通过激励与约束相结合的方式构建更循环的食品系统

《Food Policy》：Comparing carrots and sticks to create a more circular food system

　　摘要：食品系统中的循环经济解决方案注重预防措施。预防政策可以是激励手段，如废弃物减少补贴，也可以是约束手段，如废弃物处理税，并可在食品供应链的一个或多个环节实施。我们构建了一个美国中西部的一般均衡模型，将食品浪费决策及关键供应链环节的政策反应内生化。现有的循环食品系统模型往往无法将食品浪费量内生化，也很少在不同供应链阶段同时应用多种政策。我们的研究结果表明，不同目标供应链阶段的激励与约束手段存在差异：废弃物减少补贴主要能降低废弃物产生率，而食品浪费税则会让消费者在调整食品购买量和废弃物产生率方面做出同等改变。尽管两者在减少排放方面的效果相当，但补贴在减少食品浪费方面的效果可能是税收的五倍。税收带来的88%的排放减少源于食品需求（进而影响供应）的下降，而补贴带来的28%的排放减少来自填埋量减少，64%来自食品供应量的减少。我们的研究还表明，针对消费者的政策所产生的效果可能是上游政策的四倍。最后，由于激励与约束手段的组合通常会产生协同效应，二者可以相互补充，从而帮助制定出既能减少食品浪费，又能避免意外后果（如反弹效应或消费减少）的最优政策组合。

引言：食物损失和浪费是全球性问题，联合国可持续发展目标12.3也对此有所体现。食物损失指的是在供应链中丢失、未直接到达最终消费者的食物，而食物浪费则指在零售、餐饮和服务行业以及消费者层面产生的损失（FAO，2019）。许多国家都制定了国家层面的减少目标，包括美国，其正式战略旨在实现将食物损失和浪费减少50%的目标（白宫，2024年）。2023年，美国食品系统浪费了27%的食品产量（6300万吨）（ReFED，2026a），而食物不安全率为12.8%（Rabbitt等人，2023年）。食物损失和浪费不仅浪费了用于食品生产的资源，还会带来严重的环境问题：美国每年因食物浪费而需占用1.4亿英亩土地、消耗6640亿千瓦时的能源，并产生1.7亿吨的温室气体排放（Jaglo等人，2021年）。许多国际和国家计划都提出通过减少食物损失和浪费来支持更可持续的食品系统，比如欧盟的《新循环经济行动计划》（欧洲委员会，2020年）以及美国的国家战略（白宫，2024年）。这些计划都认识到预防食物损失和浪费以及采取其他循环经济措施（如捐赠、堆肥等）在减轻环境压力、降低家庭开支以及构建循环经济体系方面的重要性。与这些计划相呼应的各类可视化指南（如《废物层级指南》（欧洲委员会，2008年）；《食物浪费程度量表》（美国环保署，2023c年））也根据循环经济原则对各项措施进行了优先级排序。这些指南始终将废物预防作为重点，这一观点也得到了众多学术研究的支持（Schott和Andersson，2015年；Kenny等人，2023年；Muscat等人，2021年；Papargyropoulou等人，2014年；Redlingsh?fer等人，2020年；Slorach等人，2019年；Spang等人，2019年）。为减少食物损失和浪费而提出的措施包括统一日期标注标准、通过技术手段（如人工智能、区块链、纳米技术）改善供应链管理和包装，以及开展宣传教育活动以推广废物预防措施（白宫，2024年）。此外，还有一些基于市场的策略，比如税收激励措施（如加利福尼亚州的做法）（ReFED，2026c年），对将多余有机废物投入填埋场的消费者处以罚款的措施（西雅图曾尝试实施但后来暂停），以及美国一些州实施的商业有机废物禁令（ReFED，2026c年），这些措施都是为了将食物损失和浪费从填埋场中转移出去。尽管有各种已提出并实施的措施，但无论是政策指南还是学术文献（Priefer等人，2016年；Ryen和Babbitt，2022年；Thyberg和Tonjes，2016年）都未能明确指出哪种政策机制最能有效促进废物预防，以及在供应链的哪个环节实施干预最为合适。我们通过评估食品系统中不同预防措施的经济和环境影响来填补这一空白。首先，我们构建了一个一般均衡宏观经济学模型，该模型包含了不同的供应链环节——农民、加工者、供应商和消费者，它们会各自选择最佳的废物产生率，以最大化自身的效用或利润。尽管存在效率问题，但考虑到相关的成本和收益，食物损失和浪费很可能是各主体出于自身利益做出的最优选择（Drabik等人，2019年；Ellison等人，2019年；Hamilton和Richards，2019年；Katare等人，2017年；Lusk和Ellison，2017年；Lusk和Ellison，2020年）。以往的研究多集中在消费者浪费行为、减少浪费的经济影响，以及基于消费者浪费概念模型或经校准的微观经济模型所提出的相关政策上（Drabik等人，2019年；Ellison等人，2019年；Hamilton和Richards，2019年；Katare等人，2017年；Lusk和Ellison，2017年；Lusk和Ellison，2020年）。然而，要解决食物损失和浪费问题并提升循环经济水平，就需要了解供应链各环节之间的复杂互动关系，这就需要采用涵盖各个环节的综合性分析方法（Drabik等人，2019年；Parfitt等人，2010年；Rutten，2013年）。另外，也有学者采用局部均衡模型或一般均衡模型（Albizzati等人，2022年；Bartelings和Philippidis，2024年；Britz等人，2014年；de Gorter等人，2021年；Hegwood等人，2023年；Jafari等人，2020年；Kuiper和Cui，2021年；Latka等人，2022年；Lopez Barrera和Hertel，2021年；Philippidis等人，2019年；Springmann等人，2018年）以及投入产出模型（Read等人，2020年；Read和Muth，2021年；Salemdeeb等人，2017年）来研究减少食物损失和浪费所带来的全系统经济和环境影响。大多数研究都将废物产生率视为预先确定的或外生的，也就是说，这一数值是从模型外部给定的，而非作为基于特定参数的经济决策在模型内部确定的。因此，这类研究往往缺乏关于如何通过最优政策来改变供应链各方废物行为的讨论。其次，我们的模型能够模拟两种不同类型的政策干预措施，这些措施可以在多个供应链环节单独或同时实施，以便分析其对整个经济体系的影响。第一种措施是提供补贴，用于支持技术投资或宣传教育活动，这正是美国国家战略中所建议的（白宫，2024年），此类补贴能够降低废物处理成本。另一种措施则是通过对将废物填埋的行为征收税款（或提高填埋费）来对浪费行为进行惩罚。虽然也有研究在废物产生率为外生变量时进行过类似分析（Albizzati等人，2022年；de Gorter等人，2021年），但在多个环节都允许废物产生率为内生变量的研究则较为少见。此外，虽然也有研究探讨过针对消费者层面的食物浪费处理税（Bartelings和Philippidis，2024年；Katare等人，2017年），但针对供应商层面的税收措施却鲜有人关注，尽管从实际操作和政治可行性角度来看，供应商层面的税收可能比针对消费者的税收更为可行（Evans和Nagele，2018年；Hamilton和Richards，2019年）。这类针对供应商的税收措施实际上与美国一些州现有的商业食物浪费禁令并无太大区别（ReFED，2026c年），在这些州，企业必须减少废物的填埋处理，否则就要面临处罚。只有为供应链中的所有主体设定相应的废物处理成本函数，才能对不同的废物预防措施进行模拟，并对最优的废物处理决策进行建模。正如其他学者所指出的那样，废物处理成本对于理解各利益相关方对干预措施的响应，进而确定减少废物所产生的效果至关重要（Albizzati等人，2022年；Bartelings和Philippidis，2024年；Britz等人，2014年；Hegwood等人，2023年；Jafari等人，2020年；Philippidis等人，2019年；Rutten，2013年）。尽管这些研究在模型中考虑了废物处理成本，但大多只涉及供应链中的部分环节（Albizzati等人，2022年；Drabik等人，2019年；Hamilton和Richards，2019年；Jafari等人，2020年；Philippidis等人，2019年）。因此，以往的研究缺乏一种内在一致的方法来评估和比较不同供应链环节上的废物减少政策。我们的优势在于，我们能够在同一个框架内模拟和比较不同的干预措施，包括在不同供应链环节实施的约束手段（如废物税）和激励手段（如对技术改进和学习提升的补贴）（见图1）。第三，我们将食物损失和浪费行为的经济学特征与循环经济的相关讨论明确联系起来，而以往的研究大多忽略了这一点。很少有研究同时关注食物浪费减少问题与循环经济的关系，即便有相关研究，也多是围绕食物的循环利用方式展开（如用作饲料、生物肥料或生物能源）（Bartelings和Philippidis，2024年；Drabik等人，2019年；Latka等人，2022年），或者只是强调减少食物损失和浪费在向循环经济转型过程中的重要作用（Read等人，2020年）。此外，那些专注于废物回收的循环经济研究往往忽视了社会经济因素（Sandstr?m等人，2022年；Simon等人，2024年；Springmann等人，2018年；van Hal等人，2019年；van Selm等人，2022年；van Zanten等人，2023年），而实际上这些社会经济因素往往会对相关问题的社会和经济后果产生影响（Sandstr?m和Kummu，2023年；van Zanten等人，2023年）。最后，尽管现有文献中以欧盟为研究对象的研究居多，但我们的研究是首个针对美国食物浪费政策的一般均衡模型分析。近期美国的一些研究表明，目前各州层面的政策不足以实现国家层面的减少目标（Anglou等人，2024年；Kakadellis等人，2025年）。我们的研究聚焦于农业发达且以农产品出口为主的美国中西部地区，探讨循环经济干预措施可能会对该地区的食品系统产生怎样的影响。鉴于最近发布的国家食物损失和浪费减少战略（白宫，2024年），以及该地区在食物浪费政策方面的相对滞后情况（ReFED，2026c年），这一研究具有很高的现实意义。此外，我们采用的一般均衡分析方法也为此前以美国为研究对象的概念性政策研究（Evans和Nagele，2018年）以及投入产出分析（Read等人，2020年；Read等人，2022年；Read和Muth，2021年）提供了补充。本文的其余部分结构如下：第二部分介绍数据、情景设定及模型；第三部分呈现主要研究结果；第四部分对研究结果进行讨论；第五部分则总结并提出政策建议。

方法：循环经济解决方案本质上是一种旨在塑造整个系统的发展路径。这就要求我们采用一种能够充分考虑任何单一干预措施所引发的系统性反应的分析方法。在本研究中，我们运用了一般均衡模型，该模型能够捕捉食品供应链各关键环节之间以及食品产业与非食品产业之间的相互作用。通过这种分析方法，我们可以研究循环经济干预措施所带来的全系统影响，以及各关键主体的响应情况。

结果：利用前述模型，我们设定了一个基准情景（S0），以及七个主要情景S1 - S7（见表2），这些情景分别探讨了废弃物处理税和/或废物处理成本降低措施的影响（还有四个额外的情景S8 - S11用于研究其他政策组合方案，详见补充表S2）。各利益相关方会在干预措施作用下，使包括废物处理成本和税收在内的边际成本等于生产（消费）以及废物减少（节省的食物）所带来的边际收益。我们的研究重点关注这些干预措施。

讨论：我们的研究通过聚焦废物预防措施及其影响背后的关键经济因素，为循环食品系统领域的研究做出了贡献。本研究的主要创新之处在于构建了一个一般均衡宏观经济学模型，在该模型中，所有供应链参与者都会根据相关的成本因素，并在干预措施的作用下，自主决定废物产生率，而非让废物产生率先由外部设定后再进行修改。我们的分析并非着眼于预测技术上可行的各种情景，而是着重评估……

政策建议：从这些研究结果中，我们得出了几项政策建议。首先，我们的研究结果表明，要实现将食物损失和浪费，尤其是被填埋的那一部分，减少50%的目标，采用激励型干预措施可能会更有效。考虑到目前推行税收措施在政治上存在较大困难，这意味着或许没有必要花费太多精力去克服反对征税的政治阻力。这是因为不同干预措施减少食物浪费的机制各不相同。那些能够降低废物产生的激励措施……

数据可用性：本研究基于一个经过校准的模型，其对应的GAMS代码（详见补充材料）无需使用其他数据（补充材料中附有的GAMS代码输入数据文件除外），即可复现本文的研究结果。

代码可用性：本研究所使用的代码可在补充材料中找到。

CRediT作者贡献说明：Junyoung Jeong：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，软件应用，方法论，形式分析，数据整理，概念构建。Yongyang Cai：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，方法论，资金筹集，形式分析，概念构建。Brian E. Roe：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，资金筹集，形式分析，概念构建。

利益冲突声明：作者声明自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢：本研究成果得益于美国的相关支持。该研究由美国国家科学基金会通过编号2115405和1739909的资助支持，同时得到美国农业部国家食品与农业研究所通过编号2018-68002-27932的资助。郑俊永|蔡永阳|布赖恩·E·罗，普渡大学农业经济学系，地址：美国印第安纳州西拉法叶市米奇·丹尼尔斯大道403号，邮编47907。