基于灰色GM(1，1)的四川糧食產(chǎn)量預(yù)測研究

雷蕾　李婷　李鵠

摘要：糧食安全問題關(guān)系國計民生。糧食產(chǎn)量的合理預(yù)測，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)測研究具有一定理論和現(xiàn)實意義。本文選取四川省2010-2020年糧食產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用GM（1，1）模型對四川2021—2025年糧食產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測結(jié)果表明：四川糧食產(chǎn)量整體呈上升趨勢，發(fā)展形勢和機遇好，應(yīng)抓住保障糧食安全的主動權(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)測分析

引言

民以食為天，糧食安全問題關(guān)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(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1.3萬億斤以上[1]。四川省作為我國糧食安全主產(chǎn)區(qū)，糧食消費大省，自2010年以來，糧食產(chǎn)量呈波動上升趨勢，許多不確定因素影響著糧食產(chǎn)量，通過對糧食產(chǎn)量的合理預(yù)測，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)測研究一直以來都是學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點。目前，糧食產(chǎn)量預(yù)測的研究模型主要有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、時間序列模型、多元回歸模型、遙感預(yù)測模型、氣象生產(chǎn)力預(yù)測模型、馬爾可夫模型、灰色預(yù)測模型等。與其他預(yù)測模型相比，灰色模型具有算法簡單、數(shù)據(jù)需求量少、預(yù)測精度較高、適合中長期預(yù)測的特點，在糧食產(chǎn)量預(yù)測中應(yīng)用較為普遍，也是發(fā)展較好的模型之一[2]。胡啟帆等驗證了灰色GM（1，1）預(yù)測模型對糧食產(chǎn)量預(yù)測的可行性。將GM（1，1）預(yù)測模型應(yīng)用于洛陽市糧食產(chǎn)量預(yù)測中，計算出關(guān)聯(lián)度、均差方比、小誤差概率，模型精度判定為為一級，相對誤差小，預(yù)測結(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)者針對四川省糧食產(chǎn)量的預(yù)測研究。因此，本文利用灰色GM（1，1）預(yù)測模型，以四川省2010-2020年的糧食產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，對四川省2021—2025年的糧食產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測分析，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)測模型

（一）模型構(gòu)建

（二）精度檢驗

GM（1，1）模型精度檢驗首先要依據(jù)發(fā)展灰數(shù)a值大小對預(yù)測數(shù)據(jù)的可行性和適用場景（預(yù)測時間跨度）進(jìn)行分析，然后通過殘差檢驗和后殘差檢驗對模型精度進(jìn)行精度綜合判定。依據(jù)發(fā)展灰數(shù)a值大小對預(yù)測數(shù)據(jù)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(chǎn)量預(yù)測分析

（一）數(shù)據(jù)來源及分析

選取2010-2020年四川省統(tǒng)計年鑒中糧食產(chǎn)量作為預(yù)測的原始數(shù)據(jù)，由圖1可知，糧食產(chǎn)量方面，2010-2020年，總體呈現(xiàn)波動上升趨勢，總產(chǎn)量保持在3183—3527萬噸之間，其中增產(chǎn)的年份有10個，減產(chǎn)的年份有1個，整體較為穩(wěn)定;增長率方面，2010-2020年，實現(xiàn)同比增長的年份有5個，增長率整體呈波動趨勢，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年同比增長率為2.2%，實現(xiàn)10年間同比增速最高，2017—2020年增速逐漸放緩。

（二）精度檢驗及預(yù)測結(jié)果分析

根據(jù)圖1的原始數(shù)據(jù)，借助軟件SPSSAU.2021.8，運用灰色GM（1，1）預(yù)測模型對四川省糧食產(chǎn)量預(yù)測，并進(jìn)行精度檢驗。檢驗結(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)測模型是有效的，且均適合預(yù)測中長期場景;預(yù)測精度均大于90。對原始序列和殘差序列分別計算出對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差S1和S2，在此基礎(chǔ)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(yù)測精度較高，預(yù)測結(jié)果具有較強參考和借鑒意義，預(yù)測結(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。2021-2025年，糧食產(chǎn)量將以每年6.7%的年均增長率上漲，糧食產(chǎn)量將在2025年達(dá)到3731萬噸，表明四川省糧食產(chǎn)量增長未來發(fā)展空間巨大，發(fā)展形勢和機遇好。四川應(yīng)抓住糧食產(chǎn)量發(fā)展機遇，促進(jìn)糧食產(chǎn)量穩(wěn)定增長，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)計數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，運用灰色GM（1，1）預(yù)測模型對四川省2021-2025年的糧食產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測分析，并進(jìn)行精度檢驗。檢驗結(jié)果表明該模型精度等級為一級，預(yù)測精度較高，能夠預(yù)測四川省糧食產(chǎn)量。

從四川省2020-2025年糧食產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果來看，糧食生產(chǎn)和產(chǎn)量增長整體發(fā)展態(tài)勢較好。因此，四川省應(yīng)抓住保障糧食安全的主動權(quán)，提高糧食綜合生產(chǎn)能力和產(chǎn)量保障能力。從加強高標(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、加強糧食基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、合理布局糧食倉儲設(shè)施等多方面促進(jìn)糧食產(chǎn)量穩(wěn)定增長，保障糧食安全。

基于GM（1，1）模型的預(yù)測擬合效果良好，預(yù)測結(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)測結(jié)果還需結(jié)合實際情況對GM（1，1）預(yù)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(xué)的決策依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中共中央 國務(wù)院關(guān)于做好2022年全面推進(jìn)鄉(xiāng)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(tǒng)模型對水產(chǎn)品產(chǎn)量的實證分析[D].大連海洋大學(xué)，2015.

[3]胡啟帆，馮愛芬，龐碧玉，等.洛陽市糧食產(chǎn)量影響因素及預(yù)測[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）