Mappatura delle reti di flusso alimentare e della catena di approvvigionamento alimentare, parte 1

Le catene di approvvigionamento alimentare sono sistemi complessi che incorporano produzione, distribuzione, trasformazione intermedia e consumo di materie prime alimentari. Le reti di flusso alimentare rappresentano il movimento del cibo attraverso queste complesse catene di approvvigionamento. Le reti di flusso alimentare dipendono da molti fattori, come luoghi di produzione, centri abitati, infrastrutture di stoccaggio e di trasporto. Per aiutare a sviluppare una migliore comprensione delle reti di flusso alimentare, in questo articolo (1) descriviamo due database nazionali dei flussi alimentari all’interno degli Stati Uniti e (2) presentiamo la nostra ricerca per stimare i flussi alimentari tra le contee statunitensi.

Il Commodity Flow Survey (CFS) è la principale fonte di spedizioni di merci nazionali da parte delle imprese americane. Il CFS è uno sforzo congiunto del Census Bureau degli Stati Uniti e del Bureau of Transportation Statistics per aiutare i decisori politici e i pianificatori dei trasporti a valutare la domanda di trasporti, l’uso di energia e la valutazione del rischio (US Census Bureau, Commodity Flow Survey). Il CFS è un sondaggio basato sui caricatori che raccoglie informazioni su come gli stabilimenti statunitensi trasportano materie prime e prodotti finiti per gli stabilimenti manifatturieri, minerari, all'ingrosso, al dettaglio selezionati e di servizi. Il CFS raccoglie dati sui tipi di merci spedite tramite modalità di trasporto, inclusi valore, peso, origine e destinazione (comprese le esportazioni).

Vengono forniti dati per i flussi di merci tra circa 132 zone spaziali (ad esempio, aree CFS) negli Stati Uniti. Le aree CFS sono generalmente i 50 stati e diverse aree statistiche metropolitane. Le unità geografiche del database CFS sono mostrate nella Figura 1. Il CFS viene condotto ogni cinque anni (che termina con "2" e "7"). I dati CFS vengono raccolti per le merci secondo le categorie della classificazione standard delle merci trasportate (SCTG). La tabella 1 fornisce le categorie SCTG agricole e alimentari.

Il Freight Analysis Framework (FAF) si basa sui dati CFS, ma ora incorpora anche i dati sul commercio internazionale del Census Bureau, per determinare le spedizioni internazionali all’interno delle catene di approvvigionamento statunitensi. La FAF è segnalata dalla Federal High Administration del Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti (USDOT-FHA, Freight Analysis Framework). CFS si basa anche sul campionamento e copre circa 100.000 stabilimenti che spediscono merci a livello nazionale, principalmente nei settori minerario, manifatturiero e della vendita all'ingrosso. Ma la FAF combina dati supplementari per stimare le quantità di spedizione provenienti da stabilimenti non coperti dal CFS. Nei dati FAF e CFS vengono utilizzate le stesse posizioni regionali, scale temporali, categorie di merci e modalità di trasporto.

Sviluppiamo il modello del flusso alimentare per stimare i flussi agricoli e alimentari tra le contee degli Stati Uniti. Questo approccio riduce i dati dalla scala FAF alla scala di contea, come mostrato nella Figura 2. Utilizziamo esattamente gli stessi prodotti alimentari SCTG dei database CFS e FAF (vedi Tabella 1). Per ridimensionare, il modello del flusso alimentare incorpora (i) regressione logistica, (ii) regressione gamma, (iii) struttura del modello di gravità, (iv) bilancio di massa e (v) programmazione lineare. In breve, il nostro approccio adatta le funzioni di regressione a ciascuna rete empirica di materie prime SCTG su scala FAF. Quindi, le variabili in queste funzioni di regressione vengono sostituite con i loro valori corrispondenti per ciascuna contea poiché presupponiamo che le formulazioni di regressione siano costanti su scale spaziali. Si prega di fare riferimento al nostro manoscritto per maggiori dettagli.

Il modello del flusso alimentare si basa su molteplici dati empirici per stimare i flussi alimentari a livello di contea. I dati di input includono più variabili come la geografia della produzione, il trasporto, i requisiti di input-output e il consumo che si combinano per determinare il trasporto alimentare. Nel modello, i consumi non si limitano all’acquisto di beni finali da parte delle famiglie, ma tengono conto anche delle fasi intermedie della filiera di produzione e trasformazione. Ogni volta che avviene una trasformazione delle merci da materie prime ad articoli più raffinati c'è un nuovo collegamento nel nostro database. Ad esempio, gli animali vivi che vengono inviati al macello vengono trasformati in carne, quindi le contee che ospitano i macelli consumano gli animali vivi e producono carne. Garantiamo che i flussi alimentari delle contee si sommano alle zone FAF più ampie in cui sono contenute.