基于GM（1，1）模型的武夷山市茶葉產(chǎn)量預(yù)測

　　【摘 要】本研究根據(jù)武夷山市歷年統(tǒng)計(jì)的茶葉產(chǎn)量，利用GM（1，1）模型對武夷山市2014—2020年茶葉產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明：1）武夷山市的茶葉產(chǎn)量在2014—2020年將保持穩(wěn)步上升的趨勢，至2020年茶葉產(chǎn)量將逼近30000t/a；2）該模型具有精度較高，預(yù)測準(zhǔn)確的特點(diǎn)，可以用于其他作物的產(chǎn)量預(yù)測。
　　【關(guān)鍵詞】GM（1，1）模型；茶葉產(chǎn)量；預(yù)測；武夷山市
　　0 引言
　　茶葉營養(yǎng)豐富，富含氨基酸、蛋白質(zhì)、糖、多種維生素和無機(jī)鹽等成分，具有提神、防病、美容等多種功效[1]。茶葉的產(chǎn)量受到氣候條件、自然環(huán)境、施肥方式[2-3]等多方面因素的影響，因此對茶葉產(chǎn)量進(jìn)行明確的預(yù)測，對于茶葉生產(chǎn)、加工和銷售具有積極的指導(dǎo)作用[4]。
　　灰色系統(tǒng)理論是鄧聚龍教授在20世紀(jì)80年代初提出的[5]。灰色數(shù)列模型（Grey Dynamics Model， GM）是以時間序列進(jìn)行研究分析，用數(shù)列建立方程，將無規(guī)律的原始數(shù)列經(jīng)過轉(zhuǎn)換，使之成為較有規(guī)律的生成數(shù)列后再建模的一種預(yù)測方法[6]。GM（1，1）模型是是灰色數(shù)列模型中的一種。它是單變量一階線性模型，對樣本含量和數(shù)據(jù)的概率分布沒有嚴(yán)格的要求，所需數(shù)據(jù)單一，原理簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，并且對于某些時間序列資料的預(yù)測效果較好[7]。經(jīng)過三十幾年的發(fā)展，GM（1，1）模型已經(jīng)在多個領(lǐng)域研究中得到應(yīng)用，如蘭玉潔等人對糧食產(chǎn)量進(jìn)行了預(yù)測[8]，張苗云等人對環(huán)境進(jìn)行了預(yù)測[9]，韋麗琴等人對包頭市公路交通安全水平進(jìn)行了預(yù)測[10]，李赫龍等人對煙臺市老齡人口進(jìn)行了預(yù)測[11]，曾維林對江西省農(nóng)村人均年收入進(jìn)行了預(yù)測[12]，岳冬冬等人對中國水產(chǎn)品產(chǎn)量進(jìn)行了預(yù)測[13]，楊少梅等人對河北省新能源生產(chǎn)量和消費(fèi)量進(jìn)行了預(yù)測[14]，孫志霞等人對膠州灣前灣海域水質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測[15]，李光等人對貴州省畜產(chǎn)品產(chǎn)量進(jìn)行了預(yù)測[16]，羅永華等人對茂名市水果產(chǎn)量進(jìn)行了預(yù)測[17]，都取得了較好效果。
　　武夷山市作為福建省的產(chǎn)茶大市，茶葉種植歷史悠久、品種豐富，是紅茶的發(fā)源地，中國著名的茶鄉(xiāng)[18]。本研究根據(jù)武夷山市歷年的茶葉產(chǎn)量，利用GM（1，1）模型對未來武夷山市的茶葉產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測，以期為武夷山市茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展計(jì)劃和決策提供幫助，更好地發(fā)揮武夷山市茶產(chǎn)業(yè)的農(nóng)業(yè)主導(dǎo)作用。
　　1 研究區(qū)概況
　　武夷山市位于福建省西北部，武夷山脈北段南麓，閩贛交界處，地跨117°37′22″ E—118°19′44″ E、27°27′31″ N—28°04′49″ N，總面積為2798km2；該市為山地丘陵區(qū)，東、西、北區(qū)域地勢險峻，群山連綿，中、南部地勢平坦，河谷盆地錯落，構(gòu)成向南開口的馬蹄形地形；全市屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，年平均氣溫18℃，年平均相對濕度78%，年平均降水量1916.4mm，年平均無霜期255d；該市土壤以紅壤、黃壤、山地草甸土、紫色土等4個土類為主，土壤垂直分布明顯；該市屬中亞熱帶常綠闊葉林帶，森林覆蓋率達(dá)95.3%[19]。
　　2 數(shù)據(jù)源與研究方法
　　2.1 數(shù)據(jù)源
　　研究數(shù)據(jù)來源于《福建農(nóng)村經(jīng)濟(jì)年鑒（1990—2002年）》和《南平統(tǒng)計(jì)年鑒（2003—2005年，2007—2012年）》（見表1）。
　　2.2 模型的建立
　　根據(jù)韋麗琴等人在《應(yīng)用EXCEL實(shí)現(xiàn)GM（1，1）模型對公路交通安全水平的預(yù)測》中的建模過程，進(jìn)行本研究GM（1，1）模型的建立[10]。
　　2.2.1 累加生成
　　灰色數(shù)列模型排成時間數(shù)列Xt（t=0，1，2，…，n），其中Xt表示第t時刻的原始數(shù)據(jù)。按公式（1）、（2）分別求出茶葉產(chǎn)量的一次累加生成數(shù)據(jù)Yt和均值生成數(shù)列Zt：
　　2.2.3 求預(yù)測值
　　按公式（4）以及下式（8）求出預(yù)測值：
　　2.3 模型檢驗(yàn)
　　后驗(yàn)差法是檢驗(yàn)GM（1，1）模型預(yù)測精度較為常用的方法。該方法是根據(jù)模型預(yù)測值與實(shí)際值之間的統(tǒng)計(jì)情況進(jìn)行檢驗(yàn)的方法[13]。
　　后驗(yàn)差比值C是反映模型精度的指標(biāo)，C值越小越好。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，一般把模型精度分為4個等級[13]（見表2）。
　　3 結(jié)果分析
　　3.1 對武夷山市歷年茶葉產(chǎn)量的分析
　　從過去22年統(tǒng)計(jì)的武夷山市茶葉產(chǎn)量數(shù)據(jù)來看，武夷山市的茶葉產(chǎn)量呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的態(tài)勢，從1989年的956t增長到2011年的10339t。其中2008年比2007年茶葉產(chǎn)量增加了1309t，1989—2011年，年平均增長量為8.24%。
　　3.2 預(yù)測結(jié)果
　　利用GM（1，1）模型預(yù)測出2014—2020年武夷山市茶葉產(chǎn)量（見表3，圖1）。
　　從預(yù)測結(jié)果來看，武夷山市的茶葉產(chǎn)量在未來7年內(nèi)將保持穩(wěn)步上升的趨勢，至2020年將突破年產(chǎn)25000t。
　　近年來，武夷山市委、市政府高度重視茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，把茶產(chǎn)業(yè)列為武夷山的農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，推出了一系列關(guān)于推動茶產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的政策措施[18]。政府管理制度的完善為茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了制度保障[18]，對茶葉產(chǎn)量的提高起到了積極的促進(jìn)作用。不僅如此，借助武夷山旅游而聲名遠(yuǎn)播的武夷山茶，隨著武夷山市茶文化軟實(shí)力的日益提升[20]，其市場需求量也在不斷提高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)在全國各大中城市建立了武夷茶葉區(qū)域銷售連鎖店1000多家，大紅袍茶葉銷售網(wǎng)點(diǎn)3600多個[20]。武夷山市茶葉已遠(yuǎn)銷歐美、日本、東南亞等30多個國家以及我國港澳臺地區(qū)，出口量約占茶葉總量的30%[20]。一系列的原因?qū)��?dǎo)致更多的資金和人力投入到武夷山茶產(chǎn)業(yè)當(dāng)中來，從而提高武夷山市的茶葉產(chǎn)量。
　　4 結(jié)語
　　灰色預(yù)測對于原始數(shù)據(jù)的要求較低，即使原始數(shù)據(jù)時間序列較短或數(shù)據(jù)缺失，也能進(jìn)行很好的預(yù)測，在作物產(chǎn)量預(yù)測方面有很好的利用價值。根據(jù)灰色預(yù)測建立的對武夷山市茶葉產(chǎn)量預(yù)測模型，經(jīng)檢驗(yàn)，模型精度較高，預(yù)測較準(zhǔn)確。通過對武夷山市茶葉產(chǎn)量進(jìn)行灰色預(yù)測，武夷山市茶葉產(chǎn)量在2014—2020年將繼續(xù)增長，到2020年茶葉產(chǎn)量將達(dá)到29064.10t。但由于實(shí)際情況約束，2020年實(shí)際產(chǎn)量可能無法達(dá)到預(yù)測值。茶葉需求量的增加，武夷山茶知名度的提升以及政府政策扶持等因素都將促使武夷山市的茶葉產(chǎn)量不斷提高，在滿足市場需求的同時，帶動武夷山市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從而提高人民的生活水平。

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