基于灰色GM(1，1)的四川糧食產量預測研究

雷蕾　李婷　李鵠

摘要：糧食安全問題關系國計民生。糧食產量的合理預測，可以為農業生產提供科學指導，保障糧食安全。因此，糧食產量預測研究具有一定理論和現實意義。本文選取四川省2010-2020年糧食產量統計數據，利用GM（1，1）模型對四川2021—2025年糧食產量進行預測。預測結果表明：四川糧食產量整體呈上升趨勢，發展形勢和機遇好，應抓住保障糧食安全的主動權，提高糧食綜合生產能力和產量保障能力。

關鍵詞：四川 糧食產量 預測分析

引言

民以食為天，糧食安全問題關系國計民生。2022年“中央一號文件”明確提出要全面落實糧食安全黨政同責，嚴格糧食安全責任制考核，確保糧食播種面積穩定、產量保持在1.3萬億斤以上[1]。四川省作為我國糧食安全主產區，糧食消費大省，自2010年以來，糧食產量呈波動上升趨勢，許多不確定因素影響著糧食產量，通過對糧食產量的合理預測，有利于明確糧食供給與需求之間的關系，促進農業資源合理配置。

關于糧食產量的預測研究一直以來都是學術界關注的重點。目前，糧食產量預測的研究模型主要有BP神經網絡模型、時間序列模型、多元回歸模型、遙感預測模型、氣象生產力預測模型、馬爾可夫模型、灰色預測模型等。與其他預測模型相比，灰色模型具有算法簡單、數據需求量少、預測精度較高、適合中長期預測的特點，在糧食產量預測中應用較為普遍，也是發展較好的模型之一[2]。胡啟帆等驗證了灰色GM（1，1）預測模型對糧食產量預測的可行性。將GM（1，1）預測模型應用于洛陽市糧食產量預測中，計算出關聯度、均差方比、小誤差概率，模型精度判定為為一級，相對誤差小，預測結果可靠[3]。然而，通過查閱相關文獻發現，鮮有學者針對四川省糧食產量的預測研究。因此，本文利用灰色GM（1，1）預測模型，以四川省2010-2020年的糧食產量統計數據為原始數據，對四川省2021—2025年的糧食產量進行預測分析，以期為促進四川省農業資源合理配置，保障糧食安全提供科學的決策依據和參考。

一、灰色GM（1，1）預測模型

（一）模型構建

（二）精度檢驗

GM（1，1）模型精度檢驗首先要依據發展灰數a值大小對預測數據的可行性和適用場景（預測時間跨度）進行分析，然后通過殘差檢驗和后殘差檢驗對模型精度進行精度綜合判定。依據發展灰數a值大小對預測數據的可行性和適用場景，具體適用范圍如表1所示。

（三）殘差檢驗

二、四川省糧食產量預測分析

（一）數據來源及分析

選取2010-2020年四川省統計年鑒中糧食產量作為預測的原始數據，由圖1可知，糧食產量方面，2010-2020年，總體呈現波動上升趨勢，總產量保持在3183—3527萬噸之間，其中增產的年份有10個，減產的年份有1個，整體較為穩定;增長率方面，2010-2020年，實現同比增長的年份有5個，增長率整體呈波動趨勢，2014年產量較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年同比增長率為2.2%，實現10年間同比增速最高，2017—2020年增速逐漸放緩。

（二）精度檢驗及預測結果分析

根據圖1的原始數據，借助軟件SPSSAU.2021.8，運用灰色GM（1，1）預測模型對四川省糧食產量預測，并進行精度檢驗。檢驗結果如表3，糧食產量-a值為0.0097，小于0.3，參照表2，預測模型是有效的，且均適合預測中長期場景;預測精度均大于90。對原始序列和殘差序列分別計算出對應的標準差S1和S2，在此基礎上計算出C，P。C=0.047≤0.35，P=0.8089≤0.95，參照表2，模型精度等級為一級，預測精度較高，預測結果具有較強參考和借鑒意義，預測結果見表4、圖1。

從圖2可以看出四川省2021-2025年糧食產量總體呈上升趨勢。2021-2025年，糧食產量將以每年6.7%的年均增長率上漲，糧食產量將在2025年達到3731萬噸，表明四川省糧食產量增長未來發展空間巨大，發展形勢和機遇好。四川應抓住糧食產量發展機遇，促進糧食產量穩定增長，保障糧食安全。

三、結論與討論

文章以四川省2010-2020年的糧食產量統計數據為原始數據，運用灰色GM（1，1）預測模型對四川省2021-2025年的糧食產量進行預測分析，并進行精度檢驗。檢驗結果表明該模型精度等級為一級，預測精度較高，能夠預測四川省糧食產量。

從四川省2020-2025年糧食產量預測結果來看，糧食生產和產量增長整體發展態勢較好。因此，四川省應抓住保障糧食安全的主動權，提高糧食綜合生產能力和產量保障能力。從加強高標準農田建設、提高糧食生產科技水平、提高糧食物流水平、加強糧食基礎設施建設、合理布局糧食倉儲設施等多方面促進糧食產量穩定增長，保障糧食安全。

基于GM（1，1）模型的預測擬合效果良好，預測結果精度高，但是未來四川省糧食產量還受到中央、地方相關政策和生產環境等多重因素的綜合影響，因此，預測結果還需結合實際情況對GM（1，1）預測模型修正，使擬合值更加接近實際值，為保障糧食安全提供更加科學的決策依據。

參考文獻：

[1]中共中央 國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/2022-02/22/content_5675035.htm.

[2]王成智. 灰色系統模型對水產品產量的實證分析[D].大連海洋大學，2015.

[3]胡啟帆，馮愛芬，龐碧玉，等.洛陽市糧食產量影響因素及預測[J].農村經濟與科技，2021，32（05）：218-220.

（作者單位：成都信息工程大學物流學院、四川農業大學繼續教育學院、西華大學繼續教育學院）