安徽省粮食安全分析及预测

王 燕, 杨桂元

(安徽财经大学统计与应用数学学院,安徽蚌埠 233030)

安徽省粮食安全分析及预测

王 燕, 杨桂元

(安徽财经大学统计与应用数学学院,安徽蚌埠 233030)

未来五年内,安徽省人均粮食产量在0.4551吨/人以上,并且耕地面积在逐年减少,人口数量呈逐年增加,我省粮食安全面临严峻的考验。因此,需要强化粮食安全意识,严格保护耕地资源;稳定粮食播种面积,提高抵御自然灾害的能力;控制人口增长,缓解耕地需求的压力;建立保障粮食安全的长效机制。

粮食安全;耕地面积;粮食产量;人口数量

一、安徽省粮食安全概况与数据来源

(一)安徽省粮食安全概况

耕地资源是农业生产最基本的物质条件,它在数量和质量上的变化将影响粮食生产的波动,从而影响粮食有效供给及粮食安全水平。我国耕地资源的稀缺性日益突出,己成为制约农业生产和国民经济可持续发展的瓶颈因素。

安徽省位于华东腹地,是我国东部襟江近海的内陆省份,跨长江、淮河中下游,四季分明,年平均气温在16摄氏度左右。得天独厚的地理条件使安徽省成为农业大省、粮食生产大省。正因为如此,安徽省未来的粮食产量对满足本省粮食需求和全国的粮食安全起着重要作用。2009年,安徽省耕地面积为4171222公顷,粮食产量为3069.87万吨,但人口达到了6795万人,需求的增加、耕地面积的减少以及人口数量的增长使粮食安全面临严峻的挑战。因此,对安徽省耕地资源保护以及粮食安全问题的研究是十分必要的。

(二)样本选择与数据来源

本文选取安徽省人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量作为样本变量,通过预测样本变量的变化趋势,进而对安徽省粮食安全进行分析。利用的基础数据均来源于2001—2010年《安徽省统计年鉴》。

二、模型建立与求解

(一)模型选择

在对时间序列数据进行预测的模型中,比较常见的有线性回归模型、时间序列模型、灰色预测模型和指数模型等。因此,本文采用上述四种模型对安徽省的人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量进行预测,进一步分析影响安徽省粮食供给的趋势以及影响安徽省粮食安全的主要因素,提出保证粮食安全的措施,进而保障安徽省的粮食安全。

1.线性回归模型

线性回归是研究变量间线性数量关系的统计分析方法。本文选取时间(t)作为自变量,分别选取人均耕地面积 x(单位:公顷/万人)、人均粮食产量 y(单位:吨/人)和人口数量z(单位:万人)作为应变量,建立一元线性回归模型,进而预测未来几年安徽省的人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量。(本文中t=年份-1999)

运用Eview s6.0得到人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量的一元线性回归方程如下:

x=674.703-6.821 t y=0.378+0.007t z=6192.933+58.812 t(-10.23) (2.36) (25.07)

三个模型均通过了相关性检验,说明时间变量t分别与应变量 x、y、z的线性相关关系是显著的,因此可以用来进行预测。

2.时间序列模型

时间序列模型的预测功能就是通过对预测目标自身时间序列的处理,来研究其变化趋势的。通过对数据的平稳性、相关图和偏相关图进行分析,以及相关参数的检验,确定该时间序列应该选取的模型。本文选取AR(1)模型来对人均耕地面积和人口数量进行预测,选取MA(2)模型对人均粮食产量进行预测。其具体模型如下:

xt=0.989465xt-1+ut Dyt=(1+0.951931L2)ut zt=5395.977+1.0527zt-1+ut(351.5265)R2=0.9118 (13.09707)R2=0.5078 (37.00537)R2=0.9949

3.灰色预测模型

灰色预测模型是基于灰色动态模型(Grey Dynamic Model)的预测模型。它是根据具体灰色系统的行为特征数据,充分利用数量不多的数据和信息建立相关因素与各因素之间关系并进行预测的模型。本文建立的是灰色预测模型 GM(1,1),其具体形式为:

其中,a称为发展系统,b称为灰作用量。

代入基础数据,利用 M atlab7.0进行求解,得到关于人均耕地面积 x(t)、人均粮食产量 y(t)和人口数量 z(t)的 GM(1,1)预测模型分别为:

据检验,三个模型的平均相对误差分别为0.0066,0.0433,0.0022,参照精度检验等级表可知,人均粮食产量的平均相对误差小于0.05,模型达到了二级精度;人均耕地面积和人口数量的平均相对误差小于0.01,模型达到了一级精度。因此,该模型可以较准确地预测未来安徽省的人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量。

4.指数模型

英国人口学家马尔萨斯于1798年提出了著名的马尔萨斯人口模型。其建模思路为:在简单情况下,人口的(相对)增长率是常数,人口预测采用指数增长函数。受该模型启示,分析三个样本变量的数据特征,发现数据曲线呈现的是非线性的特征,因此考虑选用指数模型 y=a ebx(a＞0)。利用基础数据得到模型如下:

显然,三个模型的t统计量值均通过检验,因此可以选用该模型对安徽省的人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量进行预测。

(二)组合预测模型

组合预测是将不同预测方法或预测模型组合起来形成一种新的预测方法。组合预测模型具有较高的预测精度,组合预测方法不劣于参与组合的诸预测方法的最优者,并且随着参与组合的预测方法数目的增加,会不断提高预测的精度。

为了更准确地对安徽省的粮食安全做出判断,本文采用线性组合预测模型对安徽省的人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量进行预测分析。采用组合预测的关键是确定各个单项预测方法的加权系数,假设本文对人均耕地面积(人均粮食产量或人口数量)建立的4种预测方法为 f1,f2,f3,f4,对于2000年——2009年10期数据的预测误差序列分别为:

由此所计算得预测误差信息矩阵

其中 Eij=ei1ej1+ei2ej2+…+ei10ej10(i,j=1,2,3,4)。

利用lingo8.0求解可得组合预测的最优权重向量w＊分别为:

利用组合预测模型对安徽省人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量进行预测。为了检验预测的精度是否符合标准,本文同时也利用该模型对2001—2009年的人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量进行了计算,并与实际值相比较,进行误差分析。

依据对相对误差的分析来判别该模型的优劣,根据计算得到2001—2009年人均耕地面积、人均粮食产量和人口数量的平均预测相对误差分别为:7.6%,5%和0.2%。由此可以看出,人口数量的预测精度比较高,人均耕地面积和人均粮食产量的预测误差虽然偏大,但是还是在可接受的范围内,因此可以依据此模型来进行预测。

(三)预测结果

根据上述分析,对于人均耕地面积的预测采用本文介绍的四种方法的组合模型来进行,而对于人均粮食产量则采用一元线性回归模型、M A(2)模型和灰色预测模型进行预测,对人口数量采用一元线性回归模型、灰色预测模型和指数模型的组合模型来进行预测,预测结果见表1。

表1 人均耕地面积和人均粮食产量预测值

从表1可以看出,在未来的六年时间里,安徽省的耕地面积呈现出逐年减少的趋势,但是随着农业科技的进步,在没有自然灾害等突发事件的影响下,粮食产量将呈现递增趋势,预计到2015年将达到3494.79万吨。与此同时,安徽省的人口总数也在逐年递增,但是增长速度与2005-2007年相比还是有所减缓的。这需要我省继续实施计划生育政策,控制人口的增长。随着农业生产技术的进步和我国土地制度的变革,未来五年内,安徽省粮食总产量可能会突破本文的预测结果。

三、粮食安全分析及政策建议

(一)粮食安全分析

为研究影响粮食产量的因素,本文选取了水旱灾面积(s)、人均耕地面积(x)以及人口数量(z)作为应变量,建立多元回归模型如下:

yt=-7.1089-2.1156yt-1+0.0026 xt+0.0029 xt-1-4.77×10-8 st-1+0.0008zt(-11.79) (4.83) (4.13) (-9.58) (13.79)R2=0.9948 F=113.96 DW=1.80

该模型通过了各种检验,模型拟合得较好,参数的符号也符合经济学含义。说明水旱灾面积、人均耕地面积以及人口数量对人均粮食产量的共同影响是显著的,并且水旱灾面积与人均耕地面积对粮食产量的影响有滞后作用,这与客观事实也是符合的。

一方面,随着我省经济的发展,我省的耕地面积会逐渐减少。但是由于目前我省实施了严格的耕地保护制度,耕地面积的减少速度还是比较缓慢的,在短期内,安徽省的耕地面积还是会保持一个相对稳定的状态。此外,人均粮食产量在未来几年内将会有小幅的增长,由于我省的人口基数大,这个增长在总量上还是可观的。预测结果显示,未来几年我省的人均粮食产量在0.4551吨/人以上,因此在短期内,我省的粮食安全还是有保证的。

另一方面,模型结果显示,我省主要面临着人口不断增长、耕地资源不断减少等主要问题,再加上安徽省农业面临的现状:农田基础设施薄弱、粮食作物生产抵御自然灾害能力低,种粮效益比较低、成本越来越大、农民种粮积极性不高、优质粮食产业化经营水平低、科技转化为生产力缓慢。其中自然灾害对粮食产量的影响也是不可忽略的,种种问题给粮食安全保障带来了不利影响。

(二)政策建议

粮食安全研究不仅是国家层面的重要问题,也是区域层面的重要课题。针对上述我省粮食安全出现的问题,提出一些保障安徽省粮食安全的对策:

1.强化粮食安全意识,严格保护耕地资源

民以食为天,食以地为源,保护好稀缺的耕地资源是粮食安全的根本。首先,实施严格的耕地保护制度,强化粮食安全意识,提高全民保护耕地资源的责任感和紧迫感。其次,要制定土地利用规划,做好土地复垦和中低产田改造。鼓励农民发展生态农业,提高耕地质量,实现可持续发展。最后,必须严格执行耕地保护的法律法规,严禁到农村乱圈乱占耕地,严厉打击非法占用耕地。

2.稳定粮食播种面积,提高抵御自然灾害的能力

安徽省的大部分耕地属中低产耕地,这既是劣势又是安徽省粮食增产的潜力所在。因此,搞好农田基本建设,推广优良品种,稳定粮食播种面积,提高农作物抗御自然灾害能力和劳动生产率,应成为提高粮食生产能力的根本途径。

3.控制人口增长,缓解耕地需求的压力

未来几年内安徽省人口总量将会继续增加,人口对粮食需求的压力仍然很大。同时,人均耕地相应下降,耕地资源人口承载力负荷加重。因此,要进一步完善人口与计划生育目标管理责任制,严格按计划控制新增人口。

4.建立保障粮食安全的长效机制

建立安徽省耕地数量变化监测和粮食产能预警体系。及时收集粮食供求、播种面积变化、耕地数量变化信息,预测粮食生产和供需的短期及中长期趋势。根据国家安全、全国农业生产状况综合确定全省人均耕地需求和粮食安全警戒线,及时发布相关信息并提供决策支持,从而保障安徽省的粮食安全。

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[2] 李录堂,薛继亮.人口增长、耕地变化与粮食安全分析及预测[J].南京师大学报(社会科学版),2008,(5).

[3] 何蒲明,王雅鹏,黎东升.湖北省耕地减少对国家粮食安全影响的实证研究[J].中国土地科学,2008,22(10).

[4] 吕立刚,石培基,潘竟虎,等.基于粮食安全和 GM(1,1)模型的耕地保有量研究[J].农业系统科学与综合研究,2010,26(1).

[5] 张晓峒.应用数量经济学[M].北京:机械工业出版社,2009.

Prediction and Analysis of Anhui Food Security

WANG Yan, YANG Gui-yuan(School of Statistics and A pp lied M athem atics,Anhui University of Finance and Econom ics,Bengbu 233020,China)

In the coming five years,the grain output per capita in Anhuiw ill be over 0.4551 tons;moreover,the arable land keeps decreasing each year,w hile the population w ill enjoy continuous grow th from year to year.So the food security in A nhui faces serious challenge.Therefo re,w e need to intensify food security awareness,and strictly p rotect the arable land resources,stabilize grain sow n acreage,and imp rove the ability to resist natural disasterson the one hand,on the other hand,we need to control population grow th,relieve the p ressure for arable land,and build the long-term mechanism to guarantee the food security.

food security;arable land;grain output;population size

F307.11

A

1674-2273(2011)05-0073-04

2011-04-11

安徽省教育厅人文社会科学研究项目2009sk130)

王燕(1986-),女,四川攀枝花人,安徽财经大学数量经济学专业硕士研究生,研究方向为宏观经济分析;杨桂元(1957-),男,安徽萧县人,安徽财经大学教授,硕士生导师,研究方向为数量经济学。

(责任编辑 陶有浩)