李 亮，但文紅，何茂旭，何 靜

(貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550001)

貴州省糧食生產(chǎn)驅(qū)動力研究

李 亮，但文紅，何茂旭，何 靜

(貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550001)

基于2000～2011年貴州省糧食產(chǎn)量與相關(guān)影響因素的變化，對糧食生產(chǎn)影響因素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，運(yùn)用DGM(1，1)模型動態(tài)預(yù)測貴州省2012～2015年糧食產(chǎn)量發(fā)展趨勢。結(jié)果表明：2012～2015年貴州省糧食產(chǎn)量在2011年的基礎(chǔ)上略有回升，但在“十二五”期間總體上呈現(xiàn)緩慢下降趨勢；糧食生產(chǎn)影響因素由2000～2011年的農(nóng)作物播種面積>農(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù)>化肥施用量>農(nóng)藥使用量>有效灌溉面積>農(nóng)用塑料薄膜使用量>農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力，到2012～2015轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù)>農(nóng)作物播種面積>化肥施用量>農(nóng)藥使用量>農(nóng)用塑料薄膜使用量>有效灌溉面積>農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力。研究結(jié)果可為解決貴州省糧食生產(chǎn)因素的合理使用及糧食增產(chǎn)問題提供參考。

糧食；灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)；趨勢；貴州省

作為半人工、半自然的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，其糧食生產(chǎn)環(huán)節(jié)不僅受到氣候、土壤、植被、水文、地形地貌等自然環(huán)境影響，還受現(xiàn)代科技、農(nóng)業(yè)政策、農(nóng)用物資等社會經(jīng)濟(jì)因素的綜合影響，因此，糧食生產(chǎn)問題是含有已知和未知信息的動態(tài)灰色系統(tǒng)。本研究首先利用灰色系統(tǒng)理論對貴州省糧食生產(chǎn)影響因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，然后運(yùn)用DGM(1，1)模型對其發(fā)展進(jìn)行趨勢分析，以期找出糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的內(nèi)在規(guī)律，為貴州省合理調(diào)配糧食生產(chǎn)提供參考。

1 研究區(qū)域農(nóng)業(yè)概況

貴州省地處云貴高原東部，位于103°36′～109°35′E，24°37′～29°13′N之間，境內(nèi)地勢自中部向北、東、西3面傾斜，平均海拔1100m左右，降雨量豐富而保水能力差，是全國唯一沒有平原支撐的山區(qū)農(nóng)業(yè)省份[1]。貴州省土地總面積1761.7萬hm2，山地面積占87%，面積在667hm2以上的地勢平坦的“壩子”只有47片[2]；地勢起伏大，山高谷深，切割嚴(yán)重，喀斯特出露面積大，約有1091.8萬hm2，占土地總面積的61.9%；貴州農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失嚴(yán)重，水土流失面積已達(dá)73179.01hm2，占土地總面積的41.54%[3]?！笆晃濉逼陂g，貴州省耕地保有量和基本農(nóng)田保護(hù)面積分別穩(wěn)定在4438千hm2和3617千hm2；但耕地總體質(zhì)量偏差，與內(nèi)蒙古、甘肅、陜西等3個(gè)省(區(qū))位列低等地之一，平均等別為11.44等，低于全國平均水平9.80等[4]。2011年貴州省第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值726.22億元，占當(dāng)年國民生產(chǎn)總值(5701.84億元)的12.7%；年末常用耕地面積1754.9千hm2，其中水田752.25千hm2；1978～2011年貴州省農(nóng)村居民家庭人均年純收入與糧食產(chǎn)量從109.3元、643.36萬噸增至4145.35元、876.9萬噸，增長37.93倍和1.36倍[5]，其中，2011年糧食產(chǎn)量占全國比重的1.5%。2011年第一產(chǎn)業(yè)純收入占貴州省全年收入的36.2%，第一、二、三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)構(gòu)成由1978年的41.7%、40.2%、18.1%變?yōu)?011年12.7%、38.5%、48.8%，農(nóng)業(yè)比重逐年減少，第三產(chǎn)持續(xù)增加，業(yè)已成為貴州省主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[6]。

2 研究方法

貴州省農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、社會等相關(guān)數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《貴州省統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000～2012年)。

2.1 鄧氏灰色關(guān)聯(lián)分析

(1)在綜合分析影響農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量因素的基礎(chǔ)上，將農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量定位因變量，則影響產(chǎn)量的因素為自變量，據(jù)此形成如下矩陣：

(3)對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化。因選取各影響因素單位不一致，故對各個(gè)數(shù)據(jù)列進(jìn)行無量綱化處理。

(6)計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)。計(jì)算每個(gè)比較序列與之對應(yīng)參考序列元素的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

式中ρ取值與關(guān)聯(lián)系數(shù)間差異性成反比，即ρ越大，各對象間差異越小。通常ρ=0.5。

(7)計(jì)算關(guān)聯(lián)序。關(guān)聯(lián)度為比較序列與參考序列的關(guān)聯(lián)程度，其數(shù)值的擇取即比較序列元素的關(guān)聯(lián)系數(shù)的均值，記為：

2.2 DGM(1，1)預(yù)測模型

DGM(1，1)模型是在GM(1，1)預(yù)測穩(wěn)定性問題基礎(chǔ)上改進(jìn)的[6]。GM(1，1)模型預(yù)測的穩(wěn)定性一直沒有取得共同認(rèn)可，在做長期預(yù)測時(shí)仍存在較大的誤差[7-8]。改進(jìn)后DGM(1，1)模型既全面符合灰色預(yù)測模型的建模機(jī)理，又解決了GM(1，1)模型存在的缺陷，故采用。

(1)若給定原始非負(fù)數(shù)據(jù)列：

X(0)={x(0)(1)，x(0)(2)，…x(0)(n)}

將原始數(shù)據(jù)列的前t項(xiàng)元素經(jīng)一次累加后生成新數(shù)據(jù)列為：

若B=(B1，B2)T為參數(shù)列，且

則灰色微分方程x(1)(t+1)=β1x(1)(t)+β2的最小二乘估計(jì)參數(shù)列滿足：

B=(BTB)-1BTY

此時(shí)，稱x(1)(t+1)=β1x(1)(t)+β2為DGM(1，1)模型，或稱為GM(1，1)模型的離散形式。

(2)取x(1)(1)=x(0)(1)，則有DGM(1，1)模型：

(3)檢驗(yàn)預(yù)測值。DGM(1，1)模型的指標(biāo)檢驗(yàn)。對離散形式的DGM(1，1)模型進(jìn)行精度的檢驗(yàn)。對于平均相對誤差，通常情況下殘差估計(jì)不超過5%，則可認(rèn)為模型預(yù)測精度較好。

2.3 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)處理

(1)指標(biāo)選取 影響糧食生產(chǎn)不僅有熱量、光照、水、地形、土壤等自然條件，同時(shí)，化肥、農(nóng)藥、地膜、農(nóng)業(yè)機(jī)械等農(nóng)用物資的投入比重逐漸增加，成為提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的重要手段[9-10]。選取7個(gè)主要指標(biāo)對糧食生產(chǎn)影響因素的定量分析(表1)，其中Y表示農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，X1表示農(nóng)作物播種面積，X2表示有效灌溉面積，X3表示農(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù)，X4表示農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力，X5表示化肥施用量，X6表示農(nóng)用塑料薄膜使用量，X7表示農(nóng)藥使用量。

表1 2000～2011年貴州省糧食產(chǎn)量與各影響因素指標(biāo)數(shù)據(jù)

注：X1、X2單位以萬畝計(jì)，15畝折合1公頃。

(2)糧食生產(chǎn)影響因素的灰色關(guān)聯(lián)度分析 通過對貴州省近12年來影響糧食生產(chǎn)7個(gè)因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析，得出糧食生產(chǎn)與各因素之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)(表2、3)，分析各個(gè)因素與糧食生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù)的動態(tài)變化。

表2 2000～2011年貴州省糧食生產(chǎn)與各影響因素的關(guān)聯(lián)系數(shù)

表3 2000～2011年貴州省糧食生產(chǎn)與各影響因素的關(guān)聯(lián)度

3 結(jié)果與分析

3.1 糧食生產(chǎn)影響因素的灰色關(guān)聯(lián)度

從表3可以看出，2000～2011年對貴州省糧食生產(chǎn)影響最大的3個(gè)因素為主要農(nóng)作物播種面積、農(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù)和化肥施用量，而農(nóng)藥使用量、有效灌溉面積、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力對糧食生產(chǎn)影響程度依次減小。

農(nóng)作物播種面積對貴州省糧食生產(chǎn)有極其重要的影響，關(guān)聯(lián)度高達(dá)0.9547。從表2縱向看，2000～2011年有6a都是該因素影響最大，主要原因是貴州省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍為傳統(tǒng)種植業(yè)，糧食生產(chǎn)過分依賴土地；從表2橫向上看，農(nóng)作物隔播種面積呈逐年遞減趨勢，這與貴州省自2000年執(zhí)行退耕還林還草政策、城鎮(zhèn)化過程中土地流轉(zhuǎn)等不無關(guān)系。

農(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù)對糧食生產(chǎn)的影響位于第二，這是因?yàn)橘F州省山地和坡地多、平地少，農(nóng)業(yè)機(jī)械施展條件不滿足。但由表1、2可知，勞動力的數(shù)量逐年減小，影響力度呈波動中減?。皇艹擎?zhèn)化和外出務(wù)工的影響，農(nóng)村青壯年勞動力大量向外轉(zhuǎn)移，農(nóng)村勞動力的缺乏日趨明顯。

化肥施用量與糧食生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)系為第三，化肥施用量由1978年的18.6t(折純量)增加到2011年的94.6t(折純量)，增加了約5.1倍。從表1看出，貴州省化肥用量在80～90t時(shí)，對糧食產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大，并趨于穩(wěn)定。

農(nóng)藥使用量、有效灌溉面積、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力影響力分別處于4～7位。

3.2 糧食生產(chǎn)影響因素的變化趨勢

為反映貴州省糧食產(chǎn)量的變化趨勢，對影響糧食生產(chǎn)的7個(gè)因素建立預(yù)測模型，運(yùn)用DGM(1，1)對表1數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，得到貴州省2012～2015年糧食產(chǎn)量分別為1055.17萬、1049.43萬、1043.72萬、1038.05萬噸及其相關(guān)影響因素?cái)?shù)據(jù)(表4)。

表4 2012～2015年貴州省糧食產(chǎn)量影響因素預(yù)測值與相關(guān)校驗(yàn)值

注：Y、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7單位與表1同。

由表4可知，2000～2011年預(yù)測值的平均相對誤差率除農(nóng)用塑料薄膜使用量略大于5%以外，其余均小于5%，說明DGM(1，1)模型進(jìn)行預(yù)測具有較高的精度，可進(jìn)行下一步的研究。

由表5可知，在“十二五”期間，影響貴州省糧食生產(chǎn)的3大主要因素仍為農(nóng)作物播種面積、農(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù)和化肥施用量?？梢钥闯觯r(nóng)業(yè)機(jī)械總動力、農(nóng)藥使用量和農(nóng)用塑料薄膜使用量投入雖然呈現(xiàn)不斷增加趨勢，但在“十二五”期間間仍不足以成為主導(dǎo)糧食生產(chǎn)的主要因素。2000～2011年農(nóng)作物播種面積作為糧食生產(chǎn)最關(guān)鍵因素，自2012年之后從第一位下降至第二位，影響力有所下降，農(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù)上升至第一位。化肥施用量位置不變，仍排列第三的位置，影響程度有所上升，未來預(yù)計(jì)可能取代前兩者，達(dá)到峰值后，其影響效果則不再增加。

表5 2012～2015年貴州省糧食生產(chǎn)影響因素進(jìn)行趨勢關(guān)聯(lián)分析

排位靠后的4個(gè)影響因素中，只有農(nóng)藥使用量與農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力對貴州省糧食生產(chǎn)影響力仍持平，但二者的影響程度逐年增加。

農(nóng)用塑料薄膜使用量與有效灌溉面積，二者對貴州省糧食生產(chǎn)影響力度排位互換。

4 結(jié)論與建議

本研究對2000～2011年影響貴州糧食生產(chǎn)的7個(gè)因素進(jìn)行了灰關(guān)聯(lián)分析，并對2012～2015年的各個(gè)影響因素進(jìn)行了趨勢預(yù)測及關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明：貴州省糧食生產(chǎn)在很大程度上依賴于勞動力的投入、農(nóng)作物播種面積與化肥施用量；有效灌溉面積、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力、農(nóng)用塑料薄膜使用量和農(nóng)藥使用量對糧食產(chǎn)量影響較小。隨著經(jīng)濟(jì)的增長和城鎮(zhèn)化的發(fā)展，耕地減少的趨勢會更為顯著，若不采取能行之有效措施，保障勞動力數(shù)量和質(zhì)量，那么糧食產(chǎn)量將持續(xù)減少。

充分理解并運(yùn)用“科技興農(nóng)”這一理念，加大科技的投入，促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，加大對農(nóng)業(yè)科研院所對適合貴州各個(gè)地區(qū)自然環(huán)境的“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效”的糧食作物品種的創(chuàng)新投入[10-11]，同時(shí)，做好新技術(shù)、新試劑的引進(jìn)、試驗(yàn)和推廣工作，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。其次，發(fā)展綠色循環(huán)農(nóng)業(yè)。圍繞著“綠色、增產(chǎn)、可持續(xù)”綠色循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，科學(xué)合理施用化肥與農(nóng)藥，避免過量施肥導(dǎo)致土地板結(jié)和糧食減產(chǎn)，減少農(nóng)業(yè)面源污染。與此同時(shí)，增加農(nóng)家肥、沼氣肥等有機(jī)肥料的使用，采用生物技術(shù)和物理措施來防治病蟲害；合理地利用可降解農(nóng)用薄膜減少水土流失，防止害蟲侵襲作物和某些微生物引起的病害。最后，加大水利設(shè)施等農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，有效地減輕旱澇災(zāi)害對糧食生產(chǎn)的負(fù)作用。

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2012-10-22

貴州師范大學(xué)創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2012023)。

李 亮(1989-)，男，吉林白山人，碩士生，研究方向?yàn)槲幕乩砼c遺產(chǎn)學(xué)。

[作者簡介]但文紅，E-mail:danwenhongcn2000@yahoo.com.cn

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.11.009

F307.11

A

1673-1409(2012)11-S040-05