基于灰色模型的江西水稻產(chǎn)量預(yù)測(cè)研究

王雨晨

[摘要]水稻作為糧食農(nóng)作物最基本的代表，預(yù)測(cè)其未來(lái)的波動(dòng)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展與建設(shè)尤為重要。因此本文選取了2000—2018年江西省水稻產(chǎn)量數(shù)據(jù)，通過(guò)構(gòu)建灰色預(yù)測(cè)模型GM（1，1），來(lái)分析當(dāng)前江西省水稻產(chǎn)量的現(xiàn)狀并預(yù)測(cè)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)果表明，水稻產(chǎn)量走勢(shì)向好且在未來(lái)6年里會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。

[關(guān)鍵詞]水稻產(chǎn)量;灰色預(yù)測(cè)模型;GM（1，1）;農(nóng)業(yè)

中圖分類號(hào)：F224文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202004

農(nóng)業(yè)是人類衣食之源，生存之本，是一切生產(chǎn)的首要條件[1]。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作為第一產(chǎn)業(yè)增加值的重要體現(xiàn)，是全國(guó)人民關(guān)注的問(wèn)題。然而糧食作為人們賴以生存的支柱，是人們生產(chǎn)活動(dòng)的重要保障?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代下，農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，提高農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷(xiāo)售的效率，減少損耗，保證食品安全是社會(huì)的需要。因此，農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須結(jié)合飛速發(fā)展的現(xiàn)代信息科技，講究智慧農(nóng)業(yè)，增加農(nóng)作物年產(chǎn)量才是重中之重。

1 糧食產(chǎn)量現(xiàn)狀分析

中國(guó)農(nóng)耕歷史悠久，然而在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中仍存在以下問(wèn)題。第一，農(nóng)村人口過(guò)多。若農(nóng)村人口過(guò)快增長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致糧食供求一直處于緊張狀態(tài)，并會(huì)引起部分農(nóng)副產(chǎn)品價(jià)格上升。第二，土地閑置過(guò)多。許多老百姓舍不得出讓土地，但如果把進(jìn)城務(wù)工農(nóng)民的土地出讓給有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)或是其他集體來(lái)進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，這樣便可以減少糧食生產(chǎn)成本，增加收益。第三，自然災(zāi)害預(yù)防不科學(xué)。農(nóng)作物極易受氣候和自然災(zāi)害的影響，如果沒(méi)有科學(xué)的預(yù)防災(zāi)害的辦法，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害農(nóng)民的糧食收成[2]。歸根結(jié)底，農(nóng)村農(nóng)業(yè)發(fā)展需要大量的資金與人才，需要政府大力扶持。

江西省是中國(guó)江南以水稻為主的重要糧食產(chǎn)區(qū)之一，2014年江西省水稻的播種面積位居全國(guó)第2位，糧食作物播種面積占作物總播種面積的60%～70%，其中水稻常年播種面積約占糧食作物播種面積的85%～90%，因此農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要以水稻產(chǎn)量為主[3]。然而每年的水稻產(chǎn)量都是一個(gè)不定數(shù)，受很多因素的影響，其中包括氣候、人為、社會(huì)因素等。如果雨水泛濫或較少，便會(huì)對(duì)水稻造成損害，另外還有蝗蟲(chóng)等其他病害也會(huì)對(duì)莊稼造成危害。2020年的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，有4 000億只蝗蟲(chóng)侵入印度和巴基斯坦，盡管采取了一系列措施防止蝗蟲(chóng)入侵，但依舊存在糧食危機(jī)[4]，不僅可能影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還會(huì)引發(fā)饑荒等災(zāi)害，造成的損失將是巨大的，所以必須對(duì)每年的糧食產(chǎn)量進(jìn)行研究與預(yù)測(cè)，提前做好政策建議與措施來(lái)防止糧食產(chǎn)量受到危害。本文將對(duì)歷史水稻產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，以此預(yù)測(cè)未來(lái)江西省糧食產(chǎn)量的走勢(shì)。

2 灰色模型在水稻產(chǎn)量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

本文選取了2000—2018年江西省水稻產(chǎn)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)來(lái)源于《國(guó)家統(tǒng)計(jì)年鑒》）。數(shù)據(jù)顯示，2000—2010年，每年的水稻產(chǎn)量都在2 000萬(wàn)t內(nèi)穩(wěn)步上升，到2011年突破2 000萬(wàn)t。2016年和2017年水稻產(chǎn)量有所下降，原因可能是部分地區(qū)遭遇高溫、干旱。

2.1 模型介紹

灰色預(yù)測(cè)模型只有少量的信息但可以預(yù)測(cè)出該序列未來(lái)的趨勢(shì)，并且提供一個(gè)預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度[5]。之所以稱為灰色預(yù)測(cè)，是因?yàn)楹谏珵闊o(wú)信息，白色是擁有全部信息，而擁有部分但不完全的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)便是灰色預(yù)測(cè)。模型常見(jiàn)的表達(dá)式是GM（n，x），其實(shí)用n階微分方程對(duì)x個(gè)變量建立模型，GM（1，1）是一階微分方程模型。

2.2 GM（1，1）模型應(yīng)用

本文通過(guò)編寫(xiě)R語(yǔ)言代碼實(shí)現(xiàn)江西省水稻產(chǎn)量的GM（1，1）模型。

由R軟件結(jié)果看出GM（1，1）參數(shù)估計(jì)值中發(fā)展系數(shù)-a=0.023 6，灰色作用量u=1 474.294，殘差平方和為188 987.3，平均相對(duì)誤差為4.826%，相對(duì)精度為95.174%。后驗(yàn)差比值檢驗(yàn)中C值為0.221 4<0.35，看出預(yù)測(cè)精度等級(jí)為好，由此該模型擬合較好。接下來(lái)繪制水稻預(yù)測(cè)產(chǎn)量與原始產(chǎn)量走勢(shì)比較圖來(lái)判斷水稻產(chǎn)量的未來(lái)趨勢(shì)[7]。

如圖1所示，原始產(chǎn)量和預(yù)測(cè)產(chǎn)量都隨時(shí)間進(jìn)行了比較，趨勢(shì)圖顯示過(guò)去19年里水稻產(chǎn)量有很大的變化，但是變化幅度不大，從1 600萬(wàn)t增長(zhǎng)到了2 100萬(wàn)t。未來(lái)幾年里水稻產(chǎn)量應(yīng)該會(huì)持續(xù)的增長(zhǎng)，呈積極上升的趨勢(shì)。

3 結(jié) 論

本文基于2000—2018年江西省水稻時(shí)間序列數(shù)據(jù)構(gòu)建灰色預(yù)測(cè)模型GM（1，1），由預(yù)測(cè)可知水稻產(chǎn)量在未來(lái)6年里會(huì)緩慢上升，不會(huì)有很大的波動(dòng)。農(nóng)業(yè)是整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，未來(lái)江西省農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要有改革性的變化，而不是只滿足于眼前農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的緩慢增長(zhǎng)。

首先，糧食種植依舊需要科技興農(nóng)政策的扶持，各個(gè)省市需要加快農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的步伐，引進(jìn)高科技人才研發(fā)先進(jìn)設(shè)備，用于糧食產(chǎn)出與農(nóng)業(yè)耕作。還要鼓勵(lì)農(nóng)村科技進(jìn)入農(nóng)作物生產(chǎn)地，從本質(zhì)上擺脫舊傳統(tǒng)糧食耕作方法。各地政府也應(yīng)大力扶持科技興農(nóng)政策，真正做到技術(shù)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合，讓國(guó)家農(nóng)業(yè)得以發(fā)展。江西省處于中國(guó)東南偏中部地區(qū)，地勢(shì)較平坦，氣候溫暖，雨量充沛，屬于農(nóng)業(yè)大省，伴隨著農(nóng)業(yè)科技步伐的加快和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)的發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)會(huì)飛速向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。

其次，政府應(yīng)該激勵(lì)農(nóng)民多種植，激發(fā)農(nóng)民的積極性，可以通過(guò)施行一系列優(yōu)惠政策來(lái)使農(nóng)民的收入增加，為農(nóng)民提供多種糧食補(bǔ)貼，如糧食種植大戶補(bǔ)貼、扶貧補(bǔ)貼、農(nóng)民工返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)補(bǔ)貼等，都可以使農(nóng)民留在農(nóng)地。但是補(bǔ)貼是有要求的，必須種植小麥或是水稻，凡是種植至少1季的糧食作物，而且種植面積不少于50畝，就能領(lǐng)取補(bǔ)貼，這樣農(nóng)民也更愿意多種植糧食作物。

另外，糧食生產(chǎn)也應(yīng)該多元化，生產(chǎn)地要因地制宜地種植農(nóng)作物，不能單一種植作物，可以引進(jìn)高技術(shù)人才團(tuán)隊(duì)研發(fā)糧食作物生產(chǎn)方法和銷(xiāo)售渠道，讓老百姓樂(lè)于耕作，享于農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也需要規(guī)?；?，國(guó)家也出臺(tái)了一系列土地流轉(zhuǎn)政策，成片的規(guī)?；?jīng)營(yíng)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)比獨(dú)家獨(dú)戶的更多[8]。鄉(xiāng)政府也可以在各個(gè)村設(shè)置種糧工作小組，針對(duì)由農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)、種糧戶管理、農(nóng)產(chǎn)品流通等引發(fā)的多種問(wèn)題和矛盾進(jìn)行探討解決。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是各大產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，必須高度重視，這樣才能使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展。

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