评估作物与畜牧业结合对粮食安全的影响：来自中国黄淮海地区的证据

《Journal of Cleaner Production》：Assessing the impact of crop–livestock integration on food security: Evidence from the Huang–Huai–Hai region of China

作物-畜牧业整合通过优化资源配置、降低环境污染和提升农民收入促进黄淮海地区粮食安全，并存在显著空间异质性。

　　

Xuezhen Xiong|Hongping Lian

北京师范大学政府学院，北京，100875，中国

摘要

构建一种将农作物生产和畜牧业相结合的循环农业系统，可以缓解过度使用化肥和大规模排放粪便造成的环境问题，同时提高农业废弃物的资源回收率，从而实现生态和经济效益。本研究测量了2010年至2023年中国黄淮海地区农作物-畜牧业整合（CLI）的程度，并利用双向固定效应模型、中介模型和工具变量方法实证考察了其对粮食安全的影响。研究结果表明，CLI与粮食安全之间存在稳定且显著的正面关系，主要通过三种机制实现：优化资源分配、减少环境排放和提高农业收入。空间异质性分析进一步表明，在经济基础相对薄弱但农业生产条件有利的地区，CLI对粮食安全的促进作用尤为显著。基于这些发现，本研究提出了通过推进CLI来加强粮食安全的针对性政策建议。

引言

联合国粮食及农业组织（FAO）设定了到2030年实现“零饥饿”的宏伟目标，这代表了全球社会的重要承诺。尽管现代农业取得了显著进展，但全球饥饿和营养不良的问题依然严重（Fanzo等人，2024年；Herteux等人，2024年）。一方面，气候变化、贸易摩擦和地缘政治冲突扰乱了农业生产系统，导致地区性和结构性粮食供应短缺（Elkhalfi等人，2025年；Jia等人，2024年；Liu等人，2020年）。另一方面，依赖过度资源消耗的农业发展模式的弊端日益明显。大量化肥和农药的使用破坏了土壤和水资源生态系统，对粮食供应的可持续性造成了前所未有的压力（Chen等人，2017年；Ongley等人，2010年）。虽然“以石油为基础的农业”显著提高了生产效率并有助于缩小粮食供应缺口（Burney等人，2010年；Eisa等人，2025年），但随着区域专业化和能源密集型投入的增加，相关结构风险和可持续性挑战也在迅速加剧（Mulvaney等人，2009年；Pereira等人，2025年）。例如，1980年至2023年间，中国的粮食产量增加了1.17倍，而化肥使用量增加了2.96倍，农业电力消耗增加了163倍。这种增长轨迹与可持续发展的要求越来越不兼容。在这种背景下，促进农业转型和提高生产韧性已成为应对新兴粮食安全挑战的紧迫全球优先事项（Cao等人，2025年；Fu等人，2025年）。

随着农业发展逐渐向更可持续的模式转变，学术界对CLI及其相关益处的兴趣也在稳步增长（Han等人，2023年；Li等人，2023年；Xu等人，2023年）。与传统生态农业相比，CLI在平衡绿色发展和生产力方面具有明显优势，更符合新城市议程和米兰城市食品政策契约等国际倡议，这些倡议倡导充足的和公平的本地粮食供应（Zhang和Lu，2024年）。广义上讲，CLI包括农作物和畜牧业的空间配置，以及农民采用的具体生产模式，如“青贮玉米+养牛”。然而，现有研究主要集中在微观层面的评估，而宏观层面的评估——特别是关于CLI与粮食安全之间联系的评估——仍然有限。文献综述表明，基于营养平衡原则优化农作物-畜牧业的空间布局可以显著提高资源利用效率，减少农业污染，并增加农民收入（Liu等人，2023年）。更具体地说，CLI通过提高资源利用效率、通过养分循环增强土壤肥力以及减少对化学化肥的依赖来促进农业生产和营养安全——从而缓解人类与畜牧业之间对土地和粮食的竞争（Kang等人，2024年；Oliveira等人，2024年；Sekaran等人，2021年）。此外，CLI还被证明可以提高家庭饮食多样性和健康状况，尤其是在较贫困的地区（Prado等人，2025年；Romeo等人，2016年；Bezner Kerr等人，2011年）。此外，CLI通过整合农作物和畜牧业生产，扩大收入来源并增强农业经济稳定性，从而增强家庭收入和抗风险能力（Swastika等人，2024年；Udo等人，2011年；Wong等人，2017年）。在资源稀缺和市场波动的情况下，这种稳定作用尤为重要，CLI使农民能够更好地应对气候冲击、产量波动和价格不确定性（Amankwah等人，2012年）。最后，通过减少对传统投入的依赖和解决残留物和粪便相关污染，CLI提高了食品系统的可持续性，并促进了农业部门的绿色转型（Wright等人，2012年）。

现有文献为理解CLI与粮食安全之间的联系奠定了重要基础；然而，仍有一些局限性需要解决。首先，当前的CLI评估通常在国家级或省级层面进行，且主要局限于单一维度（如氮供需平衡），未能全面捕捉农作物和畜牧业子系统之间的协调。其次，CLI的评估主要集中在资源利用效率和环境结果上，而CLI对粮食安全的影响——尤其是在区域层面的传递机制——尚未得到充分探索。为了填补这些空白，本研究聚焦于黄淮海地区的74个县级城市，并提出了一个包含三个维度的CLI综合评估框架：营养、生物和经济。此外，我们采用双向固定效应模型、中介模型和工具变量方法来实证考察CLI影响粮食安全的机制及其空间异质性。研究结果为优化农业生产配置和增强国家粮食安全提供了新的政策启示。

部分摘录

假设发展

CLI的本质在于农业资源和生产要素的重新分配，这不仅提高了农业废弃物的利用效率，还减少了污染排放，从而共同促进了效率提升、绿色转型和农业经济发展。据此，本研究提出了三个潜在机制：资源分配、环境排放减少和收入增长（图1）。

材料与方法

本节介绍了研究区域和主要方法论，并进一步详细说明了数据来源。

结果

在基线回归结果的基础上，本节进行了内生性和稳健性测试，以验证CLI与粮食安全之间的因果关系。此外，还探讨了CLI影响粮食安全的潜在机制，并研究了不同地区的异质性效应。

讨论

实证证据强烈表明，CLI通过三条主要途径有助于改善粮食安全：优化资源分配、减少环境排放和促进经济发展。中国政府非常重视CLI的推广，共投入118.02亿元人民币的中央资金，支持337个县（或农场）开展绿色循环农业试点项目。然而，CLI仍面临

结论

根据以上分析，可以得出CLI与粮食安全之间存在稳定且显著的正面关联。其潜在机制主要通过三个渠道发挥作用：（i）通过养分和物质循环提高农业资源分配效率；（ii）通过残留物回收和粪便处理减少氮和磷的排放，从而减轻环境压力；（iii）提高经济效率和抗风险能力

CRediT作者贡献声明

Xuezhen Xiong：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，方法论，调查，概念化。Hongping Lian：撰写——审稿与编辑，正式分析，数据管理。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（资助编号：）和国家社会科学基金（资助编号：）的支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了相关农场、企业和合作社的支持。我们感谢为这项研究提供支持和指导的工作人员。