張運(yùn)強(qiáng)

（浙江師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321004）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐正在加快，而蔬菜是農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)展比較快的產(chǎn)業(yè)，逐漸成為農(nóng)民脫貧致富的重要手段。蔬菜產(chǎn)量不但直接影響蔬菜的價(jià)格，而且還會(huì)影響到居民生活和社會(huì)的安定。長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)于蔬菜產(chǎn)量的估計(jì)一般只能靠定性分析，事實(shí)上，也可以利用一些方法進(jìn)行定量分析。蔬菜產(chǎn)量的高低是各種影響因子綜合作用的結(jié)果，筆者通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析[1]，對(duì)影響蔬菜產(chǎn)量的因子做出較準(zhǔn)確的排序，進(jìn)一步根據(jù)物元分析的原理和方法，對(duì)蔬菜產(chǎn)量的變化趨勢(shì)作進(jìn)一步探討。

1 蔬菜影響因子的關(guān)聯(lián)排序

蔬菜產(chǎn)量高低和影響因子之間的關(guān)聯(lián)度是有高有低的，為了能夠?qū)τ绊懸蜃舆M(jìn)行較準(zhǔn)確的挑選，利用灰色關(guān)聯(lián)法對(duì)其進(jìn)行分析研究。

設(shè)母序列x0（t）和子序列xi（t），對(duì)x0（t）和xi（t）進(jìn)行無(wú)量綱化處理，并且記它們?cè)趖時(shí)刻的絕對(duì)差值為[2]：

式中：關(guān)聯(lián)度γ0i表示母序列x0（t）和子序列xi（t）之間相關(guān)的程度。

現(xiàn)以分析金華市蔬菜產(chǎn)量的變化趨勢(shì)為例來(lái)分析影響因子的挑選問(wèn)題，先確定金華蔬菜年產(chǎn)量為母序列x0（t）（單位為104t）。影響其產(chǎn)量因子有很多，選取《浙江省金華市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)1998～2009》中的數(shù)據(jù)作為子序列建立關(guān)聯(lián)模型。其中：x1表示蔬菜年播種面積（104hm2）；x2表示年化肥使用量（t）；x3表示年日照時(shí)數(shù)（h）；x4表示年降水量（mm）；x5表示年平均氣溫（℃）；x6表示土壤有機(jī)質(zhì)年平均含量（%）（表1）。

首先進(jìn)行無(wú)量綱化處理，再根據(jù)（2）、（3）式，求出絕對(duì)最大差值和絕對(duì)最小差值，最后根據(jù)（4）、（5）式計(jì)算出關(guān)聯(lián)系數(shù)（這里k=0.2），同時(shí)得出母序列與子序列之間的關(guān)聯(lián)度γ0i（表1），可以得到以下順序，γ02>γ06>γ01>γ03>γ05>γ04。

2 蔬菜產(chǎn)量預(yù)測(cè)的物元模型

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析，對(duì)前期的影響因子做出了關(guān)聯(lián)排序，然后對(duì)母序列和子序列劃分等級(jí)，并進(jìn)行物元分析。先逐次刪去關(guān)聯(lián)度較小的因子，不斷調(diào)整母序列和子序列各等級(jí)的分界值，從而使母序列計(jì)算等級(jí)與實(shí)際等級(jí)的歷史擬合率（歷史擬合率=歷史報(bào)對(duì)次數(shù)/歷史總次數(shù)×100%）達(dá)到最大。同樣可以加入預(yù)測(cè)年的前期因子，進(jìn)行物元分析，就可以較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)蔬菜產(chǎn)量的變化趨勢(shì)。

表1 金華市蔬菜年產(chǎn)量、影響因子及其關(guān)聯(lián)度

2.1 確定物元

物元分析是系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)、數(shù)學(xué)交叉的邊緣學(xué)科，是貫穿自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)應(yīng)用廣泛的橫斷學(xué)科[3]。可以使復(fù)雜問(wèn)題抽象為形象化模型，利用這些模型研究基本理論，提出相應(yīng)的實(shí)際方法。在物元分析中，把事物N及其特征c和量值x的三元有序組合[4]：

稱為物元。假設(shè)金華市蔬菜產(chǎn)量N有多個(gè)特征，需要以 n 個(gè)特征 c1，c2，…，cn和相應(yīng)的量值 x1，x2，…，xn來(lái)描述，用矩陣表示為：

2.2 物元分析的具體步驟

式中：N0j為事物的第 j個(gè)等級(jí)（j=1，2，…，m）；ci為事物第j個(gè)等級(jí)的第i個(gè)特征；x0ij為N0j關(guān)于ci的量值范圍，即各等級(jí)關(guān)于對(duì)應(yīng)特征的經(jīng)典域?yàn)?a0nj，b0nj>。

式中：P為事物等級(jí)的全體；xpi為P關(guān)于ci的量值范圍——節(jié)域。這里要求x0ijxpi。

式中：Pk為待評(píng)事物（k=1，2，…，l）；xi為 Pk關(guān)于ci的量值，即各個(gè)特征的實(shí)際數(shù)據(jù)。

（4）計(jì)算權(quán)系數(shù)。對(duì)n個(gè)特征中任意兩個(gè)特征之間的重要性進(jìn)行兩兩比較，給出比值dij（i，j=1，2，…，n），得到判斷矩陣：

（6）評(píng)定事物等級(jí)。根據(jù)最大隸屬原則，在Yj（Pk）中尋求最大的關(guān)聯(lián)函數(shù)值

那么待評(píng)事物應(yīng)歸屬于第j′個(gè)等級(jí)。

3 實(shí)例研究

就表1而言，待評(píng)事物為金華市蔬菜產(chǎn)量的序列（k=1，2，…，12），特征為前期的影響因子（i=1，2，…，6）。根據(jù)蔬菜年產(chǎn)量的變化，將其分為3個(gè)等級(jí)：低產(chǎn)量、中產(chǎn)量、高產(chǎn)量，各因子也相應(yīng)地分為3個(gè)等級(jí)（j=1，2，3）。根據(jù)參考序列計(jì)算等級(jí)與實(shí)際等級(jí)的歷史擬合率最大的原則，在計(jì)算過(guò)程中，分別刪去關(guān)聯(lián)度較小的x4和x5，并不斷調(diào)整等級(jí)分界值，最后得到歷史擬合率最大的參考序列和3個(gè)比較序列及其等級(jí)分界值（表2）。

表2 參考序列和比較序列的等級(jí)分界表

3.1 確定確定經(jīng)典域、節(jié)域和待評(píng)物元

根據(jù)金華市多年的蔬菜產(chǎn)量變化情況，確定出影響因子3個(gè)等級(jí)的經(jīng)典域，如影響因子第1等級(jí)（低產(chǎn)量）的經(jīng)典域?yàn)?/p>

其他等級(jí)的經(jīng)典域見(jiàn)表2。

根據(jù)x0ijxpi的要求，確定影響因子的節(jié)域?yàn)椋?/p>

列出待評(píng)物元。根據(jù)表1所列數(shù)據(jù)，1998年的4個(gè)影響因子用物元表示為：

其余的待評(píng)物元同上。

3.2 計(jì)算權(quán)系數(shù)和關(guān)聯(lián)函數(shù)值

利用（11）式，并根據(jù)專家咨詢意見(jiàn)，綜合得到4 個(gè)因子的權(quán)系數(shù) c1=0.26，c2=0.24，c3=0.25，c4=0.25。根據(jù)（12）～（14）式，計(jì)算得出每年蔬菜產(chǎn)量各等級(jí)的關(guān)聯(lián)函數(shù)表（表3）。

表3 金華市年蔬菜產(chǎn)量各等級(jí)的關(guān)聯(lián)函數(shù)值、計(jì)算等級(jí)及實(shí)際等級(jí)表

3.3 評(píng)定蔬菜年產(chǎn)量等級(jí)

由表3可知，在1998～2009年的12 a當(dāng)中，金華市蔬菜年產(chǎn)量的計(jì)算等級(jí)與實(shí)際等級(jí)符合的年份為11 a，而2001年的計(jì)算等級(jí)和實(shí)際等級(jí)雖然情況不符合，但是也只是相差一個(gè)等級(jí)，可見(jiàn)計(jì)算的結(jié)果是比較理想的。

由于相似的影響因子組合會(huì)導(dǎo)致相似的蔬菜年產(chǎn)量，因此，可以通過(guò)前期的因子來(lái)預(yù)測(cè)金華市未知年的蔬菜產(chǎn)量。

4 結(jié) 語(yǔ)

研究結(jié)果表明，利用前期的影響因子進(jìn)行計(jì)算，采用物元分析方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，再通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析，可以挑選出與蔬菜產(chǎn)量關(guān)系密切的影響因子；然后逐次刪除關(guān)聯(lián)度不大的因子，不斷調(diào)整分界值，可以使母序列的計(jì)算等級(jí)和實(shí)際等級(jí)的歷史擬合率達(dá)到最大，其結(jié)果是比較理想的。因此，物元分析可以對(duì)未來(lái)蔬菜產(chǎn)量變化做出比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，是一項(xiàng)科學(xué)、可靠、有效的方法。

[1] 曹蕾蕾，楊寧生.農(nóng)林牧漁產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn)分析[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（4）：146-148.

[2] 馮利華.水資源變化趨勢(shì)的物元分析 [J].地域研究與開(kāi)發(fā)，1999，18（2）：18-21.

[3] 蔡 文.物元模型及其應(yīng)用 [M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1996.

[4] 羅文斌，吳次芳，汪友潔，等.基于物元分析的城市土地生態(tài)水平評(píng)價(jià)：以浙江省杭州市為例 [J].中國(guó)土地科學(xué)，2008，22（12）：31-38.