中国食物系统中膳食摄入目标与外包负担的平衡：基于情景的可持续消费与生产框架

《Sustainable Production and Consumption》：Balancing dietary intake targets and outsourced burdens in China's food system: A scenario-based framework for sustainable consumption and production

　　

摘要 随着饮食转型和食品流通日益区域化，可持续消费和生产需要更深入地理解饮食摄入目标如何在消费区和生产区之间转移成本和负担。本研究开发了一种基于情景的框架，将饮食摄入目标转化为省际资源分配问题，使得外包的货币、劳动力、土地和碳负担在 31 个省份和 14 个食品组中可追溯，并可解释为源自影子价格的边际责任信号。基准结果揭示了强烈的空间错配：沿海和城市化省份严重依赖外部流入，供应松弛集中在少数几个原产地区，瓶颈在豆类、玉米、乳制品和反刍动物肉中最明显。在固定的全国能量和蛋白质总量下，优化结果揭示了成本 - 营养压力权衡：在两种前沿准则下选定的妥协方案将最大省级营养压力水平限制在 15% 或 3%，总成本分别比最低成本基准上升 2.11% 或 4.06%。选定的方案主要依赖现有采购网络内的空间和食品组重新分配，而不是全国供应扩张：省级净变化范围从 ?3.82 × 10^6 t 到 5.08 × 10^6 t，而总供应仅增加 4.35 × 10^4 t，其中 74% 来自植物性食品。边际责任分析确定河北是主要的需求侧负担分担热点，四川，其次是河南和山东，是主要的供给侧支持热点。这些发现为设计更好地考虑区域间资源依赖和食品系统转型中负担分担的饮食转型提供了依据。

引言 全球食品系统正在加剧气候和资源压力，同时也增加了与饮食相关的健康负担（Crippa 等，2021 年）。如果当前趋势持续，到 2050 年环境压力可能上升 50%-90%（Poore 和 Nemecek，2018 年），与此同时，与代谢风险相关的健康损失增加，以及营养不足和能量供应过剩的双重负担加强（GBD 2023 疾病和损伤及风险因素协作组，2025 年；Manna 等，2024 年）。这些压力在空间上是不均匀的；饮食需求和营养负担集中在人口稠密、高消费的地区，而土地和水的使用以及生产相关的碳排放则积累在主要生产地区（Liu 等，2024a 年；Liu 等，2024b 年）。扩大跨区域流通和贸易有助于抵消这种错配，但也沿着供应链传递环境负担和营养风险，放大外部性，并造成成本和负担的非对称分配（Liu 等，2024c 年；Yin 等，2025a 年）。这使得了解饮食摄入目标是否能够实现以及相关的成本和外包负担通过区域间食品采购转移到了哪里变得很重要（He 等，2024 年；Yu 等，2024a 年）。

在中国，这些国家挑战通过差异化的农业地理和一种许多杠杆是省级的治理结构表现出来，饮食和资源通过省际流日益连接。利用省级证据，Liang 等（2024 年）和 Yang 等（2025 年）记录了供应能力和消费需求的持续分歧，并将其与供给侧要素约束和需求侧集聚联系起来。关于耕地和水约束的研究表明，一些地区面临超出常规能力的结构性短缺和调整压力（Liu 和 Zhou，2021 年；Wang 等，2021 年）。在需求侧，人口和工业集聚将消费集中在城市和城市群，因此流入成为填补缺口和维持关键消费地区对外部供应依赖的核心机制（Sun 等，2024 年；Yu 等，2024b 年）。贸易网络核算也表明，这些流重新分配了环境负担，如碳排放，导致环境效益和成本的不对称分布（Xuan 等，2023 年；Zhang 等，2025 年）。然而，仍有两个局限。各类别食品和省份的约束边际来源未得到充分识别，且多个负担通常并行报告，缺乏一个能够进行跨类别和跨省份诊断的操作指标体系（Wang 等，2023 年；Luo 等，2024 年）。许多研究也依赖于离散的情景比较，很少在统一的约束系统下映射权衡的完整可行集，这削弱了不同治理导向之间的比较（Xia 等，2020 年；Ji 等，2024 年）。因此，中国为检查一个更广泛的食品系统挑战提供了有用的设置：饮食摄入目标、区域间采购依赖和外包生产负担如何在大型和区域异质的食品系统中相互作用。

因此，越来越多的文献将省级供需模式视为分配优化问题。Masino 等（2023 年）和 Liu 等（2024d 年）应用线性规划或混合整数规划来识别营养约束下的可行饮食，并比较成本与环境目标之间的权衡。在供给侧，Cheng 等（2023 年）和 Wang 等（2024 年）评估了作物结构调整如何在耕地和水约束下影响表现和自给率，以及分配计划如何随着约束收紧而转移。模拟方法可以表示更丰富的反馈，尽管 Borghino 等（2024 年）和 Fu 等（2024 年）指出，有限的透明度和参数敏感性可能会降低可解释性和操作相关性。总体而言，将需求侧营养约束与供给侧能力边界在一个透明框架中联系起来，并系统描述公平导向和效率导向选择下成本与省级营养压力之间可行权衡的证据仍然有限。

解释边际信息还需要能够将优化结果转化为可解释的治理信号和比较优先结构的分析框架。Kuosmanen 和 Zhou（2021 年）以及 Kuosmanen 等（2024 年）展示了如何利用线性规划的对偶信息来解释约束条件，影子价格提供了稀缺性和治理成本的边际信号，可以支持定价、补偿和优先设定（Dai 等，2025 年）。在农业水治理中，前沿分析和估值已被用来推断水的边际价值，并为与约束强度和区域差异一致的差异化定价和生态补偿提供信息（Li 等，2021 年；Zamani 等，2021 年；Bopp 等，2022 年；Chebil 等，2022 年）。在排放和配额政策设计中，影子价格有助于识别目标下的最低成本调整路径，并在联合成本和环境目标下比较工具（Heimvik 和 Amundsen，2021 年）。在食品系统治理中，研究强调整合健康和可持续发展目标，并考察价格稳定性、收入约束和食品环境如何塑造脆弱群体的结果和政策可接受性（De Schutter 等，2020 年；Feuerbacher 等，2020 年；Penne 和 Goedemé，2021 年；Dorosh 等，2025 年）。然而，食品系统研究通常仍提供广泛的工具包和一般原则，而不是基于边际信号的明确跨区域实施路径或优先级排名（Bryant 等，2024 年；Scrinis 等，2025 年）。

为解决这些差距，本研究开发了一种基于情景的框架，用于检查饮食摄入目标如何通过中国的省际食品采购重新分配成本和外包负担。贡献有三方面。首先，该框架将饮食摄入目标转化为省际资源分配问题，使得消费端需求如何通过生产端采购调整得到满足成为可追溯的。其次，它量化了货币成本、劳动力投入、土地使用和碳排放之外的外包负担，允许比较省份和食品组之间的空间负担转移。第三，它利用影子价格信息导出边际责任信号，识别放松个别需求省份的营养压力约束或供给侧能力约束将在哪里产生更大的系统范围收益。通过比较公平导向和效率导向前沿准则下选定的妥协方案，研究进一步展示了不同的决策优先级如何重塑负担分担和供应支持责任的空间分布。尽管实证应用侧重于中国，但潜在问题与其他大型和区域异质的食品系统相关，在这些系统中，饮食转型依赖于空间不均的生产能力、贸易联系和外包资源负担。该框架不旨在提供全面的健康饮食评估或规定省际贸易的行政控制。相反，它为分析区域连接食品系统中的饮食转型、资源约束和负担分担提供了可解释的基础。

章节片段

数据收集

本研究以 2020 年为基准年。分析范围覆盖 31 个省级行政单位和 14 个食品组。消费、生产和省际流都转化为可食重量当量以确保测量一致。为了清晰起见，需求省份表示为 i，来源省份表示为 j，食品组表示为 g，供应段表示为 s，成本维度表示为 k。符号和单位在整个研究中保持一致（表 1）。

用于报告

饮食供需的省际异质性及其约束来源

中国的省级饮食系统在供给和需求两侧都表现出明显的异质性，具有三种与政策相关的模式。首先，沿海省份和主要城市集群严重依赖省际流入，供给侧调整能力集中在少数几个生产地区。其次，系统瓶颈集中在豆类、玉米、乳制品和反刍动物肉，当地供应利用率低与高流入依赖并存。

省际异质性和省际再分配的形成机制

本研究表明，中国的省级饮食系统并不表现得像一个具有平滑替代的单一整合市场。它是一个分层系统，其中需求依赖、供应松弛和单位外包负担相互作用。沿海城市集群和特大城市显示出高流入依赖。调整能力集中在主要生产带。这种模式与省际食品贸易重塑资源压力产生位置的证据一致。

结论

总之，本研究考察了饮食摄入目标如何在中国食品系统中转化为省际采购调整和外包负担。通过结合摄入约束、采购流、多重负担维度和边际责任分析，基于情景的框架为比较成本 - 营养压力权衡和识别需求侧负担分担或供给侧支持可能更相关的地方提供了基础。

(1) 基准诊断表明

伦理和参与同意声明

不适用。

发布同意声明

不适用。

CRediT 作者贡献声明

徐英：写作 – 回顾与编辑，写作 – 原稿，可视化，方法论，概念化。崔晓伟：写作 – 回顾与编辑，监督，资金获取。于小西：验证，方法论，形式分析。李帅：可视化，资源，数据整理。王通：项目管理，调查，形式分析。罗宇婷：验证，资源，数据整理。

竞争利益声明

我声明，我与其他人或组织没有不当地影响我们工作的财务和个人关系，对任何产品、服务和/或公司没有任何专业或其他个人利益，可能会被认为影响题为《平衡中国食品系统中的健康饮食与外包负担：可持续消费的基于情景的框架》的手稿中提出的立场或对其的审查。

致谢

崔晓伟感谢国家自然科学基金（编号：42571355）的资助。

徐英 | 崔晓伟 | 于小西 | 李帅 | 王通 | 罗宇婷

南京大学地理与海洋科学学院，中国江苏省南京市，210023