三、保障粮食数量安全的现实路径：水稻的案例
民以食为天。粮食安全关乎国家命脉、人民福祉。中国是全球最大的粮食生产国和消费国，以占全球7%左右的耕地养活了全球超过20%的人口，因此保障粮食有效供给的任务尤为艰巨。虽然近些年中国粮食连年丰产，市场供应充足，当前粮食与主要食用农产品供应保障状况良好，但中国在粮食领域的损失、浪费现象严重。2013年2月，国家粮食局局长任正晓在接受新华社记者采访时指出，中国粮食产后仅储藏、运输、加工等环节损失浪费总量就达700亿斤以上；2013年5月，国家粮食局主办的粮食科技活动周所发布的相关数据显示，我国每年粮食产后损失浪费超过1000亿斤，占全国粮食总产量的9%以上，相当于1.45亿亩粮田产量。因此，减少粮食产后损失浪费就成为现阶段保障粮食与主要农产品安全供应的最现实的路径。本节主要以水稻收获环节为案例展开分析。
（一）问题的提出
研究表明，受资源环境、极端气候、人口刚性增长、饲料与加工用粮的刚性需求以及国际粮食供应市场变化的影响，我国粮食供应量将面临严峻挑战[33]。据联合国粮农组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO）和经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development, OECD）估计，2013—2022年间中国农业生产供给与消费需求的年均增长率分别为1.7%和1.9%，供需缺口将逐步扩大[34]。然而，一直以来中国在保障粮食安全问题上较注重“产前”和“产中”环节的要素投入与管理，对粮食“产后”的节粮减损重视度严重不足。随着城镇化进程中有效耕地面积的不断减少、水资源结构性短缺以及化肥农药使用效率的逐步降低[35]，中国单位面积粮食“产前”“产中”要素投入所带来的粮食增长的边际效用却日益缩减。而事实上，我国粮食产后的损失触目惊心。据统计，每年粮食产后损失量上千亿斤，大约相当于2亿亩耕地的产量，占我国粮食总产量的近10%，远高于发达国家和世界平均水平的3%—5%水平[36]。粮食产后损失，不仅意味着食物供应量的减少，也将浪费粮食生产过程中所需的劳动力、淡水、耕地和化肥等资源，同时粮食生产过程中排放的温室气体还对环境构成巨大压力[37]。
粮食产后的内涵非常丰富，不同的粮食品种，产后环节并不完全相同。收获作为粮食产后的第一个环节，在降低粮食产后损耗上具有特殊的地位。以水稻为例，水稻是我国最主要粮食作物之一，2013年产量约占全国同期粮食总产量的33.83%[38]。如果水稻在产后收获环节一旦发生较大损失，不仅仅是粮食数量的损失，而且其品质的损失还将进一步影响后续加工、存储和销售的损失量[39]。而我国的现实情景是，伴随大量青壮年农民进城务工，女性与年龄偏大男性的农户成为粮食生产的主体，导致传统精耕细作的农业生产日趋粗放，更加剧了水稻产后收获环节损失的扩大[40]。因此，以水稻为研究对象，实证分析影响水稻产后收获损失的主要因素，有助于我国的节粮减损，提高水稻安全保障水平。
（二）文献回顾
学者们对粮食产后损失展开了大量的先驱性研究，但可能由于研究目的与背景的差异，学者们在实际研究中又将粮食产后损失进一步划分为粮食损失和粮食浪费。一般而言，粮食损失指在某一食物价值链中，因为基础设施、技术条件和管理的局限性等客观因素所导致的食物不可避免的流失，它既包括直接的数量损失也包括间接的质量损失（例如营养价值的流失和在口味、质感和颜色上的改变），而粮食浪费是指因为粮食供应链主体主观上的疏忽而导致的可食性粮食流失[41]。Priefer等的研究则将粮食浪费看成粮食损失中的一个子集，认为凡是用于消费的粮食未被消费者所食用而从供应链中流失的，均可称为粮食损失，粮食浪费则是指在粮食损失中因为人为因素而导致的部分[42]。综合国内外现有文献对粮食产后损失和浪费的定义，可以认为粮食产后损失是指供消费而生产的可食用粮食从收割至消费的整个链条中数量的减少和品质的降低，其中因人为因素导致的粮食损失称作粮食浪费。
为准确分析我国粮食产后损失程度和主要影响因素，早在20世纪90年代，浙江省农科院就将产后环节细分为收获、脱粒、运输、清洗、干燥、储藏、加工、分销和消费九个子系统[43]。Teshome等则细分为收获、运输、干燥、脱粒、储藏、加工和消费七个环节[44]。Aulakh&Regmi在评估发展中国家粮食产后损失时又进行了进一步的细分[45]。然而，多数学者对于粮食产后损失环节的划分大都是基于机械化水平较为低下且粮食收获多采用分段收获方式的发展中国家（地区）的情景。目前我国水稻收获机械化水平迅速提高，采用联合收割方式的比重也不断扩大，2012年全国水稻机收水平达73.59%[46]。区别于传统的分段收获，水稻收割与脱粒两个环节在联合收获时一次性完成。鉴于我国水稻收割与脱粒两个环节紧密相连，无论是采取分段收割还是联合收割方式，大都是在田间完成，故在实际研究中要严格区分每个环节的损失量是困难的。
学者们从不同角度对影响水稻收获损失的因素进行了深入的研究。适时收割对减少水稻产后收获中数量与品质的损失至关重要。研究指出，水稻在达到物理成熟期后的10—15天是收获的最佳时间段[47]。同一块田地内因错过最佳收获时间将导致粮食损失量将增加3.5%—9.5%左右[48]。Lantin等的研究认为，粮食在产后收获中的损失与最适收割期紧密相连，过早收割将夹杂大量含水率较高的未成熟谷物，影响后续存储并导致损失，而过晚收割会使得成熟谷物受到来自昆虫、鸟兽和微生物的攻击[49]。Beta等则进一步指出，采收过早将降低谷物的淀粉、蛋白质和糖分含量[50]，及时收割可以降低恶劣天气对产量的影响，同时也可以减轻谷物爆腰率（Crack ratio）[51]。稻谷的爆腰率不仅导致谷物品质的下降，也会加大产后处理的加工碎米率[52]。王百灵对不同抽穗天数水稻采样的研究表明，过早收获的稻谷含水率较高，千粒重[53]相对较低，收获期对稻米直链淀粉和脂肪酸影响较大[54]。陈维君采用高光谱遥感技术监测研究了不同收获期对稻米产量与品质的影响，认为最适时期收获不仅可以提高产量，同时也会获得高的精米率和好的蒸煮品质[55]。赵世岭针对不同割期对水稻收获产量的影响进行了研究，发现割晒期要因不同气候条件、不同熟期的品种以及品种的成熟度而定，并由此根据当地的天气预报，合理确定割晒方式和割晒面积及时拾禾[56]。另外Grolleaud等指出收获的时间跨度与粮食损失成正比，谷物会因为风雨的侵袭而枯倒在地，霉菌也会迅速蔓延，成熟的谷物也会被虫鸟所蚕食[57]。
收获期的天气状况与粮食产后收获损失有着密切的关系。Akar等的研究指出，粮食收获时节的多雨天气将加剧病虫害和早衰，致使粮食成熟率下降而造成减产，同时倒伏的粮食也将增加收割难度而扩大损失[58]。World Bank的研究显示，成熟的谷物如若过度暴露在高温和潮湿的环境中会增加谷物的易腐性，从而降低粮食的产量和品质[59]。Abass等则进一步指出，成熟的谷物在需要进行干燥时若突然受到风雨的袭击将会破坏谷物的营养和口感[60]。陈晓艺在分析了连绵雨对粮食秋收影响时发现连绵雨导致千粒重减轻和生物产量锐减，已收割稻穗因不能及时晾晒而造成霉烂[61]。费永成在分析秋季连阴雨的地理分布、年际变化特征和收获期秋绵雨发生频次对水稻收获产量的影响时也得出相同结论，并指出割倒铺放的籽粒在严重时可造在田间生芽[62]。张海燕的研究认为，受风雨天气影响而发生的水稻倒伏将会使产量减少10%—20%，同时水稻青粒、瘪粒明显增加，降低结实率[63]，收割脱粒时出现落粒、穗芽现象，加重收获损失[64]。
粮食产后收获损失与田间管理和操作精细度直接相关。Khatib等在研究中发现不良的杂草控制情况与粮食收获损失有着密切的联系，在收割和脱粒时为区分杂草与稻穗，不可避免地会产生稻穗的遗漏和谷物的丢弃[65]。Lantin等及World Bank发现粮食的种植密度、田间管理（除草、除虫、施肥等）、及时收割等收获前的管理和决策都会对最终的收获损失产生影响[66]。Hodges等研究认为，粮食收获操作的不精细，割倒后的谷物在田间随意铺放会导致谷物返潮，同时微生物的侵害也将降低谷物的品质[67]。Appiah等则发现，不同田块损失率受稻田野草的控制状况、农户采收的经验技巧、作业的精细程度相关[68]。Abass等通过调查也发现，尽管大多数受访者认为收获时多变的天气状况主导了粮食损失，但农户在收获中因知识和技巧的贫乏，粗放的作业方式才是导致粮食在收获环节损失的主要原因[69]。
收获方式也影响粮食收获环节的损失。李植芬的研究表明，尽管联合收获时粮食未割净和收割落粒损失较大，但总体上分段收获比联合收获损失小得多[70]。冯刚也认为直接收获对倒伏稻穗的作业难度较大，且易受机械性能、操作人员的技术影响；分段收获时对倒伏稻谷的作业更为精细，不仅可以提早作业期，缓解了劳动力紧张，同时可以增产5%—15%左右。另外，水稻采用分段收获方式时的脱净率达99.5%，综合损失率≤2%[71]。但Lantin等的研究指出，粮食分段收获中所涉及的环节较多，每个环节在作业中均不可避免地对粮食的数量和品质产生损害[72]。Schulten等研究发现，相比于其他作物，水稻在收获阶段的损失主要是由收获方式和收割设备的使用造成的，相比于联合收获，手工分段收获导致的损失更为明显，谷物的物理损失也会在田间堆积的几天内成倍增加[73]。Demirci等在研究中进一步指出，采用联合收获时收割人员可能会在单位时间内增加收割面积而将4—6千米/时（km/h）的正常作业速度提高到7—8千米/时（km/h），从而扩大联合收获损失率[74]。
在从不同角度研究粮食产后收获损失的同时，学者们还从经济与社会发展更广泛的视角研究了影响粮食收获损失的成因。Grethe等的研究指出，社会经济因素和技术发展水平是影响发展中国家和新兴国家粮食作物损失的主要原因[75]。Buchner等的调查发现，发展中国家粮食产后供应链前端损失明显高于发达国家，劳动密集型的农业小规模生产效率低下，技术、资金、管理水平的局限性，农户收割方法、收割设备的落后和农村基础设施的不健全是主要原因[76]。Priefer等的调查认为，农业知识和管理技能的缺乏、政府管理不足、相关政策的缺乏以及新技术的改良、现代设备的引进等问题都加剧了粮食产后的损失[77]。Liu等通过比较研究也发现，基础设施的不健全、知识和技术水平的落后和分散的小农生产体系是中国和其他发展中国家影响粮食产后损失的共同因素[78]。同时Parfitt&Monier的研究发现，当年粮食的市场价格越低，收获环节中损失量就会越大[79]。另外，Groll-eaud等的研究发现，不同地区的地理位置、地形地貌、气候特征等也是造成粮食收获损失的原因[80]。
目前的研究成果对本文的研究具有重要的借鉴意义。但深层次地研究可以发现，现有的研究仍然存在明显的不足，主要是：学者们尤其是国外学者对粮食产后损失的研究，大都重视粮食产后各个环节损失量的评估，鲜见有采用定量工具对具体环节损失量及影响因素的分析；国际上所研究的粮食损失是基于不同国家的不同国情，研究的背景与我国粮食生产的基本国情有很大的差异，故国际上诸多研究结论在我国未必具有普适性。本研究主要是借鉴已有的文献，基于对全国10个省的957个水稻生产农户的问卷调查，运用有序多分类Logit模型确定水稻产后收获环节中损失的影响因素及其边际效应。需要指出的是，基于前人的研究成果，我们所研究的水稻收获主要包括水稻收割和脱粒两个环节，而且基于中国国情将水稻收获损失界定为指水稻在田间从收割、脱粒、清选到装袋过程中，因自然条件、基础设施、技术水平、收割方式、操作水平等所导致的谷粒数量的减少或品质的降低。同时，为简单起见，本研究并未区分粮食损失中的粮食浪费。
（三）调查设计与样本分析
本研究采用多阶段抽样方法，选取了黑龙江、江苏、浙江、广东、湖北、湖南、安徽、江西、四川和广西共10个省作为抽样区域。2013年上述10个省水稻产量占到全国的78.96%[81]，抽样区域基本上覆盖了我国粮食主产区。江苏、浙江、广东，湖北、湖南、安徽、江西，四川、广西，黑龙江分别属于东部、中部、西部与东北部地区，抽样区域在区域空间上具有较好的代表性，并跨越了华南、华中、华北、西南、东北单季稻五大稻作区的单双季稻[82]。而且抽样区域初步涵盖了以米饭为主食的南方省份与以面食为主食的北方省份。在此基础上，根据水稻生产与产后收获特征、地形特征、水稻种植比例、居民收入等事件，在上述所调查的每个省中分别抽取五个县，并在每个县随机选择五个行政村作为抽样区域。由此可见，本研究所确定的调查点基本兼顾了我国不同地区，地形地貌、气候特征、经济发展与城镇化水平、水稻的生产制度与消费习惯等。以这些地区种植户的调查数据来大致刻画国内水稻收获损失状况较为合适。在实际调查过程中，由经过训练的调查员实地走访深入农户家庭，通过面对面的直接访问方式由农户直接回答问卷。此次调查在上述十个省等量发放问卷100份，经过认真筛选，得到有效问卷957份，问卷有效率为95.7%。调查于2014年7—8月间完成。
问卷主要由“水稻收获损失程度评价”“水稻收获损失影响因素”“农户水稻种植特征”和“农户个人信息”四部分组成。同时为便于受访的农户（以下简称受访者）正确评估水稻产后收获损失程度，综合国内外学者的研究[83]与调查结果[84]，并通过预调查中农户对水稻产后收获损失程度的反馈，本节最终将水稻产后每亩收获损失率划分为“3%及以下、3%—4%、4%—5%、5%—6%、6%—7%和7%及以上”6个等级[85]。
（1）受访者的统计特征。表1-4是受访者基本统计特征。表1-4显示，在957个受访者中，男性占54.96%，年龄分布上以46—55岁和56—65岁两个年龄段为主体，分别占样本量比例的41.27%和29.68%；学历、家庭规模、家庭年均收入分别以高中及以下、3—4人、6万元及以下者为主体，分别占样本量比例的87.04%、67.71%、69.80%。与此同时，47%的受访者有在城市务工的经历。
表1-4 受访者的基本统计特征
（2）水稻产后每亩收获损失率的总体估算。表1-5、表1-6的统计数据显示，分别有26.93%和29.20%的受访者认为水稻在收获环节中的每亩损失率在3%以下和3%—4%，18.30%、13.07%的受访者认为损失率在4%—5%、5%—6%之间，同时约有5.68%和6.82%的受访者则估计损失率在6%—7%之间或超过7%。对于水稻在收获阶段损失的主要原因，45.48%的受访者归因于多变的天气状况，而19.58%、18.22%和10.54%的受访者则认为是“收割设备的落后”“病虫害侵蚀”“收割落粒”主导了损失。
表1-5 各地区水稻产后每亩收获损失率
（3）分地区水稻产后每亩收获损失率估算。表1-5、表1-6的统计数据表明，不同地区的受访者对水稻产后每亩收获损失率的估算存在着一定的差异性。分别有50.14%、56.91%的东部、中部地区的受访者估算认为各自的每亩收获损失率主要在3%及以下与3%—4%两个区间内，而61.89%的西部地区受访者估算的损失率集中在3%—5%之间。另外，65.15%的东北部地区受访者评价每亩收获损失率在3%及以下，相比较而言损失最为轻微。表1-5、表1-6还同时显示，虽然导致不同地区水稻产后收获损失的成因各有不同，但受访者认为天气变化是各个地区水稻产后收获损失的主要因素，其次分别是病虫害侵蚀和收割设备的落后。
表1-6 各地区水稻每亩收获损失的影响因素
（四）理论模型与变量设置
直观而言，农户并不乐意见到损失，但作为一个经济人，农户是以净收益最大化为目标，通过降低损失以增加收益势必要增加成本，如果增加的成本超过增加的收益，则会降低净收益，只有当减少收获损失的边际成本等于边际收益时，农户净收益才达到最大。对此，现假设MCi为第i个农户为降低损失所增加的主观成本，将受到各种因素的影响，即：
（1）式中Xi为影响第i个农户主观成本判断的影响因素向量，β为估计参数向量，εi为误差项。基于农户以净收益最大化为目标，农户为降低损失所增加的成本理论上应与所增加的收益一致，因此在主观成本难以被观测的情形下，本文选择水稻损失Yi作为显示变量，并构建以下分类框架：
（2）中μn为农户主观成本变化的临界点，临界点μi将Ui划分为n个互不重叠的区间，且满足μ1＜μ2＜……＜μn。为全面地研究影响水稻产后收获损失的主要因素，本文构建有序多分类Logit模型（Ordinal ploytomous logit regression model）对水稻产后收获损失及影响因素进行定量评价。一般而言，假设εi的分布函数为F（x），则可以得到被解释变量Yi取各个选择值的概率：
由于εi服从logit分布，则：
借鉴国内外已有的研究成果[86]与本研究的实际调查，基于国内水稻产后收获主要分为联合收获和分段收获两种方式，可以将水稻产后收获损失可以细分如图1-16所示的六个子环节。其中，水稻收割落粒损失、未割净损失、未脱净损失、飞溅损失和夹带损失和与稻谷的成熟期、谷物倒伏状况、收割的适时性、田块大小和形状、收获方式、机械化程度、人手富裕度和收获人员的行为态度密切相关。同时，收获期的天气状况对谷物铺放损失影响尤为显著。实际上，影响水稻产后收获损失的因素诸多，我们在表1-7初步归纳了目前国内外学者的主要的研究结论。
图1-16 水稻联合收获与分段收获损失的构成
表1-7 研究产后损失及影响因素的国内外典型文献
基于前人的研究成果，我们将影响水稻收获损失的主要因素归纳为如表1-8的农户个体特征、生产种植特征和收获作业特征三个板块的15个变量。
表1-8 模型变量的名称、含义及统计特征
（五）估计结果与讨论
表1-9 影响粮食收获损失主要因素的模型估计结果
我们运用SPSS21.0分析软件对水稻产后收获损失的影响因素模型进行估计，模型估计结果见表1-9。结果显示，农户务工与否、家庭经营收入占比、水稻种植规模、机械化程度、适时收割与否、人手富裕度、行为态度、收获期天气等8个自变量通过了显著性检验，其中，农户生产种植和收获作业两类特征影响水稻产后收获损失程度较大。
分析表1-9的计量结果，可以得出如下的基本结论：
模型结果显示，农户务工与否对水稻产后收获损失存在显著正向影响，表明农户外出务工会扩大水稻产后收获损失。这与李维指出的劳动力向城镇转移加剧了土地粗放经营相契合[87]，但本章的研究认为，这实际上是由农户外出务工增加了水稻种植的机会成本所致。当减少收获损失所得的收益不足以弥补其花费的显性成本和机会成本时，农户减少收获损失的意愿就会降低。家庭经营收入占比对水稻产后收获损失存在反向影响，这可能是因为家庭收入对水稻作物的依赖程度越大时，水稻产后收获损失的成本对于农户来说也相对越大，控制收获损失的意愿和行为也就越积极。
模型结果表明，农户的种植规模对水稻收获损失具有显著的负向影响，这与Basavaraja等研究结论一致[88]。可能的原因是，种植规模越大的农户在包括收获环节在内的生产全过程中，可能将获得规模经济的优势，即在规模扩大的同时农户降低损失的成本将同步减少。进一步分析，农业规模经营可以减轻土地的细碎化[89]，细碎化程度较低的种植户可以提高农业生产效率，降低收割成本，进而减少收获的损失。研究结果还表明，农户的机械化程度对产后收获损失具有显著的负向影响，这与Buchner等的研究结论也相似[90]。可能是因为，随着机械化成本不断降低且技术水平不断提高，水稻种植农户借助机械化，可以以较低的成本降低收获损失。
模型结果显示，农户收获的行为态度和适时收割与否对水稻收获损失具有显著的负向影响。我们假设减少水稻收获损失的成本与收益取决于农户的主观判断，如果农户对减少水稻收获损失的收益主观判断越高，则农户适时收获、提高收获作业精细度的积极性也越高，水稻损失将会越少。与此同时，收割期天气也对水稻产后收获损失存在负向影响，这与Lantin等[91]、Abass等[92]的研究结论相一致。这可能是因为，恶劣的收割期天气扩大了水稻的倒伏面积，大大增加了收割难度，当减少损失的成本不足以弥补其收益时，农户将放任这部分损失。此外，郭燕枝的研究指出，人手不足会显著扩大水稻产后收获损失[93]，但本文的研究结果表明，人手不足虽然可能扩大水稻收获损失，而人手富裕并不能有效降低损失，可能的原因在于，随着劳动数量增加，劳动的边际报酬递减。
表1-9中的系数估计虽然反映了不同因素是否影响水稻产后收获损失，但并不能全面和准确地反映这些影响因素的不同影响程度。为此，我们利用临界点和相关估计系数计算边际效应（marginal effects）以展开进一步的分析。考虑到常规连续变量边际效应的计算方法并不适合虚拟变量[94]，我们在计算单个虚拟变量的边际效应时把该变量之外的其他变量均假设为零，并按照下列公式计算[95]：
在（5）式中，cn为临界点，n=1，2，3，4，5。计算结果见表1-10。
表1-10 显著自变量对水稻收获损失程度的边际效应（其他条件不变）
分析表1-10中变量的边际效应，可以发现：
第一，务工与否、行为态度1、行为态度3这三个变量在Yi=0、Yi=1时，边际效应小于零；而行为态度4在Yi=0时边际效应大于零。表明在其他条件不变的情况下，相比于在家务农，当农户具有外出务工经历时，水稻产后每亩收获损失率大于4%的概率较高。同时，收获环节中农户的行为态度并不会明显减少损失，每亩收获损失率大于4%的概率仍然较高，而只有当农户收获时采取非常精细的作业态度时，水稻产后每亩收获损失率大于3%的概率才会明显降低。
第二，在Yi=0时，家庭经营收入比、种植规模、机械化程度、适时收割与否、收获期天气1、收获期天气2、人手富裕度1的边际效应大于零。表明在其他条件不变的情况下，家庭经营收入占总收入的比重越大，种植规模越大，水稻成熟后及时收割和较高的机械化程度的农户，水稻产后每亩收获损失率小于3%及以下的概率较高，且相比于收获时恶劣的天气条件及人手紧缺，良好的收获期天气条件以及适当的人手富裕度，更有可能保持水稻产后每亩收获损失率小于3%及以下水平。
（六）主要结论与政策含义
作为水稻产后处理的第一环节，水稻收获不仅存在较大数量和品质损失，同时也对后续存储、运输和加工等环节产生重要影响。本文研究基于全国10个省的957个农户的调查数据，运用有序多分类Logit模型，分析了不同地区水稻产后收获的损失现状和影响水稻产后收获损失的主要因素。调查结果显示，与欧美发达国家2%左右的谷物产后收获损失相比较[96]，中国水稻产后收获不仅损失较大，同时不同地区也各有差异。全国水稻产后每亩收获损失率在4%及以下。其中东部、中部地区每亩收获损失率与全国4%及以下的损失率相当；西部地区每亩收获损失率较大，一般在3%—5%之间；相比而言，东北部地区每亩收获损失率较为轻微，多在3%及以下水平。
研究进一步表明，农户的家庭经营收入占比、水稻种植规模、机械化程度、适时收割与否和行为态度与水稻收获损失成负向相关，农户外出务工与否与水稻收获损失成正向相关。同时，虽然人手不足、恶劣的天气状况加剧了水稻收获损失，但人手富足、天气晴朗与水稻收获损失并无明显的相关性。