李利萍，尹若波，高興云

（1.山東省林業(yè)廳機(jī)關(guān)服務(wù)中心，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省林業(yè)外資與工程項(xiàng)目管理站；3.山東省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院）

國家國土安全、生態(tài)安全已成為我們的共識，豪雨成災(zāi)、強(qiáng)度干旱、各種地質(zhì)災(zāi)的時(shí)有發(fā)生，再次喚醒人們對生態(tài)植被保與發(fā)展的共同認(rèn)知，而生態(tài)植被的變化往往具有許多不確定性，這就客觀地要求有一個(gè)量化指標(biāo)來預(yù)測，以使其更加貼近實(shí)際，使目標(biāo)更具有現(xiàn)實(shí)性。筆者經(jīng)過對灰色理論的潛心研究認(rèn)為，可以用灰色預(yù)測來解決困擾我們多年而沒有解決的難題，下面就這一課題與大家商榷山東生態(tài)植被變化態(tài)勢問題。

1 山東省生態(tài)植被發(fā)展變化灰色預(yù)測模型的建立

1.1 數(shù)據(jù)來源和處理

筆 者 對 山 東 省 1950、1963、1974、1978、1984、1988、1990、1992、1995、1997、19999 及 2000 年歷次全省森林資源調(diào)查、風(fēng)沙化土地與荒漠化土地普查、土地資源詳查資料，進(jìn)行認(rèn)真核對分析整理，各年度生態(tài)植被面積見參考文獻(xiàn)1（王愛東，2006）。

1.2 灰色預(yù)測模型的建立

M(1，1)模型是灰色預(yù)測中最為常用的一種數(shù)學(xué)模型、它以連續(xù)的一階微分方程、逼近高階的微分方程，反映系統(tǒng)發(fā)展變化規(guī)律，其白話表達(dá)式為:

dx（1）/dt+ax（1）=u，時(shí)間響應(yīng)函數(shù)為 ^x(1)(t+1)=（x(0)(1)-u/a）e-at

其中x為預(yù)測變量,a為發(fā)展灰數(shù),u為控制灰數(shù),t為時(shí)間(t=1,2,3,……，單位可自定，本文以10年為單位)，x（0）為原始數(shù)據(jù)系列，x（1）由原始序列數(shù)據(jù)累加而形成。

對原始數(shù)據(jù)數(shù)列進(jìn)行一次累加生成處理后，隨機(jī)性明顯減弱，隨時(shí)間變化曲線基本表現(xiàn)平穩(wěn)，可以不進(jìn)行二次累加，可直接用一次累加生成數(shù)列，建立GM（1，1）模型。

通過計(jì)算機(jī)計(jì)算（過程及程序略），結(jié)果見表1。

1.3 灰色預(yù)測模型的評價(jià)

由于建立GM(1,1)模型,所用數(shù)列是除巖生草甸、土生裸地、水生沼澤和灘涂一次累加生成數(shù)列外,其余均是原始數(shù)列，一次累加生成數(shù)列是中間信息,必須經(jīng)過逆生成處理還原,才能獲得原始數(shù)列的預(yù)測值。經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，以上灰色預(yù)測模型評價(jià)見表2。由表2可以看出，可靠性指標(biāo)除合計(jì)等9項(xiàng)接近0.9,表現(xiàn)較好外,其他19項(xiàng)均為1,達(dá)到最高可靠性；離散系數(shù)有4項(xiàng)超過0.5,表現(xiàn)一般,有7項(xiàng)在0.3至0.5之間,表現(xiàn)較好外,其余21項(xiàng)均低于0.3表現(xiàn)為好，裸沙、沙改田、沼澤、灘涂甚至達(dá)到低于0.1的低水平,表現(xiàn)極佳；相關(guān)系數(shù)除7項(xiàng)低于0.7外,其余均在0.7～0.9之間,鹽生小計(jì)達(dá)到高于0.86的高水平。

表1 山東省生態(tài)植被變化態(tài)勢預(yù)測

2 山東省生態(tài)植被變化態(tài)勢灰色預(yù)測模型的應(yīng)用

經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算，山東省生態(tài)植被變化態(tài)勢灰色預(yù)測見表3。

由表3分析可以看出,巖生植被除林地面積有所增加外，其余均趨于下降；鹽生植被各類均有增加之態(tài)勢,但變化幅度較小；沙生生態(tài)植被除灌木林地地、林地、沙改田呈上升趨勢外，余者均有趨于下降的趨勢；土生生態(tài)植被均有上升的趨勢；水生生態(tài)植被除蘆葦有下降趨勢外，其余均有上升趨勢。這基本符合生態(tài)演替規(guī)律的要求以及人們發(fā)展經(jīng)濟(jì)、增加收入的良好愿望，但是表現(xiàn)出了沙改田較快增長、土生裸地和鹽生植被趨于增加的不良發(fā)展態(tài)勢，這是事與愿違的，這必須引起我們的高度重視，必須采取必要的措施，控制不良態(tài)勢的進(jìn)展。從中也可以看出自然存在的以下生態(tài)植被的變化態(tài)勢:巖生植被裸巖→草地 （草甸）→灌木→林地→土生林地；鹽生植被裸地→草地→灌木→林地→土生林地；沙生植被裸沙→草地（草甸）→灌木→林地→土生林地；水生→沙生（鹽生）→土生等。但預(yù)測忽視了由于長期以來不良的人為干擾而造成的較為嚴(yán)重水土流失問題和環(huán)境污染治理的迫切需要，對氣候的濕潤周期問題沒有給予充分考慮，而使許多預(yù)測值與現(xiàn)實(shí)的可能性存在較大偏差，存在明顯的邏輯錯(cuò)誤，灰色分析畢竟是用過去預(yù)測未來，沒有把現(xiàn)實(shí)對生態(tài)建設(shè)的激勵和限制考慮在內(nèi)，灰色預(yù)測值同這一理想指標(biāo)存在明顯沖突，必須對灰色預(yù)測值根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行加以調(diào)整，以增加其實(shí)踐實(shí)用性，筆者經(jīng)過認(rèn)真研判，并考慮當(dāng)前生態(tài)建設(shè)形勢，各項(xiàng)發(fā)展指標(biāo)調(diào)整見表4。

表2 山東省生態(tài)植被變化態(tài)勢預(yù)測模型評價(jià)表

表4不僅考慮了灰色預(yù)測的目標(biāo)可能性,而且也考慮了現(xiàn)實(shí)性,如下一個(gè)氣候濕潤周期的馬上到來,國家對生態(tài)建設(shè)的重視，各種自然保護(hù)區(qū)的相繼建立，生態(tài)公益林有償經(jīng)營制度的付諸實(shí)施,林紙一體化及三板生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,裝修市場的迅速發(fā)展，為木材生產(chǎn)帶來了十分難得的發(fā)展機(jī)遇,為避免生產(chǎn)上的大起大落,力圖實(shí)現(xiàn)均衡發(fā)展，因此我們要充分發(fā)揮主觀能動性,努力抑制不良趨勢的發(fā)展,培植發(fā)展其良好的發(fā)展態(tài)勢,力爭早日實(shí)現(xiàn)理想發(fā)展目標(biāo),但也不要操之過急,尤其是生態(tài)植被的恢復(fù)是一個(gè)較為漫長的過程,根據(jù)以住生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及南韓、朝鮮及日本封山育林的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在下一個(gè)濕潤周期（30～40年）內(nèi)實(shí)現(xiàn)生態(tài)建設(shè)的理想目標(biāo)還是大有可能的。

3 討論

本預(yù)測充分應(yīng)用了灰色理論的科學(xué)預(yù)見性,又現(xiàn)實(shí)地指出其缺陷,并進(jìn)行了科學(xué)的校正調(diào)整,使其更具有可操作性。本預(yù)測不僅符合國家產(chǎn)業(yè)政策，又順應(yīng)社會歷史發(fā)展潮流，符合生態(tài)演替規(guī)律，并考慮到了各種社會的影響和各種自然有利及不利因素。由于時(shí)間倉促和經(jīng)費(fèi)有限，本研究也有一定的局限性，如沒有把各種限制因素的影響程度和各種社會噪聲的不利影響充分考慮，也沒有充分顧及人的主觀能動性的充分發(fā)揮等等。如若把灰色數(shù)學(xué)模型和線性規(guī)劃模型有機(jī)結(jié)合起來，將更加科學(xué)合理，但是由于數(shù)字運(yùn)算的繁雜性，用手工計(jì)算已成為不可能的事情，這就十分客觀的要求灰色預(yù)測程序有待進(jìn)一步完善和發(fā)展，需要多學(xué)科交叉協(xié)作，方能完成。本預(yù)測目標(biāo)如能如期實(shí)現(xiàn),將會實(shí)現(xiàn)山東林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)山東大地園林化，為建設(shè)大而強(qiáng)、富而美的新山東，早日實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，做出十分積極的貢獻(xiàn)。

表4 山東省生態(tài)植被變化態(tài)勢灰色預(yù)測調(diào)整表單位:萬hm2

［1］王愛東.山東植被變化態(tài)勢分析［J］.山東林業(yè)科技，2006，（6）.

［2］高兆蔚.福建森林資源發(fā)展趨勢的灰色預(yù)測［J］.林業(yè)資源管理,1991，增刊.

［3］孫業(yè)堂.山東省理想林業(yè)經(jīng)營周期的研究［J］.山東林業(yè)科技，2002增刊.

［4］譚浩強(qiáng).田淑清，BASIC 語言［M］.北京:科學(xué)普及出版社，1993.

［5］北京林業(yè)大學(xué).高等數(shù)學(xué)［M］.北京:中國林業(yè)出版社，1984.6.

［6］張德全.調(diào)整林種結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)山東林業(yè)可持續(xù)發(fā)展［J］.林業(yè)科技,2000，（3）.