Моделювання зростання потенціалу забезпечення продовольчої безпеки України

Abstract

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 051 Економіка. Миколаївський національний аграрний університет. Миколаїв. 2026. У роботі поглиблено, досліджено й удосконалено існуючі та розроблено нові теоретико-методичні, практичні положення й рекомендації щодо моделювання зростання виробничо-збутового потенціалу аграрної сфери як інструменту забезпечення продовольчої безпеки України в умовах воєнного стану та повоєнного відновлення. У теоретичній частині дослідження систематизовано та проаналізовано понятійно-категоріальний апарат дослідження виробничозбутового потенціалу аграрної сфери. Уточнено зміст категорії «виробничозбутовий потенціал» як інтегрованої системи, що на відміну від суміжних понять виробничого, збутового та ресурсного потенціалів поєднує чотири взаємопов’язані функціональні складові: потенціали виробництва, переробки, зберігання та постачання продукції. Для цілей кількісного вимірювання зазначені складові агреговано у два аналітичні компоненти потенціалу: виробничий та збутовий з ваговими коефіцієнтами α₁ = 0,72 та α₂ = 0,28 відповідно, емпірично визначеними на основі офіційних таблиць «витрати– випуск» Держстату України за моделлю міжгалузевого балансу Леонтьєва. Принциповою особливістю запропонованої концепції є її операціоналізація через безпосередній зв’язок з результуючими індикаторами продовольчої безпеки, а не з проміжними виробничими показниками. Проведено порівняльний аналіз концепцій виробничого та збутового потенціалів у вітчизняній і зарубіжній науковій думці, розмежовано їхній зміст та виявлено наукову прогалину, яку заповнює авторська концепція виробничо-збутового потенціалу. Встановлено, що переважна більшість3 існуючих підходів обмежується або виробничою, або збутовою складовою і не охоплює повний агропродовольчий ланцюг від вирощування сировини до доведення продукції до кінцевого споживача. Запропонована структуризація дозволяє ідентифікувати вразливі місця у кожній ланці окремо та формалізувати причинно-наслідкові зв’язки між станом потенціалу і рівнем продовольчої безпеки. Здійснено систематизацію наявних моделей забезпечення продовольчої безпеки на національному та регіональному рівнях. Адаптовано класифікаційні критерії до умов воєнного часу шляхом введення додаткового виміру – стійкості моделі до структурних шоків. Встановлено, що для України найбільш перспективним є гібридне поєднання елементів експортноорієнтованої, адаптивної та інноваційно-технологічної моделей. Обґрунтовано методику кількісного оцінювання впливу змін складових виробничо-збутового потенціалу на інтегральні індикатори продовольчої безпеки. Методика базується на поєднанні моделі міжгалузевого балансу Леонтьєва, регресійного аналізу часових рядів та методу зваженого ковзного середнього (WMA(3)) для прогнозування динамічних параметрів моделі, і є цілеспрямовано адаптованою до умов неповних статистичних даних воєнного часу. Такий підхід дозволяє здійснювати комплексний моніторинг продовольчої безпеки з урахуванням специфіки кризових умов. В аналітичній частині дослідження здійснено комплексний моніторинг сучасного стану виробничо-збутового потенціалу аграрної сфери та продовольчої безпеки України за період повномасштабної військової агресії. Встановлено масштаби структурних деформацій галузі: прямі збитки агропромислового комплексу набули безпрецедентних масштабів, вибуттю з обробітку зазнали мільйони гектарів сільськогосподарських угідь внаслідок мінного забруднення та окупації, у прифронтових регіонах знищено переважну частину площ садів та ягідників. Визначено, що деформації мають виражений структурний характер і охоплюють одночасно виробничу, переробну, логістичну та збутову складові виробничо-збутового потенціалу.4 Здійснено моніторинг експортно-імпортних операцій в аграрній сфері. Встановлено, що попри руйнівний вплив воєнних дій, аграрний сектор України адаптувався до нових логістичних маршрутів і диверсифікації ринків збуту з метою збереження позитивного торговельного сальдо. Зростання транспортних витрат внаслідок переорієнтації логістичних маршрутів суттєво знизило цінову конкурентоспроможність вітчизняної аграрної продукції на зовнішніх ринках. Проведено оцінку стану продовольчої безпеки країни за системою інтегральних індикаторів. З початку повномасштабної війни зафіксовано системне погіршення значень усіх досліджуваних індикаторів: калорійність добового раціону опустилася нижче нормативного порогу; виявлено суттєвий дефіцит споживання за основними товарними групами; державний резерв продовольчого зерна скоротився нижче нормативного рівня; частка витрат малозабезпечених домогосподарств на харчування значно перевищила граничний критерій; показник диференціації витрат перевищив нормативне значення. Встановлено, що під час воєнного стану зафіксовані деформації не можуть бути усунені виключно ринковими механізмами і потребують цілеспрямованого державного втручання. Розроблено методичний підхід до прогнозування динаміки індикаторів продовольчої безпеки на основі комбінованого застосування конкуруючих моделей часових рядів: лінійного тренду, моделі експоненційного згладжування з адитивною помилкою та згасаючим трендом та авторегресійної інтегрованої моделі ковзного середнього. Відбір оптимальної моделі здійснювався за критеріями статистичної точності: середньої абсолютної відсоткової похибки, середньоквадратичної помилки та інформаційного критерію Акаіке на основі крос-валідації. Ансамблевий підхід забезпечує статистично обґрунтовані прогнози для коротких часових рядів, характерних для аграрної статистики в умовах системних потрясінь. Реалізовано сценарний підхід до прогнозування, в межах якого сформовано три альтернативних сценарії розвитку продовольчої системи5 України у середньостроковій перспективі. Песимістичний сценарій (prolonged shock) передбачає збереження суттєвого негативного впливу воєнного чинника та уповільнене відновлення потенціалу. Базовий сценарій (partial recovery) ґрунтується на поступовій стабілізації ситуації та частковому відновленні виробничих і логістичних можливостей. Оптимістичний сценарій (accelerated recovery) передбачає прискорене відновлення завдяки масштабній міжнародній підтримці, технологічній модернізації та ефективному державному регулюванню. Прогнозні розрахунки встановили, що навіть за базовим сценарієм окремі індикатори, зокрема, рівень державного резерву зерна та економічна доступність продовольства для малозабезпечених верств – не досягнуть нормативних значень у середньостроковій перспективі, що визначає пріоритети державної підтримки. В рекомендаційній частині дослідження розроблено інтегральну модель зростання виробничо-збутового потенціалу забезпечення продовольчої безпеки України. Модель побудована на основі агрегування чотирьох функціональних складових ВЗБП у два аналітичні компоненти: виробничий та збутовий потенціали з відповідними ваговими коефіцієнтами, емпірично визначеними за офіційними таблицями «витрати–випуск» Держстату України за 2015–2021 рр. на основі моделі міжгалузевого балансу Леонтьєва. Модель включає динамічний коефіцієнт α(t), що відображає зростаючу роль збутової складової відносно виробничої і прогнозується методом зваженого ковзного середнього WMA(3), та мультиплікатор інноваційної активності β(t), розрахований за часткою витрат на НДДКР у валовій доданій вартості аграрного сектору. Інтегральний індекс ВЗБП(t) нормується відносно базового 2021 р. (ВЗБП(2021) = 1,0) і відображає відносний рівень відновлення потенціалу порівняно з довоєнним станом. На відміну від існуючих підходів, запропонована модель цілеспрямовано операціоналізована через авторські коефіцієнти переробки сировини (Кпс), вертикальної інтеграції (Кві), забезпеченості зберіганням (Кзб), втрат при зберіганні (Квт) та індекс логістичної ефективності (LPI), інтегровані6 у динамічні параметри α(t) і β(t) моделі, і безпосередньо пов’язує стан виробничо-збутового потенціалу з результуючими індикаторами продовольчої безпеки. Це дозволяє перейти від якісного опису регуляторних заходів до їх кількісної інтерпретації у рамках сценарного моделювання, оцінювати вплив конкретних управлінських рішень на стан продовольчої безпеки та розраховувати потенційний ефект від реалізації пріоритетних програм підтримки аграрного сектору. Модель апробовано на фактичних даних 2021–2024 рр. з прогнозом на 2025–2026 рр., що дозволило простежити повний, послідовно верифікований розрахунок інтегрального індексу ВЗБП. Встановлено, що після дефлювання вихідних даних за офіційним індексом споживчих цін Держстату (без якого показник виявився б завищеним інфляцією) індекс ВЗБП у 2022 р. знизився до 58,0% від довоєнного рівня 2021 р., частково відновився до 82,3% у 2023 р. і до 93,2% у 2024 р. (найвищий післявоєнний рівень), а прогноз методом WMA(3) на 2025–2026 рр. становить 82,9% та 86,0% відповідно. Довоєнного рівня 2021 р. потенціал не досягає за жодним із розрахованих років. Регресійний аналіз підтвердив статистично значущий зв’язок ВЗБП із калорійністю раціону та державним резервом зерна (у специфікації перших різниць, R² = 0,814 та 0,750 відповідно). Визначено пріоритетні напрями державної політики відновлення та зміцнення продовольчої безпеки України у розрізі чотирьох функціональних потенціалів ВЗБП. У сфері виробничого потенціалу – відновлення земельного ресурсу (розмінування, за станом на 2024 р. відновлено лише 420 тис. га, або 1,8% від 23 млн га, що потребують перевірки) та пільгове кредитування. У сфері потенціалу переробки – доведення коефіцієнта переробки сировини (Кпс = 0,69) до орієнтиру рівня країн ЄС (≥ 0,80) та коефіцієнта вертикальної інтеграції (Кві = 0,40) до цільового значення (≥ 0,55), що здатне генерувати додаткову вартість близько 22,6 млрд грн/рік. У сфері потенціалу зберігання – відновлення елеваторних потужностей і розвиток форвардних програм для наближення коефіцієнта забезпеченості зберіганням (Кзб = 0,68) до норматива7 (≥ 0,75) та зниження коефіцієнта втрат (Квт = 0,079) до нормативу (≤ 0,05), з потенційним ефектом збереження продукції на суму близько 22,8 млрд грн/рік. У сфері потенціалу постачання – розвиток логістичної інфраструктури для наближення індексу LPI (2,45) до цільового рівня (≥ 3,0), що має найвищий потенціал ефекту – 2,6–3,3 млрд дол. США/рік додаткової виручки аграрного сектору. Сукупний фіскальний мультиплікатор державної підтримки за розглянутими заходами оцінено на рівні 6,4–8,9 грн приросту продукції на 1 грн підтримки.

---

Dissertation for obtaining the degree of Doctor of Philosophy in specialty 051 Economics. Mykolaiv National Agrarian University. Mykolaiv, 2026. The dissertation deepens, investigates, and improves existing theoretical and methodological approaches, and develops new theoretical, methodological, and practical provisions and recommendations for modeling the growth of the agrarian sector's production-and-marketing potential (PMP) as a tool for ensuring Ukraine's food security under martial law and post-war recovery conditions. In the theoretical part of the study, the conceptual and categorical apparatus for researching the agrarian sector's production-and-marketing potential is systematized and analyzed. The content of the category "production-and-marketing potential" is clarified as an integrated system that, unlike the related concepts of production, marketing, and resource potential, combines four interrelated functional components: production, processing, storage, and supply potential. For quantitative measurement purposes, these components are aggregated into two analytical components of potential – production and marketing – with weighting coefficients α₁ = 0.72 and α₂ = 0.28, respectively, empirically determined on the basis of official input–output tables of the State Statistics Service of Ukraine using the Leontief interindustry balance model. A key feature of the proposed concept is its operationalization through a direct link to the resulting food security indicators, rather than to intermediate production indicators. A comparative analysis of the concepts of production and marketing potential in domestic and foreign scholarship was conducted, their content was delineated, and a research gap was identified, which the author's concept of production-andmarketing potential fills. It was established that the vast majority of existing approaches are limited to either the production or the marketing component and do not cover the full agri-food chain from raw material cultivation to the delivery of9 products to the end consumer. The proposed structuring makes it possible to identify vulnerable points in each link separately and to formalize the cause-and-effect relationships between the state of the potential and the level of food security. A systematization of existing food security models at the national and regional levels was carried out. Classification criteria were adapted to wartime conditions by introducing an additional dimension – model resilience to structural shocks. It was established that for Ukraine, the most promising approach is a hybrid combination of elements of the export-oriented, adaptive, and innovation-technological models. A methodology for the quantitative assessment of the impact of changes in the components of production-and-marketing potential on integral food security indicators was substantiated. The methodology is based on a combination of the Leontief interindustry balance model, time-series regression analysis, and the weighted moving average (WMA(3)) method for forecasting the model's dynamic parameters, and is specifically adapted to the conditions of incomplete wartime statistical data. This approach enables comprehensive monitoring of food security that accounts for the specifics of crisis conditions. In the analytical part of the study, a comprehensive monitoring of the current state of the agrarian sector's production-and-marketing potential and Ukraine's food security during the period of full-scale military aggression was carried out. The scale of the sector's structural deformations was established: direct losses to the agroindustrial complex reached unprecedented levels, millions of hectares of agricultural land were taken out of cultivation due to mine contamination and occupation, and the majority of orchard and berry-plantation areas in frontline regions were destroyed. It was determined that the deformations are of a pronounced structural nature and simultaneously affect the production, processing, logistics, and marketing components of production-and-marketing potential. Monitoring of export-import operations in the agrarian sphere was conducted. It was established that, despite the destructive impact of military actions, Ukraine's agrarian sector adapted to new logistics routes and diversified its sales markets in order to preserve a positive trade balance. The increase in transport costs resulting10 from the reorientation of logistics routes significantly reduced the price competitiveness of domestic agrarian products on foreign markets. An assessment of the country's food security status was carried out using a system of integral indicators. Since the start of the full-scale war, a systemic deterioration in the values of all indicators studied has been recorded: daily caloric intake fell below the normative threshold; a significant consumption deficit was identified across the main product groups; the state reserve of food grain fell below the normative level; the share of food expenditure among low-income households significantly exceeded the critical threshold; and the expenditure differentiation indicator exceeded its normative value. It was established that, during martial law, the recorded deformations cannot be eliminated by market mechanisms alone and require targeted state intervention. A methodological approach to forecasting the dynamics of food security indicators was developed, based on the combined application of competing timeseries models: linear trend, exponential smoothing with additive error and damped trend, and the autoregressive integrated moving average model. The optimal model was selected according to statistical accuracy criteria: mean absolute percentage error, root mean square error, and the Akaike information criterion, based on crossvalidation. This ensemble approach provides statistically substantiated forecasts for short time series, which are characteristic of agrarian statistics under conditions of systemic shocks. A scenario-based forecasting approach was implemented, within which three alternative scenarios for the medium-term development of Ukraine's food system were formulated. The pessimistic scenario (prolonged shock) assumes the persistence of a significant negative impact of the war factor and a slow recovery of potential. The base scenario (partial recovery) is grounded in the gradual stabilization of the situation and partial restoration of production and logistics capacities. The optimistic scenario (accelerated recovery) assumes accelerated recovery driven by large-scale international support, technological modernization, and effective state regulation. Forecast calculations established that even under the11 base scenario, certain indicators – in particular, the level of the state grain reserve and the economic accessibility of food for low-income groups – will not reach their normative values in the medium term, which determines the priorities for state support. In the recommendatory part of the study, an integral model for the growth of production-and-marketing potential for ensuring Ukraine's food security was developed. The model is built on the aggregation of the four functional components of PMP into two analytical components – production and marketing potential – with corresponding weighting coefficients empirically determined from the official input–output tables of the State Statistics Service of Ukraine for 2015–2021, based on the Leontief interindustry balance model. The model includes a dynamic coefficient α(t), which reflects the growing role of the marketing component relative to the production component and is forecast using the weighted moving average method WMA(3), as well as an innovation-activity multiplier β(t), calculated as the share of R&D expenditure in the gross value added of the agrarian sector. The integral PMP(t) index is normalized relative to the base year 2021 (PMP(2021) = 1.0) and reflects the relative level of potential recovery compared to the pre-war state. Unlike existing approaches, the proposed model is purposefully operationalized through the author's coefficients of raw material processing (Kpc), vertical integration (Kvi), storage provision (Kzb), storage losses (Kvt), and the Logistics Performance Index (LPI), integrated into the dynamic parameters α(t) and β(t) of the model, and it directly links the state of production-and-marketing potential to the resulting food security indicators. This makes it possible to move from a qualitative description of regulatory measures to their quantitative interpretation within scenario modeling, to assess the impact of specific management decisions on the state of food security, and to calculate the potential effect of implementing priority support programs for the agrarian sector. The model was tested using actual data for 2021–2024 with a forecast for 2025–2026, which made it possible to trace a complete, consistently verified12 calculation of the integral PMP index. It was established that, after deflating the initial data using the official consumer price index of the State Statistics Service (without which the indicator would have been overstated due to inflation), the PMP index declined to 58.0% of the pre-war level in 2022, partially recovered to 82.3% in 2023 and to 93.2% in 2024 (the highest post-war level), while the WMA(3) forecast for 2025–2026 amounts to 82.9% and 86.0%, respectively. The potential does not reach the pre-war level of 2021 in any of the calculated years. Regression analysis confirmed a statistically significant relationship between PMP and both dietary caloric intake and the state grain reserve (in first-difference specification, R² = 0.814 and 0.750, respectively). Priority directions of state policy for restoring and strengthening Ukraine's food security were identified across the four functional components of PMP. In the sphere of production potential – restoration of land resources (demining; as of 2024, only 420 thousand hectares, or 1.8% of the 23 million hectares requiring inspection, have been restored) and preferential lending. In the sphere of processing potential – raising the raw material processing ratio (Kpc = 0.69) toward the EU benchmark level (≥ 0.80) and the vertical integration ratio (Kvi = 0.40) toward its target value (≥ 0.55), which is capable of generating approximately UAH 22.6 billion per year in additional value. In the sphere of storage potential – restoring elevator capacity and developing forward-contract programs to bring the storage provision ratio (Kzb = 0.68) closer to the norm (≥ 0.75) and to reduce the storage loss ratio (Kvt = 0.079) to the norm (≤ 0.05), with a potential effect of preserving output worth approximately UAH 22.8 billion per year. In the sphere of supply potential – developing logistics infrastructure to bring the Logistics Performance Index (2.45) closer to its target level (≥ 3.0), which has the highest potential effect – USD 2.6– 3.3 billion per year in additional revenue for the agrarian sector. The aggregate fiscal multiplier of state support across the measures considered is estimated at UAH 6.4– 8.9 of output growth per UAH 1 of support.