基于灰色关联分析的河南省粮食安全影响因素双层诊断

孟凡琳， 王 娜， 李炳军

(河南农业大学信息与管理科学学院,河南 郑州 450002)



基于灰色关联分析的河南省粮食安全影响因素双层诊断

孟凡琳， 王 娜， 李炳军

(河南农业大学信息与管理科学学院,河南 郑州 450002)

建立了双层粮食安全影响因素集，提出了粮食安全性量化表达指标——粮食安全综合系数，并基于灰色关联分析模型对河南省粮食安全影响因素进行了双层诊断。结果表明：第一层影响因素诊断中，对粮食安全影响最大的是粮食供给；第二层影响因素诊断中，对粮食供给影响最大的是农业生产资料投入量，对粮食需求影响最大的是人的口粮消费量，对粮食市场流通影响最大的是农业生产资料价格指数。

粮食安全；影响因素；诊断；灰色关联分析

粮食安全是关乎国计民生、经济社会发展全局的大事，各国政府都十分重视。粮食安全影响因素是复杂的，关于粮食安全与影响因素之间的关系，研究人员从不同的角度采用不同的方法进行了研究，取得了一些研究成果。宋小青[1]运用比较分析、空间与计量分析的方法探寻了粮食安全的关键影响因素；刘星等[2]从生产和流通环节人手，分析了东北地区粮食安全的影响因素；文献[3]～[5]用灰色关联分析方法，分别对云南省、浙江省以及黑龙江省粮食安全影响因素进行分析；付青叶等[6]基于生物燃料与粮食安全关系的理论分析，运用中国粮食安全的评价结果和灰色关联分析的方法，分析生物燃料乙醇的发展对中国粮食安全的影响。这些研究成果为科学指导粮食安全提供了技术支持，但对粮食安全影响因素的复杂性、不确定性、层次性作用特征研究不够。粮食安全影响因素是多层次的，不同层次上因素的作用强度是不同的，本研究试图从粮食供给、需求以及市场流通角度入手建立双层粮食安全影响因素集，提出粮食安全性的表达指标粮食安全综合系数，基于灰色关联分析模型对粮食安全影响因素进行诊断，以便更准确地对粮食安全影响因素进行诊断分析。

1 粮食安全影响因素与粮食安全性的量化表达

1.1 粮食安全影响因素

粮食安全受粮食供给、粮食需求以及粮食市场流通等多个环节众多因素的影响，参照已有研究成果，考虑到影响因素的层次性、系统性、样本数据的可得性以及影响因素的相对独立性，选取有代表性的影响因素作为研究对象，建立双层影响因素集(表1)。

表1 粮食安全影响因素

1.2 粮食安全性的量化表达

粮食安全风险存在于粮食系统的各个方面和环节，且各环节的风险程度有所差别，很难用一个指标对某一个国家粮食安全状况做出整体上的判断和表达。为解决这个矛盾，这里引入粮食安全综合系数这个综合指标，参照文献[7]，选取5个易于获取、操作性强，能客观地反映粮食安全现状的指标，即粮食自给率(Z)、人均粮食占有量(L)、粮食单产水平(D)、人均耕地面积(G)、粮食生产波动系数(B)，把这5个指标规范化处理后分别为Z1、L1、D1、G1、B1，对规范后的指标进行加权处理得到粮食安全综合系数(F)：

F=W1*Z1+W2*L2+W3*D1+W4*G1+W5*B1

(1)

这里W1、W2、W3、W4、W5为各指标的权重，采用Delphi得到。

2 灰色关联分析模型

灰色关联分析是对系统变化发展态势的定量描述和比较的方法，主要依据空间理论的数学基础，按照规范性、偶对称性、整体性和接近性的灰色关联四公理原则，确定参考序列和若干个比较数列之间的关联系数和关联度。根据研究对象的不同特征，自邓聚龙提出邓氏灰色关联分析模型以来[8]，肖新平提出了点关联度和区间关联度Ⅱ[9]，刘思峰提出了灰色绝对关联度、相对关联度和广义关联度[10-12]，王清印提出了B型关联度和C型关联度[13]，唐五湘提出了T型关联度[14]，党耀国提出了灰色斜率关联度和区间关联度Ⅰ[15]，熊和金提出了向量关联度和复数关联度[16]。基于研究对象的实际情况，这里运用邓氏灰色关联分析模型进行河南省粮食安全影响因素进行诊断。

设系统特征行为序列为

X0=(x0(1),x0(2),…,x0(n))；

(2)

系统的相关因素序列为

Xi=(xi(1),xi(2),…,xi(n))(i=1,2,…,m).

(3)

对于ξ∈(0,1)，令

(4)

(5)

其中,ξ为分辨系数，一般取0.5．则称ξ0i(k)为关联系数，γ(X0,Xi)为X0与Xi的邓氏关联度。

3 河南省粮食安全影响因素诊断

3.1 河南省粮食安全系数计算

利用《河南统计年鉴》[17]，得到计算河南省2000—2012年粮食安全系数的相应指标数据(表2)。

基于表2，将公式(1)赋权重为0.3、0.25、0.2、0.15、0.1，得河南省2000—2012年粮食安全系数(表3).

表2 2000—2012年河南省粮食安全综合系数的相应指标数据

表3 2000—2012年河南省粮食安全综合系数

3.2 河南省粮食安全影响因素诊断

3.2.1 第一层次影响因素诊断 为了量化表达影响因素集中第一层次的粮食供给、需求和市场流通，这里粮食供给用粮食产量X表示；粮食需求用口粮消费量、饲料产量、食品工业产量的总和Y表示；粮食市场流通用流通所包含的各个影响因素相加求平均值Z表示，具体数据见表4。

表4 2000—2012年河南省粮食供给、需求、市场流通的数据

将表3中的F作为行为序列，表4中X、Y、Z作为因素序列，运用公式(4)、(5)得到表5。

表5 2000—2012年河南省粮食供给、需求和市场流通的灰色关联分析

由表5可知，影响河南省粮食安全的因素关联度排序为：粮食供给量(X)≥粮食需求量(Y)≥粮食市场流通量(Z).粮食供给量对河南省粮食安全影响最大，其次是粮食需求量，粮食市场流通量影响力较小.因此，在重视粮食需求和市场流通的同时更要重视粮食的供给。

3.2.2 第二层次影响因素诊断 根据《河南统计年鉴》[17]，分别得到2000—2012年河南省粮食供给、需求以及市场流通中的各个影响因素的数据，如表6～表8。

表6 2000—2012年影响河南省粮食供给的各个因素的数据

表7 2000—2012年影响河南省粮食需求的各个因素的数据

表8 2000—2012年影响河南省粮食市场流通的各个因素的数据

将表4中的X作为行为序列，表6中的X1～X9作为因素序列，运用公式(4)和(5)得到表9。

由表9可知，影响河南省粮食供给因素的关联度排序为：农药施用实物量(X6)≥农用塑料薄膜使用量(X7)≥化肥施用折纯量(X5)≥农田有效灌溉面积(X4)≥年底常用耕地面积(X2)≥粮食播种面积(X9)≥农用机械总动力(X3)≥农林牧渔业从业人员(X2)≥农村用电量(X9).排在前3位的影响因素均为农业生产资料，农田有效灌溉面积、年底常用耕地面积、粮食播种面积分列第四、五、六位，农用机械总动力、农林牧渔业从业人员、农村用电量依次为第七、八、九位。

将表4中的Y作为行为序列，表7中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6作为因素序列，运用公式(4)和(5)得到表10。

表9 2000—2012年河南省粮食供给影响因素的灰色关联分析

表10 2000—2012年河南省粮食需求影响因素的灰色关联分析

由表10可知，影响河南省粮食需求因素的关联度排序为：人口数量(Y6)≥人均口粮消费量(Y1)≥饮料酒产量(Y2)≥方便面产量(Y4)≥饲料产量(Y2)≥速冻食品产量(Y3)≥.可见，人口粮消费两对粮食安全影响最大，其次是食品工业用粮，饲料用量影响较小。

将表4中的Z作为行为序列，表8中的Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6作为因素序列，运用公式(4)和(5)得到表11。

表11 2000—2012年河南省粮食市场流通影响因素的灰色关联分析

由表11可知，影响河南省粮食市场流通因素的关联度排序为：农业生产资料价格指数(Z4)≥食品类零售价格指数(Z2)≥粮食自给率(Z6)≥粮食消费价格指数(Z3)≥农村恩格尔系数(Z2)≥粮食产量增长率(Z1)。前3位的影响因素为农业生产资料价格指数、食品类零售价格指数和粮食自给率，粮食消费价格指数、农村恩格尔系数、粮食产量增长率分别为第四、五、六位。 因此，政府需要制定完善粮食安全应急预案，加强粮价监测，严厉打击哄抬粮价等扰乱市场秩序的违法行为，确保粮食正常流通。

4 结语

1)粮食供给是影响粮食安全的最主要因素。保障粮食有效供给是确保粮食安全的重中之重，政府需要积极采取有效措施，稳定粮食耕种面积，提高农民种粮积极性；提升农业科技创新能力，提高粮食单产水平；开展多元化国际粮食贸易，加大力度深挖粮食供给增长潜力，多管齐下保证粮食供给。此外，还须通过控制人口增长速度减少粮食消费基数，完善粮食加工体系，提升粮食资源综合利用水平，从而达到科学引导粮食需求方向，缓解粮食需求压力的目的。

2)农业生产资料和耕地面积对粮食供给影响较大。一方面，政府需适量加大农业生产资料的投入，从长期来看，依靠农药化肥的大量使用，难以支撑产出的持续增长，而且，一些不合理施肥方式会导致环境污染，破坏生态平衡。因此，政府应加大农业科技投入，特别是对良种研究推广，新型耕作模式及灌溉技术等能直接提高粮食产量、节约能源的研究。另一方面，政府要严格贯彻落实耕地保护制度，保障基本农田“数量不减少，质量不降低，用途不改变 ”。对农村土地进行整理，加强对抛荒地、闲置地的管理和利用，努力将基本农田占补平衡机制建立起来，对基本农田向非农用地转化进行严格控制。

3)农业生产资料价格指数对粮食市场流通影响最大。为了保证粮食安全，河南省应尽快建立粮食安全预警系统，制定系统的粮食安全评价指标体系，及时对粮食安全状况进行公示，建立粮食应急预案，科学预报粮食安全险情并及时予以解决。

[1] 宋小青.1999—2007年中国粮食安全的关键影响因素[J].地理学报,2012,67(6):793-803.

[2] 刘 星.郑贵廷.东北地区粮食安全影响因素和保障措施分析[J].长春师范学院学报:人文社会科学版,2013,32 (3):11-15.

[3] 童 彦,潘玉君,朱海燕.云南省粮食产能安全主要影响因素的定量分析[J]. 国土与自然资源研究,2011(4): 43-44.

[4] 何满喜.基于灰色关联度的粮食生产影响因素研究[J].农业经济,2011(2):3-5.

[5] 张守忠,李玉英.1990年以来黑龙江省粮食生产变动研究[J].陕西农业科学,2009,55(1):152-156.

[6] 付青叶,毕玉平.生物燃料乙醇发展与中国粮食安全的灰色关联分析[J].经济问题探索,2011(5):15-19.

[7] 王国敏,卢婷婷,周庆元.我国粮食安全综合评价(1978—2010)[J].上海行政学院学报,2013,21(2)：64-73.

[8] 邓聚龙.灰色系统理论教程[M].武汉：华中理工大学出版社,1990.

[9] 肖新平,宋中民,李 峰.灰技术基础及其应用[M].北京：科学出版社,2005.

[10]刘思峰,党耀国,方志耕.灰色系统理论及其应用[M]. 北京：科学出版社,2010.

[11]XIE N M，LIU S F.Research on evaluations of several grey relational models adapt to grey relational axioms[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics 2009，20(2):304-309.

[12]GU H，SONG B F. Study on effectiveness evaluation of weapon systems based on grey relational analysis and TOPSIS[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics,2009,20(1):106-111.

[13]王清印.灰色B型关联度分析[J].华中理工大学学报,1989,17(6):77-81.

[14]唐五湘.T型关联度及其计算方法[J].数理统计与管理,1995,14(1):34-37.

[15]崔 杰,党耀国,刘思峰.几类关联分析模型的新性质[J].系统工程,2009,27(4)：65-70.

[16]谢乃明，刘思峰.积累关联度模型的平行性和一致性[J].系统工程,2007,25(8):98-103.

[17]河南省统计局. 河南统计年鉴(2001-2013年)[M]. 北京：中国统计出版社,2001-2013.

(责任编辑：蒋国良)

Double-hierarchic diagnosis of influencing factors of grain security in Henan Province based on grey correlation analysis

MENG Fanlin， WANG Na, LI Bingjun

(College of Information and Management Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

This paper establishes the double-hierarchic influencing factors set of grain security, puts forward the quantitized index of grain security-comprehensive coefficient of grain security, and conducts the double-hierarchic diagnosis of influencing factors of grain security in Henan Province based on grey correlation analysis. The results show that: In the first hierarchy diagnosis, grain supply has the most significant impact on grain security. In the second hierarchy diagnosis, the input of agricultural production material has the biggest impact on grain supply; people's ration has a maximum impact on grain demand; the price index of agricultural production material has the greatest impact on grain market circulation.

grain security; influencing factors; diagnosis; grey correlation analysis

2014-10-12

河南省科技创新人才基金项目(094100510013)：河南省软科学基金项目(142400410727)

孟凡琳(1992-),女,河南济源人,硕士研究生,从事灰色系统理论方面的研究。

李炳军(1968-),男,河南泌阳人,教授,博士研究生导师。

1000-2340(2015)03-0411-06

F323

A