小議關聯度在糧食生產的作用

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本文作者：敖登工作單位：內蒙古醫科大學計算機信息學院

灰色關聯度

由鄧聚龍教授提出的灰色關聯度分析的基本思想是：根據系統中各因素特征序列的曲線幾何的相似程度來判斷系統中各因素的聯系是否相關和密切，曲線越接近，相應序列之間的關系越密切，關聯度越大，反之就越小.用灰色關聯度來討論系統中各因素的相關程度，彌補了用數理統計方法作系統分析所導致的缺憾，而且用數理統計方法作系統分析時一般要求樣本量要大，樣本數據要有一定規律.灰色關聯度方法對系統信息的要求不那么苛刻，信息可以有灰度，也可以是無規律，且很少出現量化結果與定性分析結果不符的情況.設xi為系統行為的觀測數據，其在序號k上的值為xi（k），則有系統行為序列：xi＝（xi（1），xi（2），…，xi（n））.（1）若k為時間序號，xi（k）為因素xi在k時刻的觀測數據，則（1）就是行為時間序列.對行為時間序列xi有初值化象[1]：xiD1=xi（1）xi（1），xi（2）xi（1），…，xi（n）xi（1）11，（2）又可得行為時間序列xi的始點零化象[1]：xiD2=（xi（1）-xi（1），xi（2）-xi（1），…，xi（n）-xi（1））.（3）設x0＝（x0（1），x0（2），…，x0（n））為系統的特征序列，xi＝（xi（1），xi（2），…，xi（n））（i=1，2，…，m）為相關因素序列，稱實數γ（x0（k），xi（k））=minimink│x0（k）-xi（k）│+ξmaximaxk│x0（k）-xi（k）││x0（k）-xi（k）│+ξmaximaxk│x0（k）-xi（k）│，（4）為系統特征序列x0關于相關因素序列xi＝（xi（1），xi（2），…，xi（n））（i=1，2，…，m）的關聯系數，其中ξ為分辨參數，0<ξ<1，則x0關于xi的灰色關聯度為：γ（x0，xi）=1nnk=1Σγ（x0（k），xi（k））.（5）根據（3）式及文獻［1］，有x0關于xi的灰色絕對關聯度ε（x0，xi）=1+│s0│+│si│1+│s0│+│si│+│si-s0│，（6）其中s0，si由文獻［1］給出.同理由（2）式得x0關于xi的灰色相對關聯度λ（x0，xi）=1+│s0│+│si│1+│s0│+│si│+│si-s0│.（7）對部分數據，用以上三種關聯度得到的排序結果有所不同，這是因為絕對關聯度是從絕對量的關系著眼考慮的，相對關聯度是從各時刻觀測數據相對于始點的變化速率著眼考慮的.為得到更接近現實問題的結論，我們引用文獻［2］中定義的灰色綜合關聯度ω（x0，xi）：ω（x0，xi）=αγ（x0，xi）+βε（x0，xi）+（1-α-β）λ（x0，xi），（8）其中α，β為待辨參數，α≥0，β≥0，α+β≤1.

糧食生產結構的分析

灰色關聯度分析對科右中旗糧食生產進行定量分析時，進行了宏觀因素的篩選、歸類和整理，確定糧食生產的主要指標為總產量（t）、單產量（kg/hm2）和播種面積（hm2），在結構因素上主要選擇了水稻、小麥、玉米、豆類和雜糧進行關聯度排序和分析.為此設糧食總產量為y0，水稻、小麥、玉米、豆類和雜糧總產量分別為yi（i＝1，2，3，4，5）；設糧食單產為x0，水稻、小麥、玉米、豆類和雜糧單產分別為xi（i＝1，2，3，4，5）；設糧食總播種面積為s0，水稻、小麥、玉米、豆類和雜糧播種面積分別為si（i＝1，2，3，4，5）.用ωi來記ω（x0，xi）（i＝1，2，3，4，5）.對y，x，s的1973～1982年（Ⅰ）、1983～1992年（Ⅱ）、1986～1995年（Ⅲ）三個時期的數據，用（8）式取不同的α，β值分別計算出灰色綜合關聯度ωi及關聯序排序見表1.表2是再后10年中具有代表性的三個年份的糧食生產結構的總產量比例和播種面積比例.由表1可知，在階段（Ⅰ）內對糧食總產量的波動有顯著影響的是豆類、雜糧和玉米.由于小麥的單產和水稻的面積增加較快，只有小麥和水稻的產量由顯著的增加.對播種面積的增加有積極影響的因素是玉米、雜糧和水稻.對糧食單產的變化有顯著影響的是豆類、雜糧和水稻.所以說在承包制前的10年內科右中旗的糧食生產結構不合理，小麥的面積沒能很快增加，而單產不穩的玉米和豆類面積增加過快，這樣耕地生產力受到了限制，使該旗的糧食總產量就徘徊在64060噸以下，嚴重影響了總產量的提高.同理可看到在實際承包制后的10年（Ⅱ）內糧食生產結構基本合理，對總產量的增長有顯著作用是玉米、豆類和水稻，且單產提高也都較快.由于糧食收購價格的大幅度提高，使農民及時策劃種植結構，調整比例，大量增加單產穩或收購價格高的品種的播種面積小麥、玉米和豆類，適當增加了水稻面積.這就適應了農村市場經濟，較好地發揮了耕地潛力，即增加了糧食總產量，又改善了農民生活條件.對于再后10年內對糧食總產量起主要作用的因素有玉米、小麥、水稻，對單產量波動有明顯影響的有豆類、雜糧和玉米，從而使糧食單產不能穩定提高.對糧食播種面積的增長起到積極作用的有豆類、玉米和小麥的播種面積的迅速增長，因此種植結構仍有不合理之處.由此看出，糧食生產能否持續快速的發展是取決于農業政策的確定，實際貫徹上取決于建立旗縣級的農業決策支持系統，研究農業技術經濟，應用農業系統工程理論指導和調控糧食生產的發展.改進糧食生產結構的設想根據以上計算結果可以看出，科右中旗糧食生產結構的主要特點是大眾化的品種玉米、雜糧的播種面積和產量占主導地位，由于雜糧單產較低，雜糧和玉米的單產難以較快的提高，所以嚴重制約了糧食總產量的較快提高.而單產較高的水稻和小麥由于播種面積少，沒能積極的促進糧食總產量的增長.從1985年開始單產較低的雜糧播種面積明顯遞減，單產較高的水稻和小麥播種面積有較快的增長，有效積極的推動了糧食總產量的持續增長.從1992年開始雜糧面積遞減緩慢，且雜糧面積占總播種面積的20％以上，而水稻和小麥的播種面積所占比例有所減少，單產不穩的豆類面積增加較快，使該旗糧食種植面積結構不合理，耕地生產力受到了限制，加上農業生產條件又差.因此根據旱地農業的特點和當地生產條件，要考慮糧食生產播種比例的合理，優化結構，科學利用現有耕地，加快糧食生產的發展.由表2看到，水稻、小麥和玉米的產量平均比例都高于播種面積的平均比例，且水稻和小麥的產量平均比例都比面積比例高1倍，而雜糧和豆類的產量平均比例都低于面積平均比例，且都低1倍.所以分析認為首先要加強水利設施建設，注意開發利用鹽堿耕地，增加水稻播種面積，可以把播種面積的比例提高到4％；二要加強農業科技服務，積極穩妥的引進和推廣高產水稻品種，做好病蟲害的防治工作，要讓農民切實體會到優良品種和農業科技的重要性，保證水稻面積的持續增加；三是合理調整種植比例，繼續減少雜糧和玉米等單產不高的種植面積，比例可分別減少到30％和18％以下，適當增加小麥面積，比例可提高到20％以上；也適當增加經濟作物面積，科學利用現有耕地，最大發揮耕地生產潛力，促進糧食生產的持續穩定發展.