糧食安全問題研究 以安徽省為例 摘 要 安徽省在全國糧食生產(chǎn)中占有特殊的地位， 對于穩(wěn)定我國糧食生產(chǎn)起著重要作用。本文以安徽糧食安全發(fā)展?fàn)顩r為背景，通過建立適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟模型和數(shù)學(xué)模型，解決安徽糧食安全相關(guān)問題。 首先，利用主成分方法建立糧食安全綜合指標(biāo)。然后利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對眾多影響糧食安全因素進行排序，得出以下結(jié)論：影響程度從大到小依次為 人口數(shù)量 、 糧食作物播種面積 、 農(nóng)業(yè)勞動人口 、 鄉(xiāng)城收入比 、 單位面積糧食產(chǎn)量 、 受災(zāi)面積 、 城市化率 、人均國民生產(chǎn)總值增長率 。 其次，通過建立向量自回歸模型分析各因素對糧 食安全的影響，并且進行了協(xié)整分析、脈沖響應(yīng)分析。結(jié)果表明： 糧食作物播種面積、單位面積糧食產(chǎn)量、鄉(xiāng)城收入比、人均國民生產(chǎn)總值增長率 、城市化率對糧食安全起到正向作用，受災(zāi)面積、農(nóng)業(yè)勞動人口、人口數(shù)量對糧食安全起到反向作用。 接著，結(jié)合糧食安全指數(shù)及其各影響因素之間的關(guān)系建立起的協(xié)整方程，從機制設(shè)計理論的角度出發(fā)，為解決我國糧食安全問題提出關(guān)鍵影響環(huán)節(jié)，并就關(guān)鍵影響環(huán)節(jié)展開分析，提出合理的解決糧食安全的機制解決辦法。 最后，文章在以上研究的基礎(chǔ)上，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測方法對安徽省 2008預(yù)測，預(yù)測結(jié)果顯示： 2008 年和 2011年安徽省糧食安全程度較高；2009年和 2010年糧食安全程度較低，尤其是 2010 年不容樂觀，文章?lián)?對安徽省糧食安全的發(fā)展?fàn)顩r 提出相關(guān)政策建議。 關(guān)鍵詞： 糧食安全；主成分； 沖響應(yīng)；機制設(shè)計；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 一、基本現(xiàn)狀與問題的提出 民以食為天，國以糧為本。 糧食是關(guān)系國計民生的重要戰(zhàn)略物資，糧食安全與社會的和諧、政治的穩(wěn)定、經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。 保障糧食安全，對實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的目標(biāo)、構(gòu)建社會主義和諧社會和推進社會主義新農(nóng)村建設(shè)具有十分重要的意義。當(dāng)前 我國糧食安全形勢總體是好的，糧食綜合生產(chǎn)能力穩(wěn)步提高，食物供給日益豐富，供需基本平衡。但我國人口眾多，對糧食的需求量大，糧食安全的基礎(chǔ)比較脆弱。從今后發(fā)展趨勢看，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展以及人口增加和人民生活水平提高，糧食消費需求將呈剛性增長，而耕地減少、水資源短缺、氣候變化等對糧食生產(chǎn)的約束日益突出。我國糧食的供需將長期處于緊平衡狀態(tài)，保障糧食安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 安徽省在全國糧食生產(chǎn)中占有特殊的地位， 對于穩(wěn)定我國糧食生產(chǎn)起著重要作用。一是因為安徽是一個傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省和產(chǎn)量大省，是全國 13 個糧食主產(chǎn)省和全 國 6 個糧食調(diào)出省份之一，年均調(diào)出糧食 500 萬噸 。二是因為安徽是全國農(nóng)村改革的先行省份，1978年鳳陽小崗村率先實行大包干， 2001年全國農(nóng)業(yè)稅費改革在安徽省全省試點， 2005年在全國率先取消了農(nóng)業(yè)稅。三是安徽的農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r在全過具有代表性。 因此，如何構(gòu)建適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展要求和符合安徽省省情的糧食安全保障體系，對于維持社會穩(wěn)定與國家自立具有重要意義。安徽省基本概括如下： 全省耕地面積 408萬公頃，土地肥沃，適宜各種農(nóng)作物生長。長江和淮河自西向東橫貫全境，其中：淮河流域 長江流域 新安江 流域 安徽農(nóng)業(yè)的大發(fā)展源于 30年前發(fā)生在江淮大地上的一場變革。 1978年夏天，安徽大旱。夏收后，鳳陽縣小崗村 18戶農(nóng)民簽下了分田到戶的契約，拉開了大包干的序幕。第二年，糧食產(chǎn)量便達到了 66噸，相當(dāng)于 1966年 1970年的總和。大包干的成功為安徽的糧食生產(chǎn)開辟出一片新天地。農(nóng)村改革 30年來，安徽糧食生產(chǎn)的總趨 勢是上升的（見圖1），糧食產(chǎn)量由 幅達 年平均遞增 安徽實現(xiàn)了由農(nóng)業(yè)省向農(nóng)業(yè)大省、產(chǎn)糧大省的轉(zhuǎn)變，糧食年產(chǎn)量常年居全國第 6位。隨著糧食生產(chǎn)水平的提升，安徽對全國糧食安全的貢獻越來越大，不僅解決了本省人民的吃飯問題，而且每年調(diào)出糧食約 500萬噸。安徽省的糧食生產(chǎn)還是全國糧食增產(chǎn)的助推器，2006年安徽糧食增產(chǎn) 到了全國總增量的 40%。 2008年，安徽省夏糧總產(chǎn) 1170萬噸，創(chuàng)歷史最好水平，增量占全國的 20%。 但是 ，在取得這些成就 的同時，安徽省的糧食安全也存在一些潛在的威脅。 自改革開放以來 ， 隨著安徽經(jīng)濟快速發(fā)展 、 人口增長、工業(yè)化和城市化進程的加快 ， 耕地資源日益受到工業(yè)和城市土地利用的經(jīng)濟競爭 ， 部分耕地非農(nóng)利用的趨勢不可逆轉(zhuǎn) ； 同時 ,由于水土流失、工業(yè)廢物排放、農(nóng)藥化肥的大量使用 ， 不合理的灌溉方式及自然災(zāi)害等導(dǎo)致耕地質(zhì)量下降 ， 制約著安徽省的糧食生產(chǎn)與糧食安全。 圖 1 安徽省 1978二、理論背景和文獻綜述 在中國，糧食安全是指主要糧食品種的產(chǎn)和銷、供與求動態(tài)的平衡，及應(yīng)對突發(fā)事件的實力和 能力。 糧食安全的最終目標(biāo) 是 ，確保所有的人在任何時候既買得到又買得起他們所需的基本食品。 ” 這個概念包括三個具體目標(biāo)： 確保生產(chǎn)足夠數(shù)量的糧食； 最大限度地穩(wěn)定糧食供應(yīng)； 確保所有需要糧食的人都能獲得糧食。 對于糧食安全，應(yīng)該從以下幾個方面來理解 第一，糧食安全包括宏觀安全和微觀安全。宏觀安全就是從總體、總量上看糧食供求是均衡的微觀安全是從局部、個體上看糧食供求是均衡的，任何人都能買得到并且能夠買得起為維持生存和健康所必需 的足夠食品。只有同時實現(xiàn)了宏觀安全和微觀安全才算實現(xiàn)了糧食安全。 第二，糧食安全包括短期安全和長期安全。即保證不僅在短期內(nèi)任何人都能買得到又能買得起為維持生存和健康所必需的足夠食品，更重要的是在長期內(nèi)，在任何時候，任何人都能買得到又能買得起為維持生存和健康所必需的足夠糧食。糧食安全的目標(biāo)應(yīng)該是實現(xiàn)長期糧食安全。 第三，糧食安全包括量的安全和質(zhì)的安全。也就是說，糧食安全的目標(biāo)不僅僅是維持生存還要保證健康不僅僅是從數(shù)量上有足夠的糧食，還要確保糧食食用衛(wèi)生、安全。 本文主要是從糧食的長期安全以及糧食量的安全角度出 發(fā)，研究安徽省的宏觀糧食安全問題。 最早對中國的糧食安全問題進行研究的是美國的布朗， 1994年美國世界觀察研究所所長萊斯特布朗（ 華盛頓郵報上發(fā)表“中國能使世界挨餓嗎？ 它的崛起正在消費掉全球糧食供給”。他在 1995 年又進一步認(rèn)為，到 2030 年中國由于耕地面積的減少等因素，糧食將減少 20%，如果不考慮膳食結(jié)構(gòu)的改善，中國將進口相當(dāng)于現(xiàn)在世界糧食貿(mào)易總額的糧食，達 這以后，世界上許多組織或個人都對此進行了有針對性的研究評價。美國農(nóng)業(yè)部費 里德克科魯克認(rèn)為，布朗博士在長期預(yù)測中沒有把市場經(jīng)濟的自我矯正機制因素考慮進去，中國政府、生產(chǎn)者和消費者不會對經(jīng)濟環(huán)境的變化無動于衷。日本農(nóng)林水產(chǎn)省白石和良認(rèn)為，布朗的預(yù)測依據(jù)不十分明確，過分強調(diào)特定條件，因而產(chǎn)生了不符合實際的結(jié)論。世界銀行專門進行了關(guān)于中國長期糧食安全的課題研究，認(rèn)為中國在 2020年糧食進口量約為 6000萬噸，主要糧食出口國完全可以在不大幅度提價的情況下供應(yīng)這些糧食。關(guān)于世界糧食安全形勢的分析研究，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（ 國際谷物理事會（ 對 1997世界糧食形勢作 了測算，認(rèn)為供給形勢有所改善，安全系數(shù)有所提高。 1999 年在英國舉辦了關(guān)于未來世界糧食形勢的研討會，會后出版了一個名為養(yǎng)活 80 多億人，對科學(xué)的挑戰(zhàn)論文集，其中大量篇目充斥著悲觀的論調(diào)，只有極少數(shù)作者持相反態(tài)度。 改革開放以來，尤其是布朗博士對中國未來糧食供給表示深深的憂慮以來，我國很多學(xué)者都對中國糧食安全狀況進行了不同程度的評估。主要分為以下幾種： 關(guān)于糧食安全測度基準(zhǔn)與方法的研究 朱澤（ 1998）通過比較中國與世界重要糧食生產(chǎn)與消費國在糧食總產(chǎn)量 波動系數(shù)、糧食自給率、糧食庫存水平、人均糧食占有量與低收入人口糧食供應(yīng)水平等指標(biāo)方面的差異性，以及糧食安全系數(shù)的計算與比較，得出了中國糧食安全整體水平僅次于加拿大、法國、美國與澳大利亞等四國，高于世界平均水平的結(jié)論。徐奉賢 (1999)在四指標(biāo)中加上了貧困者的糧食保障水平，通過五項指標(biāo)的簡單平均計算了糧食安全系數(shù)。馬九杰等(2001)則認(rèn)為糧食安全綜合指數(shù)是食物和膳食能量供求平衡指數(shù)、糧食生產(chǎn)波動指數(shù)、糧食儲備一需求比率、糧食國際貿(mào)易依存度系數(shù)、糧食及食物市場穩(wěn)定性等各指標(biāo)得分值的加權(quán)平均值。劉曉梅 (2004)構(gòu)建了一個四指標(biāo)加權(quán)平均安全系數(shù)，認(rèn)為我國的糧食安全系數(shù)是 世界范圍來看是比較高的。呂耀等在中國食物保障可持續(xù)性及其評價一文中，突破了許多人僅僅或主要從糧食產(chǎn)量與人口這兩個因素來考慮糧食供應(yīng)保障的情況，而著力于從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其資源生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益、資源利用率以及資源與環(huán)境質(zhì)量等方面來構(gòu)建中國食物保障可持續(xù)性評價指標(biāo)體系，并依據(jù)中國自然資源區(qū)劃的九大農(nóng)業(yè)區(qū)內(nèi)個縣市的有關(guān)資料進行了具體評價，并得出了中國區(qū)際食物保障可持續(xù)水平有較大差異、樣本間的食物保障可持續(xù)指數(shù)差異很大與各區(qū)域影響食物保障可持續(xù) 性的主要限制因子不同等重要結(jié)論。 對中國糧食供求的研究 在糧食生產(chǎn)與供給方面， 1995年萊斯特布朗指出，由于耕地將被工業(yè)和城市用地擠占，中國谷物產(chǎn)量將會從 1990年的 020年的 噸，而人口又大量增加，所以世界無法養(yǎng)活中國；讓鄧肯 （ 1997） 1997年預(yù)測中國谷物產(chǎn)量 2010年將達到 噸，其預(yù)測結(jié)果與萊斯特布朗完全不一樣；朱玫（ 1997）對各個階段影響中國糧食波動因素的糧食產(chǎn)量增長貢獻作了實證分析，結(jié)論是：單產(chǎn)貢獻率是主 要的。 在糧食需求方面，常根發(fā)（ 2000）從微觀農(nóng)戶消費行為探討了農(nóng)村口糧消費的實現(xiàn)模式，農(nóng)戶口糧消費與糧食生產(chǎn)具有階段性和不一致性，二者受農(nóng)戶消費效用和收入的雙重約束；朱彬（ 2001）認(rèn)為，盡管高收入會帶來肉類食品的高消費，但由于消費結(jié)構(gòu)向低糧耗肉類傾斜，故而飼料糧需求的增長速度將被減緩。 對各省份糧食安全狀況的研究 目前關(guān)于省份地區(qū)的糧食安全問題，已有相當(dāng)多學(xué)者對福建、浙江、江蘇、陜西、山東、湖北、吉林、河北、湖南等省從影響因素、預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計等角度進行了研究，如寧自軍（ 2003）就糧食購銷市場化條件下浙江省糧食安全預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計及其指標(biāo)體系的構(gòu)建進行了初步研究。門可佩等（ 2008）以江蘇省糧食生產(chǎn)情況為例，分析糧食安全相關(guān)因素，江蘇省糧食安全問題存在隱患的結(jié)論。李夢覺（ 2009）通過對“糧食安全”內(nèi)涵和評價指標(biāo)的研究，分析了湖南省安全狀況及其面臨的問題。 而關(guān)于糧食生產(chǎn)大省 安徽省的糧食安全問題研究寥寥無幾。金寶石（ 2005） 在持下 ,建立了 1980、 2002 年兩個時期安徽省各縣域耕地資源、糧食生產(chǎn)以及影響糧食生產(chǎn)的地形地貌、土壤、光熱水等自然條件的空間數(shù)據(jù)庫 和多年社會屬性數(shù)據(jù)庫。本文主要從影響糧食安全的社會經(jīng)濟因素角度進行研究，研究各影響因素對安徽省糧食安全的關(guān)系，并對未來安徽省糧食安全狀況進行預(yù)測，分析安徽省糧食安全可能存在的糧食危機，并結(jié)合實際提出相關(guān)政策建議。 三、數(shù)據(jù)的收集與指標(biāo)的選取 根據(jù)上文糧食安全的定義，本文將糧食安全指標(biāo)化為糧食安全指數(shù) Y ，它由人均糧食播種面積影響指數(shù)、人均糧食占有量影響指數(shù)、糧食總產(chǎn)波動率影響指數(shù)及糧食自給率影響指數(shù)（設(shè)定安徽糧食自給率的安全底線定為 92）用主成分方法求得，旨在衡量一定時期內(nèi)一國或地區(qū)面對世界糧食危機時的自我承受能力。影響一國糧食安全的社會經(jīng)濟因素很多，基于安徽當(dāng)前社會經(jīng)濟發(fā)展的實際，本文分別從糧食的供給和需求的角度選擇以下因素作為影響糧食安全的關(guān)聯(lián)因子。 1X ：糧食作物播種面積，反映一定時期內(nèi)谷物、豆類、薯類總的播種面積，是糧食供給變化的最直接影響因素； 2X ：單位面積糧食產(chǎn)量，是技術(shù)進步、投入變化、制度創(chuàng)新、災(zāi)害氣候等各種因素效應(yīng)的綜合反映；3X：受災(zāi)面積，是影響農(nóng)作物生產(chǎn)的直接因素，短期內(nèi)對糧食供應(yīng)產(chǎn)生直接的影響； 4X ：農(nóng)業(yè)勞動人口，反映了一定時期內(nèi)投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的勞動力數(shù)量，是糧食供給的直接影響因素；5X：鄉(xiāng)城收入比，反映了農(nóng)業(yè)勞動者從業(yè)的機會成本，是農(nóng)業(yè)勞動者固守土地的激勵因素，可以間接影響到糧食的供給；6X：人口數(shù)量，是糧食需求的直接影響因素；7X：人均國民生產(chǎn)總值增長率 ，指一定時期分?jǐn)偟矫總€國民身上的國民生產(chǎn)總值的變化率，用以反映一個國家的經(jīng)濟發(fā)展程度，是糧食安全的需求影響因素；8X：城市化率，反映一定時期內(nèi)城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘淖兓闆r，該指標(biāo)通常體現(xiàn)了一國或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平，是糧食需求的間接影響因素（見 表 1）。 表 1 安徽省各指標(biāo)數(shù)據(jù) 影響因素指標(biāo) 糧食安全綜合指標(biāo) 年份 1X 2X 35 人均糧食占有量 糧食總產(chǎn)波動率 糧食自給率 1995 780 4956 000 996 6029 968 054 997 984 109 998 5991 904 4986 152 999 860 5001 205 6 000 442 048 278 8 235 001 068 325 266 002 155 5080 369 431 003 091 410 2 190 004 119 461 501 005 351 148 516 474 006 429 160 593 639 007 479 208 676 716 、實證分析 安徽當(dāng)前的糧食安全系統(tǒng)，包含著各種各樣的影響因素，多種因素共同作用的結(jié)果決定了該系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢。而哪些是主要因素，哪些是次要因素，則是系統(tǒng)分析中相關(guān)人士普遍關(guān)心的問題。傳統(tǒng)的數(shù)理統(tǒng)計中的回歸分析、方差分析等都經(jīng)常被用來進行系統(tǒng)的影響分析，然而這些方法的正常運用都必須具備一定的統(tǒng)計條件，如要求具備相對研究對象個數(shù)而言的大量樣本數(shù)據(jù)，要求數(shù)據(jù)樣本服從或近似服從某個典型的概率分布，還要求有相關(guān)理論作研究支撐等。盡管已有眾多的文獻對糧食安全系統(tǒng)進行了各種角度、各種層次的數(shù)理研究，但局限數(shù)理統(tǒng)計分析方法 的缺陷，一般僅有少數(shù)幾個研究對象，且對統(tǒng)計數(shù)據(jù)的性質(zhì)并沒有得到真正嚴(yán)格的要求。從此角度來看，灰色關(guān)聯(lián)分析方法對樣本量的多少和樣本有無規(guī)律都同樣適用，也不會出現(xiàn)量化結(jié)果與定性分析結(jié)果不符的情況，這些在一定程度上彌補了采用傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計方法作系統(tǒng)分析所導(dǎo)致的缺憾。因此，運用灰色關(guān)聯(lián)理論對安徽近年的糧食安全形勢進行相關(guān)性分析和研究，至少是研究方法上的一種積極嘗試。 主成分分析的主要目的是希望用較少的變量去解釋原來資料中的大部分變異，將許多相關(guān)性很高的變量轉(zhuǎn)化成彼此相互獨立或不相關(guān)的變量。通 常是選出比原始變量個數(shù)少，能解釋大部分資料中的變異的幾個新變量，即所謂主成分，并用以解釋資料的綜合性指標(biāo) ，所以說 主成分分析實際上是一種降維方法。 在實證問題研究中，為了全面、系統(tǒng)地分析問題，我們必須考慮眾多影響因素。這些涉及的因素一般稱為指標(biāo)，在多元統(tǒng)計分析中也稱為變量。 本文中人均糧食播種面積影響指數(shù)、人均糧食占有量影響指數(shù)、糧食總產(chǎn)波動率影響指數(shù)及糧食自給率影響指數(shù)等都是變量， 因為每個變量都在不同程度上反映了所研究問題的某些信息，并且指標(biāo)之間彼此有一定的相關(guān)性，因而所得的統(tǒng)計數(shù)據(jù)反映的信息在一定程度上有重 疊。在用統(tǒng)計方法研究多變量問題時，變量太多會增加計算量和增加分析問題的復(fù)雜性，人們希望在進行定量分析的過程中，涉及的變量較少，得到的信息量較多。主成分分析 正好可以滿足要求。 主成分分析法是一種數(shù)學(xué)變換的方法 , 它把給定的一組相關(guān)變量通過線性變換轉(zhuǎn)成另一組不相關(guān)的變量，這些新的變量按照方差依次遞減的順序排列。在數(shù)學(xué)變換中保持變量的總方差不變，使第一變量具有最大的方差，稱為第一主成分，第二變量的方差次大，并且和第一變量不相關(guān)，稱為第二主成分。依次類推， i 個變量就有 i 個主成分。 其中p 維正交化向量（ ），i 稱 的第 i 個主成分。設(shè) X 的協(xié)方差矩陣為 ，則 必為半正定對稱矩陣，求特征值i（按從大到小排序）及其特征向量，可以證明，i所對應(yīng)的正交化特征向量，即為第 i 個主成分 /， 通常要求提取的主成分的數(shù)量 k 滿足 i 。 主成分的 分析 步驟為 ： 利用初始化方法對 數(shù)據(jù) 進行 標(biāo)準(zhǔn)化 處理； 求相關(guān)系數(shù)矩陣 ； 經(jīng)過 一系列正交變換，使非對角線上的數(shù)置 0，加到主對角上 ； 得特征根i（即相應(yīng)那個主成分引起變異的方差 )， 并按照從大到小的順序把特征根排列 ； 求各個特征根對應(yīng)的特征向 量 用下式計算每個特征根的貢獻率iv /； 根據(jù) 提取的主成分的數(shù)量 k 滿足 i 確定提取的主成分個數(shù)，并寫出主成分表達式。 本文中提取 3個主成分，分別為 9192121111 9292221212 9392321313 其中 ,(321921 ),(321321 本文要研究糧食安全與其影響因素之間 的關(guān)系 ，由于衡量糧食安全的因素眾多，所以任何一個糧食安全指標(biāo)不足以表明糧食安全情況，因此，需要考慮綜合指標(biāo)。這里，我們利用前面主成分分析得到的結(jié)果，對 4個糧食安全指標(biāo)進行加權(quán)綜合，得到一個綜合指標(biāo) H ，來很好的表示糧食安全。 綜合指標(biāo)表達式為332211 ，其中21 , , 表 2 1978年份 綜合指數(shù) 年份 綜合指數(shù) 年份 綜合指數(shù) 1978 988 998 979 989 999 980 990 000 981 991 001 982 992 002 983 993 003 984 994 004 985 995 005 986 996 006 987 997 007 灰色系統(tǒng)理論是由著名學(xué)者鄧聚龍教授首創(chuàng)的一種系統(tǒng)科學(xué)理論 (其中的灰色關(guān)聯(lián)分析是根據(jù)各因素變化曲線幾何形狀的相似程度，來判斷因素之間關(guān)聯(lián)程度的方法。此方法通過對動態(tài)過程發(fā)展態(tài)勢的量化分析，完成對系統(tǒng)內(nèi)時間序列有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)幾何關(guān)系的比較，求出參考數(shù)列與各比較數(shù)列之間的灰色關(guān)聯(lián)度。與參考數(shù)列關(guān)聯(lián)度越大的比較數(shù)列，其發(fā)展方向和速率與參考數(shù)列越接近，與參考數(shù)列的關(guān)系越緊密?；疑P(guān)聯(lián)分析方法要求樣本容量可以少到 4個，對數(shù)據(jù)無規(guī)律同樣適用，不會出現(xiàn)量化結(jié)果與定性分析結(jié)果不符的情況。 其基本思想是將評價指標(biāo)原始觀測數(shù)進行無量綱化處理，計算關(guān)聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度以及根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小對待評指標(biāo)進行排序。灰色關(guān)聯(lián)度的應(yīng)用涉及社會科學(xué)和自然科學(xué)的各個領(lǐng)域，尤其在社會經(jīng)濟領(lǐng)域，如國民經(jīng)濟各部門投資收益、區(qū)域經(jīng)濟優(yōu)勢分析、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面，都取得較好的應(yīng)用效果。 關(guān)聯(lián)度有絕對關(guān)聯(lián)度和相對關(guān)聯(lián)度之分，絕對關(guān)聯(lián)度采用初始點零化法進行初值化處理，當(dāng)分析的因素差異較大時，由于變量間的量綱不一致，往往影響分析，難以得出合理的結(jié)果。而相對關(guān)聯(lián)度用相對量進行分析，計算結(jié)果僅與序列相對于初始點的變化速率有關(guān)，與各觀測數(shù) 據(jù)大小無關(guān)，這在一定程度上彌補了絕對關(guān)聯(lián)度的缺陷。 灰色關(guān)聯(lián)分析的步驟為： 第一步， 確定分析數(shù)列 設(shè)參考數(shù)列（又稱母序列）為 ,2,1)( 比較數(shù)列（又稱子序列） ,2,1)(i i ,2, 。 第二步， 變量的無量綱化 由于系統(tǒng)中各因素列中的數(shù)據(jù)可能因量綱不同，不便于比較或在比較時難以得到正確的結(jié)論。因此在進行灰色關(guān)聯(lián)度分析時，一般都要進行數(shù)據(jù)的無量綱化處理。 ,2,1,0;,2,1,)1( )()( 第三步， 計算關(guān)聯(lián)系數(shù) )(0 )(關(guān)聯(lián)系數(shù) )()(m a xm a x)()()()(m a xm a x)()(m i nm i n)( 記 )()()( ，則 )(m a xm a x)()(m a xm a x)(m ),0( ，稱為分辨系數(shù)。 越小，分辨力越大，一般 的取值區(qū)間為 1,0 ，具體取值可視情況而定。當(dāng) 時，分辨力最好，通常取 。 第 四 步， 計算關(guān)聯(lián)度 參考數(shù)列與比較數(shù)列的關(guān)聯(lián)度為 nk ii )(1 ， .,2,1 第 五 步， 關(guān)聯(lián)度排序 關(guān)聯(lián)度按大小排序，如果 21 ，則參考數(shù)列 y 與比較數(shù)列 2x 更相似。 在算出 )(列的關(guān)聯(lián)系數(shù)后，計算各類關(guān)聯(lián)系數(shù)的平均值，平均值( )(結(jié)果，如表 3所示： 表 3 1978 2007年糧食安全與各影響因素之間的關(guān)聯(lián)度 人口數(shù)量 人） 食作物播種面積 公頃） 業(yè)勞動人口 人） 城收入比 位面積糧食產(chǎn)量 斤 /公頃） 災(zāi)面積 公頃） 市化率 %） 均國民生產(chǎn)總值增長率 據(jù)上述灰色關(guān)聯(lián)模型，選取 1978 2007 年安徽糧食安全綜合指數(shù)作為系統(tǒng)參考序列，另分別選取安徽 1978 2007 年糧食作物播種面積、單位面積糧食產(chǎn)量、受災(zāi)面積農(nóng)業(yè)勞動人口、鄉(xiāng)城收入比、人口數(shù)量、人均國民生產(chǎn)總值增長率、城市化率作為系統(tǒng)的比較序列，分別計算得各關(guān)聯(lián)度及排序。 從整體來看， 1978 2007 年，各因素對糧食安全的影響程度相差無幾。但本文為了進一步研究，還是對影響因素關(guān)聯(lián)度的大小進行了對比。在現(xiàn)有的影響安徽糧食安全的因子中，人口數(shù)量因子的影響最大，其次分別是糧食作物播種面積、城鄉(xiāng)收入比、農(nóng)業(yè)勞動人口、單位面積糧食產(chǎn)量、受災(zāi)面積、城市化率、人均國民生產(chǎn)總值增長率。安徽是一個人口大省，在“民以食為天”的前提下，盡管安省的人口增速有所放慢，但龐大的人口基數(shù)顯然仍然是影響糧食安全的的第一因素。單位面積糧食產(chǎn)量、受災(zāi)面積分別位列第五位、第六位，說明二者對安徽糧食安全并非主要影 響因素。事實上安徽的糧食作物受災(zāi)情況雖然每年呈現(xiàn)不同的形式，但總受災(zāi)面積一般比較穩(wěn)定。而安徽的單位面積糧食產(chǎn)量也一直處于全國前列，在沒有重大生物技術(shù)突破的情況下，可挖掘的空間并不大。也就是說，在此期間，二者幾乎可以當(dāng)作每年都產(chǎn)生的固定因素。糧食作物播種面積、農(nóng)業(yè)勞動人口在安徽糧食安全影響因子中分別排序為第二位、第三位，說明二者是影響安徽糧食安全的主要因素。糧食作物播種面積、農(nóng)業(yè)勞動人口對安徽糧食安全的影響主要作用于糧食的供給方面，結(jié)合上文對受災(zāi)面積、單位面積糧食產(chǎn)量因子的分析，顯然當(dāng)短期內(nèi)無法顯著提高單位面 積糧食產(chǎn)量情況下，擴大糧食作物播種面積，加大農(nóng)業(yè)勞動的投入才能顯著地提高糧食的供給，而現(xiàn)實情況是糧食作物播種面積因為工業(yè)化和城市化進程而不斷減少，農(nóng)業(yè)勞動力由于機會成本所致而蜂擁流入城市，因此二者成為安徽糧食安全的重要影響因子是由安徽現(xiàn)實的經(jīng)濟發(fā)展水平和二元經(jīng)濟結(jié)構(gòu)決定的。另外，城市化率、人均國民生產(chǎn)總值增長率從糧食的需求方面也影響到安徽的糧食安全，二者的關(guān)聯(lián)度均達到 78%以上，但相比其它影響因子，其影響較小。 食安全 因素 分析 為了進一步研究 影響 糧食安全 的因素 ，對數(shù)據(jù)利用向量自回歸模型進行了協(xié)整分 析、脈沖響應(yīng)分析。 時間序列的平穩(wěn)性檢驗 對多個時間序列進行協(xié)整分析的第一步就是確定每個序列是否平穩(wěn)，而判斷序列平穩(wěn)性，通常借助單位根檢驗。常用的單位根檢驗主要有 于 R(1)過程的單位根檢驗，因此，在這里我們采用 用 中所涉及的所有變量進行平穩(wěn)性檢驗。 表 4 序列 檢驗類型 (c,t,k) 驗值 1%顯著 水平 5%顯著 水平 10%顯著 水平 判斷 結(jié)論 c,0,1) 平穩(wěn) 0,t,2) 平穩(wěn) c,0,1) 平穩(wěn) 0,t,3) 平穩(wěn) c,0,1) 平穩(wěn) 0,t,4) 平穩(wěn) c,0,1) 平穩(wěn) 0,t,1) 平穩(wěn) Y (c,0,2) 平穩(wěn) 0,t,1) 穩(wěn) c,0,3) 穩(wěn) 0,t,1) 穩(wěn) 0,0,5) 穩(wěn) c,t,5) 穩(wěn) 0,0,1) 穩(wěn) 0,t,2) 穩(wěn) c,0,1) 穩(wěn) Y (0,t,4) 穩(wěn) 經(jīng)檢驗，時間序列 ,過一階差分之后都平穩(wěn) ,因而是一階單整的 )1(I 序列。 協(xié)整分析 協(xié)整檢驗主要是判斷變量間是否存在長期均衡關(guān)系，目前主要有兩種方法：一是 1987 年提出的基于協(xié)整回歸殘差的兩步法檢驗；二是整檢驗 ,由 988、 1991)和 990)提出的基于 量自回歸 )方法的協(xié)整系統(tǒng)檢驗。需指出的是， 變量協(xié)整關(guān)系檢驗通常采用 整檢驗法。為了克服多變量和小樣本條件文采用 法進行協(xié)整檢驗。 表 5 協(xié)整檢驗 原假設(shè) 特征值 似然函數(shù) 5%顯著性水平 1%顯著性水平 無 多一個 多二個 多三個 多四個 表 5，從零假設(shè) r=0 開始，似然函數(shù)的值為 過 5%顯著性水平的臨界值 明應(yīng)拒絕零假設(shè)的 r=0，接受 r=1 備擇假設(shè)，說明變量之間存在長期均衡關(guān)系。依據(jù)檢驗結(jié)果，可建立 8個解釋變量與 Y 之間的協(xié)整方程 : 9 5 2 9 5 . 5 8 8 5 從上式可知，各影響因素指標(biāo)與之間在長期內(nèi)呈顯著相關(guān)關(guān)系。其中，糧食作物播種面積、單位面積糧食產(chǎn)量、鄉(xiāng)城收入比、 人均國民生產(chǎn)總值增長率 、城市化率對糧食安全起到正向作用，受災(zāi)面積、農(nóng)業(yè)勞動人口、人口數(shù)量對糧食安全起到反向作用。 建立 型 由于上述變量間存在長期均衡關(guān)系 ,彼此間相互影響，相互制約，可建立向量自回歸模型，并可在向量自回歸模型的基礎(chǔ)上用脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解來研究它的動態(tài)性質(zhì)。 一般模型數(shù)學(xué)表達式為： 111 其中，m 維內(nèi)生變量向量 ,d 維外生變量向量 , 1A , ,B , , 待估計的參數(shù)矩陣，內(nèi)生變量和外生變量分別有 P 和 r 階滯后期。t是隨機擾動項，與同時刻的元素可以彼此相關(guān)，但不能與自身滯后 值和模型右邊的變量相關(guān)。在實際應(yīng)用中，通常希望滯后期 P 和 r 足夠大，以完整地反映所構(gòu)造 動態(tài)特征。但滯后期越長，模型中待估計的參數(shù)就越多，自由度就越小。因此，應(yīng)在滯后期與自由度之間尋求一種均衡狀態(tài)，一般根據(jù) 息量取值最小的準(zhǔn)則確定模型的階數(shù)。經(jīng)過多次試驗，由 型整體檢驗結(jié)果表明，滯后期 P 為 1 時效果最好。每個方程僅有一部分滯后項是顯著的，但在建立 型時一般不進行篩選，各個滯后變量仍被保留。 型可以反映糧食安全與各影響因素之間的相互影響程度。 表 6 1）模型結(jié)果 Y 2 4 6 8 Y(1(2(3(4(5(6(7(8( C 型 協(xié)整分析結(jié)果表明了各變量之 間的長期關(guān)系及其變動趨勢，但上述關(guān)系是否構(gòu)成因果關(guān)系還需進一步檢驗。這里主要通過構(gòu)建 型和 果檢驗。這樣不僅反映了傳統(tǒng)的因果檢驗所考慮的變量間短期因果關(guān)系，而且能夠解釋兩個或兩個以上變量間的長期因果關(guān)系。由于誤差修正模型的滯后期是無約束 型一階差分變量的滯后期，因此，對應(yīng)的 后期應(yīng)為 1，采用協(xié)整方程有截距但沒有確定趨勢的形式，構(gòu)造 型，各參數(shù)估計見表 7。 表 7 型估計結(jié)果 D(Y) D(D(D(D(D(D(D(D(Y( (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) C 脈沖響應(yīng)函數(shù) 下圖是基于 )和漸近解析法模擬的脈沖響應(yīng)函數(shù)曲線 ,橫軸代表響應(yīng)函數(shù)的追蹤期數(shù) ,縱軸代表因變量對解釋變量的響應(yīng)程度。下圖中實線為響應(yīng)函數(shù)的計算值 ,在模型中 ,我們將響應(yīng)函數(shù)的追蹤期數(shù)設(shè)定為十年。 圖 2 圖 3 圖 4 圖 5 圖 6 圖 7 圖 8 圖 9 圖 10 從圖 2中，可以觀察到糧食安全對其自身的一個標(biāo)準(zhǔn)差新息立刻有較強的反應(yīng)，在第 2期變?yōu)樨?fù)值，第 3 期變?yōu)檎?，?4期變?yōu)樨?fù)值，之后較為穩(wěn)定；從圖 3可知，糧食安全對單位面積糧食產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)新息的脈沖反應(yīng)在前三期穩(wěn)定，之后上下波動，一直持續(xù)到結(jié)束。從圖 4來看，糧食安全對受災(zāi)面積脈沖反應(yīng)在第一期至第三期為負(fù)值，第五期之后較穩(wěn)定。從圖 5 中，農(nóng)業(yè)勞動人口在短期內(nèi)對糧食安全產(chǎn)生負(fù)面影響，但從長期來看，影響是上下波動的，這與經(jīng) 濟理論是一致的。從圖 6、圖 7、圖 8、圖 9、圖 10可知，在長期內(nèi)，鄉(xiāng)城收入比、人口數(shù)量、人均國民生產(chǎn)總值增長率、城市化率對糧食安的影響較為穩(wěn)定，不會發(fā)生較大的變化。 五、糧食安全機制設(shè)計 由第四部分中的協(xié)整方程可以得到，單位面積糧食產(chǎn)量、城市化率對糧食安全指數(shù)有正向影響，而農(nóng)業(yè)勞動人口則對糧食安全指數(shù)有反向的影響。單位面積糧食產(chǎn)量增加，糧食安全指數(shù)就會增加，這說明技術(shù)因素對糧食安全問題至關(guān)重要，在技術(shù)密集