基于灰色GM(1，1)的四川糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)研究

雷蕾　李婷　李鵠

摘要：糧食安全問題關(guān)系國(guó)計(jì)民生。糧食產(chǎn)量的合理預(yù)測(cè)，可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)，保障糧食安全。因此，糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)研究具有一定理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文選取四川省2010-2020年糧食產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用GM（1，1）模型對(duì)四川2021—2025年糧食產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果表明：四川糧食產(chǎn)量整體呈上升趨勢(shì)，發(fā)展形勢(shì)和機(jī)遇好，應(yīng)抓住保障糧食安全的主動(dòng)權(quán)，提高糧食綜合生產(chǎn)能力和產(chǎn)量保障能力。

關(guān)鍵詞：四川 糧食產(chǎn)量 預(yù)測(cè)分析

引言

民以食為天，糧食安全問題關(guān)系國(guó)計(jì)民生。2022年“中央一號(hào)文件”明確提出要全面落實(shí)糧食安全黨政同責(zé)，嚴(yán)格糧食安全責(zé)任制考核，確保糧食播種面積穩(wěn)定、產(chǎn)量保持在1.3萬(wàn)億斤以上[1]。四川省作為我國(guó)糧食安全主產(chǎn)區(qū)，糧食消費(fèi)大省，自2010年以來，糧食產(chǎn)量呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，許多不確定因素影響著糧食產(chǎn)量，通過對(duì)糧食產(chǎn)量的合理預(yù)測(cè)，有利于明確糧食供給與需求之間的關(guān)系，促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源合理配置。

關(guān)于糧食產(chǎn)量的預(yù)測(cè)研究一直以來都是學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點(diǎn)。目前，糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)的研究模型主要有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、時(shí)間序列模型、多元回歸模型、遙感預(yù)測(cè)模型、氣象生產(chǎn)力預(yù)測(cè)模型、馬爾可夫模型、灰色預(yù)測(cè)模型等。與其他預(yù)測(cè)模型相比，灰色模型具有算法簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)需求量少、預(yù)測(cè)精度較高、適合中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的特點(diǎn)，在糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)中應(yīng)用較為普遍，也是發(fā)展較好的模型之一[2]。胡啟帆等驗(yàn)證了灰色GM（1，1）預(yù)測(cè)模型對(duì)糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)的可行性。將GM（1，1）預(yù)測(cè)模型應(yīng)用于洛陽(yáng)市糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)中，計(jì)算出關(guān)聯(lián)度、均差方比、小誤差概率，模型精度判定為為一級(jí)，相對(duì)誤差小，預(yù)測(cè)結(jié)果可靠[3]。然而，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，鮮有學(xué)者針對(duì)四川省糧食產(chǎn)量的預(yù)測(cè)研究。因此，本文利用灰色GM（1，1）預(yù)測(cè)模型，以四川省2010-2020年的糧食產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，對(duì)四川省2021—2025年的糧食產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，以期為促進(jìn)四川省農(nóng)業(yè)資源合理配置，保障糧食安全提供科學(xué)的決策依據(jù)和參考。

一、灰色GM（1，1）預(yù)測(cè)模型

（一）模型構(gòu)建

（二）精度檢驗(yàn)

GM（1，1）模型精度檢驗(yàn)首先要依據(jù)發(fā)展灰數(shù)a值大小對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的可行性和適用場(chǎng)景（預(yù)測(cè)時(shí)間跨度）進(jìn)行分析，然后通過殘差檢驗(yàn)和后殘差檢驗(yàn)對(duì)模型精度進(jìn)行精度綜合判定。依據(jù)發(fā)展灰數(shù)a值大小對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的可行性和適用場(chǎng)景，具體適用范圍如表1所示。

（三）殘差檢驗(yàn)

二、四川省糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)分析

（一）數(shù)據(jù)來源及分析

選取2010-2020年四川省統(tǒng)計(jì)年鑒中糧食產(chǎn)量作為預(yù)測(cè)的原始數(shù)據(jù)，由圖1可知，糧食產(chǎn)量方面，2010-2020年，總體呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，總產(chǎn)量保持在3183—3527萬(wàn)噸之間，其中增產(chǎn)的年份有10個(gè)，減產(chǎn)的年份有1個(gè)，整體較為穩(wěn)定;增長(zhǎng)率方面，2010-2020年，實(shí)現(xiàn)同比增長(zhǎng)的年份有5個(gè)，增長(zhǎng)率整體呈波動(dòng)趨勢(shì)，2014年產(chǎn)量較2013年同比下降0.3%，2014年同比增速為0.3%，處于10年間最低。2016年同比增長(zhǎng)率為2.2%，實(shí)現(xiàn)10年間同比增速最高，2017—2020年增速逐漸放緩。

（二）精度檢驗(yàn)及預(yù)測(cè)結(jié)果分析

根據(jù)圖1的原始數(shù)據(jù)，借助軟件SPSSAU.2021.8，運(yùn)用灰色GM（1，1）預(yù)測(cè)模型對(duì)四川省糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)，并進(jìn)行精度檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果如表3，糧食產(chǎn)量-a值為0.0097，小于0.3，參照表2，預(yù)測(cè)模型是有效的，且均適合預(yù)測(cè)中長(zhǎng)期場(chǎng)景;預(yù)測(cè)精度均大于90。對(duì)原始序列和殘差序列分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差S1和S2，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出C，P。C=0.047≤0.35，P=0.8089≤0.95，參照表2，模型精度等級(jí)為一級(jí)，預(yù)測(cè)精度較高，預(yù)測(cè)結(jié)果具有較強(qiáng)參考和借鑒意義，預(yù)測(cè)結(jié)果見表4、圖1。

從圖2可以看出四川省2021-2025年糧食產(chǎn)量總體呈上升趨勢(shì)。2021-2025年，糧食產(chǎn)量將以每年6.7%的年均增長(zhǎng)率上漲，糧食產(chǎn)量將在2025年達(dá)到3731萬(wàn)噸，表明四川省糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)未來發(fā)展空間巨大，發(fā)展形勢(shì)和機(jī)遇好。四川應(yīng)抓住糧食產(chǎn)量發(fā)展機(jī)遇，促進(jìn)糧食產(chǎn)量穩(wěn)定增長(zhǎng)，保障糧食安全。

三、結(jié)論與討論

文章以四川省2010-2020年的糧食產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，運(yùn)用灰色GM（1，1）預(yù)測(cè)模型對(duì)四川省2021-2025年的糧食產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，并進(jìn)行精度檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果表明該模型精度等級(jí)為一級(jí)，預(yù)測(cè)精度較高，能夠預(yù)測(cè)四川省糧食產(chǎn)量。

從四川省2020-2025年糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)結(jié)果來看，糧食生產(chǎn)和產(chǎn)量增長(zhǎng)整體發(fā)展態(tài)勢(shì)較好。因此，四川省應(yīng)抓住保障糧食安全的主動(dòng)權(quán)，提高糧食綜合生產(chǎn)能力和產(chǎn)量保障能力。從加強(qiáng)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、提高糧食生產(chǎn)科技水平、提高糧食物流水平、加強(qiáng)糧食基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、合理布局糧食倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施等多方面促進(jìn)糧食產(chǎn)量穩(wěn)定增長(zhǎng)，保障糧食安全。

基于GM（1，1）模型的預(yù)測(cè)擬合效果良好，預(yù)測(cè)結(jié)果精度高，但是未來四川省糧食產(chǎn)量還受到中央、地方相關(guān)政策和生產(chǎn)環(huán)境等多重因素的綜合影響，因此，預(yù)測(cè)結(jié)果還需結(jié)合實(shí)際情況對(duì)GM（1，1）預(yù)測(cè)模型修正，使擬合值更加接近實(shí)際值，為保障糧食安全提供更加科學(xué)的決策依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于做好2022年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作的意見[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/2022-02/22/content_5675035.htm.

[2]王成智. 灰色系統(tǒng)模型對(duì)水產(chǎn)品產(chǎn)量的實(shí)證分析[D].大連海洋大學(xué)，2015.

[3]胡啟帆，馮愛芬，龐碧玉，等.洛陽(yáng)市糧食產(chǎn)量影響因素及預(yù)測(cè)[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2021，32（05）：218-220.

（作者單位：成都信息工程大學(xué)物流學(xué)院、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院、西華大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院）