甘肅省糧食產(chǎn)量影響因素的灰色關聯(lián)動態(tài)分析

許甜甜，陳 英

（甘肅農(nóng)業(yè)大學 管理學院，甘肅 蘭州 730073）

一、引言

國務院于2018 年發(fā)布的中央一號文件中強調(diào)，確保國家糧食安全是實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的首要任務，糧食安全問題不僅影響整個國民經(jīng)濟發(fā)展，而且影響整個社會的穩(wěn)定，因此維持糧食生產(chǎn)的可持續(xù)性尤為重要，而影響糧食生產(chǎn)的因素發(fā)揮著不可忽視的作用。相關學者在糧食產(chǎn)量及其影響因素方面均有研究，盧李朋等（2014）[1]通過構(gòu)建糧食增產(chǎn)影響因子評價模型，根據(jù)評價結(jié)果提出對策建議。李昊儒等（2018）[2]從糧食產(chǎn)量的波動特征角度出發(fā)，通過對自然、科技、社會經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件等因素的量化分析，為制定科學合理的農(nóng)業(yè)政策、保障我國糧食產(chǎn)量的可持續(xù)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。王珺鑫（2018）[3]從整體性和階段性出發(fā)，實證分析了山東省糧食產(chǎn)量的影響因素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)糧食播種面積對糧食產(chǎn)量的影響最大，而農(nóng)業(yè)機械總動力的影響較小，化肥施用總量位于兩者之間。王曙光等（2018）[4]針對江蘇省糧食生產(chǎn)特征，將江蘇省糧食生產(chǎn)的時間段劃分為2 個時段，采用灰色關聯(lián)分析法，對2 個時段中10 個影響因素進行動態(tài)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)影響江蘇省糧食產(chǎn)量的首要因素是糧食播種面積。本文在以往學者研究的基礎上，對甘肅省糧食產(chǎn)量及其影響因素進行了趨勢預測，以期動態(tài)的了解甘肅省糧食產(chǎn)量以及影響因素。

甘肅省屬于典型的黃土高原半干旱地區(qū)，不但降雨量少而且水土資源流失也比較嚴重，是全國最貧困的地區(qū)之一，加上脆弱的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和頻發(fā)的自然災害，經(jīng)濟發(fā)展也比較落后，惡劣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力較弱，糧食安全問題也異常突出，研究甘肅省的糧食生產(chǎn)及其主要影響因素，對于指導糧食科學生產(chǎn)提供依據(jù)無疑具有現(xiàn)實意義，本文基于2005—2017 年甘肅省糧食產(chǎn)量及其影響因素的數(shù)據(jù)，采用灰色關聯(lián)分析模型，在分析影響甘肅省糧食產(chǎn)量的基礎上，運用灰色預測模型對未來幾年甘肅省糧食產(chǎn)量及其影響因素進行趨勢預測，以便為甘肅省糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

二、數(shù)據(jù)來源與研究方法

（一）數(shù)據(jù)來源

影響糧食生產(chǎn)的因素大致可以分為這樣幾類：經(jīng)濟因素、技術因素、政治因素以及自然條件的因素[5-6]。根據(jù)各種因素對糧食生產(chǎn)的影響程度，同時考慮到獲取數(shù)據(jù)的難度，因此結(jié)合甘肅省糧食生產(chǎn)的實際情況，選取甘肅省糧食產(chǎn)量（Y）為參考序列，糧食作物播種面積（X1）、有效灌溉面積（X2）、受災面積（X3）、化肥施用折純量（X4）、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)價格指數(shù)（X5）、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格指數(shù)（X6）、農(nóng)村從業(yè)人員（X7）、糧食單位面積產(chǎn)量（X8）、農(nóng)業(yè)支出（X9）、農(nóng)業(yè)機械總動力（X10）等具有代表性的10 個影響因素為比較序列，以2004—2018 年《甘肅省發(fā)展年鑒》《甘肅六十年》為基礎數(shù)據(jù)（見表1）。

表1 2005—2017 年甘肅省糧食產(chǎn)量及其影響因素數(shù)據(jù)

（二）研究方法

1.灰色關聯(lián)分析模型。本文運用灰色關聯(lián)分析法，其是一種多因素統(tǒng)計分析方法，意在揭示因素間關系的強弱情況，各影響因素的時間序是其運算對象[7-8]。影響糧食生產(chǎn)的諸多因素構(gòu)成了一個抽象而復雜的系統(tǒng)，各種因素的結(jié)合決定了糧食生產(chǎn)的發(fā)展趨勢[9]。回歸分析，方差分析，主成分分析和灰色關聯(lián)分析是系統(tǒng)分析的常用方法[10]。然而，灰色關聯(lián)分析與其他分析相比，既不需要數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計規(guī)律，也不需要樣本服從典型概率分布。由于糧食生產(chǎn)過程本身是一個受許多因素影響的復雜系統(tǒng)[11]。另外，本文選擇的可比統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時間序列不長。因此，選擇使用灰色關聯(lián)分析模型具有明顯的優(yōu)勢。

灰色關聯(lián)分析模型構(gòu)建過程如下：

（1）首先對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化的處理

（3）求關聯(lián)系數(shù)

（4）計算關聯(lián)度

2.GM（1.1）預測模型。設X（0）（t）={X（0）（1），X（0）（2），…，X（0）n}是所要預測的某項指標的原始數(shù)據(jù)，通過對原始數(shù)據(jù)進行一次累加生成（AGO），得到一次累加生成序列，X（1）（t）={X（1）（1），X（1）（2），…，X（1）（n）}，式中由此得到微分方程為，方程中系數(shù)按最小二乘法求解得式中：Y 為列向量（X（0）（2），X（0）（3），…，X（0）（n））T，B 為矩陣：

三、甘肅省糧食產(chǎn)量影響因素關聯(lián)分析與預測

（一）甘肅省糧食產(chǎn)量影響因素關聯(lián)分析

1.原始數(shù)據(jù)的無量綱化處理。由于各個影響因素的量綱不相同，比如X1糧食作物播種面積為千公頃，X4化肥施用折純量為萬噸，因此為了便于比較，將原始數(shù)據(jù)進行無量綱化的處理，本文采用的是均值法的處理方法，數(shù)據(jù)的處理結(jié)果如表2 所示。

2.求關聯(lián)度。根據(jù)灰色關聯(lián)分析模型和表2 中所列的經(jīng)過無量鋼化處理的數(shù)據(jù)，以甘肅省糧食產(chǎn)量（Y）為參考序列，以因素X1—X11為比較序列，分別按照2005—2010 年、2011—2017 年兩個時期以及2005—2017 年總時期來進行分析，計算不同時期甘肅省糧食產(chǎn)量及其影響因素之間的灰色關聯(lián)度，結(jié)果如表3 所示。

表2 原始數(shù)據(jù)的均值化處理

表3 不同時期甘肅省糧食產(chǎn)量及其主要影響因素的灰色關聯(lián)度與排序

關聯(lián)度反映了參考序列和比較序列之間關聯(lián)的緊密程度。關聯(lián)度越大，比較序列對參考序列的影響就越大，反之越小[12]。根據(jù)表3 的分析結(jié)果可知，2005—2010 年化肥施用折純量、糧食單位面積產(chǎn)量和糧食播種面積對甘肅省糧食產(chǎn)量的影響最大，是影響糧食總產(chǎn)量的重要原因。其次是糧食作物播種面積和農(nóng)村從業(yè)人員對糧食產(chǎn)量也產(chǎn)生了較大的影響。而在2010—2017 年糧食單位面積產(chǎn)量、有效灌溉面積和糧食作物播種面積對糧食產(chǎn)量影響較大，其次是化肥施用折純量和第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員。由表1 觀察可知，在這一時期內(nèi)，糧食作物播種面積和第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員是逐年減少的，但是單位面積產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)機械總動力逐年增加，可見在這一時期內(nèi)，保證糧食安全主要依靠農(nóng)業(yè)技術的不斷進步和生產(chǎn)條件的不斷改善。對于2005—2017 年這一總時期，影響糧食產(chǎn)量的主要因素則是糧食單位面積產(chǎn)量、化肥施用折純量和農(nóng)業(yè)機械總動力，其次是有效灌溉面積和糧食播種面積。對于糧食單位面積產(chǎn)量，由于近年來的趨勢是農(nóng)村具有優(yōu)勢的勞動力不斷向城市轉(zhuǎn)移，使得大量耕地因為無人耕種而撂荒，導致糧食播種面積減少，而保證糧食單位面積產(chǎn)量應以農(nóng)業(yè)機械化和農(nóng)業(yè)科學技術為主要立足點。值得注意的是，甘肅省化肥施用量在2005—2017 年間是不斷增加的，盡管化肥施用量是影響甘肅省糧食產(chǎn)量的重要因素，但其不利于生態(tài)環(huán)境和耕地質(zhì)量的保護，應當鼓勵農(nóng)民使用農(nóng)家肥、綠色有機肥等來代替化學肥料。在前后兩個時期以及總體時段上反映政策性質(zhì)的變量農(nóng)業(yè)支出不是影響糧食產(chǎn)量最為重要的因素。盡管數(shù)量穩(wěn)步上升，但是由于其上升空間是有限的，未來對于糧食增產(chǎn)的拉動作用也十分有限。

（二）甘肅省糧食產(chǎn)量及其影響因素預測

根據(jù)表1 中的數(shù)據(jù)，先對甘肅省糧食產(chǎn)量建立GM（1.1）模型，獲得2018—2025 年各項指標的預測值（見表5）。表4 顯示了甘肅省糧食產(chǎn)量預測中的誤差，從表中可以看出原序列適合進行灰色系統(tǒng)預測。根據(jù)同樣的原理，可以求出其他影響因素的預測值，如表5 所示。

表4 甘肅省糧食產(chǎn)量預測誤差檢驗

表5 2018—2025 年甘肅省糧食產(chǎn)量及其主要影響因素預測值

根據(jù)表5 顯示的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在2018—2025年甘肅省糧食產(chǎn)量將會逐年增加，這與近年來國家將糧食安全作為重大舉措密切相關。根據(jù)表5 所示的結(jié)果，再次進行灰色關聯(lián)分析，可得表6 所示的關聯(lián)趨勢。

表6 2018—2025 年甘肅省糧食產(chǎn)量及其主要影響因素預測的灰色關聯(lián)度與排序

根據(jù)表6 所示的結(jié)果，2018—2025 年影響甘肅省糧食產(chǎn)量的主要因素將會是農(nóng)業(yè)機械總動力、糧食單位面積產(chǎn)量、化肥使用折純量，與表3 所示的結(jié)果進行比較，發(fā)現(xiàn)在預測時段內(nèi)影響甘肅省糧食產(chǎn)量的主要影響因素（排序前三位）與2005—2017 年的主要影響因素（排序前三位）是相同的，說明這三個影響因素即農(nóng)業(yè)機械總動力、糧食單位面積產(chǎn)量和化肥使用折純量無論是在過去幾年還是未來幾年，都是影響甘肅省糧食產(chǎn)量的重要因素。

根據(jù)表5 的預測分析，由于近年來甘肅省農(nóng)業(yè)基礎設施的不斷加強，農(nóng)村水利設施的不斷改善，使得有效灌溉面積在未來幾年里呈現(xiàn)上升趨勢。以農(nóng)業(yè)機械總動力、化肥施用折純量為代表的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平在未來幾年也處于不斷上升的趨勢，由表6 可知，三者對糧食產(chǎn)量的影響較大，關聯(lián)度分別為0.991 3、0.974 3、0.845 5。雖然糧食播種面積在未來幾年里呈上升趨勢，但是其對糧食產(chǎn)量的影響居第六位，這與近年來農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展息息相關。

四、結(jié)論

通過對2005—2017 年甘肅省糧食產(chǎn)量及其影響因素的灰色關聯(lián)分析，并運用灰色預測模型對其進行趨勢預測，可以得出以下結(jié)論：

第一，無論是在2005—2017 年，還是在2018—2025 年，農(nóng)業(yè)機械總動力、糧食單位面積產(chǎn)量和化肥使用折純量均是影響甘肅省糧食產(chǎn)量的主要因素。

第二，通過對2018—2025 年糧食產(chǎn)量的預測可知，在未來五年，甘肅省糧食產(chǎn)量逐年增加。

第三，增加農(nóng)業(yè)機械總動力、增加農(nóng)田有效灌溉面積、促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，是穩(wěn)定糧食生產(chǎn)的必然選擇。

第四，根據(jù)趨勢預測可知，化肥施用量仍然逐年遞增，這對于發(fā)展糧食綠色生產(chǎn)造成很大的困擾，因此實施化肥農(nóng)藥減量迫在眉睫。