灰色線性規(guī)劃

1、第八章 灰色線性規(guī)劃線性規(guī)劃是目前研究多變量系統(tǒng)應用很廣的一種決策方法，在社會經(jīng)濟學科中應用尤為普遍。但是，由于社會經(jīng)濟系統(tǒng)以及自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中存在著很多不確定的、模糊的因素，其現(xiàn)象往往是灰色的，因此利用線性規(guī)劃進行分析和處理問題時可能會出現(xiàn)錯誤。而灰色線性規(guī)劃是在技術(shù)系數(shù)是可變的灰數(shù)、約束值是發(fā)展的情況下進行的，是一種動態(tài)的線性規(guī)劃，正好彌補了常規(guī)線性規(guī)劃的不足，在漁業(yè)科學中也得到了初步的應用。在本章中我們將主要介紹灰色線性規(guī)劃模型以及灰色線性規(guī)劃在漁業(yè)科學中的應用。第一節(jié) 灰色線性規(guī)劃模型一、線性規(guī)劃模型標準形式線性規(guī)劃是運籌學的一個重要分支，是目前研究多變量系統(tǒng)應用很廣且簡便易行的一種

2、數(shù)學模型，也是確定型決策最常用的方法。它主要解決的問題是如何最大限度地發(fā)揮有限資源（包括人力資源）的作用，取得的最大經(jīng)濟、社會效益，為合理利用人力、物力和財力找出有效途徑。線性規(guī)劃研究的問題主要有兩類：一是一個目標或任務(wù)確定后，如何統(tǒng)籌安排，以最少的人力、物力和財力去完成這一目標；二是在一定的條件下，即有一定數(shù)量的人力、物力和財力，如何通過合理的安排和使用，使得完成的任務(wù)最多，最大的效益最大化。這實際上是一個問題的兩個方面，也就是解決系統(tǒng)整體的最優(yōu)問題。因此，線性規(guī)劃常被用作調(diào)整各行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的主要數(shù)學方法。線性規(guī)劃是求解線性關(guān)系問題。所謂線性關(guān)系就是比例關(guān)系，如生產(chǎn)量和資源投入量之間、成本與

3、利潤之間等的關(guān)系，一般均呈線性或接近線性關(guān)系。構(gòu)成線性規(guī)劃問題通常需要具備以下條件：（1）確定問題的決策變量。這是指決策人可以控制的因素，它們的值決定模型的解。（2）要有明確的目標。要求問題的目標能用數(shù)值來表示，即把有關(guān)問題轉(zhuǎn)化為公式，并確定決策人用來評價問題不同答案的準則，即目標函數(shù)。（3）要達到的目的是在一定的約束條件下實現(xiàn)的，同時存在著達到目標的多種可行方案。（4）弄清有限資源的限制數(shù)量，各生產(chǎn)部門的投入產(chǎn)出關(guān)系和產(chǎn)出收益之間關(guān)系，以確定合理的決策變量系數(shù)。（5）約束條件和目標函數(shù)都必須是線性關(guān)系。約束條件反映系統(tǒng)環(huán)境的限制，目標函數(shù)反映決策者的目的。因此一般線性規(guī)劃模型包括五個部分：（

4、1）決策變量Xj（j=1，2，n）；（2）約束條件或資源限制bi（i=1，2，n）；（3）技術(shù)系數(shù)aij；（4）效益系數(shù)cj；（5）目標函數(shù)Z。線性規(guī)劃數(shù)學模型為：目標函數(shù) max或min Z=c1x1+c2x2+cnxn滿足于約束條件：x1，x2，xn0其縮寫形式為：目標函數(shù) max或min Z= 滿足約束條件 （i=1，2，m）xj0 （j=1，2，n）式中：xj代表一組未知的決策變量，表示各種產(chǎn)品的產(chǎn)出量； aij技術(shù)系數(shù)，表示生產(chǎn)j種產(chǎn)品所需i種生產(chǎn)因素的投入數(shù)量； cj效益系數(shù)，表示生產(chǎn)單位j種產(chǎn)品的收益； bi代表生產(chǎn)要素的限制量。具有上述結(jié)構(gòu)的線性規(guī)劃問題，我們稱為標準形式。具體

5、的線性規(guī)劃模型可能會有很多限制和約束，但是任何線性規(guī)劃問題都可以變換成上述標準形式。二、灰色線性規(guī)劃盡管線性規(guī)劃在社會經(jīng)濟發(fā)展中得到了廣泛的應用，但是一般線性規(guī)劃存在下述問題：（1）線性規(guī)劃是靜態(tài)的，不能反映約束條件隨時間變化的情況，因而所得結(jié)果往往因條件改變而失敗。（2）如果規(guī)劃模型中，出現(xiàn)灰參數(shù)（或灰數(shù)），如約束方程中的技術(shù)系數(shù)、約束值等，則一般線性規(guī)劃難以處理。（3）由于模型技術(shù)或計算技巧問題，在實際計算過程中常出現(xiàn)無解或無法求解。由于上述問題的存在，使得一般線性規(guī)劃的應用受到一定程度的限制。但是這些問題可以利用灰色系統(tǒng)的思想和建模方法來解決，結(jié)合灰色系統(tǒng)理論的線性規(guī)劃稱為灰色線性規(guī)劃。

6、灰色線性規(guī)劃的形式如下：目標函數(shù)： 約束條件： X0也就是說：在滿足 X0的條件下，尋求一組X，使f（X）達極大值（或極小值）。上述關(guān)系式中X為向量：C為目標函數(shù)的系數(shù)向量Ci可以是灰數(shù)。為約束條件的系數(shù)矩陣，A為的白化矩陣，且有： = A= b是約束量 若對于約束指標bi，有一組白化序列 則對作累加生成后得，再以數(shù)據(jù)，按GM（1，1）建立預測模型，再從預測模型求出預測值。在作規(guī)劃計算時，按下述約束條件 X = 則可求出K時刻的灰色線性規(guī)劃值。當K>n的條件下取不同值時，可以得到未來發(fā)展的各種線性規(guī)劃解，也就是各個不同時期的線性規(guī)劃解?；疑€性規(guī)劃具有如下幾個特點：（1）彌補了一般線性規(guī)

7、劃的不足，常規(guī)線性規(guī)劃是一種確定的、靜態(tài)的模型，它要求目標系數(shù)中的效益系數(shù)、約束條件中的技術(shù)系數(shù)、資源量及其它限制量等都被固定下來，事實上社會經(jīng)濟關(guān)系是不確定的、多變的，存在著許多偶然的、風險的因素，并且各因素之間相互關(guān)聯(lián)、錯綜復雜，并不一定呈線性關(guān)系，所以求出的解可能與實際不符，甚至無解?；疑€性規(guī)劃是在技術(shù)系數(shù)是可變的灰數(shù)、約束值是發(fā)展的情況下進行的，是一種動態(tài)的線性規(guī)劃，正好彌補了常規(guī)線性規(guī)劃的不足。（2）不僅可以指導既定條件下的最優(yōu)構(gòu)造，而且可以指導最優(yōu)結(jié)構(gòu)的發(fā)展變化情況，約束條件中的約束值可能是變動的，有的可用時間序列描述，按GM（1，1）模型進行預測得到?jīng)]這樣的線性規(guī)劃不僅僅只反映

8、一種特定的情況，而是可以反映約束條件發(fā)展變化的情況。這樣的線性規(guī)劃解，不是一個值，而是一組值，并且是一組時間序列值。這樣的解不但可以指導現(xiàn)在條件下的最優(yōu)結(jié)構(gòu)，而且可以知道最優(yōu)結(jié)構(gòu)關(guān)系的發(fā)展變化情況。（3）給定一組信息，就可得到一組優(yōu)化方案?；疑€性規(guī)劃中的約束條件系數(shù)，是灰區(qū)間數(shù)，既可按下限規(guī)劃，又可按上限規(guī)劃，還可按區(qū)間內(nèi)的任何一白化值進行規(guī)劃。在區(qū)間內(nèi)，只要可以得到一組白化值（信息），便可得到一組優(yōu)化方案，從而使規(guī)劃靈活多變，有眾多的調(diào)整余地，適應情況的發(fā)展變化，避免了常規(guī)線性規(guī)劃使許多具體問題得不到可行解的結(jié)論。第二節(jié) 灰色線性規(guī)劃在漁業(yè)科學中的應用目前灰色線性規(guī)劃在漁業(yè)科學中的應用主要

9、在海洋漁業(yè)結(jié)構(gòu)特征（包括養(yǎng)殖業(yè)、漁船結(jié)構(gòu)等）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展規(guī)劃等方面。現(xiàn)結(jié)合有關(guān)例子進行分析和探討。一、 海洋漁業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整研究高清廉、邱天霞、宋協(xié)法等于1999年第2期青島海洋大學學報上發(fā)表了山東省海洋漁業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整研究的文章。文章運用灰色線性規(guī)劃運籌學最優(yōu)化方法來探討漁船結(jié)構(gòu)調(diào)整，以實現(xiàn)產(chǎn)值的優(yōu)化，并用非全人工變數(shù)單純形法給出線性規(guī)劃的目標函數(shù)的極小值和極大值。1，不同級別漁船的努力量配比結(jié)構(gòu)的計算與結(jié)果目標確定：文章選取反映經(jīng)濟效益指標利潤最大為目標函數(shù)，求解各級別漁船的功率在預測范圍內(nèi)最大經(jīng)濟效益的各級別漁船的適宜海洋捕撈努力量。變量設(shè)置：選取各級別漁船的捕撈努力量為決策變量。約束條

10、件：在諸多可供選擇的約束變量中，采用總控制和分級別船只功率控制作為雙約束參量指標。系數(shù)的選擇：文章采用的效益系數(shù)是指目標函數(shù)中決策變量的系數(shù)，此處指104PS利潤。線性規(guī)劃模型的建立。2000年山東省分級別海洋漁船的線性規(guī)劃模型為：Ymax = 2497X1+3256X2+2818X3+1540X4+2062X5+109X6+3X7+398 X8X1+ X2+ X3+ X4+ X5+ X6+ X7+ X8100X5+ X6+ X7+ X8400X110，X2=20-25，X3=5-10，X420X1、 X2、 X3、 X4、 X5、 X6、 X7、 X80式中：X1、 X2、 X3、 X4、

11、X5、 X6、 X7、 X8分別表示為19PS以下、20PS、2159PS、60119PS、120199PS、200399PS、400599PS和600PS以上漁船馬力。計算結(jié)果：由于規(guī)劃數(shù)值是個概數(shù)，故計算結(jié)果均取四舍五入（單位均為104PS）X1=10，X2=25， X3=5 ，X4=20， X5=10， X6=10， X7=5 ，X8=15上述優(yōu)化模型運算結(jié)果表明，在總漁獲努力量控制在100×104PS條件下的各級漁船結(jié)構(gòu)為：應繼續(xù)壓縮19PS以下漁船，壓縮2159PS和120199PS級別漁船所占比例，穩(wěn)定20PS漁船，發(fā)展60119PS、200399PS和600PS以上級別

12、船只。2，山東省海洋捕撈作業(yè)類型漁船數(shù)量及努力量配比規(guī)劃 根據(jù)對本省漁船作業(yè)類型與努力量配置的分析，提出如下調(diào)整意見：(1) 在海洋捕撈總努力量控制小于100×104PS條件下，考慮到漁業(yè)資源承受力與現(xiàn)有漁業(yè)生產(chǎn)力基礎(chǔ)，提出4：3：3配比結(jié)構(gòu)格局，即拖網(wǎng)船（含圍網(wǎng)）=40%；流刺網(wǎng)船（含釣船）=30%；定置網(wǎng)船（含其它）=30%。(2) 各作業(yè)類型不同級別船只努力量配置（表8-3）漁船總數(shù)大約控制在26680艘左右，比目前35417艘（1994）在數(shù)量上有較大減少，同時漁船努力量與作業(yè)漁船類型的結(jié)構(gòu)有明顯改善。表8-3 山東各類不同級別船只努力量配置表作業(yè)類型總功率（104KW）與漁

13、船數(shù)（艘）拖圍網(wǎng)船級別441KW以上184-294KW136-147KW功率（104KW） 船數(shù)（艘）11 25011 5007.35 500流釣漁船級別44.1KW以上29.4-44KW15KW功率（104KW） 船數(shù)（艘）11 25003.68 12507.35 5000定置網(wǎng)船級別15.4-44KW15KW8.8KW功率（104KW） 船數(shù)（艘）3.68 85011 75007.35 8330引自高清廉、邱天霞、宋協(xié)法等（1999）3海水養(yǎng)殖業(yè)線性規(guī)劃模型（1）目標確定 選擇反映經(jīng)濟效益指標純收入最大為目標函數(shù)，求得各產(chǎn)業(yè)的適宜養(yǎng)殖面積。（2）變量設(shè)置 選取養(yǎng)殖面積為決策變量。取魚類養(yǎng)殖

14、、蝦蟹類養(yǎng)殖、藻類養(yǎng)殖、淺海貝類養(yǎng)殖、灘涂養(yǎng)殖的養(yǎng)殖面積為決策變量X1、X2、X3、X4、X5。（3）約束條件限制選定的約束條件為養(yǎng)殖面積約束。 表8-6 約束量 單位：104畝年份魚類養(yǎng)殖蝦蟹類養(yǎng)殖藻類養(yǎng)殖淺海貝類養(yǎng)殖灘涂貝類養(yǎng)殖淺海養(yǎng)殖灘涂養(yǎng)殖港灣養(yǎng)殖19941.3265.9817.6673.6737.6692.4052.8252.1320002.5754.0138.41129.0189.80149.71163.4254.01引自高清廉、邱天霞、宋協(xié)法等（1999）（4）系數(shù)的選取效益系數(shù)是指目標函數(shù)中各決策變量的系數(shù)，本文以1994年各年分產(chǎn)業(yè)的單位面積純收入作為參考效益系數(shù)。（5）線性

15、規(guī)劃模型的建立2000年的線性規(guī)劃模型為：Zmax=1218X1+179X2+1243X3+1341X4+1361X5X1+X2+X3+X4+X5367.14X1+X2 +X5163.42+54.01X3+X4149.71X12.57，X254.01，X338.41，X4129.01，X589.80（6）計算結(jié)果X1=2.57，X2=54.01，X3=38.41，X4=111.3，X5=50.26適宜養(yǎng)殖總面積= X1+X2+X3+X4+X5=256.55（104畝）（7）海水養(yǎng)殖業(yè)預測產(chǎn)量 通過19851994年各分產(chǎn)業(yè)平均單產(chǎn)的分析，計算2000年各分產(chǎn)業(yè)的平均單產(chǎn)預測值。根據(jù)以上線性規(guī)劃

16、模型求得在最優(yōu)效益下各產(chǎn)業(yè)的適宜養(yǎng)殖面積值，得到2000年山東海水養(yǎng)殖業(yè)的預期產(chǎn)量： 按照各分產(chǎn)業(yè)平均單產(chǎn)的預期值得2000年海水養(yǎng)殖預期產(chǎn)量。預期產(chǎn)量= 0.55X1+0.03X2+2.20X3+1.14X4+0.58X5 =1.42+1.64+84.46+126.93+29.17=243.62（104t） 按照海水養(yǎng)殖業(yè)總平均單產(chǎn)的預期值得到2000年海水養(yǎng)殖預期產(chǎn)量。預期產(chǎn)量=0.87×256.55=223.20（104t）二、農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃研究方面關(guān)福來、王春乙、梁群于1996年第2期的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學與綜合研究中發(fā)表了朝陽市農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃研究文章，該文章在分析朝陽市人口發(fā)展、耕地面

17、積、水資源開發(fā)利用預測的基礎(chǔ)上，利用灰色線性規(guī)劃理論對朝陽農(nóng)業(yè)內(nèi)部的農(nóng)、林、牧、副、漁進行調(diào)整優(yōu)化，得出協(xié)調(diào)發(fā)展的最佳方案，進而提出了朝陽市“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)發(fā)展的措施及實施建議。其具體的計算過程如下：（一）人口、勞動力預測1979年，全市總?cè)丝?84.77萬人，到1993年末增加到322.97萬人，14年人口凈增38.2萬人，增長了13.41%，平均每年凈增2.73萬人，平均年凈增長率0.903%。應用灰色系統(tǒng)理論的GM（1，1）預測方法建立朝陽市人口發(fā)展的預測模型。取1979年至1993年的歷年總?cè)丝诠?5年的統(tǒng)計資料，應用GM（1，1）模型預測人口發(fā)展結(jié)果見表8-7。表8-7 人口預測結(jié)果

18、年份1994199519961997人口3270560329955233288003358336年份199819992000人口338803234181443448416引自關(guān)福來、王春乙、梁群（1996）預測結(jié)果，2000年朝陽市人口將達到344.84萬人，7年人口凈增21.81萬人，平均每年凈增3.12萬人，平均年凈增長率0.94%。人口發(fā)展速度較1993年以前略有增加，2000年以后人口發(fā)展放慢，以年凈增率0.886%的速度穩(wěn)定增長。為了使人口發(fā)展與社會經(jīng)濟相適應，應進一步加強人口計劃指導，調(diào)整不合理的人口結(jié)構(gòu)，嚴格控制人口數(shù)量，提高人口素質(zhì)，到本世紀末，朝陽市人口控制目標是：總?cè)丝诳刂?/p>

19、在344萬以內(nèi)。人口發(fā)展速度基本與1993年以前持平。（二）耕地面積預測土地是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料。影響耕地變化的因素較多，通過歷年全市耕地演變的分析，其相關(guān)因素如下：根據(jù)有關(guān)材料，對上述影響耕地變化的相關(guān)因素進行定性和定量預測分析，其增加因素微乎其微，而減少趨勢不可避免。其結(jié)果如下：1993年底實有耕地面積39.21萬hm2，預計2000年減少到36.54萬hm2，減少在2.67萬hm2左右。其中水利建設(shè)需要占用耕地約26%，其次城鄉(xiāng)居民住宅建設(shè)需占耕地約21%，城市及工業(yè)建設(shè)需占耕地19%，交通建設(shè)占用耕地約14%，鄉(xiāng)村企業(yè)建設(shè)和退役耕地需占用耕地約20%左右。（三）水資源開發(fā)利用預測朝陽

20、市的水資源貧乏且利用不平衡，水資源主要靠大氣降水補給，降水少且時空分布不均是造成水資源貧乏的主要原因。平均每人占有水資源量為616m3，全市水資源可利用總量為8.1745億m3，平均每人占有水量253m3，大大低于全國及全國遼寧省的平均水平。目前，地下水的實際開采量只占可開采量的50%左右，在保證率P=75%的情況下，地表水可利用量為2.9299億m3，占來水量的34.7%。2000年各部門需水情況見表8-8。表8-8 2000年各部門需水量預測表工業(yè)農(nóng)業(yè)城鎮(zhèn)生活產(chǎn)值億元用水定額m3/萬元用水量億m3設(shè)計面積萬hm灌溉定額m3/hm2用水量億m3人口萬人定額m3/人用水量億m31203804.

21、5614.6740505.948836.50.3212農(nóng) 村 人 畜人口萬人定額m3/人大牲畜萬頭定額m3/頭小牲畜萬頭定額m3/頭用水量億m325618.2510036.540010.951.27引自關(guān)福來、王春乙、梁群（1996）2000年，如果地下水開采率達到90%，則還可開發(fā)2.1億m3的地下水資源。如果今后的幾年里在諸河的干流上修建控制性工程攔洪蓄水，提高地表水的利用程度，使地表水的可利用量占來水量的60%，則將有約2.1億m3的開發(fā)潛力。這樣，到本世紀末全市水資源可利用總量將達到12.4億m3，基本能夠滿足朝陽市社會經(jīng)濟發(fā)展需要。另一方面，要積極提倡節(jié)約用水，工業(yè)上提高水的循環(huán)利用

22、率，農(nóng)業(yè)上采用先進的灌溉方法。（四）規(guī)劃方案及目標的確立農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是科技、經(jīng)濟、社會協(xié)調(diào)發(fā)展大系統(tǒng)的子系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部“五業(yè)”（農(nóng)、林、牧、副、漁）之間的系統(tǒng)協(xié)調(diào)和分析，不僅是搞好“五業(yè)”間的綜合平衡、合理規(guī)劃的基礎(chǔ)，而且還是把握“五業(yè)”間健康發(fā)展的依據(jù)，方案的量化、優(yōu)化分析，主要采取了“灰色”預測GM（1，1）模型，建立對“五業(yè)”未來自然發(fā)展的預測。然后運用灰色線性規(guī)劃分析設(shè)計朝陽市未來發(fā)展“五業(yè)”最佳狀態(tài)（最優(yōu)方案）。1未來發(fā)展的GM（1，1）預測“五業(yè)”原始數(shù)列及2000年預測結(jié)果見表8-9表8-9 單位：萬元年份1988198919901991199219932000序號1234567

23、種植業(yè)6040762445105645122216114867164492214086.4林業(yè)7929674386158018114581286514251.8畜牧業(yè)584275560156251571107393889691113819.2副業(yè)9806940398338911150811980931375.4漁業(yè)128118132140158194301.5引自關(guān)福來、王春乙、梁群（1996）2運用灰色線性規(guī)劃的方法對“五業(yè)”進行調(diào)整優(yōu)化灰色線性規(guī)劃實際上是隨著時間而變的資金b1，土地面積b2，電力b3，勞動力b4和用水量b5為投入。以種植業(yè)產(chǎn)值x1，林業(yè)產(chǎn)值x2，畜牧業(yè)產(chǎn)值x3，副業(yè)產(chǎn)值x

24、4，漁業(yè)產(chǎn)值x5為輸出。根據(jù)先進地區(qū)的水平和本地歷史狀況做參考，本著資源、資金合理運用，不斷提高效益和降低成本，求得最大產(chǎn)出的原則，而確定以a11，a12，a13，a14，a15分別為“五業(yè)”的萬元產(chǎn)值所需資金；a21，a22，a25分別為種植業(yè)、林業(yè)和漁業(yè)的萬元產(chǎn)值所需土地；a31，a32，a33，a34，a35，分別為“五業(yè)”萬元產(chǎn)值所需電力；a41，a42，a43，a44，a45分別為“五業(yè)”萬元產(chǎn)值所需勞動力，a51為種植業(yè)每畝定額灌溉量，w為畜牧業(yè)用水量（等于牲畜數(shù)目乘以每頭牲畜定額需水量）。在保證糧食穩(wěn)定增長的前提下，其目標函數(shù)如下：農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值maxf（x）=x1+ x2+ x3+

25、 x4+ 約束條件：資金b1 土地面積b2 電力b3 勞動力b4 用水量b5隨時間而變的約束參數(shù)模型：a11x1+a12x2+a13x3+a14x4+a15 x5b1（t）a21x1+a22x2 +a25 x5b2（t）a31x1+a32x2+a33x3+a34x4+a35 x5b3（t）a41x1+a42x2+a43x3+a44x4+a45 x5b4（t）m（t）a21x1a51 +wb5（t）b1（t），b2（t），b3（t），b4（t），b5（t）是時間序列而變化的參數(shù)，m（t）為計劃灌溉面積占耕地面積百分比，根據(jù)相應時間建立灰色線性規(guī)劃模型，計算結(jié)果及關(guān)聯(lián)度分析見表8-10、8-11。

26、表8-10 單位：萬元1993年實際值2000年預測值2000年優(yōu)化值農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值287051373834.1396262.7種植業(yè)164492214086.4222829.3林業(yè)1286514251.814872.6畜牧業(yè)89691113819.2122926.3副業(yè)1980931375.435303.9漁業(yè)194301.3330.6關(guān)福來、王春乙、梁群（1996）表8-11 關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果統(tǒng)計表分析項目名稱農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與“五業(yè)”產(chǎn)值母因子農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值子因子種植業(yè) 林業(yè) 畜牧業(yè) 副業(yè) 漁業(yè)關(guān)聯(lián)系數(shù)0.4132 0.2601 0.4095 0.3229 0.3968關(guān)聯(lián)結(jié)果種植業(yè)畜牧業(yè)漁業(yè)副業(yè)林業(yè)關(guān)

27、福來、王春乙、梁群（1996）朝陽市農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略重點及突破口是畜牧業(yè)。其根據(jù)主要有以下幾點：與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的關(guān)聯(lián)度大，對農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的增長速度影響大；根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗證明，畜牧業(yè)具有見效快、潛力大、效益高的優(yōu)點；是改善城鄉(xiāng)人民食物結(jié)構(gòu)的主導產(chǎn)業(yè)；可與毛紡、皮革、食品等地方工業(yè)配套，商品化程度高；可大量消化糧食和部分農(nóng)副產(chǎn)品，并為種植業(yè)提供質(zhì)高價廉的有機肥料，有利于提高肥力和降低種植業(yè)成本；有利于開發(fā)農(nóng)村新能源（沼氣）搞好綜合利用和生態(tài)平衡；朝陽市具有發(fā)展畜牧業(yè)的農(nóng)業(yè)資源優(yōu)勢?？梢姡竽翗I(yè)是朝陽市工農(nóng)之間、城鄉(xiāng)之間、農(nóng)業(yè)內(nèi)部各業(yè)之間十分關(guān)鍵的一環(huán)。重點發(fā)展畜牧業(yè)，可有效地帶動和促進種植業(yè)、林業(yè)、

28、副業(yè)、漁業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和輕紡工業(yè)及食品工業(yè)的發(fā)展。三、農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面褚保金、張兵于2000年第4期南京農(nóng)業(yè)大學學報上發(fā)表了東臺市沿海農(nóng)區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究的文章，該文章以江蘇東臺市為例，運用灰色性規(guī)劃的方法對沿海農(nóng)區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。通過土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，農(nóng)林牧漁各業(yè)結(jié)構(gòu)更趨合理。其具體步驟如下：1決策變量的選定東臺市的沿海農(nóng)區(qū)特點決定了良好的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是其農(nóng)村經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的保證。因此，在東臺農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化模型中，確立了從資源條件、生態(tài)環(huán)境條件和社會對農(nóng)副產(chǎn)品的需求等方面設(shè)立決策變量。并且在農(nóng)林牧副漁各業(yè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對種植業(yè)和畜牧業(yè)備品種進行優(yōu)化，從

29、而保證對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)從層次結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化。根據(jù)東臺市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的現(xiàn)狀及發(fā)展的可能，以各業(yè)、各種種植方式所占的面積和畜牧業(yè)飼養(yǎng)頭數(shù)作為決策變量（表8-12）。2優(yōu)化模型的確定為了實現(xiàn)規(guī)劃模型的目標優(yōu)化，既要考慮到市場供求狀況所引起的價值變動以及社會需求的變化情況，又要考慮到農(nóng)產(chǎn)品特殊的自然風險性。我們應用灰色線性規(guī)劃理論，根據(jù)當?shù)氐臍v年生產(chǎn)、需求情況，分別對各約束方程的約束值bi建立GM（1、1）模型，結(jié)合定性分析，得到方程右邊的約束系數(shù)。預測型線性規(guī)劃的數(shù)學模型為：目錄函數(shù)：Max（min）f（x）CTX約束條件：（A）B，X0式中：X為向量，Xx1，x2，xnT；C為目標函數(shù)中的系數(shù)向量，

30、C=c1，c2，cnT；ci（i1，2，f）可以是灰數(shù)；（A）為約束條件的灰色參數(shù)，應用GM（1，1）模型進行預測。表8-12 農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)規(guī)劃參數(shù)種類變量收 入元·公頃（頭）凈產(chǎn)值元·公頃（頭）產(chǎn) 量kg·hm-2小麥X13487.11016.14560大麥X22973.8762.94095蠶豌豆X32715.21440.62985秋收豆類X43514.72240.12425.5水稻X56611.62527.18745玉米X63735.3640.16720棉花X78777.124471468.5花生X84944.52374.43600油菜X94499.922

31、32.82955雜糧X102979.5765.65055蔬菜X1119988950041955防護林X1246831381.8-經(jīng)濟林X137656.83771.3-淡水養(yǎng)殖X1434387.815162.55079牛X15842.95241.02-豬X16344.4998.52-羊X1747.2513.51-家禽X1820.435.84-兔X1934.139.76-注：由于統(tǒng)計口徑的局限、水果未能單獨列出計算、含在蔬菜和經(jīng)濟林中引自褚保金、張兵（2000）根據(jù)東臺市的生產(chǎn)現(xiàn)狀，應用線性規(guī)劃的方法，構(gòu)建農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。首先，確立目標函數(shù)。對于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，要求能達到4個目標：

32、（1）能充分利用當?shù)氐淖匀毁Y源和發(fā)揮經(jīng)濟優(yōu)勢；（2）符合農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展規(guī)律和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求；（3）滿足國民經(jīng)濟和當?shù)厝嗣裆畹男枰唬?）能取得最佳的經(jīng)濟效益。根據(jù)東臺市的實際，選擇最佳經(jīng)濟效益（凈產(chǎn)值）作為目標函數(shù)。然后，根據(jù)當?shù)厣鐣?、?jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等要求設(shè)定約束條件。這些約束條件包括資源約束、生態(tài)約束和社會需求約束（對糧食等農(nóng)產(chǎn)品的要求和畜牧業(yè)生產(chǎn)的要求）。3數(shù)據(jù)經(jīng)過多次實地考察收集到有關(guān)資料數(shù)據(jù)及查閱有關(guān)統(tǒng)計年鑒（19781997），根據(jù)東臺市各產(chǎn)業(yè)歷年的單位耕地面積的投入與產(chǎn)出，建立GM（1，1）模型，得到相關(guān)的約束系數(shù)如表8-12。4，結(jié)果與分析（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化及其相互關(guān)系

33、評價l 土地引只結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化方案土地復種指數(shù)有所提高，復種使用面積比對照增長了0.49（表8-13）。在各個產(chǎn)業(yè)之間，種植業(yè)面積比對照組減少了2.83，林地面積比對照組增加了24.2，而漁業(yè)生產(chǎn)由于水域面積的限制，只增加了1.05。l 種植業(yè)力部調(diào)整在種植業(yè)內(nèi)部，產(chǎn)量低、收益又較低的玉米、蠶豌豆和秋收豆類下降幅度都較大，而雜糧由于人民飲食多樣性的需求，雖然收益較低，但面積仍有所增加（表8-13）。高產(chǎn)、效益又較高的水稻上升幅度較大，達68.88。小麥的面積略有增長（9.62）。雖然糧食作物的種植面積優(yōu)化方案比對照組下降了2.1，但由于高產(chǎn)的小麥和水稻面積增加，總產(chǎn)量仍達到68.1萬t，充分滿

34、足了社會需求。們產(chǎn)值略有下降，減少了250.8萬元（1.4）；優(yōu)化方案中經(jīng)濟作物面積增加較大，油萊面積增加了93.36、蔬菜面積增加了55.34，棉花由于產(chǎn)量較低，投入較大，面積有較大幅度下降?？傊?，在保證糧食生產(chǎn)的前提下，應適當增加經(jīng)濟作物的播種面積。表8-13 東臺市主要農(nóng)作物播種面積及優(yōu)化面積比較種類變量1995-1997年平均播種面積/hm2優(yōu)化面積/hm2增長率/小麥X136407.839910.49.62大麥X230141.515140.4-49.77蠶豌豆X35200.43332.5-35.92秋收豆類X414378.94101.2-71.48水稻X524060.540633.4

35、68.88玉米X626761.59523.8-64.41棉花X734248.729187.3-14.78花生X83095.34555.647.18油菜X917179.732218.393.36雜糧X103281.43600.49.72蔬菜X1110390.016140.055.34防護林X1217872.119473.38.96經(jīng)濟林X1310634.315932.749.82淡水養(yǎng)殖X146696.56766.71.05復種面積X15239015.2241515.80.49引自褚保金、張兵（2000）l 林業(yè)凋整防護林和用樹林優(yōu)化方案增幅不是很大（8.96），這從另外一個方面說明其基礎(chǔ)較好，由于防護林和農(nóng)田林網(wǎng)能調(diào)節(jié)區(qū)域性氣候、減弱飛鹽危害，達到增產(chǎn)減災，增加生物多樣性，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此其生態(tài)效益、社會效益和使農(nóng)作物增產(chǎn)的經(jīng)濟效益遠比其本身的經(jīng)濟效益要高，應該大力加強。經(jīng)濟林包括果園和桑園，其產(chǎn)值較高，優(yōu)化方案中面積達到1.59萬hm2，比對照組增加