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青春,在鹽堿灘涂上書寫大地密碼

——滄州調(diào)查隊(duì)備戰(zhàn)統(tǒng)計(jì)建模大賽紀(jì)實(shí)

版次:03 來源:中國(guó)信息報(bào)    2025年05月09日

  ■ 王巨奕 于子薇

  “青春,是在會(huì)議室里為一個(gè)變量反復(fù)討論的執(zhí)著?!?/p>

  “青春,是在電腦屏幕前為一行代碼調(diào)試到深夜的專注?!?/p>

  “青春,是把千年荒灘變成米糧川的統(tǒng)計(jì)智慧。”

  在2025年河北國(guó)家調(diào)查隊(duì)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)建模大賽報(bào)名截止前48小時(shí),滄州調(diào)查隊(duì)參賽的5名成員仍在會(huì)議室里激烈討論。這支由計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、農(nóng)業(yè)等專業(yè)組成的青年跨學(xué)科團(tuán)隊(duì),正為“滄州地區(qū)鹽堿地綜合利用模型研究與多目標(biāo)優(yōu)化路徑”的演示內(nèi)容進(jìn)行最后的完善。他們的筆記本上記錄著:模型選擇的過程和步驟,模型的契合度……這場(chǎng)持續(xù)3個(gè)月的建模探索,成為他們沖擊最終答辯的關(guān)鍵。

  會(huì)議室里的頭腦風(fēng)暴

  “鹽堿地的改良不僅是技術(shù)問題,更是統(tǒng)計(jì)問題?!?月2日清晨,滄州隊(duì)的建模小組在會(huì)議室里展開了一場(chǎng)頭腦風(fēng)暴。隊(duì)員們計(jì)劃通過統(tǒng)計(jì)建模,將鹽堿地的土壤特性、治理措施、種植模式、經(jīng)濟(jì)效益等多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)改良。但面對(duì)海量的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的變量關(guān)系,團(tuán)隊(duì)遇到了第一個(gè)難題:如何構(gòu)建一個(gè)既能反映鹽堿地現(xiàn)狀,又能預(yù)測(cè)提高鹽堿地綜合利用效率的模型?

  “我們可以從鹽堿地的土壤肥力入手,這是影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素?!币幻?duì)員提出建議。團(tuán)隊(duì)迅速行動(dòng),收集了滄州市近年來的土壤肥力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),包括pH值、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)含量等。然而,當(dāng)他們將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入初步構(gòu)建的模型時(shí),發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)偏差較大。為此,小組專門請(qǐng)教了統(tǒng)計(jì)學(xué)的專家?!皢栴}可能出在變量選擇上。鹽堿地的改良是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,除了土壤肥力,氣候條件、灌溉方式、種植模式等因素都可能對(duì)改良效果產(chǎn)生影響?!眻F(tuán)隊(duì)決定引入更多的變量,重新構(gòu)建模型。

  電腦屏幕前的代碼探索

  “模型的精度取決于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和算法的合理性?!?月11日深夜,小組成員仍在電腦前調(diào)試代碼。她們引入了人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)算法,希望通過大數(shù)據(jù)分析找到鹽堿地綜合利用的多目標(biāo)優(yōu)化路徑。但隨著變量的增加,模型的復(fù)雜度也急劇上升,運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng),且結(jié)果仍不盡如人意。

  “我們可以嘗試使用多目標(biāo)決策模型來優(yōu)化路徑?!绷硪幻?duì)員提出了新的思路。統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)的隊(duì)員開發(fā)了“動(dòng)態(tài)帕累托前沿分析模塊”,通過蒙特卡洛模擬生成10萬組解集,篩選出兼顧成本控制與生態(tài)效益的帕累托最優(yōu)解。“我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)生態(tài)修復(fù)投入占比超過28%時(shí),邊際效益開始遞減?!彼钢S散點(diǎn)圖上的紅色邊界解釋道。這場(chǎng)技術(shù)攻堅(jiān)持續(xù)了48小時(shí),最終形成包含6種改良方案的決策矩陣。

  “這個(gè)模型不僅能夠從多個(gè)角度提供鹽堿地綜合利用的優(yōu)化路徑,還能為實(shí)際操作提供具體的建議?!标?duì)員們興奮地說。她們將模型應(yīng)用于滄州市某一鹽堿地塊改良項(xiàng)目,預(yù)測(cè)結(jié)果顯示,通過合理的改良措施,該區(qū)域的糧食產(chǎn)量有望提升20%。

  與農(nóng)人的智慧碰撞

  “孩子們,你們的模型聽起來很厲害,但能不能真的把咱這‘夏天水汪汪,冬天白茫茫’的地治好,還得看實(shí)際效果?!?月28日,團(tuán)隊(duì)在黃驊某村調(diào)研時(shí),72歲的王大爺提出了質(zhì)疑。這場(chǎng)對(duì)話啟發(fā)了團(tuán)隊(duì)對(duì)模型的進(jìn)一步優(yōu)化。她們請(qǐng)教了大爺在鹽堿地種植和管理方面的經(jīng)驗(yàn),并決定將他的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可量化的指標(biāo),嵌入模型中。例如,連續(xù)3年種植苜??墒雇寥烙袡C(jī)質(zhì)提升0.3個(gè)百分點(diǎn),冬季深翻土地可降低返鹽率18%等。通過這種方式,模型不僅融合了現(xiàn)代科技的力量,還吸收了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的智慧。

  “這不就是咱莊稼人盼了幾十年的‘聰明田’嗎?”當(dāng)小組在村合作社演示優(yōu)化后的模型時(shí),王大爺指著屏幕上的動(dòng)態(tài)模擬驚嘆道。模型不僅能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)改良效果,還能根據(jù)實(shí)際情況提供個(gè)性化的改良方案,得到了村民們的高度認(rèn)可。

  決賽場(chǎng)上的“滄州方案”

  4月11日,河北國(guó)家調(diào)查隊(duì)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)建模大賽比賽現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)滄州調(diào)查隊(duì)的“鹽堿地綜合利用模型研究與多目標(biāo)優(yōu)化路徑”PPT投射在大屏幕上時(shí),評(píng)委老師投來了贊賞的目光。她們構(gòu)建的這個(gè)模型,不僅實(shí)現(xiàn)了改良成本降低16%,還首創(chuàng)了“生態(tài)-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)”三維效益評(píng)估體系。

  “這個(gè)模型讓我們看到統(tǒng)計(jì)青年的擔(dān)當(dāng)。”大賽評(píng)委指著模型講解圖說,“你們不僅用數(shù)據(jù)為鹽堿地改良提供了科學(xué)依據(jù),還結(jié)合了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)智慧,讓模型更具實(shí)用性和可操作性。”

  從會(huì)議室里的頭腦風(fēng)暴,到電腦屏幕前的代碼探索,再到比賽時(shí)的大屏幕旁,滄州調(diào)查隊(duì)的青年統(tǒng)計(jì)人用無數(shù)次模型迭代和數(shù)據(jù)分析,在渤海灣的鹽堿灘上奏響了一曲數(shù)據(jù)與大地的交響詩。正如他們?cè)趫?bào)告最后所寫:“鹽堿地治理不是簡(jiǎn)單的土地改良,而是關(guān)乎糧食安全、生態(tài)保護(hù)和鄉(xiāng)村振興的系統(tǒng)工程。我們的模型就像一把‘?dāng)?shù)字鑰匙’,希望能打開滄州鹽堿地這座沉睡的資源寶庫?!?

作者:王巨奕 于子薇
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