给反应方程决定。收获面积定义为农产品自身价格、其他竞争农产品价格，预测的外在增长趋势和水资源的反应函数。预测的外在作物增长率主要反映其它非价格因素的作用，比如，由于人口增长压力加大，土壤退化减少和土地转化为非农业用途等因素。 单产是农产品价格、劳动力和资本价格、水和预测的非价格外生趋势因素的函数。趋势因素主要反映技术进步促进生产率提高，包括作物管理研究，传统作物育种，多部门和杂交育种，生物和转基因育种。其它增长因素还包括私人部门农业投资发展，农业推广和教育，市场和基础设施，灌溉和水资源（方程2）。每年在国家n的第i种农产品的产量为面积和单产的乘积（方程3）。 面积反应方程： ; (1) 单产方程： ; (2) 产量： (3) 其中： AC=农作物收获面积; YC=农作物单产；QS =产量； PS=生产者价格; PF=投入品价格(如劳动力和资本)；Π= 乘积因子；i, j=用于标示农作物的下标；k=用于标示投入要素的下标；n=用于标示国家的下标；t=用于标示时间的下标；gA = 面积增长率; gCY= 单产增长率；ε= 面积价格弹性; γ=单产价格弹性; α= 作物面积方程截距; β= 作物单产方程截距; ΔAC = 因为水短缺作物面积减少量; ΔYC = 因为水短缺作物单产减少量; WAT = 水变量 1.1将水量引入农作物面积方程 农作物收获面积减少的计算公式为： , 不然 （4） 对灌溉农作物面积， （5） 对雨养农作物面积， (6) 其中： ETA = 在作物生长期的实际蒸腾蒸发量 ETM = 作物生长期的潜在蒸腾蒸发量(参看公式24) E* =相对于蒸腾蒸发量的阀值。低于此值，农民将减少农作物收获面积 ky = 农作物对水胁迫的反应系数 农作物实际蒸腾蒸发量包括能被作物利用的蒸腾蒸发的灌溉水量(NIW)和有效降雨量(PE)。。对于雨养作物，NIW=0。灌溉农作物和NIW和雨养农作物的PE，后面再介绍。E*的值来自于实证研究。对于灌溉面积，农民可以减少播种面积和增加其余区域的灌溉水量。假定E*=ky-0.25, 图1表示相对的灌溉单产、面积和产量相对于ET值。可以看出，对于灌溉面积，当ETa/ETmE*，农民将保持全部的农作物面积，单产将按ETa/ETm线性地减少，当ET