我国粮食产量预测的时间序列模型与应用研究

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1、我国粮食产量预测的时间序列模型与应用研究孙东升/梁仕莹CCSunDongsheng,LiangShiying【专题名称】农业经济研究【专题号】F2【复印期号】2010年07期【原文出处】《农业技术经济》(京)2010年3期第97～106页【英文标题】AStudyontheTimeSeriesModelforForecastingtheGrainOutputinChinaanditsApplication【作者简介】孙东升，中国农业科学院农业经济与发展研究所，北京　100081；梁仕莹，中国农业科学院农业经济与发展研究所，北京　100081【内容提要】新中国成立以来，尤其是改革开放的三

2、十年来，我国粮食产量得到大幅度提高，同时粮食生产也呈现出周期性震荡上升态势。本文运用HP滤波分析方法将我国1949-2008年的粮食产量分离为时间趋势序列和波动序列，对趋势序列建立了关于时间t的趋势模型，并拟合估计了我国60年的粮食产量趋势；利用频谱滤波(BP滤波)法估计并拟合了粮食产量的波动周期。利用上述两个模型进行叠加，预测了未来10年我国的粮食产量。【关键词】HP滤波/波动周期/粮食产量/预测EEUU8365537    一、引言    保证国家粮食安全是一项长期的、须臾不可放松的历史重任(刘志澄，2009)，粮食关系着国计民生，是一个具有时间和空间永恒性的问题(李岳云等，20

3、01)，而粮食生产本身是由自然、社会、经济等诸多因素综合影响的一个不确定系统。从统计数据上看，1998年我国粮食产量曾经达到历史上的高点，此后却出现连年下滑，持续稳产增产的时间基本没有超过3年。到了2003年，我国粮食产量只有4.3亿吨，是1990年以来最低的一年。面对严峻的粮食生产形势，国家及时采取了一系列支农惠农政策来带动种粮积极性。自2004年开始，我国粮食生产开始出现连续增产。继2007年突破了5亿吨后，2008年粮食产量又上了新的台阶，达到5.2亿吨，不仅实现了粮食连续五年增产，也结束了我国多年来粮食生产“两丰一平一减”周期性波动的历史。未来我国粮食生产走势能否达到国家粮食

4、安全目标的要求？粮食产量还将如何波动？准确地分析和把握以上两个问题，对调整国家粮食政策，保障粮食安全具有非常重要的指导意义和实践价值。    国内学者在粮食产量的预测和波动性方面做了大量的研究工作。对粮食产量的预测方面，国内学者主要采用了指数平滑、灰色预测等时间序列方法。指数平滑法的缺点就是不同的平滑系数就可能造成结果出现较大的差异，而且到目前为止尚没有一个固定的方法来确定平滑系数。大多数研究是根据经验来选择平滑系数，导致预测结果失真。灰色预测仅仅对原始数据进行叠加，排除了波动干扰项，所以在做长期预测时会有比较大的偏差。    在粮食产量的波动方面，主要采用速度法、剩余法。喻翠玲等(

5、2006)的波动指数法、王玉斌等(2007)的变异系数法均属于速度法，这类方法由于不能将数据的长期趋势剔除，当期的粮食产量会受到相邻年份波动影响。剩余法是利用某种方法如移动平均、直线滑动平均模拟法等，将趋势与波动进行分离，着重考察其绝对波动产量。国内大多数学者都采用剩余法来研究波动的特征，在此基础上建立我国粮食产量的波动与自然、社会、经济等一系列影响因素的关系模型，分析各因素变化的影响效果。在这些研究中，有些是对粮食产量波动周期的直观分析，有些是考察造成产量波动的一系列影响因素，还有一些研究是对我国粮食产量稳定与波动的内在机理的分析。这些研究主要侧重分析我国粮食产量的历史波动情况，并

6、没有对未来粮食的长期变动趋势进行模拟预测。    由于忽略了经济变量内在的周期性，鲜有文献将波动分析和趋势分析结合起来。是否可以将我国粮食生产的长期趋势及波动分别拟合，然后进行合并预测，从而达到更好的预测效果？本文将对此展开相关研究。    二、时间趋势和周期波动模型            最终得到每一频率所对应的功率谱，如果在功率谱上出现了比较明显的高峰值，其对应的频率就能够确定该序列的主要周期分量。由于粮食产量的具有波动性，因此这一波动序列必然为多个周期分量的叠加函数。    三、时间趋势和周期波动模型的实证分析    (一)我国粮食产量时间序列的单位根检验    利用Eview

7、s5.0对我国1949-2008年的粮食产量的原序列与一阶差分序列进行单位根检验。        表1中的ADF检验值为-2.29，大于各个水平的临界值，而表2中的检验值均小于各个水平的临界值。粮食产量序列是非平稳的，其一阶差分是平稳的。粮食产量序列是一阶单整序列。在这种情况下，通常要对其进行趋势项和周期项的分离。    (二)我国粮食产量的HP滤波法的时间趋势模型    按照滤波分析原理，对我国1949-2008年的粮食产量(设为Y)序列进行滤波处理(万