小议关联度在粮食生产的作用

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本文作者：敖登工作单位：内蒙古医科大学计算机信息学院

灰色关联度

由邓聚龙教授提出的灰色关联度分析的基本思想是：根据系统中各因素特征序列的曲线几何的相似程度来判断系统中各因素的联系是否相关和密切，曲线越接近，相应序列之间的关系越密切，关联度越大，反之就越小.用灰色关联度来讨论系统中各因素的相关程度，弥补了用数理统计方法作系统分析所导致的缺憾，而且用数理统计方法作系统分析时一般要求样本量要大，样本数据要有一定规律.灰色关联度方法对系统信息的要求不那么苛刻，信息可以有灰度，也可以是无规律，且很少出现量化结果与定性分析结果不符的情况.设xi为系统行为的观测数据，其在序号k上的值为xi（k），则有系统行为序列：xi＝（xi（1），xi（2），…，xi（n））.（1）若k为时间序号，xi（k）为因素xi在k时刻的观测数据，则（1）就是行为时间序列.对行为时间序列xi有初值化象[1]：xiD1=xi（1）xi（1），xi（2）xi（1），…，xi（n）xi（1）11，（2）又可得行为时间序列xi的始点零化象[1]：xiD2=（xi（1）-xi（1），xi（2）-xi（1），…，xi（n）-xi（1））.（3）设x0＝（x0（1），x0（2），…，x0（n））为系统的特征序列，xi＝（xi（1），xi（2），…，xi（n））（i=1，2，…，m）为相关因素序列，称实数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）为系统特征序列x0关于相关因素序列xi＝（xi（1），xi（2），…，xi（n））（i=1，2，…，m）的关联系数，其中ξ为分辨参数，0<ξ<1，则x0关于xi的灰色关联度为：γ（x0，xi）=1nnk=1Σγ（x0（k），xi（k））.（5）根据（3）式及文献［1］，有x0关于xi的灰色绝对关联度ε（x0，xi）=1+│s0│+│si│1+│s0│+│si│+│si-s0│，（6）其中s0，si由文献［1］给出.同理由（2）式得x0关于xi的灰色相对关联度λ（x0，xi）=1+│s0│+│si│1+│s0│+│si│+│si-s0│.（7）对部分数据，用以上三种关联度得到的排序结果有所不同，这是因为绝对关联度是从绝对量的关系着眼考虑的，相对关联度是从各时刻观测数据相对于始点的变化速率着眼考虑的.为得到更接近现实问题的结论，我们引用文献［2］中定义的灰色综合关联度ω（x0，xi）：ω（x0，xi）=αγ（x0，xi）+βε（x0，xi）+（1-α-β）λ（x0，xi），（8）其中α，β为待辨参数，α≥0，β≥0，α+β≤1.

粮食生产结构的分析

灰色关联度分析对科右中旗粮食生产进行定量分析时，进行了宏观因素的筛选、归类和整理，确定粮食生产的主要指标为总产量（t）、单产量（kg/hm2）和播种面积（hm2），在结构因素上主要选择了水稻、小麦、玉米、豆类和杂粮进行关联度排序和分析.为此设粮食总产量为y0，水稻、小麦、玉米、豆类和杂粮总产量分别为yi（i＝1，2，3，4，5）；设粮食单产为x0，水稻、小麦、玉米、豆类和杂粮单产分别为xi（i＝1，2，3，4，5）；设粮食总播种面积为s0，水稻、小麦、玉米、豆类和杂粮播种面积分别为si（i＝1，2，3，4，5）.用ωi来记ω（x0，xi）（i＝1，2，3，4，5）.对y，x，s的1973～1982年（Ⅰ）、1983～1992年（Ⅱ）、1986～1995年（Ⅲ）三个时期的数据，用（8）式取不同的α，β值分别计算出灰色综合关联度ωi及关联序排序见表1.表2是再后10年中具有代表性的三个年份的粮食生产结构的总产量比例和播种面积比例.由表1可知，在阶段（Ⅰ）内对粮食总产量的波动有显著影响的是豆类、杂粮和玉米.由于小麦的单产和水稻的面积增加较快，只有小麦和水稻的产量由显著的增加.对播种面积的增加有积极影响的因素是玉米、杂粮和水稻.对粮食单产的变化有显著影响的是豆类、杂粮和水稻.所以说在承包制前的10年内科右中旗的粮食生产结构不合理，小麦的面积没能很快增加，而单产不稳的玉米和豆类面积增加过快，这样耕地生产力受到了限制，使该旗的粮食总产量就徘徊在64060吨以下，严重影响了总产量的提高.同理可看到在实际承包制后的10年（Ⅱ）内粮食生产结构基本合理，对总产量的增长有显著作用是玉米、豆类和水稻，且单产提高也都较快.由于粮食收购价格的大幅度提高，使农民及时策划种植结构，调整比例，大量增加单产稳或收购价格高的品种的播种面积小麦、玉米和豆类，适当增加了水稻面积.这就适应了农村市场经济，较好地发挥了耕地潜力，即增加了粮食总产量，又改善了农民生活条件.对于再后10年内对粮食总产量起主要作用的因素有玉米、小麦、水稻，对单产量波动有明显影响的有豆类、杂粮和玉米，从而使粮食单产不能稳定提高.对粮食播种面积的增长起到积极作用的有豆类、玉米和小麦的播种面积的迅速增长，因此种植结构仍有不合理之处.由此看出，粮食生产能否持续快速的发展是取决于农业政策的确定，实际贯彻上取决于建立旗县级的农业决策支持系统，研究农业技术经济，应用农业系统工程理论指导和调控粮食生产的发展.改进粮食生产结构的设想根据以上计算结果可以看出，科右中旗粮食生产结构的主要特点是大众化的品种玉米、杂粮的播种面积和产量占主导地位，由于杂粮单产较低，杂粮和玉米的单产难以较快的提高，所以严重制约了粮食总产量的较快提高.而单产较高的水稻和小麦由于播种面积少，没能积极的促进粮食总产量的增长.从1985年开始单产较低的杂粮播种面积明显递减，单产较高的水稻和小麦播种面积有较快的增长，有效积极的推动了粮食总产量的持续增长.从1992年开始杂粮面积递减缓慢，且杂粮面积占总播种面积的20％以上，而水稻和小麦的播种面积所占比例有所减少，单产不稳的豆类面积增加较快，使该旗粮食种植面积结构不合理，耕地生产力受到了限制，加上农业生产条件又差.因此根据旱地农业的特点和当地生产条件，要考虑粮食生产播种比例的合理，优化结构，科学利用现有耕地，加快粮食生产的发展.由表2看到，水稻、小麦和玉米的产量平均比例都高于播种面积的平均比例，且水稻和小麦的产量平均比例都比面积比例高1倍，而杂粮和豆类的产量平均比例都低于面积平均比例，且都低1倍.所以分析认为首先要加强水利设施建设，注意开发利用盐碱耕地，增加水稻播种面积，可以把播种面积的比例提高到4％；二要加强农业科技服务，积极稳妥的引进和推广高产水稻品种，做好病虫害的防治工作，要让农民切实体会到优良品种和农业科技的重要性，保证水稻面积的持续增加；三是合理调整种植比例，继续减少杂粮和玉米等单产不高的种植面积，比例可分别减少到30％和18％以下，适当增加小麦面积，比例可提高到20％以上；也适当增加经济作物面积，科学利用现有耕地，最大发挥耕地生产潜力，促进粮食生产的持续稳定发展.