基于灰色理論的江西省林業產業結構動態關聯分析和預測

余亞亮，余勇亮，劉笑冰，2*

(1.北京農學院 經濟管理學院，北京102206；2.北京農學院 北京新農村建設研究基地，北京 102206；3.南昌理工學院，江西 南昌 330044)

林業在生態文明建設中發揮著不可替代的作用[1]。江西省的林業資源極其豐富，是我國重要的林業大省之一。習近平總書記在江西調研時指出：“江西，肩負著新時代中部地區崛起的重任”[2]。江西地處華中，為我國的林業大省，素有“六分兩水一分田，一分道路和莊園”之稱[3]。從江西省的《森林資源二類調查》統計可知，江西土地總面積為1669.5萬hm2，其中森林面積覆蓋率為60.05%[4]。豐富的林業資源使得江西省發展林業產業具有得天獨厚的優勢，林業產業現階段已經成為江西經濟、社會和生態發展的重要支柱產業。

長期以來，江西省始終以粗放經營為主，致使林業產業的發展遲緩，對國民經濟增長的貢獻較低[5]。江西省2018年的林業總產值突破4500億元，進入全國林業第一方陣的行列，但是排名始終位居全國第八[6]，該排名與其所擁有的林業資源極不相符。因此，林業產業結構的優化與調整是解決地區林業發展的有效途徑[7]。目前已經有學者運用灰色理論對林業產業結構等方面進行了分析和預測，許魯東等[8](2017)對福建省的林業產業產值關聯度進行了分析及預測；呂潔華等[9](2019)采用灰色馬爾科夫模型對黑龍江省國有林區林業產業結構進行了分析和預測。

為進一步探究江西省2008～2017年林業產業的發展現狀，運用矢量夾角模型對林業產業結構的穩定程度進行了分析，通過灰色關聯度計算了江西省林業產業的動態關聯，通過建立GM(1,1)灰色系統模型對江西省未來10年林業產業的發展進行了預測，為江西省林業產業結構的發展與調整提供了理論依據，推進了江西省林業的可持續發展，以期促進江西省林業在國民的經濟、社會和生態中發揮更大的作用。

1 資料來源

2008～2017年的江西省林業產業總產值和林業三次產業產值數據均來源于《中國林業統計年鑒》(表1)。

表1 江西省2008～2017年林業產值數據

2 研究方法

2.1 矢量夾角模型

采用矢量夾角模型分析江西省林業產業結構變動的穩定程度，把江西省的林業三次產業看作是一組三維向量，把相鄰年份的兩組向量的夾角θ作為衡量林業產業結構穩定程度的指標，當某一個產業占總產值的比重發生變化時，矢量夾角θ就會發生改變，θ的變化越大，表示林業產業結構變化程度越大[10]，通過該模型可以判定江西省林業產業結構的合理性。

(1)

其中，Si(t)為江西省林業第i產業第t年產值占林業總產值的比重(i=1，2，3)，θ是Si(t)和Si(t-1)之間的夾角，稱作林業產業結構變動系數，θ≤90°。

2.2 灰色關聯度分析

灰色系統就是通過對“不完全信息”的生成、開發來重新認識和構建模型，從而對系統的行為和發展規律做出一定描述。灰色系統模型的相關特點：該系統對實驗數據的精度和分布規律沒有特別嚴格的要求，該理論較為簡單易懂，在各個領域都可以使用該系統[11]。灰色關聯分析就是對比參考數列和比較數列發展趨勢的相似長度[12]。具體的步驟見公式(2)。

(1)確定參考數列和比較數列。將林業總產值的時間序列X0(K)作為參考序列，將林業三次產業產值的時間序列Xi(K)作為比較數列(i=1，2，3)。

X0(K)={X0(1),X0(2),…,X0(n)}；

Xi(K)={Xi(1),Xi(2),…,Xi(n)}

變量的無量綱化。本研究采用初值法計算絕對差序列，在絕對誤差序列中選擇極大值和極小值。

Δoi=|x0(k)-xi(k)|

(2)計算關聯系數。本研究中ρ為分辨系數，一般取0.5。

(3)計算關聯度

(2)

2.3 GM(1,1)模型預測

通過累加序列X(1)得到緊鄰的均值生成序列[13]：

Z(1)={Z(1)(2),Z(1)(3),…,Z(1)(n)}；

其中，a為發展系數，u為灰量作用，根據最小二乘法原則可以求出a、u：

(3)求解微分方程得預測模型。

(4)還原模型得預測值。

3 結果與分析

3.1 江西省林業產業結構變動穩定程度分析

根據公式(1)計算出江西省2008～2017年林業產業結構系數，如圖1所示。從林業產業結構系數中可以看出，2008～2012年間的林業產業結構系數較為穩定，說明2008～2012年江西省的林業產業結構變化程度不大；2013～2014年間的林業產業結構系數變化最大，到達頂峰為0.1985，這表明2013～2015年間江西省的林業產業結構變動程度大；而2014～2015年變化也較大，降至谷底0.0276，說明2014～2015年江西省林業產業結構保持穩定發展；2015年之后林業產業結構變動的幅度都較小，說明隨著產業結構的不斷優化和調整，江西省的林業發展開始逐漸趨于合理化和穩定化。

圖1 2008～2017年江西省林業產業結構變動系數

3.2 江西省林業產業結構灰色動態關聯分析

3.2.1 林業產業間的灰色關聯分析 根據公式(2)計算出江西省林業三次產業的灰色關聯度(表2)，林業三次產業的關聯度分別為：γ01=0.71，γ02=0.74，γ03=0.73，γ02>γ03>γ01。從三次產業的灰色關聯系數可以看出，林業第二產業在江西省林業產業發展中始終占主導地位，隨著人們收入水平的提升，對旅游休閑的需求不斷提升，更多的森林和自然景色得到開發，促使第三產業快速發展，林業第三產業從2014開始，關聯系數開始超過第一產業。

表2 江西省林業三次產業與林業總產值動態灰色關聯系數

3.2.2 林業第一產業內部灰色關聯分析 從表3可以看出，林業第一產業內部指標γ13>γ11>γ12>γ14>γ15。該結果表明在林業第一產業中經濟林產品的采集與種植為主導產業。江西省作為林業大省，始終堅持對經濟林產品的大力扶持，促進了江西省經濟林產品種植與采集的發展，為了響應國家“綠水青山就是金山銀山”的號召，重視生態的發展，林木的培育與種植也始終保持較高的關聯度。

表3 林業第一產業內部關聯系數

3.2.3 林業第二產業內部灰色關聯分析 林業第二產業主要以林產品制造為主。從表4可以看出，γ26>γ24=γ25>γ23>γ21>γ22，在第二產業中，非木制品加工制造業、木制工藝品和木制文體教育用品制造以及林化學產品制造為江西省林業第二產業的主導產業。由于林木加工及木竹、藤、棕葦制造品，木、竹、藤家具制造，木、竹葦漿造紙這些產業的科技含量較低，帶來的效益也遠不如其他主導產業高，因此關聯度較低。

表4 林業第二產業內部關聯系數

3.2.4 林業第三產業內部灰色關聯分析 通過計算得出林業第三產業內部關聯系數(表5)，林業第三產業中γ31>γ33>γ34>γ32，在江西省林業第三產業的發展中林業旅游與休閑服務作為主導產業，促進了林業第三產業結構的完善和合理化，隨之配套的林業公共管理以及林業技術服務也開始更加完善，與林業第三產業的關聯度不斷增加，對于林業第三產業的發展也始終發揮著正向的作用。

表5 林業第三產業內部關聯系數

3.3 江西省林業產值發展預測

以2008～2017年江西省林業各產業產值為基礎，依據GM(1，1)模型的相關計算，采用MATLAB軟件對模型的精度進行了計算，林業三次產業計算出的小概率誤差均為1，表示該模型的擬合效果較好，因此可以采用該模型進行預測。林業三次產業的預測模型如下：

根據模型求出江西省2018～2027年林業三次產業的預測值(表6)。未來10年江西省的林業產業將始終以第二產業為主導產業，第二產業發展最快，平均增長率為66.20%，在2024年江西省林業第二產業有望突破10000億元，到2027年有望突破20000億元。其次是第三產業，第三產業的年增長率為57.45%，從2020年開始，林業第三產業的產值有望超過林業第一產業，到2027年有望突破8000億元。最后是林業第三產業，年增長率為20.45%，到2027年有望突破4000億元。此次預測也基本符合江西省林業未來發展的方向，江西省作為林業大省有豐富的林業資源，可以給林業第二產業的發展提供強大的物質支持，林業第二產業的發展也必將促進江西省林業產業結構的優化；江西省也擁有豐富的旅游資源，特別是“中國革命搖籃”——井岡山、“道教的發源地”——龍虎山以及廬山等都在國內享有盛名，鼓勵林業旅游同江西省的紅色旅游協調發展，充分發揮旅游業的協調帶動作用，必然會推動林業第三產業的進一步發展。

表6 江西省林業三次產業產值預測

4 結論與建議

4.1 結論

通過矢量夾角模型分析江西省2008～2017年林業結構變動穩定程度，結果可知：江西省林業產業結構在2013～2014年呈現了比較大的波動，從2015年后開始趨于穩定，這表明隨著江西省林業政策的調整，江西省的林業產業結構逐漸趨于穩定化和合理化。通過對江西省林業三次產業及其內部產業的灰色關聯度進行分析，林業第二產業始終占據主導地位并且與總產值的關聯度最大，林業第二產業中非木制品加工制造業、木制工藝品和木制文體教育用品制造以及林化學產品制造為主導產業；接下來是林業第三產業，主要推動林業第三產業發展的是林業旅游與休閑服務業；最后是林業第一產業，林業第一產業中經濟林產品的采集與種植是主力軍。通過對林業三次產業的灰色預測可以發現，林業第二產業在未來10年將始終保持迅猛發展態勢，其主導地位無法動搖，其次是林業第三產業，在2020年林業第三產業產值將全面超過林業第一產業產值。

4.2 建議

4.2.1 穩定產業發展，堅持發展林業第一產業 林業第一產業作為江西省林業產業的基礎產業，為了適應林業產業的快速發展趨勢，必須要重視第一產業發展的質量和效率，大力發展公益林、營造林的面積，優化林種樹種；其次，應當逐步推動經濟林的建設，將經濟林與林下特種經濟相結合，努力促進生態效益和經濟效益協同發展；最后，大力發展健康綠色產業，將林業同蔬菜種植、園藝栽培、動物養殖等結合，提升第一產業的可持續發展能力。

4.2.2 把握產業方向，大力發展林業第二產業 繼續擴大第二產業的主導作用，保持江西省林業第二產業健康快速發展，通過積極引進外地先進技術，將林木的初加工轉化為林木的深加工，對林木產品進行創新和發展，豐富林業產業經營形式，促進林副產品深加工，提高林木產品的附加值，適當發展林下特色經濟，拓寬第二產業的發展道路。與此同時，積極培養當地的林業技術人才，促進江西省林業的進一步發展。

4.2.3 順應社會需求，促進林業第三產業發展 江西省作為林業大省，對于林業生態旅游有著得天獨厚的優勢，但是目前林業第三產業的比重還較小，因此還有廣闊的發展空間。在未來的林業發展中江西省首先應當將豐富的林業資源同“紅色”旅游相結合，將江西省的紅色林業旅游打造成全國品牌；其次，應當大力開發新型旅游產品，打造綠色康養中心，增加野營、垂釣、燒烤等具有趣味性的森林旅游產品；最后，注意林業旅游人才的培養，提高旅游服務人員的綜合素質。