中国农学通报第24卷第6期2008年6月htp://ww.casb.org.cn基于灰色理论的河南省粮食生产预测贺振,贺俊平(商丘师范学院环境与规划系,商丘476000)摘要:粮食生产的变化受很多因素的影响,其具有灰色系统的特征,可以应用灰色理论对其进行预测。基于河南省1978-2006 年的粮食生产的相关数据,分析了粮食生产、人口、耕地的变化特征,并利用灰色理论对河南省未来14年内粮食产量、人口和人均耕地进行了预测研究,预测精度较高。结果表明,河南省未来几年内,人口数量和粮食产量呈不断上升趋势,但人均耕地面积却呈不断下降趋势。根据预测结果,提出了相对应保护耕地,提高粮食产量的对策,为政府部门制定政策提供科学依据。关键词:灰色理论;粮食生产;预测;河南省中图分类号:F062.1文献标识码:AGrain Production Forecast of Henan Province Based on Gray System TheoryHe Zhen, He Junping(Enwironment and panning department, ShangQiu normal uiersiy, ShangQiu 476000Abstract: Grain production is affected by many factors with the characteristics of gray system, forecasted bygray system theory. The paper analyses the change of the grain production, population and arable land, andforecasts their amounts in the fllowing fouteen years based on the relate data from 1978 to 2006 in Henanprovince. The results show the population and grain production will meet a rising trend, but the per capitaarea of arable land has an opposite trend within the next few years. At last, the paper puts forward to somescientifie advice for govermment to protect the arable land, increase the grain production.Key words: gray eystem theory, grain production, forecast, Henan province粮食生产与耕地面积的变化爱到诸多因素的影析研究了河南省粮食生产发展趋势，可达到较高的预响，如气候因素、政策导向等,其中有些因素可以确定，测精度。有些因素难以量化。即系统的部分信息已知，部分信息1.1 GM(1,1)模型建立未知。而灰色系统理论以“部分信息已知,部分信息未(1)建立数据序列如,共有n个观测值x=(x%(1),知”的“小样本”的不确定系统为研究对象叫。因此,可x02(),3(),.,.(x)).以将粮食生产和耕地面积预测问题作为灰色系统问题(2)对xO()做累加可得到新数列x(i),其元素为:来研究。笔者主要研究了河南省耕地资源和粮食生产x()= M=mMm,12,3..-n,对数列呵建立预测模型的动态变化特征，并利用灰色预测模型对未来河南省粮食生产、人口与人均耕地面积进行了预测，为政府部的白化形式方程,即GM(1, 1)模型方程: d." +ax:=u,门统筹安排,制定相应对策提供了科学依据。”dt1研究方法式中a称为发展灰数,u称为内生控制灰数。笔者主要采用灰色理论中的GM(1, 1)模型45,以(3)设a为待估参数向量a=“,按最小二乘法求河南省统计年鉴相关数据为基础，利用DPS软件,分lu」基金项目:2007年河南省政府决策研究招标课趣“河南省粮食生产动态预测与土地质中国煤化工项目“我省在中部六省中创新能力与优势研究0613011200);商丘师范学院人文地理重点建设学科"(2007):MYHCNMHG第一作者简介:贺振，男, 1977年出生，山西忻州人,博士,研究方向为地理信息系统开发与应用。通信地址:46000河南省商丘市文化中路298号商丘师范学院环境与规划系办公室. Tel:0370 -2592137,E mail:hezh9110126. com.收稿日期: 2008-05-04,修回日期:2008-05-16..Chinese Agricultural Science Bulletin Vol.24 No. 6 2008 Junehttp://www.casb.org.cn●476*解,得a=(B'B)"BY,式中:(4)对GM(1, 1)模型方程求解,得到其对应的时间响应函数,即为CM(1, 1)预测模型的解: .一(x"2)+x:"(3)) 10(+1)=( *(1)-告}e*+些B=|立(*"(2)+:() 11.2模型精度检验指标为了评定预测模型的精度,应进行后验差C及小- (*(2)+>x"(3) 1误差概率P的检验。外推性好的预测，要求C值小,表明预测误差离散程度小，且P值必须大,即预测误差小的概率大,预测精度高。由概率统计方法将预测精度检表1预测精度等级对照表预测精度等级好合格勉强不合格>0. 95>0.85>0.70≤0.↔70《0.35<0. 45<0.50≥0.65验分成4个等级，(见表1)。hm?,年均递减0.29%。第2阶段主要表现为耕地面积2河南省粮食生产与耕地资源动态变化特征增加阶段(1997-2002 年)。这一阶段耕地面积增加2.1耕地资源动态变化特征489.4千hm?,年均增长率为1.41%。第3阶段主要表河南省自1978年以来,耕地面积总体呈现阶段性现为耕地面积减少阶段(2002-2004 年)。这一时间耕变化(见图1).第1阶段主要表现为耕地面积减少阶地面积减少85.3千hm2,年均递减0.59%。第4阶段主段(1978- -1997 年)。这一时期耕地面积净减383.9千要表现为耕地面积增长阶段(2004-2006年)。 这一阶11000一-人口+耕地面积-+人均耕地面积0.110.110000.0.099000.........0.08 380000.07的只富70000 m0.05￥60000.0450000.03时间图1河南省1978 2006年耕地面积、人口、人均耕地面积变化段耕地面积增加24.9千hm?,年均增长0.17%。1.48%。第2阶段主要表现为人均耕地面积增长阶段2.2人均耕地动态变化特征(2001- 2002 年)。2002年人均耕地面积0.0756hm2,比河南省人口自1978年以来，一直处于增长状态2001年增长了0.033hm2,增长率为4.56%。第3阶段(见图1).1978 年年末总人口为7067万人,至2006年主要表现为人均耕地面积减少阶段(2002- 2006 年)。人口增至9820万人，净增1944万人，平均每年增长2006年人均耕地面积0.0733hm2,比2002年减少了69.43 万人,年增长率为1.18%。其次,耕地面积也在不0.0023hm?,年均减少0.78%。断下降。因此,自1978年以来,河南省人均耕地面积呈2.3[中国煤化工急剧下降趋势，按速度大体可以分为3个阶段(见图lYHCNMHGa粮食资源统计表明1)。第1阶段主要表现为人均耕地面积迅速下降阶段[的,其粮食产量总 体特征为波动中趋于上升(见图2)。(1978- -2001 年)。1978年人均耕地面积为0.101 3hm?,具体表现为:一是粮食总产量整体呈上升趋势。全省粮到2001年人均耕地面积降为0.0723hm,年均减少食产量由1978a的2097.4 万t增加到2006年的5055中圆农学通握第24卷第6期2008年6月htp://wwcasb.org.cn