近日，上海交通大学中英国际低碳学院张宇泉副教授课题组在高起点、高水平综合期刊Fundamental Research发表题为“Operating pesticide use reduction within the boundary of food security in peri-urban settings”的研究论文。合作者包括美国德克萨斯农工大学的Bruce McCarl资深教授，上海交通大学农业与生物学院的曹正伟和李强老师，以及中英国际低碳学院的杨绍华和刘慧雯两位硕士生。

在当前工业化和城市化快速发展的大背景下，城郊农业在土地空间、劳动力资源、生产成本等方面不断承压，对物质投入更加倚赖。其中，城郊地区的农药使用是影响城市环境和公共健康安全的风险源之一。与此同时，减少农药使用又可能对区域食物保障造成压力。城市人口的稠密聚集，则进一步放大、加剧这一两难境地。

该研究以上海市十三五期间20%农药减量目标为例，自主开发并应用局部均衡模型，探索该政策对上海地方食物保障和环境的多重影响。情景设计方面，主要维度除了减量目标灵敏度分析外，也考虑了各涉农区域减量目标“一刀切”与“全市统筹”实现减量目标的两种方式，以及消费者对地产农产品有偏好的“封闭”模式和农产品价格外生的“开放”模式。

模拟结果显示，崇明和青浦将是受减量政策影响最深的区域，在“一刀切”方式下，农药减量幅度在18-20%水平，在“全市统筹”方式下，则减量25-39%。其次，种植结构也发生较大变化，其中水稻种植面积将从崇明和青浦更多地转向奉贤和浦东，同时叶菜种植面积将明显下降。与之对应的是上海市水稻和叶菜的生产量将显著下降，且价格水平在“封闭”条件下会大幅攀升。环境影响方面，长江入海口（崇明）和淀山湖（青浦）面临的农药面源污染将减轻。总体上看，相比“一刀切”，“全市统筹”方式能减缓水稻和叶菜的减产，且能进一步减轻长江入海口和淀山湖面临的农药面源污染。

该研究得到了国家自然科学基金、上海市浦江人才项目（人文社科）以及上海交通大学的资助。研究论文使用的模型《上海农业部门决策分析支持系统》（V1.0）是一个面向上海农业宏观层面的决策分析支持系统，覆盖15种作物与9个涉农区域，主要使用GAMS语言编写。该系统基于详实的统计与调研数据资料，根据数学规划原理，模拟涉农区域的生产经济决策机制，能优化、预测不同政策和/或自然条件变化对上海农业市场及区域生产布局的影响，可应用于上海市农业生产政策分析、农业环境规制效应分析等领域。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.04.003

作者介绍：

第一及通讯作者简介：张宇泉，上海交通大学中英国际低碳学院副教授。长期从事数学规划模型开发与应用，积累15年GAMS（通用代数建模系统）语言编程经验。研究领域主要涵盖气候变化影响、减缓与适应三个方面，包括：1）主要参与/负责开发并应用局部均衡模型，模拟分析生物质能源政策、气候变化、环境标准等对农林部门的经济、环境以及温室气体减排潜能影响；2）应用可计算一般均衡模型和投入-产出分析法，测算国际贸易相关的经济、环境效应与隐含流；3）采用计量经济方法，测算气候变化影响并发掘适应策略。作为主要技术人员承担过多项国内外环境政策分析任务，担任气候变化领域权威期刊Climatic Change的Associate Deputy Editor。