摘要:全方位夯实粮食安全根基,树立大食物观,全方位、多途径开发食物资源品种,满足人民群众多元化的食物消费需求至关重要。森林草原是陆地生态系统的主体和重要资源,蕴含着丰富多样的食物品种,如木本粮食、木本油料、森林果品等,森林食物成为我国继粮食、蔬菜之后的第三大农产品。
本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2024年第5期
作者:田晓堃,江锡兵,吴红军,汪阳东
全方位夯实粮食安全根基,树立大食物观,全方位、多途径开发食物资源品种,满足人民群众多元化的食物消费需求至关重要。森林草原是陆地生态系统的主体和重要资源,蕴含着丰富多样的食物品种,如木本粮食、木本油料、森林果品等,森林食物成为我国继粮食、蔬菜之后的第三大农产品。进一步开发利用森林草原食物资源,对保障国家粮食安全具有重要意义。
中国工程院院刊《中国工程科学》2024年第5期发表中国林业科学研究院研究团队的《我国森林草原食物资源潜力及实现路径》一文。文章梳理了新时期我国森林草原食物资源的概况和产业发展现状,分析了森林草原食物资源的发展潜力,并针对性地提出了我国森林草原食物资源发展潜力的实现路径。研究建议,强化顶层设计,构建大食物观背景下的全国食物资源布局体系,全面摸清底层资源现状;加强森林草原食品全产业链的科技创新支撑,持续开展基础研究和应用技术研发;突出市场化发展方向,构建以市场和消费需求为导向的森林草原食物资源开发利用机制,完善森林草原食品产业高质量健康发展的保障措施,以此实现“藏粮于林”“藏粮于草”,为保障我国粮食安全、提供多元食物供给、促进乡村振兴做出积极贡献。
一、前言
党的二十大报告提出,全方位夯实粮食安全根基,树立大食物观,发展设施农业,构建多元化食物供给体系。粮食安全是“国之大者”,全方位、多途径开发食物资源品种,满足人民群众多元化的食物消费需求。森林草原是陆地生态系统的主体和重要资源,蕴含着丰富多样的食物品种,如木本粮食、木本油料、森林果品等,森林食物成为我国继粮食、蔬菜之后的第三大农产品。进一步开发利用森林草原食物资源,对保障国家粮食安全具有重要意义。
也要注意到,我国长期将森林草原资源长期视为生态服务功能的主体,对食物资源的发掘和利用不充分,缺乏国家层面的系统政策设计和支撑,规模化、市场化、品牌化发展基础薄弱,新种质创制仍以传统育种为主,全产业链科技支撑水平有待提高。因此,践行“绿水青山就是金山银山”的理念,全方位、多途径开发森林草原食物资源,大力推进现代林业和草业高质量发展,有效增加优质产品供给,实现“藏粮于林”“藏粮于草”,提高我国森林草原食物资源的发展潜力,对于缓解日益紧张的粮油供给矛盾,保障国家粮油安全,实现粮食安全和生态建设“双赢”,有着不可替代的作用,也是保障粮食和重要农产品稳定安全供给的客观要求和重要举措。
本文系统梳理我国森林草原食物资源利用的现状,构建整体或区域资源名录;依托专家推理与归纳演绎,分析我国森林食物资源供给中存在的问题和挑战;运用需求推算法、关联推算法等,分析森林草原食品市场的发展潜力,提出我国森林草原食物资源潜力的实现路径,以期为森林草原食物资源全面开发、扩大森林草原食物资源供给的科技创新提供参考。
二、我国森林草原食物资源利用现状
森林和草原是我国重要的自然资源及生态系统,蕴含着丰富的食物资源,是“天然大粮仓”。森林食物是以在林业用地上生产、可供人类食用的健康食物为主,具有原生态、高营养、无污染等特征。目前,我国森林食物年产量已超过2×108t,是第三大农产品,人均森林食物产量约为130 kg,居世界前列。2022年,森林食物产量约占全国大食物体系总量的10%,占全国粮食总产量的30%,且增产和扩产潜力大于水稻、玉米、小麦三大主粮。从资源类型来看,我国森林草原资源丰富。其中,森林总面积约为2.3×1082,居世界第五位,森林覆盖率为24.02%,森林蓄积量约为1.95×1010382,居世界第二位,草原综合植被覆盖率为50.32%。目前,可供开发利用的森林草原食物资源种类达10 000种,主要分为木本粮食、木本油料、森林果品、森林蔬菜、森林食用菌、森林食用昆虫、森林药材、森林香调料、草原蔬菜、草原药材、草原香调料等11类(见表1)。表1 我国不同区域主要森林草原食物类型
从发展基础来看,我国森林食物的年产值超过2.2万亿元。其中,木本粮油是我国森林食物的主要来源,近年来种植规模不断扩大。核桃、油茶、油橄榄等木本油料种植面积超过1.3×107hm262。2023年,全国共有国家林业重点龙头企业677个、国家林业产业示范园区75个、林特类中国特色农产品优势区174个、国家林下经济示范基地649个、国家森林康养基地96个。全国直接从事林业产业的就业人员超过1亿人。从市场需求看,2022年,我国的粮食总产量约为6.87×108t,消费量约为8×1088t。尽管近年来我国口粮自给率稳步提升,但粮食年产需缺口和进口总量仍处于高位。(二)我国森林草原食物资源的发展概况
1. 森林食物资源的产业发展现状
(1)木本粮食
72,年总产量约为3.45×107t,占森林食物总产量的17.25%、食物总产量的1.67%。我国的木本粮食树种有500多种,已开发栽培的木本粮食树种有20多种。其中,板栗、柿、枣是我国分布范围较广和栽培面积较大的木本粮食树种,全国总栽培面积近5×10627t;榛子、果用红松等的种植面积达2×1062,年产干果约5×105t。按照热量计算,我国每年开发的木本粮食产量相当于每年增产粮食约1.3×1076我国现有的木本油料种植面积约为1.5×1072,年产量约为9.93×1066t、约占国产植物食用油总产量的8%、全国植物食用油总消费量的3%。我国现有的木本油料树种有200多种,其中种仁含油量在50%以上的有50多种。油茶、核桃、油橄榄、文冠果是我国主要的四大宗木本油料作物,栽培面积超过1.2×1072。目前,我国木本油料产油作物以油茶为主,产量约占木本食用油总产量的90%,且产量呈逐渐上升趋势。(3)森林果品
森林果品指属于林业范畴的小浆果、干果或利用其果实加工制作而成的果汁饮料。目前,我国现有森林果品种植面积约为4×10626t,约占我国果品总产量的2%、森林食物总产品的1.5%、食物总产量的0.14%。与传统水果和主要木本粮油树种相比,森林果品树种的发掘利用时间较短,规模化、产业化发展较晚,属于新兴森林果品产业,具有较大的开发利用和消费增长空间。(4)森林蔬菜
森林蔬菜指生长在森林地段或森林环境中,可作蔬菜食用的森林资源。我国森林蔬菜资源极其丰富,约有57科、700多种,大多数处于野生状态,包括根菜、茎菜、枝菜、叶菜、花菜、果菜等6大类。目前,我国竹笋干、香椿芽、山野菜及其他森林蔬菜(干重)总产量为1×106t,年产值近30亿元。近年来,我国森林蔬菜已出口加拿大、美国等20多个国家和地区,取得了较好的经济效益。但仍存在森林蔬菜资源开发利用不足、种类单一等问题,很多森林蔬菜品种停留在“干货”利用阶段。(5)森林食用菌
我国是全球最大的食用菌生产国,食用菌产量约占全球总产量的70%以上。据中国食用菌协会统计调查数据显示,2010—2022年,我国食用菌的总产量由2.2×107t增长至4.2×107t,年均复合增长率约为7.65%。我国森林食用菌品种有2000多种,处于市场流通状态的食用菌约有250多种,较为常见的有香菇、木耳、牛肝菌、松茸、金针菇等。我国现有森林食用菌产量约为3.8×106t,不足全国食用菌总产量的10%,大量的野生森林食用菌尚未被发掘和利用。(6)森林食用昆虫
昆虫作为世界第三大蛋白质来源,是优于肉、蛋的最大动物蛋白资源。我国现有森林可食用昆虫的市场消费量约为3.8×105t,综合市场价值近300亿元,已报道的森林食用昆虫种类超过300种,但由于基础资源调查不足,多数为家庭自行采集食用,其使用种类还有较大的增长空间。目前,我国常见的森林食用昆虫种类约有二三十种,包括胡蜂(蛹)、家蚕(蛹)、柞蚕(蛹)、金蝉、蝗虫、蟋蟀、竹虫等。(7)森林药材
我国药用植物约有5000种,其中木本药用植物有300多种,常见的木本药材有190多种,如杜仲、厚朴、金银花、连翘等。森林药材是我国中医药的重要原料来源,在国内200多种常用中药材中,林源中药材有80多种;林源中药材产能约占常用中药材产能的58.07%。
(8)森林香调料
我国是世界上芳香植物最丰富的国家之一,有200属、70余科、800余种。森林香调料主要包括花椒、八角、桂皮、山苍子等产品。2021年,我国森林香调料产量为7.96×105t,相比2013年增加了1.99×105t,年平均增长率为3.67%。2. 我国草原食物资源的产业发展现状
我国是草原大国,草原植物资源丰富。目前,我国的草原植物约有254科、4000属、15 000种,主要包括草原蔬菜、草原药材、草原香料、饲用植物、可食用植物、药用植物、沙生植物、芳香植物、观赏植物等。
(1)草原蔬菜
草原蔬菜指在草原地区生长、可以作为食物的一类植物。这些植物适应了草原地区的气候和土壤条件,成为草原地区重要的食用资源,丰富了当地居民的膳食结构,同时也具有一定的药用价值。
(2)草原药材
我国天然草原上分布的药用植物约有1000种,具有代表性的药材有甘草、黄芪、防风、柴胡等。2021年,我国冬虫夏草的产量为165.8 t,销售规模达189.77亿元;未来市场需求将持续上升,经济效益显著。
(3)草原香料
目前,已被开发应用的草本芳香植物有艾蒿、百里香、薰衣草、薄荷等。草原香调料大多兼具药用功能,发展前景广阔。草原地区还有很多观赏价值高的植物,如金莲花、龙胆、杜鹃花等。
三、我国森林草原食物资源潜力分析
(一)我国食物消费结构变化趋势与供需分析
1. 我国的食物供需现状与趋势分析
本文基于《中国居民膳食指南(2022年)》推荐的各类食物摄入量数据,推算居民健康饮食结构升级后各类食物的消费需求量,之后对比各类食物的产量,发现除奶类和食用油外,我国其他动植物食物产量足以满足消费需求。2022年,我国粮食播种面积为1.2×1082,粮食总产量达6.78×108t,比2021年增长了0.5%;大豆种植面积为1.02×1072,比2021年增长了21.7%;油菜种植面积为7.27×1062,花生、油葵等的种植面积保持稳定;畜牧业生产稳定增长,猪、牛、羊、禽肉产量共计9.23×107t,比2021年增长约3.8%。未来,随着我国经济持续增长和居民收入不断提高,多样化、优质化、营养化的消费需求逐步增加,农产品消费升级趋势明显,农产品需求总量刚性增长将伴随消费结构快速升级,居民膳食结构优化将加快推动农产品消费由粮食、蔬菜为主向多样化转变;同时,农产品贸易结构将不断优化,进口渠道将更加多元化。2022年,我国大宗农产品进口量有所下降,但国际市场仍发挥了较大的农产品补充作用。
2. 我国的食物消费结构变化分析
目前,我国居民食物消费结构已经实现从满足吃饱到健康的膳食结构转变,“吃得更好、更健康”成为主要目标。营养健康的膳食结构升级主要体现在两个方面:一是膳食结构中口粮消费量逐步减少,肉类食物消费量快速增加;二是饮食结构趋向多元化。
(1)膳食结构已由“粮菜型”转变为“粮肉菜果”多元型
1981—2018年,我国人均口粮消费量由260 kg降低至140 kg。从食物消费累计总量看,我国居民年消费的食物总量呈现下降趋势,这主要是由口粮消费量减少造成的。整体上,我国居民相对口粮消费量减少、动物性食物消费量增加、蔬菜瓜果消费总量增加不明显,而蔬菜消费量整体呈持续下降趋势。目前,我国居民口粮,肉、禽、蛋、水产品,蔬菜,瓜果的消费比例由62∶6∶31∶1演变为36∶23∶27∶15,膳食结构已由“粮菜型”转变为“粮肉菜果”多元型。
(2)食物消费质量趋向更安全、更好吃、更营养
我国居民的营养状况和体格明显改善,消费结构朝优化方向发展,膳食质量普遍提高。我国大多数人群的膳食结构仍保持以植物性膳食为主,谷类食物仍是能量的主要食物来源;蔬菜供应品种更加丰富,季节性差异明显缩小,蔬菜摄入量稳定在日均270 g;居民动物性食物摄入量增加,优质蛋白摄入量增加,全国城乡居民来源于动物性蛋白的比例从1992年的18.9%增加到2015年的35.2%。居民的膳食营养结构得到较大改善,尤其是农村地区的碳水化合物供能比从1992年的70.1%降低到2015年的55.3%、动物性食物提供的蛋白质从1992年的12.4%提高到2015年的31.4%,城乡差距逐渐缩小。
3. 未来我国食物消费结构变化趋势
随着我国经济持续增长和居民收入不断提高,食物消费升级趋势明显,农产品需求总量刚性增长伴随消费结构快速升级,居民膳食结构优化加快推动农产品消费由粮菜为主向多样化转变。此外,在居民餐桌上,口粮消费在未来保持稳定甚至略有下降,肉、蛋、奶、蔬菜、水产品等,日渐成为新的“主要食物”。
(二)我国森林草原食物资源增长潜力分析
森林草原食物资源具有多样化、区域化、不均衡化以及兼具常规利用和潜在利用的特点,同时,许多资源底数并不十分清楚,采用常规的增产潜力模型进行预测具有较大的难度,且结果置信度较低。因此,在梳理和分析现有数据的基础上,结合市场发展现状、需求增长规律、居民食物性消费需求变化趋势,并参照发达地区相似发展阶段的历史数据,以需求增长倒推资源增长的方法,对我国森林草原食物资源增长潜力进行阶段性的分类和分级预测。
1. 总体增长潜力分析
本文将除口粮外的水果、奶、肉、禽、蛋、水产品等食物定义为改善型食物,其人均年消费量由158 kg增加至430 kg,在食物中的占比从约38%提升为76.1%;同时,口粮消费量降低了50%。森林草原食物资源作为改善型食物,其现有人均消费量约为140 kg,约占改善型食物总量的30%。
在未来10年的增长预测中,改善型食物占比将达到80%,按人均食物总量640 kg计算,人均改善型食物消费量将从430 kg增长为512 kg,增长量约为82 kg,按照2030年我国人口总量为14.5亿人计算,改善型食物需求总量约为1.2×108t。以当前森林食物在改善型食物中占比30%计算,到2030年,所需森林食物总量将增长3.6×107888t(0.36/0.34)。因此,通过上述反推式估测分析,到2030年,在需求刺激因素下,林草食物资源的净增长总量约为1×108考虑到不同类型森林草原食物资源的发展基础、科技支撑水平、区域市场条件存在差异,本文以2030年为时间节点,在森林草原食物资源总增长量为1×108t的前提下,将其划分为一级增长潜力、二级增长潜力和三级增长潜力,分类对森林草原食物资源的增长潜力进行分析估测。一级增长潜力指目前已经大宗发展的主要森林草原食物资源产品,在进行充分的良种、良法提升后,可以拓展到的发展潜力;二级增长潜力指对目前生产上尚未形成规模,但是具备较好的开发利用前景的资源进行挖掘利用,在一定时期内辅以良种和良法应用,可以拓展的发展潜力;三级增长潜力指常规状态下通常不利用,但是可以作为应急储备的资源,在特殊状态下进行利用的资源增长潜力。经估测,2030年,全国森林草原食物资源的一级增长潜力为8.9×1077782. 不同森林草原食物资源类型的开发利用潜力分析
(1)木本油料的开发利用潜力
2021年,我国木本油料产量占全国各类食用林产品总量的比重为4.88%,总产量为9.93×106t,相比2013年增加了近4.4倍,年平均增长率为23.36%。以核桃油为例,2021年的销量约占食用油总销量的2%,市场渗透率大幅提升。根据测算,如果开发利用完全,我国核桃油产量可达2×106t,约占食用油消费量的10%,将显著改善食用植物油自给能力不足的现状。目前,油橄榄、文冠果、元宝枫、山桐子等其他油料树种产油量不足1×104t,具有较大的发展潜力。其中,山桐子具有速生高产、出油率高等特点,平均亩产食用油量约为200 kg,生产成本低于油茶、核桃、油橄榄等,营养丰富、保健功能高、竞争优势强,市场前景广阔。居民膳食结构升级使多元食物特别是动物性食物的需求量大幅增加,而我国现有农产品供给水平尚不能完全满足未来多元农产品尤其是饲料粮的需求,致使饲料粮供求缺口不断扩大,大豆、玉米等的对外依存度高,成为当前大食物供需矛盾的焦点。我国林源饲料资源丰富,可以用作饲料的植物有1000多种(含针叶乔木饲料资源200余种),每年可供利用的林源饲料资源达1×109t,可以在一定程度上弥补玉米和大豆的供需缺口。(3)木本粮食开发利用潜力
在我国现有的500多种木本粮食树种中,用于人工栽培的仅有20多种,绝大部分尚未开发利用。板栗、橡子、榛子等树种单产低,平均亩产量不足100 kg,通过提高良种化和栽培管理水平、大面积开展低产低效林改造与提升,未来产量可提升2~3倍以上,年产量预计可达4×107t,将显著减少我国的粮食进口量,发展前景广阔。(4)其他森林草原食物资源类型的开发利用潜力
森林果品、蔬菜、食用菌、昆虫等富含多糖、优质蛋白、维生素、氨基酸、微量元素以及活性物质等,具有绿色健康、营养丰富、多元化等特点,未来发展前景广阔。
四、我国森林草原食物资源潜力的实现路径
(一)强化顶层设计,坚持战略规划和宏观政策引领,打造大食物观背景下的全国食物资源布局体系
1. 加强宏观政策引领,全面提升对森林草原食物资源的战略认识
森林草原食物资源是粮食安全的重要补充,平衡好利用与发展的关系,对促进森林草原生态系统的保护具有重大意义。鼓励地方各级主管部门将森林草原食物资源的开发利用列为事关国计民生的重要产业,制定专门化的发展规划,从战略目标、重点任务、主攻方向、保障措施等方面出发,加强对森林草原食物资源挖掘利用的宏观引导。建立跨部门合作机制,协同推进森林草原食物产业与相关领域的发展。
2. 逐步推动和建立匹配森林草原食物资源开发利用的政策保障体系,设立森林草原食物资源专项资金项目,强化生态服务中的食物供给功能
在国家层面,建议制定大食物观背景下的森林草原食物资源开发和利用保障规划,将森林草原食物资源与其他农业主粮资源视同看待,在产业扶持资金、土地资源保障等方面制定和发布相关支撑政策。一方面,国家主管部门通过财政拨款等方式,为森林草原食物资源开发项目提供包括项目启动资金、设施建设费用、科研经费等经济支持;对从事森林草原食物资源开发的企业和农牧民给予税收减免或优惠政策,鼓励企业与金融机构合作。另一方面,深入落实《关于科学利用林地资源促进木本粮油和林下经济高质量发展的意见》(2020年)的要求,盘活用地资源,同时,针对森林草原食物资源开发的难点问题,引导各地解决不同资源禀赋和开发利用的现状问题,建设高标准森林草原食物资源培育示范基地,将低产、低效种植基地升级改造示范基地、机械化培育装备展示基地等。
3. 将森林草原食物资源普查列入“十五五”及中长期国家森林草原发展规划重点任务,建立分级、分区、分类的全覆盖森林草原食物资源调查体系,开展系统性普查,全面摸清森林草原资源底数现状
建议将森林草原食物资源普查工作开展情况列入各地方考核体系的约束性指标,推动森林草原食物资源的普查工作。全面开展分级、分区、分类的森林草原食物资源全覆盖普查,聚焦木本粮油、森林果品、森林药材等大宗类型,着重加强对可食用昆虫、森林食用菌、森林蔬菜等底数较不清楚的类型进行调查。根据不同区域、不同类型资源特点,制定细化的分类调查方案,确保系统摸清我国森林草原食物资源现状。
(二)在种质创制方面加强森林草原食品全产业链的科技创新支撑,在质量、效益、产值等方面提升产业高质量发展水平,持续开展森林草原食品的基础研究和应用技术研发应用
1. 开展专门化研究与科研技术创新,强化森林草原食品产业发展全过程技术支撑,实现人才强智与产业升级协同并进
加强“产学研”合作,推动科技成果的转化和应用,积极搭建与产业链、创新链配套的人才链和科技服务链,以信息化、物联网为依托,强化技术对品牌建设的支撑,建立“从土地到餐桌”全过程管理和质量追溯体系,力争在森林草原食品的精深加工方面取得突破性进展。深入实施种业振兴行动,构建与食物开发相适应的育种创新体系,深入挖掘资源潜在价值基础,强化种质创制研发,持续开展资源选育和优质品种专门化培育,实现种质自主可控。针对育种效率低、颠覆性的产业支撑品种缺乏问题,建立稳定的遗传转化体系、基因编辑和全基因组选择技术,创制自主创新的高产优质、高抗优良品种,高亲和授粉品种和高抗砧木品种。
2. 构建全链条协同体系,提升产业附加值
在精深加工技术方面,引导行业龙头企业广泛引进现代加工技术和先进加工设备,加快生物、环境保护、信息等技术的集成应用,促进森林草原食物产品实现多次加工、多次增值。消除相关产业的发展壁垒,保证供应端的稳定,构建森林草原食品产业链、价值链、供应链的协同体系。通过全链条开发,增加产品附加值,提高木本粮油等全产业链的综合经济效益。
3. 持续开展森林草原食品的基础研究和应用技术研发
加强森林草原食物资源的基础研究。针对森林草原产品的生长、果实发育、经济性状形成等机理,开展专门化研究与科研技术创新,让人才强智与产业升级协同并进。加强园艺化栽培关键技术研究,采用良种配良法、水肥一体化等方式进行栽培,形成创新性栽培模式;突破智能林业与智能装备关键技术,提升森林食品生产的装备现代化水平;构建适应全程机械化的种植和配置模式,突破高产瓶颈。
(三)突出市场化发展方向,构建以市场和消费需求为导向的森林草原食物资源开发利用机制,完善森林草原食品产业高质量健康发展保障措施
1. 规范市场化发展方向
坚持政府引导、行业为主、遵循市场规律的产业发展方向,吸引更多社会资本投资于森林草原食品开发,创造就业机会,鼓励技术创新和研发。建议深入分析森林草原食物资源的开发利用现状、市场前景预测、消费需求和消费结构变化、发展趋势和未来重点等,并适时发布相关研究成果。
2. 多渠道开展科普宣教工作
组织开展公益型宣传活动,通过开展供销对接、产品展示等方式,支持各地培育特色经济林产业集群,如举办中国农民丰收节经济林系列专场活动,搭建线上、线下产销对接平台,积极宣传森林草原食物资源的健康、生态、绿色特性,引导消费需求和消费习惯向森林草原食物资源转变;组织专家深入基层推广适用的科技成果,改良品种、改变种植模式,大力推进木本油料、干鲜果品等高标准经济林生产基地建设。
3. 优化森林草原食物产品设计
积极推进农业供给侧结构性改革,全方位、多途径开发森林草原食物资源,开发丰富多样的食物品种,实现各类食物供求平衡,建立和健全与食物开发相适应的食品安全监管体系,做好新型食品安全性评估,强化全过程监管,更好满足人民群众日益多元化的食物消费需求。
注:本文内容呈现略有调整,若需可查看原文。
注:论文反映的是研究成果进展,不代表《中国工程科学》杂志社的观点。
来源:中国工程院院刊