基于灰色理论的江西省林业产业结构动态关联分析和预测

余亚亮，余勇亮，刘笑冰，2*

(1.北京农学院 经济管理学院，北京102206；2.北京农学院 北京新农村建设研究基地，北京 102206；3.南昌理工学院，江西 南昌 330044)

林业在生态文明建设中发挥着不可替代的作用[1]。江西省的林业资源极其丰富，是我国重要的林业大省之一。习近平总书记在江西调研时指出：“江西，肩负着新时代中部地区崛起的重任”[2]。江西地处华中，为我国的林业大省，素有“六分两水一分田，一分道路和庄园”之称[3]。从江西省的《森林资源二类调查》统计可知，江西土地总面积为1669.5万hm2，其中森林面积覆盖率为60.05%[4]。丰富的林业资源使得江西省发展林业产业具有得天独厚的优势，林业产业现阶段已经成为江西经济、社会和生态发展的重要支柱产业。

长期以来，江西省始终以粗放经营为主，致使林业产业的发展迟缓，对国民经济增长的贡献较低[5]。江西省2018年的林业总产值突破4500亿元，进入全国林业第一方阵的行列，但是排名始终位居全国第八[6]，该排名与其所拥有的林业资源极不相符。因此，林业产业结构的优化与调整是解决地区林业发展的有效途径[7]。目前已经有学者运用灰色理论对林业产业结构等方面进行了分析和预测，许鲁东等[8](2017)对福建省的林业产业产值关联度进行了分析及预测；吕洁华等[9](2019)采用灰色马尔科夫模型对黑龙江省国有林区林业产业结构进行了分析和预测。

为进一步探究江西省2008～2017年林业产业的发展现状，运用矢量夹角模型对林业产业结构的稳定程度进行了分析，通过灰色关联度计算了江西省林业产业的动态关联，通过建立GM(1,1)灰色系统模型对江西省未来10年林业产业的发展进行了预测，为江西省林业产业结构的发展与调整提供了理论依据，推进了江西省林业的可持续发展，以期促进江西省林业在国民的经济、社会和生态中发挥更大的作用。

1 资料来源

2008～2017年的江西省林业产业总产值和林业三次产业产值数据均来源于《中国林业统计年鉴》(表1)。

表1 江西省2008～2017年林业产值数据

2 研究方法

2.1 矢量夹角模型

采用矢量夹角模型分析江西省林业产业结构变动的稳定程度，把江西省的林业三次产业看作是一组三维向量，把相邻年份的两组向量的夹角θ作为衡量林业产业结构稳定程度的指标，当某一个产业占总产值的比重发生变化时，矢量夹角θ就会发生改变，θ的变化越大，表示林业产业结构变化程度越大[10]，通过该模型可以判定江西省林业产业结构的合理性。

(1)

其中，Si(t)为江西省林业第i产业第t年产值占林业总产值的比重(i=1，2，3)，θ是Si(t)和Si(t-1)之间的夹角，称作林业产业结构变动系数，θ≤90°。

2.2 灰色关联度分析

灰色系统就是通过对“不完全信息”的生成、开发来重新认识和构建模型，从而对系统的行为和发展规律做出一定描述。灰色系统模型的相关特点：该系统对实验数据的精度和分布规律没有特别严格的要求，该理论较为简单易懂，在各个领域都可以使用该系统[11]。灰色关联分析就是对比参考数列和比较数列发展趋势的相似长度[12]。具体的步骤见公式(2)。

(1)确定参考数列和比较数列。将林业总产值的时间序列X0(K)作为参考序列，将林业三次产业产值的时间序列Xi(K)作为比较数列(i=1，2，3)。

X0(K)={X0(1),X0(2),…,X0(n)}；

Xi(K)={Xi(1),Xi(2),…,Xi(n)}

变量的无量纲化。本研究采用初值法计算绝对差序列，在绝对误差序列中选择极大值和极小值。

Δoi=|x0(k)-xi(k)|

(2)计算关联系数。本研究中ρ为分辨系数，一般取0.5。

(3)计算关联度

(2)

2.3 GM(1,1)模型预测

通过累加序列X(1)得到紧邻的均值生成序列[13]：

Z(1)={Z(1)(2),Z(1)(3),…,Z(1)(n)}；

其中，a为发展系数，u为灰量作用，根据最小二乘法原则可以求出a、u：

(3)求解微分方程得预测模型。

(4)还原模型得预测值。

3 结果与分析

3.1 江西省林业产业结构变动稳定程度分析

根据公式(1)计算出江西省2008～2017年林业产业结构系数，如图1所示。从林业产业结构系数中可以看出，2008～2012年间的林业产业结构系数较为稳定，说明2008～2012年江西省的林业产业结构变化程度不大；2013～2014年间的林业产业结构系数变化最大，到达顶峰为0.1985，这表明2013～2015年间江西省的林业产业结构变动程度大；而2014～2015年变化也较大，降至谷底0.0276，说明2014～2015年江西省林业产业结构保持稳定发展；2015年之后林业产业结构变动的幅度都较小，说明随着产业结构的不断优化和调整，江西省的林业发展开始逐渐趋于合理化和稳定化。

图1 2008～2017年江西省林业产业结构变动系数

3.2 江西省林业产业结构灰色动态关联分析

3.2.1 林业产业间的灰色关联分析 根据公式(2)计算出江西省林业三次产业的灰色关联度(表2)，林业三次产业的关联度分别为：γ01=0.71，γ02=0.74，γ03=0.73，γ02>γ03>γ01。从三次产业的灰色关联系数可以看出，林业第二产业在江西省林业产业发展中始终占主导地位，随着人们收入水平的提升，对旅游休闲的需求不断提升，更多的森林和自然景色得到开发，促使第三产业快速发展，林业第三产业从2014开始，关联系数开始超过第一产业。

表2 江西省林业三次产业与林业总产值动态灰色关联系数

3.2.2 林业第一产业内部灰色关联分析 从表3可以看出，林业第一产业内部指标γ13>γ11>γ12>γ14>γ15。该结果表明在林业第一产业中经济林产品的采集与种植为主导产业。江西省作为林业大省，始终坚持对经济林产品的大力扶持，促进了江西省经济林产品种植与采集的发展，为了响应国家“绿水青山就是金山银山”的号召，重视生态的发展，林木的培育与种植也始终保持较高的关联度。

表3 林业第一产业内部关联系数

3.2.3 林业第二产业内部灰色关联分析 林业第二产业主要以林产品制造为主。从表4可以看出，γ26>γ24=γ25>γ23>γ21>γ22，在第二产业中，非木制品加工制造业、木制工艺品和木制文体教育用品制造以及林化学产品制造为江西省林业第二产业的主导产业。由于林木加工及木竹、藤、棕苇制造品，木、竹、藤家具制造，木、竹苇浆造纸这些产业的科技含量较低，带来的效益也远不如其他主导产业高，因此关联度较低。

表4 林业第二产业内部关联系数

3.2.4 林业第三产业内部灰色关联分析 通过计算得出林业第三产业内部关联系数(表5)，林业第三产业中γ31>γ33>γ34>γ32，在江西省林业第三产业的发展中林业旅游与休闲服务作为主导产业，促进了林业第三产业结构的完善和合理化，随之配套的林业公共管理以及林业技术服务也开始更加完善，与林业第三产业的关联度不断增加，对于林业第三产业的发展也始终发挥着正向的作用。

表5 林业第三产业内部关联系数

3.3 江西省林业产值发展预测

以2008～2017年江西省林业各产业产值为基础，依据GM(1，1)模型的相关计算，采用MATLAB软件对模型的精度进行了计算，林业三次产业计算出的小概率误差均为1，表示该模型的拟合效果较好，因此可以采用该模型进行预测。林业三次产业的预测模型如下：

根据模型求出江西省2018～2027年林业三次产业的预测值(表6)。未来10年江西省的林业产业将始终以第二产业为主导产业，第二产业发展最快，平均增长率为66.20%，在2024年江西省林业第二产业有望突破10000亿元，到2027年有望突破20000亿元。其次是第三产业，第三产业的年增长率为57.45%，从2020年开始，林业第三产业的产值有望超过林业第一产业，到2027年有望突破8000亿元。最后是林业第三产业，年增长率为20.45%，到2027年有望突破4000亿元。此次预测也基本符合江西省林业未来发展的方向，江西省作为林业大省有丰富的林业资源，可以给林业第二产业的发展提供强大的物质支持，林业第二产业的发展也必将促进江西省林业产业结构的优化；江西省也拥有丰富的旅游资源，特别是“中国革命摇篮”——井冈山、“道教的发源地”——龙虎山以及庐山等都在国内享有盛名，鼓励林业旅游同江西省的红色旅游协调发展，充分发挥旅游业的协调带动作用，必然会推动林业第三产业的进一步发展。

表6 江西省林业三次产业产值预测

4 结论与建议

4.1 结论

通过矢量夹角模型分析江西省2008～2017年林业结构变动稳定程度，结果可知：江西省林业产业结构在2013～2014年呈现了比较大的波动，从2015年后开始趋于稳定，这表明随着江西省林业政策的调整，江西省的林业产业结构逐渐趋于稳定化和合理化。通过对江西省林业三次产业及其内部产业的灰色关联度进行分析，林业第二产业始终占据主导地位并且与总产值的关联度最大，林业第二产业中非木制品加工制造业、木制工艺品和木制文体教育用品制造以及林化学产品制造为主导产业；接下来是林业第三产业，主要推动林业第三产业发展的是林业旅游与休闲服务业；最后是林业第一产业，林业第一产业中经济林产品的采集与种植是主力军。通过对林业三次产业的灰色预测可以发现，林业第二产业在未来10年将始终保持迅猛发展态势，其主导地位无法动摇，其次是林业第三产业，在2020年林业第三产业产值将全面超过林业第一产业产值。

4.2 建议

4.2.1 稳定产业发展，坚持发展林业第一产业 林业第一产业作为江西省林业产业的基础产业，为了适应林业产业的快速发展趋势，必须要重视第一产业发展的质量和效率，大力发展公益林、营造林的面积，优化林种树种；其次，应当逐步推动经济林的建设，将经济林与林下特种经济相结合，努力促进生态效益和经济效益协同发展；最后，大力发展健康绿色产业，将林业同蔬菜种植、园艺栽培、动物养殖等结合，提升第一产业的可持续发展能力。

4.2.2 把握产业方向，大力发展林业第二产业 继续扩大第二产业的主导作用，保持江西省林业第二产业健康快速发展，通过积极引进外地先进技术，将林木的初加工转化为林木的深加工，对林木产品进行创新和发展，丰富林业产业经营形式，促进林副产品深加工，提高林木产品的附加值，适当发展林下特色经济，拓宽第二产业的发展道路。与此同时，积极培养当地的林业技术人才，促进江西省林业的进一步发展。

4.2.3 顺应社会需求，促进林业第三产业发展 江西省作为林业大省，对于林业生态旅游有着得天独厚的优势，但是目前林业第三产业的比重还较小，因此还有广阔的发展空间。在未来的林业发展中江西省首先应当将丰富的林业资源同“红色”旅游相结合，将江西省的红色林业旅游打造成全国品牌；其次，应当大力开发新型旅游产品，打造绿色康养中心，增加野营、垂钓、烧烤等具有趣味性的森林旅游产品；最后，注意林业旅游人才的培养，提高旅游服务人员的综合素质。