河南省粮食生产能力预测

安徽农业科学,Joumal of Anhui Agni. Sci. 2010 ,38(8) :4236 - 4237责任编辑马卫鹏责任校对傅真治河南省粮食生产能力预测任新平(河南工业大学,河南郑州 4002摘要首先,介绍了河南省粮食生产现状,指出河南省粮食生产的飞速发展既解决了河南省人民的温饱问题,支持了工农业生产发展，保持了全社会大局稳定，又为保障国家的粮食全作出了巨大贡献。其次,考虑到研究对象为小样本、贫信息的不确定信息，对数据及其分布的限制要求少,一般利用时间序列数据,通过GM(1,1)模型进行灰色预测。为确保所建立的灰色模型有较高的精度并应用于实践预测,该研究采用残差检验法，再次,选用1996-2008年河南省粮食产量数据,建立河南省粮食产量灰色预测模型,经灰色系统建模软件运算得到模拟及预测结果，表明河南省粮食产量在今后的发展中仍将呈现平稳攀升的态势,反映了粮食产量变化的规律。最后,规划将预测目标分为3个阶段,通过分析指出,规划目标切合实际,具有可行性。关键词粮食生产;灰 色预测;粮贪增产中围分类号F326.11 文献标识码 A文章编号0517-6611(2010)08 -04236 -02Prediction of the Productive Capacity of Grain in Henan ProvinceREN Xin-ping ( Henan University of Technology ,Zhengzhou, Henan 450052)Abstract Firstly, status of grain production in Henan Province is introduced, pointing out that the rapid development of grain production hasbrought adequate food and clothing for Henan Province, has supported the development of industrial and agricultural production, has main-tained the overall stability of the whole society , and has made grate contribution to the national food secunity. Secondly , considering the smallsample of research object, the uncertain poor information and the few restrictions on data distribution, gray forecast is usually conducted by using time series data based on GM(1,1) Model. In order to ensure the high accuracy and the application in practical prediction, residual testis usedThirdly , according to the grain productive data in Henan Province in the years 1996 - 2008, Gray Prediction Model of grain produc-tion in Henan Province is established. Simuation and prediction resuls are obtained by the calculation of Gray System Modelingdicating that grain production of Henan Province still shows a steady rise in future, reflecting the change law of grain production. Finally, pre-dicted target is divided into three stages according to the planning. And analysis shows that the planning target is practical and feasible.Key words Grain production; Gray forecast; Grin increase近年,全球范围内粮食安全问题日益严重。在稳定粮食南粮食在保持总产量不断增加的同时,人均粮食占有量也不的需求结构的情况下,深刻分析投入与粮食产量间的关系，断增加。并对未来粮食产出进行科学的预测,对于农民、与农业有关表1河南省粮食产历史渍变数据的厂商的经济决策以及政府的农业政策和其他宏观经济政Table 1 Hlstorical evolution data of grain yield in Henan Prorince策,具有重要意义"。随着我国粮食生产重心逐步北移,河粮食总产量人均粮食产量粮食总产量 人均粮食产量南省在我国粮食供给格局中的地位日趋凸显。进入21世纪年份 万Year Total grainGrain yield Year Totul grain Grain yield后,河南省粮食生产能力不断提升.总产出连续4年突破500per capitayield亿kg,已经占到全国总产量的1/4,成为了名副其实的“国人1949 713.5712000 4 101.535粮仓"。但是,随着国民经济持续发展和人民生活质量不断1969 1321.5292001 4 19.93319832 904.08320024 210.039提高,粮食消费需求呈现刚性增长的态势。因此,我国粮仓1990 3 303.7862003 3 569.570能否继续保持粮食增产势头以及将来的增产潜力,对于保障1999 3466.52004 4 260.040国家粮食安全具有至关重要的意义。1996 3 839.9202005 4 582.0901河南省粮食生产现状19973 894.742320065 010.0341998 4009.6322007 s 245.059作为我国的农业大省,河南自20世纪80年代初期实现1999 4253.32008 5 370.072_粮食净调出后,1997年粮食产量首次跃居全国第1,2000年注:资料来源于<中国统计年鉴)、《河南农村统计年鉴》。开始实现稳居全国第1。2006年河南粮食总产量突破千亿Note: Data are from China Satistical Yearbook, Henan Rural Saistical斤大关,2008年粮食总产量5 370.0万t,与1949年713.5万Yearbook.t相比,增长了7倍多,年均增长10. 95% ,高于同期全国和世2河南省未来粮食产出水平预测界年均增长速度(表1)。据统计,2009年河南省粮食产量达到539亿kg,实现了“十连冠"。河南省粮食生产的飞速发粮食产量的高低取决于生产投人、科学技术发展等社会展,不仅为解决全省人民的温饱问题,支持工农业生产发展，因素的影响,同时又受到气候、环境等自然条件、国家政策调保持全社会大局稳定起到了重要作用,同时,也为保障国家整等多种因素的影响，是许多因素综合作用的结果。因此,的粮食安全作出了重大贡献。总之,建国以来,河南省的粮可以把粮食产量的形成过程看作是既含有已知信息又含有食总产量不断增加,粮食单产和人均粮食占有量虽有短暂的中国煤化工“免影响粮食产量消长波动,总体呈上升的趋势。从各时期看,人均占有粮食增长的众据本身挖掘有用的信速度略低于粮食总产量的增长速度,但相差不大。这说明河息,将TYHCNMHG粮食产量发展的内在规律,从而建立抽象系统发展变化的动态预测模型,对粮食作者简介任新+(1970-).男。河北界人,博士,别教授,从事粮食 产量做出科学准确的预测,为指导粮食生产提供科学的理论经济、农产品物流研究。收稿日期2009-12-14依据。423738喜8期任新平河南省粮食生产 能力预测2.1灰色预瀏模型建立灰色预测模型研究的对象是小样素将不断地相维进人系统影响预测结果。因此,由于粮食生本、贫信息的不确定信息,对数据及其分布的限制要求小,一产易受多变的气候、国家政策等多种不确定因素的影响,它般利用时间序列数据,通过GM(1,1)模型进行预测。GM(1,不可能达到完全白化的程度,只能得出- -定范围内的水平，1)模型是最常用的灰色预测模型,不但预测精度高,而且可即灰色界域内的水平。以进行长期预测,用累加生成拟合微分方程,符合能量系统表2河南省粮食产量摸揿值.残差及相对误差的变化规律。灰色系统理论首先对原始数据进行生产处理, .Table2 Simolated value, residual rror and relative error of gnaln经生成处理后就可从表面上无序的数据序列中发现其内在yheld in Henan Province万规律性”。设原始时间序列数据x(°)为X[)=|x°) .-年份食产量实际值 模拟及预测值相对误差Jwaluedi Simiated andResihal Cmr Relarive ecmor∞x9} ,其中,x(9)≥0,由它产生的一-次累加生产数列为X“"= Yeegnuinyield prdited vabue3718.890781 - 121.009219 - 3.151 364{x" ,”,"?I,其中,,”=&x =州+x1) ,其中,=19963 859.73 808.951 821 -85.748 179 -2.201 6631997. 3901. 193885.108.406115 -2.703 6641.2.**.n。19984 009.63995.669792 - 257.630208 -6.057 184利用一次累加生成数列拟合微分方程:2000410Iζ4 092 433 640-9.066360 -0.221 0504119.9 4 191.540833 71.640 8331.738 897dox'"axl"=u20024210.04 293. 048 12483.048 1241.972 64020033569.54397.013 635827.513635 23. 182 9012004 .4 260.04503.496 898243.496898 5.715 890其系数向量可采用最小二乘法估计求解: .20054 582.04612.558 88330.558 8830.666 933a=(a,u)=(B' B)"B'Y20065 010.04724. 262 043- 285.737 957 -5.703 352.2007 .5 245.04 838.670339 - 406.329661 -7. 746 991式中,B和x分别为如下矩阵和向量:20085370.0 4955.849279 -414. 150721 -7.712 304「-1/2[x"'+*"] 1120095 075.865 9652015 198.789 114-1/2[x"+"'] 1x20115 324. 689 115=|,y=”20125 453.638 06120135 585.709 784L-1/2[x2 +*"] 1」 Lx,°)J20145 720.979 91220155 859.525 902解上述微分方程,得到时间响应函数:20166 001.427 08520176 146.764 712"(1+1)=[x°0(1)-"]e~" +台20186 295.622 00820196 448.084 20720206 604.238 611将上式写成离散形式器n=[端-告]e~ +气,由于3结论与讨论序列x"是x10)的一阶累加序列,根据。1)通过累减计算,可2008年8月,河南省<国家粮食战略工程河南核心区建得x(0)的估计值210 =溜mn -%“”.其中,1.m。设规划纲要>上报国务院,规划提出从现在起到2020年,使为确保所建灰色模型有较高的精度并应用于预测实践，河南粮食产 量由目前的500亿kg稳定提高到650亿kg,成一般采用残差检验 、关联度检验和后验差检验3种检验方为全国重要的粮食生产核心区,为保障国家粮食安全做出更法。一般情况下,最常用的是残差检验指标。此外,根据灰大贡献”"。预期目标划分为3个阶段,分别为:①到2010色系统理论,CM(1,1)模型具有一定的适用范围。当发展系年,粮食产量达到SS0亿kg,-产增加值2 500亿元(按2007数大于-0.3时,所建立的CM(1,1)模型可用于中长期预年价格计算,下同) ,农民人均纯收人5 000元,农村恩格尔系测;当发展系数大于-0.5.小于-0.3时,GM(1,1)模型可用数为35%。②到2015年,粮食产量达到600亿kg,一产增加于短期预测与中长期预测慎用;当发展系数大于-0.8、小于值为3 000亿元,农民人均纯收人为7 000元,农村恩格尔系-0.5时,用CM(1,1)作短期预测应十分谨慎;当发展系数数为32%。③到2020年,粮食产量达到650亿kg.- -产增加大于-1.小于-0.8时,应采用残差修正GM(1,1)模型;当值为3 700亿元,农民人均纯收入达到1000元、力争超过全发展系数小于-1时,不宜采用GM(1,1)模型进行预测。国平均水平,农村恩格尔系数为30%。根据前文灰色模型的2.2粮食产出预测选用1996 ~2008年河南省粮食产量数预测结果,到2010年河南省粮食产量可预测可达5198.8万据,建立河南省粮食产量的灰色预测模型,经灰色系统建模t,约合520亿kg;2015年产量可达5 859.5万L,合约586亿软件运算得到摸拟及预测结果(表2)。该模型的时间响应kg;2020年河南省粮食产量预计可达6604.2万t,约合60.55函数为X1 =153 564. 167 155exp(0. 023 929 t) -亿kg。由此可见,规划目标是比较切合实际的,具有可行性。15097.667 155发展系数为-0.023 929,大于-0.3.所建如果在此期间没有其他重特大意外(如自然灾害等)的发生，立的GM(1,1)模型可用于中长期预测，平均相对误差较小,这一目标基本可以实现。为5.088 544%。由表2可见,河南省粮食产量在今后的发展参考文中国煤化工中仍将呈现平稳攀升的态势,这在-定程度上表明了该模型[1] OLARREL L Are rerisions to能够反映出粮食产量变化的规律。从理论上来讲,灰色模型YHCNMHGj. Amenema AepalaExci00.0404)020010 -1104.可以从初始值- -直延伸到未来的任意时刻，可以对长远的粮邓聚龙，灰色预刮与决策[ M].武汉:华中工学院出版社,196.食产量提供规划性依据。但是,随着时间的推移,未来的因[3)河南省政府国家粮食战略工程河南核心区建设规划4要(2)208.0