《Biomass and Bioenergy》：Fuel vs. food? Climate shocks, biofuel expansion, and the future of global food security
编辑推荐：
•研究了2012年至2022年期间生物燃料生产对农业生产力、农作物价值和全球粮食安全的影响。•整合了生物经济转型、诱导创新和环境政策视角。•生物燃料扩张在不同经济体中产生了异质性的而非统一的粮食-燃料权衡效应。•创新能够缓解气候压力，其适应效应在不同的农业产出和经济体之间有所
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研究了2012年至2022年期间生物燃料生产对农业生产力、农作物价值和全球粮食安全的影响。
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整合了生物经济转型、诱导创新和环境政策视角。
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生物燃料扩张在不同经济体中产生了异质性的而非统一的粮食-燃料权衡效应。
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创新能够缓解气候压力，其适应效应在不同的农业产出和经济体之间有所差异。
引言
全球向低碳发展路径的转变提高了生物燃料在气候减缓工作中的重要性。在政府关于脱碳、能源安全和农村发展目标的政策推动下，生物燃料作为可再生能源被鼓励用来替代化石燃料[1]、[2]。然而，随着生物能源产量的增长，人们对土地使用竞争、食品价格波动和农业可持续性方面的担忧日益增加[3]。气候变化表现为气温异常升高和环境不稳定，与生物燃料驱动的土地分配选择相互作用，在粮食-能源-气候关联中产生复杂的反馈循环[4]、[5]。这些关系超越了简单的能源替代论，直接影响农业产出、农产品市场和粮食安全[6]。
气候变化，如高温，会减少作物产量和农业全要素生产率，从而加剧粮食作物与能源作物之间的竞争[7]。因此，气候敏感的农业行业和不断变化的制度能力与新兴市场经济体可能会加剧粮食-燃料的权衡矛盾[8]、[9]。相反，发达经济体通常在粮食系统方面实现了较好多元化，拥有更好的技术缓冲手段和成熟的政府体系，能够缓解负面外溢效应[10]。这些差异表明生物燃料增长的影响不太可能是一致的，其结果取决于监管结构、创新能力和改革韧性。这种异质性可以通过新兴经济体和发达经济体的政策趋势来体现。巴西通过"酒精计划"（Proálcool）和印度通过《国家生物燃料政策》（2018年，2022年修订）实现了乙醇的长期增长和生物柴油配额，通过协调采购和监管层级显著提高了乙醇掺混比例[11]。中国逐步推行的E10要求增加了该地区的产量[12]。相反，俄罗斯没有国家掺混强制要求，南非也未能大力实施其《生物燃料工业战略》，因此其增长相对较慢[13]。在发达经济体方面，美国的《可再生燃料标准》（RFS）在2007年后促使乙醇和生物柴油产量急剧增加，而欧盟的《可再生能源指令》通过赋予生物燃料可持续性约束力，加强了其在交通运输领域的应用。综合来看，这些经验表明，决定生物燃料供应路径的两个关键因素是监管一致性和制度承诺[14]、[15]、[16]。
现有文献就粮食-燃料关联提供了重要见解。粮食-燃料权衡假设指出了耕地转移和大宗商品价格上涨的风险[17]、[18]。综合建模理论认为，土地密集型生物能源系统可以在没有生产率提升保障的情况下增加饥饿风险[19]。实证研究记录了生物燃料需求对食品价格波动的传导影响[20]。同时，波特假说提出的技术创新现代化和更严格政策对效率和韧性的影响证据，得到了农业创新和环境规制研究的支持[21]、[22]。尽管存在这些发展，但现有大多数文献单独考察这些渠道，因此忽视了它们之间的相互依赖性和条件性。目前缺乏在统一的跨国框架下将生物燃料生产、食品价格、气候变化、环境政策严格性和创新能力整合在一起，同时衡量农业生产力、农作物价值和多维粮食安全的研究[23]。
基于上述文献空白，本文将回答与以下内容密切相关的四个问题。
- a.
生物燃料扩张在新兴经济体和发达经济体中与农业生产力、农作物生产价值、食品价格和粮食安全之间存在怎样的关联？
- b.
当粮食和生物燃料生产竞争农业资源时，气温变化与农业生产力及粮食安全之间存在怎样的关联？
- c.
在生物燃料扩张和气候压力下，创新能力与农业生产力及粮食安全之间存在怎样的关联？
- d.
环境政策严格性与新兴经济体和发达经济体中的农业生产力及粮食安全之间存在怎样的关联？
本研究的创新性在于通过计量经济学发展比较和分布敏感框架，同时纳入新兴经济体和发达经济体，确定了生物燃料生产、食品价格、气候变化、创新能力及环境政策严格性之间的关系。本文推进了生物燃料影响的宏观层面研究，直接衡量农业和粮食安全结果条件分布中的异质性。矩量分位数回归法（MM-QR）有助于确定隐藏在平均分析中的非线性和不对称响应。
通过实证结果获得了三个显著见解。首先，生物燃料的增长产生了异质性影响：在许多新兴经济体中提高了农作物生产的经济价值，但在低分位区制中降低了农业生产力，这表明存在资源再配置效应。其次，气温异常对结构性脆弱系统中的生产力产生了不成比例的负面影响，而更为发达的制度更具韧性。第三，创新能力和严格的环境政策框架缓解了负面影响并支持了粮食安全结果。生物燃料对粮食系统的影响并非同等地正面或负面，而是取决于制度的强度和灵活性。
在理论上，本研究建立在生物经济-气候-创新关联框架之上，将农业产出建模为内生于政策激励、技术能力、气候条件暴露和市场信号。生物燃料的增长是对结构的冲击；气候变化是供给侧的生产率冲击；创新是调节变量；环境监管控制则是激励相容的技术响应。这种综合视角是对二元解释的替代，即生物燃料既非完全正面也非有害，而是通过预期条件性结果来预设这些结果取决于治理质量及其适应能力。图1展示了本研究的概念框架，将环境政策严格性、全球创新、生物燃料生产、食品价格和气温异常作为农业全要素生产率（ATFP）、农作物生产总价值（TVCP）和全球粮食安全指数（GFSI）的关键决定因素。该框架识别了研究空白，突出了变量之间的正负关系，并概述了其相关政策启示。它提供了一种综合方法来理解生物经济-气候-创新关联，同时支持旨在提高农业可持续性和加强全球粮食安全的及时、基于证据的干预措施。
本文其余部分组织如下：第2节呈现文献综述；第3节介绍数据和方法论；第4节讨论结果；第5节总结研究。
章节摘要
文献综述
生物燃料的增长加剧了学术界和政策界对其在粮食安全、农业生产力和食品价格稳定性方面后果的争论。尽管与化石燃料相比，生物燃料被提议为一种低碳能源；但越来越多的实证证据表明其对全球粮食系统产生了深远影响。这些影响通过多个传导渠道发挥作用，包括土地使用竞争、气候变化、技术进步和……
生物经济-气候-创新关联
本节阐述了基于四个互补理论视角的框架：诱导创新理论[57]、波特假说[21]、可持续集约化框架[58]和生物经济转型模型[59]。这种综合视角有助于理解政策严格性、生物能源扩张、气候变化、创新能力及价格动态如何在多个维度上与农业绩效相关联。本研究将……
描述性统计
本节展示了发达经济体和新兴经济体各变量的描述性统计（见表2）。描述性统计显示，两个国家组即新兴国家和发达国家之间在变量的水平和波动性方面存在显著差异。发达经济体通常在LNATFP、LNGFSI、EPS、ATA和LNGIIN方面呈现较高的平均值，而新兴经济体在LNTVCP和LNTBFP方面具有更高的均值。各变量的……
结论
本文研究了新兴经济体和发达经济体中生物燃料发展、气候变化、环境政策严格性、创新能力、食品价格与农业系统之间的复杂联系。本研究的主要目的是理解基于生物燃料的能源转型的作用及其在不同结构、气候、技术和制度条件下与农业生产力、农作物价值和粮食安全之间的不同关联……
CRediT作者贡献声明
Khushi Tomar：撰写——初稿，验证，数据管理。Javeed Ahmad Ganie：撰写——初稿，验证，方法论，形式化分析。Mohammad Younus Bhat：撰写——审阅与编辑，验证，监督，概念设计。
利益冲突
作者使用了Paperpal进行语法、语言编辑和句子结构改进。作者对所有建议的修改进行了批判性审阅和编辑，并对稿件的准确性、原创性和最终内容承担全部责任。
Khushi Tomar|Javeed Ahmad Ganie|Mohammad Younus Bhat
