2021年美赛E题：重新优化粮食系统

2021 年 ICM E 题：重新优化粮食系统，英文原名为 Re-Optimizing Food Systems。本题要求重新审视粮食生产与分配系统的优先目标，建立能够权衡效率、盈利、可持续性与公平的模型。

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背景与术语

大型国内和跨国生产、分销体系能够以较低成本高效供给食物，但其运行方式主要体现效率和盈利目标。题面指出，事件冲击暴露了系统的不稳定性，即使原本供给较好的地区也会受到影响。

题面援引当时资料称：虽然全球食物产量足以养活所有人，仍有约 8.21 亿人遭受饥饿；现有食物系统约涉及全球 29% 的温室气体排放、最高达 80% 的生物多样性损失、80% 的森林砍伐和 70% 的淡水使用。这些是 2021 年题目引用的背景估计，构成研究动机。

题面区分两个概念：

• 粮食不安全：不能可靠地获得数量充足、价格可负担且营养适宜的食物。
• 粮食短缺：当地可用的食物及营养数量不足以维持人口需要，既可能因生产不足，也可能因资源分配不均而发生。

人口增长与环境压力使“增产”需要和保护乃至改善环境的目标共同考量。题设 International Comestibles Management（ICM）委员会希望团队据此重构粮食系统的目标安排。

研究范围与要求

团队可以自行选择粮食系统中值得重点研究的方面，也可以选择全球或局部尺度。无论范围如何，所建模型都应足够稳健，能够调整为追求不同程度的效率、盈利、可持续性和／或公平，而非只能服务于单一固定目标。

在模型中至少讨论下列方向，并可补充其他相关问题：

1. 改变优化目标。如果将公平与可持续性放在优先位置，粮食系统会怎样运作，与现有系统有何差别？实施这种系统需要多长时间？
2. 代价、收益与时间。改变优先目标会带来哪些成本和好处，它们分别何时出现？发达国家与发展中国家在这些影响上有何不同？
3. 跨发展水平应用。模型建立后，至少应用于一个发达国家和一个发展中国家，用来支持研究结论。
4. 尺度与地区推广。讨论模型能否适用于更大或更小的粮食系统，以及移用于其他地区时的适应能力。

最终报告面向环境科学、营养政策与科学、政府及数学等领域组成的委员会。题面未指定必须选用的国家，也未提供固定的数据表或统一目标权重。

提交成果

提交总计不超过 25 页的 PDF，包括一页摘要、目录、完整研究报告和参考文献。摘要、目录、正文、图表、参考文献及全部附录均计入上限。

题面所列参考文献用来支撑背景，完成题目不以访问这些材料为前提；团队可使用它们，也鼓励寻找其他支持研究的资料，使用外部思想或材料时应注明出处。

原题与来源

• COMAP 官方题目 PDF：2021 ICM Problem E（2 页，含术语与背景参考资料）。本页依据完整题面重新组织中文条件与任务，不包含解答。
• COMAP 官方题目资源页。原题背景资料包括联合国粮食专题、2018 年世界饥饿与贫困资料，以及联合国 2021 年粮食系统峰会资料。