近日，上海交通大學中英國際低碳學院張宇泉副教授課題組在高起點、高水平綜合期刊fundamental research發(fā)表題為“operating pesticide use reduction within the boundary of food security in peri-urban settings”的研究論文。合作者包括美國德克薩斯農工大學的bruce mccarl資深教授，上海交通大學農業(yè)與生物學院的曹正偉和李強老師，以及中英國際低碳學院的楊紹華和劉慧雯兩位碩士生。

在當前工業(yè)化和城市化快速發(fā)展的大背景下，城郊農業(yè)在土地空間、勞動力資源、生產成本等方面不斷承壓，對物質投入更加倚賴。其中，城郊地區(qū)的農藥使用是影響城市環(huán)境和公共健康安全的風險源之一。與此同時，減少農藥使用又可能對區(qū)域食物保障造成壓力。城市人口的稠密聚集，則進一步放大、加劇這一兩難境地。

該研究以上海市十三五期間20%農藥減量目標為例，自主開發(fā)并應用局部均衡模型，探索該政策對上海地方食物保障和環(huán)境的多重影響。情景設計方面，主要維度除了減量目標靈敏度分析外，也考慮了各涉農區(qū)域減量目標“一刀切”與“全市統(tǒng)籌”實現(xiàn)減量目標的兩種方式，以及消費者對地產農產品有偏好的“封閉”模式和農產品價格外生的“開放”模式。

模擬結果顯示，崇明和青浦將是受減量政策影響最深的區(qū)域，在“一刀切”方式下，農藥減量幅度在18-20%水平，在“全市統(tǒng)籌”方式下，則減量25-39%。其次，種植結構也發(fā)生較大變化，其中水稻種植面積將從崇明和青浦更多地轉向奉賢和浦東，同時葉菜種植面積將明顯下降。與之對應的是上海市水稻和葉菜的生產量將顯著下降，且價格水平在“封閉”條件下會大幅攀升。環(huán)境影響方面，長江入?？冢ǔ缑鳎┖偷砩胶ㄇ嗥郑┟媾R的農藥面源污染將減輕?？傮w上看，相比“一刀切”，“全市統(tǒng)籌”方式能減緩水稻和葉菜的減產，且能進一步減輕長江入?？诤偷砩胶媾R的農藥面源污染。

該研究得到了國家自然科學基金、上海市浦江人才項目（人文社科）以及上海交通大學的資助。研究論文使用的模型《上海農業(yè)部門決策分析支持系統(tǒng)》（v1.0）是一個面向上海農業(yè)宏觀層面的決策分析支持系統(tǒng)，覆蓋15種作物與9個涉農區(qū)域，主要使用gams語言編寫。該系統(tǒng)基于詳實的統(tǒng)計與調研數(shù)據(jù)資料，根據(jù)數(shù)學規(guī)劃原理，模擬涉農區(qū)域的生產經(jīng)濟決策機制，能優(yōu)化、預測不同政策和/或自然條件變化對上海農業(yè)市場及區(qū)域生產布局的影響，可應用于上海市農業(yè)生產政策分析、農業(yè)環(huán)境規(guī)制效應分析等領域。

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作者介紹：

第一及通訊作者簡介：張宇泉，上海交通大學中英國際低碳學院副教授。長期從事數(shù)學規(guī)劃模型開發(fā)與應用，積累15年gams（通用代數(shù)建模系統(tǒng)）語言編程經(jīng)驗。研究領域主要涵蓋氣候變化影響、減緩與適應三個方面，包括：1）主要參與/負責開發(fā)并應用局部均衡模型，模擬分析生物質能源政策、氣候變化、環(huán)境標準等對農林部門的經(jīng)濟、環(huán)境以及溫室氣體減排潛能影響；2）應用可計算一般均衡模型和投入-產出分析法，測算國際貿易相關的經(jīng)濟、環(huán)境效應與隱含流；3）采用計量經(jīng)濟方法，測算氣候變化影響并發(fā)掘適應策略。作為主要技術人員承擔過多項國內外環(huán)境政策分析任務，擔任氣候變化領域權威期刊climatic change的associate deputy editor。

作者：

上海交通大學中英國際低碳學院

供稿單位：

上海交通大學中英國際低碳學院