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國際能源漲跌是如何影響國內糧食生產成本的?

時間: 2017-03-31 16:01 點擊:

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題目:國際能源對糧食價格傳導的生產成本渠道研究
 
作者:尹靖華
 
摘要:分析國際能源對糧食價格傳導的生產成本渠道,并采取VAR模型進行了實證分析,得出結論:能源價格波動通過生產成本渠道導致糧食價格發生同向變化,能源投人要素的產出彈性、糧食生產要素替代彈性影響能源對糧食的價格傳導;國際能源價格通過柴油和汽油渠道向國內大米和玉米價格的傳導暢通,通過化肥渠道向國內糧食價格的傳導不暢通,可能是由于我國農機化進程加快、糧食生產能源要素結構變化、政府補貼等因素造成的;國際能源價格上升,通過柴油渠道對玉米價格產生正向影響,通過汽油渠道對玉米價格產生負向影響,可能是乙醇市場的分割性所導致的。

關鍵詞:能源價格;糧食價格;糧食生產成本;價格傳導


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一、引言

新形勢下的糧食安全問題是黨中央和各級地方政府一貫非常關切和重視的問題。我國稻米、小麥、玉米和大豆集貿市場價格指數從2001年1月的104.84、112、122和97.16持續上升到2015年1月的262、264、271和258。與此同時,國際能源和國內糧食價格的“同向波動”引人注目:2001年1月一2005年12月二者都呈現小幅震蕩,2006年1月一2010年12月都呈上升趨勢,2010年1月一2015年12月都呈下降趨勢。不少學者認為,糧食價格的普遍上漲不僅與傳統糧食市場的供需關系、生產成本等因素相關,而且與近年來國際能源價格的劇烈震蕩密不可分。因此,理清國際能源價格對糧食價格的影響機制和路徑,具有較高的理論價值和實際意義。能源和糧食相對價格影響能源作物和糧食作物之間的耕地分配。能源價格上升時,糧食種植成本和生物能源需求同時上升,導致能源型作物對糧食作物存在擠出效應。部分研究表明,生物能源發展對能源型作物的需求,導致耕地資源約束下能源型作物和糧食作物的競爭性關系,令能源價格和糧食價格產生聯系。

很多學者將“能源型作物和糧食存在競爭性”作為“種植成本渠道”和“生物能源渠道”的共同理論基礎,在同一理論框架內探討了能源對糧食的兩類價格傳導渠道。其中,多數研究假設能源價格外生變化,分析了能源價格對糧食價格影響機制,得出結論:

(1)無生物能源生產時,能源投入要素在農業生產中的重要性越高,能源對農產品的價格傳導彈性越高。
(2)有生物能源生產時,能源對農產品的價格傳導彈性隨著食品需求彈性和土地供應彈性降低,隨能源投入要素在農業生產中的重要性而上升。

少數學者假設能源價格內生變化,研究了人口和能源價格內生變化時,糧食價格和能源價格的時間路徑,得出結論:石油開采路徑呈拋物線形,達到頂點后逐漸下降,到T時石油耗竭后為0;糧食市場均衡時,糧食價格是人口、成本參數和能源價格的函數;其他條件不變時,糧食價格是能源價格的增函數;能源價格是時間的增函數,在T時石油耗竭之后,能源價格逐漸逼近生物能源的保留價格;無論人口是否增長,糧價將隨著石油儲量減少而上升;在石油耗竭之后若人口繼續增長,糧價將繼續增長,并逐漸接近糧食的保留價格。

還有學者強調了能源政策在價格傳導中的關鍵作用,提出:玉米市場的隨機供、需沖擊,導致玉米價格的較大波動。全球能源價格上升,將會提高玉米價格。美國的生物能源政策對玉米價格產生重大影響。嚴格的混合(按照汽油體積的10%添加乙醇)和可再生能源標準(RenewableFuelstandard)制度,部分的切斷了能源價格和玉米價格的聯系,加強了玉米市場供、需沖擊對玉米價格的影響。

國內外文獻從不同視角研究了國際能源價格對糧食價格的沖擊和傳導,成果豐碩。但也有幾點值得思考。(1)國外學者對“糧食價格和能源價格的競爭性”研究較為深入,且重視能源政策對能源與農產品價格傳導的影響;但未能將種植成本渠道和生物能源需求渠道區別開來,單獨建立不同的理論模型,分析兩類渠道價格傳導的不同特征和動態。(2)國內學者側重于“能源價格一生產成本/物能源需求/運輸成本”傳導環節的研究,缺乏針對“能源價格一生產成本/生物能源需求/運輸成本—糧食價格”的整體傳導機制分析。因此,本文將種植成本渠道和生物能源需求渠道區別開來,建立單獨的理論模型分析種植成本渠道的價格傳導;在局部均衡模型的基礎上,針對“能源價格—生產成本—糧食價格”的整體傳導機制進行實證分析。

二、國際能源和我國糧食價格的波動現狀

(一)國際能源和國內糧食價格“同向波動

選取2001年1月一2015年12月國際能源和國內糧食價格進行分析。國際能源價格采用原油、煤炭價格指數;我國糧食價格采用國內糧食集貿市場價格指數;均以上年同期水平為100進行指數化處理。

表1是國際能源和我國糧食價的相關系數矩陣。一般相關系數絕對值為0.5〜0.8之間為顯著線性相關,大于0.8為高度線性相關。四種糧食價格與原油價格高度相關,與煤炭價格顯著相關(稻谷為高度相關)。



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如圖1所示,2001年1月以來,盡管能源與糧食價格在波幅、波峰和波谷時點有差異,但整體呈“同向波動”趨勢:2005年1月前都出現短期小幅震蕩,2006年1月一2010年1月大豆與能源價格波動較大,稻米、小麥和玉米價格較平緩,2010年1月一2015年12月都呈下降趨勢。

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(二)糧食生產能源要素占比與能源價格關系密切

由圖2可知,國內糧食生產能源要素.占比與國際能源價格關系密切。2000—2008年國際原油價格由28.2美元/桶急劇升至92.4美元/桶,國際煤炭價格由26.2美元/噸迅速升至135.1美元/噸,帶動能源要素在我國糧食生產成本的比重迅速上升(稻米27.45%,小麥39.49%,玉米28.42%,大豆19.44%)。2008—2010年國際原油價格由92.4美元/桶下降至90.6美元/桶,煤炭價格由135.1美元/噸下降至109.2美元/噸,帶動能源投入要素在我國糧食生產成本的比重下降(稻米45.41%,小麥49.45%,玉米42.36%,大豆44.36%)。2011—2014年國際原油和煤炭價格小幅攀升后逐步下跌(105.5.91美元/桶,128.7.73.4美元/噸),帶動動能源型投入要素在我國糧食生產成本的比重下降(稻米41.36%,小麥42.37%,玉米36.30%,大豆42.33%)。


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三、能源價格波動對糧食價格的傳導機理

本文在Bahela模型基礎上分析能源價格對糧食價格的影響機理。假設一個兩部門經濟包括農業部門和石油部門。農產品市場上,農民利用土地和能源生產并供應糧食,市場供求決定糧食均衡價格。能源市場上卡特爾開采并供應石油,對石油進行定價。


(一)供給端


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(二)需求端

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(三)農民的利潤最大化問題

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(四)進一步分析

能源要素的產出彈性和要素替代彈性與農業技術進步和農業政策密切相關。糧食生產技術決定了糧食生產要素與能源的相關性。能源型生產要素的價格政策不同,導致能源價格對糧食成本的影響程度和影響方式不同。

1.技術進步改變了糧食生產成本對能源價格的依賴程度
生物化學技術和機械技術進步分別為“土地節約型”和“勞動節約型”,導致農業生產對能源的依賴程度加深。這兩類技術在我國農業生產中已大面積普及和推廣。比如,我國糧食生產中大面積使用化肥等化學技術,對糧食產量有較強的正向影響;但其邊際作用呈遞減趨勢,原因在于化肥施用量已超過土地承載能力,對農業生產效率有顯著負向作用,使水體環境污染程度加重。2000年我國稻米、小麥、玉米和大豆生產的每畝化肥折純使用量分別為20.6kg、22kg、20.5kg和5.4kg;至2014年已達21.9kg、27.01kg、24.31kg和8.57kg。2014年每畝化肥費占稻米成本的12.45%、小麥成本的18%、玉米成本的15%、大豆成本的11.12%。煤炭是我國70%左右化肥企業的生產原料,化肥生產成本中70%為煤炭支出。煤炭價格波動是導致化肥價格變化的重要因素。

2002年后工業對勞動力的巨大需求導致我國農業勞動資源逐漸稀缺,農業機械與勞動力存在越來越強的明顯替代關系,而且機械動力對我國糧食生產的邊際作用遞增。2000年我國農業機械作業費占稻谷、小麥、玉米和大豆每畝成本的6%、16%、5%和7%;至2014年已達17%、16%、12%和18%。燃油成本占機械作業費的50%~60%,機械作業費與石油價格密切相關。
隨著化肥和農業機械投入增多,國際能源價格更順暢地傳導至我國糧食生產成本。

2.能源價格向糧食生產成本的傳導受農資政策的影響

我國政府長期干預農資價格,導致農資價格變動與國際能源價格變動并非完全同步。

國內糧食生產成本對國際能源價格變化的響應,存在一定程度的時滯和偏離。這種偏離隨著農資政策的調整發生較大變化。

國內化肥出廠價由最初的政府定價,1998年改為指導價,2009年進一步改為市場調節價.。隨著我國政府對化肥價格逐漸放開,能源價格對化肥價格的傳遞更加直接,對國內糧食生產成本的傳導更加暢通。但與此同時,化肥生產和運輸中在能源價格和稅收方面的優惠政策,則抑制了能源價格對糧食生產成本的傳導。

1998年我國成品油價格與國際市場基本實現接軌。2008年我國成品油實行最高零售價格,并適當縮小流通環節差價;當國際原油價格(布倫特、迪拜、辛塔三地加權平均價格)連續22個工作日漲幅或跌幅超過4%時,就考慮對國內成品油價格進行調整。新的成品油定價機制令糧食生產成本對國際原油價格波動的反應更加靈敏。

2004年起我國逐步建立糧食生產補貼制度,包括種糧直補、農機購置補貼、良種補貼、農資綜合直補。一方面,農業補貼影響投入要素的價格形成機制,一定程度上改變各要素相對價格和收益,導致生產要素投入結構變化,減緩了能源價格波動對糧食生產成本的沖擊。另一方面,農業補貼也會扭曲農產品市場價格。

3.生產成本向糧食價格正向傳導

鄒杰,郭世芽的研究表明,長期內,糧食生產成本和經濟發展水平與糧食價格之間正相關;短期內,糧食價格波動的主要原因是糧食生產成本和經濟發展水平。其他條件不變時,糧食生產成本對糧食價格具有正向影響。
四、實證分析

(一)模型設定和變量說明


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基于數據的統計性質而建立的向量自回歸(VAR)模型,將系統中的每個內生變量都作為所有內生變量滯后值的函數,模型表達式為:

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模型的樣本期為2003年1月一2015年12月。

(二)變量檢驗

由表3的檢驗結果可知,國際能源價格、國內能源型農業投入要素價格和國內糧食價格是相互影響、相互制約的,可以考慮建立向量自回歸模型。在對VAR模型估計前,首先對各變量的協整關系及平穩性進行檢驗(表4)。平穩性檢驗目的是為了防止偽回歸現象的出現。本文采取ADF單位根檢驗。


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表4顯示各變量皆平穩,但其一階差分在1%水平上平穩,因此可以在此基礎上對各序列進行協整檢驗,以判斷變量之間是否具有長期均衡關系。運用Johansen檢驗可以得表5的結果。根據表5的跡統計量判斷,變量之間存在長期協整關系。

(三)VAR模型的估計

所有序列采用一階差分形式,進行VAR估計。在模型估計前要確定合理的滯后期。按照LR統計量、FPE值、AIC信息準則、SC信息準則、HQ信息準則進行判斷,模型的最優滯后期為1階。采用VAR(1)模型,運用0LS進行估計(表6)。


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1.玉米和煤炭模型

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該表達式包含了四個方程,四個方程調整的R2分別為0.06、0.12、0.13和0.11。其中,第一、二、三個方程代表了當期糧食價格受前期糧食價格、前期成本及前期煤炭價格水平影響的關系,是本文需要研究的。第一個方程中的前期玉米價格、前期柴油價格、前期汽油價格系數在5%水平顯著,第二、三和第四個方程中前期煤炭價格系數在5%水平顯著。從估計系數看,當期玉米價格與前期玉米和汽油價格呈反向關系,與前期柴油價格呈同向關系;當期柴油價格和汽油價格和前期煤炭價格呈正向關系?梢,國際煤炭價格通過傳導至國內柴油和汽油價格,進而影響國內玉米價格,但前期柴油和汽油價格對玉米價格影響方向不同。

2.大米和煤炭模型


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該表達式包含了三個方程,三個方程調整的R2分別為0.10、0.14和0.17。第一個方程的前期大米和柴油價格系數在5%水平顯著,第二個方程的前期柴油和煤炭價格、第三個方程的前期大米和煤炭價格系數在5%水平顯著。結果表明,當期大米價格與前期大米價格呈反向關系,與前期柴油和煤炭價格呈同向關系;當期柴油價格和前期柴油和煤炭價格呈正向關系。

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該表達式中三個方程調整的R^2為0.10、0.13和0.17。如前所述,方程一、二是本文研究的重點。方程一的前期大米和柴油價格在5%水平顯著,方程二的前期汽油和煤炭價格在5%水平顯著。系數符號表明,當期大米價格與前期大米價格呈反向關系,與前期汽油和煤炭價格呈同向關系;當期汽油價格和前期汽油和煤炭價格呈正向關系。結果表明,國際煤炭價格上升傳導至國內柴油和汽油價格,進而抬高國內大米價格。

3.玉米和石油模型


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該表達式中三個方程調整的R2為0.05、0.47、0.49和0.10。方程一、二、三是本文研究的重點。方程一的前期玉米、汽油和柴油價格在5%水平顯著,方程二的前期原油價格在5%水平顯著,方程三的前期汽油和原油價格在5%水平顯著。系數符號表明,當期玉米價格與前期玉米價格和汽油價格呈反向關系,與前期柴油價格呈同向關系;當期柴油、汽油價格與前期原油價格呈正向關系。結果表明,國際原油價格通國內柴油和汽油價格,影響國內玉米價格;但前期柴油、汽油價格對玉米價格影響方向不同。

4.大米和石油模型


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該表達式中三個方程調整的R2為0.11、0.51和0.15。方程一、二是本文研究的重點。方程一的前期大米、柴油和原油價格在5%水平顯著,方程二的前期原油價格在5%水平顯著。系數符號表明,當期大米價格與前期大米價格呈反向關系,與前期柴油和原油價格呈同向關系;當期柴油價格和前期柴油、原油價格呈正向關系。

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該表達式中三個方程調整的R2為0.11、0.47和0.13。方程一、二是本文研究的重點。方程一的前期大米和原油價格在5%水平顯著,前期柴油價格在10%水平顯著,方程二的前期汽油和原油價格在5%水平顯著。系數符號表明,當期大米價格與前期大米價格呈反向關系,與前期柴油和原油價格呈同向關系;當期汽油價格和前期汽油、原油價格呈正向關系。結果表明,國際原油價格上升傳導至國內柴油和汽油價格,進而拉升國內大米價格。
為驗證以上模型是否滿足VAR模型的穩定性條件,還需利用其特征方程的跟判別穩定性。當VAR模型所有特征方程的根的倒數都小于1時,VAR模型是穩定的;反之,則不穩定,影響其估計結果的有效性。檢驗結果顯示以上模型完全穩定(因篇幅限制檢驗結果未顯示)。

(四)討論

1.國際能源價格通過農用柴油和汽油渠道向國內大米和玉米價格的傳導暢通在模型(1)(2)(3)中,玉米和大米價格方程中前期煤炭價格和石油價格的系數并不顯著,前期汽油和柴油價格的系數在5%水平顯著,這說明國際能源價格通過生產成本途徑傳導至國內糧價。

該發現與肖皓等關于“與要素投入價格帶來的沖擊相比,短期石油價格沖擊帶來的農產品漲價壓力通常并不明顯”的結論,及涂濤濤關于“采礦業,石油加工、煉焦及核燃料加工業對谷物生產成本的沖擊主要是通過影響化學工業(化肥、農藥等)的生產成本來發揮作用”的結論—致。

該結果與Ciaiant和Kanes關于“1994年1月一2008年12月國際能源對國際玉米、小麥、大米、大豆等農產品通過投入要素渠道的價格傳導很小且統計上不顯著,而通過生物能源渠道對農產品價格影響顯著”的結論不同。這說明世界范圍內生物能源的突飛猛進,我國暫緩燃料乙醇和生物柴油的發展,導致國際能源對世界和中國糧食價格的主要傳導途徑不同,傳導效應也存在差別。

2.國際能源價格通過化肥渠道,向國內糧食價格的傳導不暢通根據系數的顯著性判斷,國際煤炭價格上升,通過鉀肥價格,傳導至國內小麥、大豆和大米價格;但糧食價格、K、COAL方程總體擬合度低于3%(由于篇幅限制,文中未顯示該回歸結果),說明國際煤炭價格通過化肥渠道對國內糧食價格的影響極其有限。

這與劉寧的研究結果相反。劉寧利用VAR模型,采用年度數據,估計了1990—2009年國內煤炭和石油價格對與能源型價格掛鉤的糧食生產成本的影響,發現煤炭價格對糧食生產成本的影響遠大于石油價格的影響。這說明“國際能源到化肥”的價格傳導暢通,而“化肥到國內糧食”的價格傳導環節在一定程度上是斷裂的?赡艿脑蛴校

(1)數據頻率和樣本期不同。劉寧選取年度數據進行研究,本文選取月度數據可以更加充分的反映出油價波動對國內糧食生產能源型要素成本和糧食價格的影響。劉寧的樣本期是1990—2009年,本文的樣本期為2003年1月一2015年12月。2003—2015年我國農機化進程進一步加快。我國糧食生產中農業機械總動力從2003年的60386.54萬千瓦提高到2013年的103906.75萬千瓦,增長將近1倍;機械作業費占糧食生產成本比從2003年的4%-6%(大豆為8.9%)上升至2014年的10%—15%。國際能源價格通過機械作業費傳導糧食生產成本和糧食價格成為必然趨勢。

(2)糧食生產中能源要素結構發生很大變化。2000年一2014年,我國糧食生產成本的能源投入要素結構中,化肥費占小麥和玉米的能源投入要素成本的50%以上,占稻谷和大豆的能源要素成本的30%左右,呈明顯下降趨勢。機械作業費占稻谷、小麥和玉米能源要素成本的20%一0%,占大豆能源要素成本的35%—55%,呈顯著上升趨勢。如上文(17)式的分析,隨著機械作業相對于化肥在糧食生產中重要性上升,能源價格通過機械作業費對糧食價格的傳導彈性變大。

(3)政府補貼緩解了能源價格通過化肥渠道對糧食價格的影響。我國以增加養分投入為導向的化肥產業補貼政策對推動化肥生產與施用發揮了巨大的作用。2011年我國化肥產業補貼金額高達1570億元,相當于2480元/噸的化肥折純補貼,這使得化肥價格平均降低22.4%,節省糧食生產中的化肥成本30.8%;恃a貼緩解了能源價格波動對糧食價格的沖擊。

3.國際能源價格上升,通過柴油渠道對玉米價格產生正向影響,通過汽油渠道對玉米價格產生負向影響在模型(1)和(3)中,玉米價格方程中前期柴油價格為顯著且為正,前期汽油價格系數為顯著且為負;而模型(1)和(3)的柴油和汽油價格方程中,前期煤炭和原油價格的系數皆顯著為正。這說明雖然國際能源價格上升推高了國內農用柴油和汽油價格,但對玉米價格的影響方向不同。原因可能在于汽油中添加乙醇已經較為普遍,而柴油添加乙醇比較少。乙醇工業市場的分割性導致汽油價格上升對玉米價格具有正負兩種效應。

按照Hertel&Beckman的分析,燃料乙醇在兩個分割的國內市場進行銷售。第一個市場上,作為汽油添加劑(嚴格按照汽油10%的比例添加),乙醇需求對能源和乙醇的相對價格不敏感。我國從2005年12月起開始推廣使用乙醇汽油E10,其中普通汽油體積占90%,乙醇體積占10%。

隨著汽油價格上升,整個社會的汽油消費量減少,乙醇需求減少,乙醇原料玉米價格相應降低。第二個市場上,作為汽油的替代品,乙醇需求嚴重依賴乙醇和汽油的相對價格。當汽油價格上升時,乙醇需求增大,玉米價格上升。我國出于糧食安全目的嚴格控制生物能源的發展規模,乙醇的能源替代型市場未能發展起來,因而汽油價格上升對玉米價格的負面效應超過正面效應。

五、結論和啟示

本文首先分析了國際能源價格和國內糧食價格的波動現狀,其次在BahelaE.(2013)模型基礎上分析了能源價格對糧食價格的影響機理,最后VAR模型進行了實證分析,得出以下結論:

(1)其他條件不變時,能源價格波動通過生產成本渠道導致糧食價格發生同向變化。能源對糧食價格的傳導彈性,受能源投入要素的產出彈性及糧食生產要素替代彈性的影響。

(2)國際能源價格通過柴油和汽油渠道向國內大米和玉米價格的傳導暢通,通過化肥渠道向國內糧食價格的傳導不暢通?赡苁怯捎谖覈r機化進程加快、糧食生產能源要素成本中化肥占比下降、機械動力占比上升、政府補貼等因素緩解了能源價格通過化肥渠道對糧食價格的影響。

(3)國際能源價格上升,通過柴油渠道對玉米價格產生正向影響,通過汽油渠道對玉米價格產生負向影響。原因可能是:目前我國柴油添加乙醇比較少,而汽油中添加乙醇已較為普遍;乙醇市場的分割性導致汽油價格上升對玉

米價格具有正負兩種效應(汽油添加劑市場為負,能源替代型市場為正),我國乙醇的能源替代型市場未發展起來,汽油價格對玉米價格的總體影響為負。

根據以上結論,得出以下啟示。

(1)現有糧食生產補貼政策的確減緩了能源價格上漲對糧食生產成本和糧食價格的沖擊,應繼續探尋對糧食價格扭曲最小的農業補貼政策。

(2)應繼續進行糧食、能源和農資價格的市場化改革,令能源、農資和糧食之間的價格傳導更加順暢,否則會導致資源的扭曲配置,如目前化肥過度使用造成嚴重的環境污染和農產品質量安全問題。

(3)在我國農業生產土地和勞動力成本逐漸上升的背景下,農業生產對能源型投入要素的依賴只會越來越大。最根本的還是要依靠農業技術進步,提高農業生產效率,并注重提高能源使用效率,減少能源浪費。
 

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