保障糧食安全並减少資源環境代價是中國政府長期以來努力的目標，也是實現全球可持續性發展目標（Sustainable Development Goals，SDGs）和中國農業綠色發展的重要挑戰。隨著我國社會經濟的發展和全球化的趨勢，未來食物需求將會持續新增，而過去的研究缺乏中國在全球SDGs挑戰下未來全球農產品市場的定量分析，缺少我國農產品貿易與自給權衡分析的決策依
據。
近日，中國科學院農業資源研究中心馬林課題組聯合國內外多個研究機構，針對上述問題進行了系統的定量分析。該研究首先對全球生物圈管理模型（Global Biosphere Management Model，GLOBIOM）進行優化和參數當地語系化校正；然後利用該模型定量未來中國食物需求、生產和貿易的發展趨勢（圖1）；同時根據全球各區域環境强度的變化和雙邊貿易的發展，類比了中國食物需求對國內和國際資源環境的影響，並針對限制發展和快速發展不同情景進行了敏感性分析。本研究可為我國農產品貿易資源環境代價的全球談判，生產與貿易的權衡分析決策提供理論和定量依據。此外，課題組近期發表在Nature Food上的另外一篇文章（Bai et al.，2021a）也表明，從蛋白質生產角度農產品貿易提高了全球土地利用效率和氮肥偏生產力，但是其貿易功能性和優化程度仍處於相對較低的水准，需要重新思考貿易模式以提高未來貿易優化程度。
圖1.基準情景（BAU）下中國農產品的需求、生產和貿易趨勢。a）需求和生產。第一行為需求，進一步分解為食物需求、飼料需求和生物燃料/其他用途，而第二行代表國內農產品生產。b）左邊的圖表顯示了大豆產品和乳製品淨進口量的趨勢。中間和右邊的圓形圖分別代表了2010年和2050年中國與其主要合作夥伴之間的雙邊貿易。
該論文將局部均衡模型（partial-equilibrium）與“食物系統-土地利用-水-養分-溫室氣體”多名額關聯分析方法（food-land-water-nutrients-GHGs nexus）結合，分析我國在未來全球農業貿易市場的地位，定量農業生產與貿易的權衡關係，並評估其可持續性，是資源環境科學、經濟學和土地科學等多學科交叉的創新結果。本研究提出的基線情景（BAU），為我國和全球應對糧食安全、水資源短缺、溫室氣體排放和土地可持續利用等問題提出了挑戰。與此同時，課題組還在研究綜合優化策略的情景，探索應對我國食物系統多名額協同和權衡的科技模式和優化途徑，定量設計針對我國自然資源和生態環境限制的永續食物系統、農業綠色發展模式和空間優化佈局，為全球食物系統可持續發展貢獻中國的解決方案（Bai et al.，2020，Bai et al.，2021b）。
上述研究成果以“China’s future food demand and its implications for trade and environment”為題，在Nature Sustainability上發表，DOI:10.1038/s41893-021-00784-6。中國科學院農業資源研究中心博士生趙浩為論文第一作者，中國科學院農業資源研究中心馬林研究員和國際應用系統研究所Petr Havlík研究員為論文通訊作者。合作作者包括浙江大學常錦峰研究員、中國科學院農業資源研究中心柏兆海研究員、美國康奈爾大學Mario Herrero教授、英國亞伯丁大學的Pete Smith教授，牛津大學Michael Obersteiner研究員等。該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院青年促進會等專案資助，此文也獲得聯合國可持續發展解決方案網絡（SDSN）和FABLE（The Food，Agriculture，Biodiversity，Land-Use，and Energy）聯盟的支持，FABLE成員：A. Mosnier，J. Poncet and G. Schmidt-Traub等也對本文提出了建議和幫助。
文章資訊：
Hao Zhao，Jinfeng Chang，Petr Havlík*，Michiel van Dijk，Hugo Valin，Charlotte Janssens，Lin Ma*，Zhaohai Bai，Mario Herrero，Pete Smith，Michael Obersteiner.2021. China’s future food demand and its implications for trade and environment.Nature Sustainability.https://www.nature.com/articles/s41893-021-00784-6
Zhaohai Bai，Wenqi Ma，Hao Zhao，Mengchu Guo，Oene Oenema，Pete Smith，Gerard Velthof，Xia Liu，Chunsheng Hu，Peiguang Wang，Nannan Zhang，Ling Liu，Sujuan Guo，Xiangwen Fan，Wilfried Winiwarter，Lin Ma*.2021a.Food and feed trade has greatly impacted global land and nitrogen use efficiencies over 1961–2017.Nature Food.https://www.nature.com/articles/s43016-021-00351-4.
Zhaohai Bai，Guido Schmidt-Traub，Jianchu Xu，Ling Liu，Xinpeng Jin，Lin Ma*.2020. A food system revolution for China in the post-pandemic world.Resources，Environment and Sustainability.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666916120300153
Zhaohai Bai，Xuan Wang，Xiaofei Wu，Weishuai Wang，Ling Liu，Xiaohang Zhang，Xiangwen Fan，Lin Ma*.2021b.China requires region-specific manure treatment recycling technologies.Circular Agricultural Systems.http://www.maxapress.com/article/doi/10.48130/CAS-2021-0001