基于物元模型的農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范類項目社會效益評價方法研究
——以“河北省小麥—玉米節(jié)水豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范項目”為例

宋雪菲，尉京紅

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，河北 保定 071000）

農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范項目一般由政府主導(dǎo)，通過整合配套先進理論與技術(shù)，并在廣大農(nóng)村地區(qū)進行示范推廣，能夠?qū)r(nóng)民、農(nóng)業(yè)發(fā)展在經(jīng)濟、文化、技術(shù)等方面產(chǎn)生深遠影響的項目。項目實施過程主要可以分為2 個階段，第1 個階段是集成階段，基于已有的理論與關(guān)鍵技術(shù)，以單一獨立的農(nóng)業(yè)技術(shù)為研究對象，將其做進一步梳理歸類，并在此基礎(chǔ)上，整合成為綜合性的技術(shù)體系，即科學(xué)融合整體新品種、新技術(shù)與新設(shè)備的相互適配，最終充分發(fā)揮“1 加1大于2”的技術(shù)整合在應(yīng)用科學(xué)中的作用；第2 個階段是示范推廣階段，通過把集成的技術(shù)體系在具體單位進行應(yīng)用，對外推廣先進技術(shù)的生產(chǎn)過程和結(jié)果，起到示范輻射效應(yīng)。通過這兩個階段串聯(lián)技術(shù)研發(fā)、示范推廣與生產(chǎn)實踐等環(huán)節(jié)，使其作用路徑能夠有機順暢銜接，并將物質(zhì)、信息與人才等要素的投入效率最大化，最終實現(xiàn)要素的自由流動與積極反饋等必要調(diào)節(jié)。

當(dāng)前，我國對農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范項目的研究仍處于起步階段，學(xué)者們的研究重點主要集中介紹對具體的技術(shù)集成與示范項目內(nèi)容或技術(shù)，并對項目實施后的成效進行定量經(jīng)濟效益分析，而對于社會效益的分析多采用定性描述。邱國梁等[1]以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院綠色發(fā)展技術(shù)集成模式研究與示范為例，從增產(chǎn)、增效、增收等方面論述了項目的成效?？祮⒅械萚2]、劉冬蓮等[3]、何劍等[4]從提高產(chǎn)品質(zhì)量、促進生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展、帶動群眾增收等方面分別對藍莓蜜蜂授粉與病蟲害綠色防控技術(shù)集成示范項目、金柚病蟲害綠色防控技術(shù)集成和示范項目以及水稻病蟲害綠色防控技術(shù)集成示范項目進行了成效分析。只有少量學(xué)者運用定量分析法分析了項目的綜合效果[5]?；诖耍髡咴谖镌治龅幕A(chǔ)上結(jié)合歐式貼近度和熵權(quán)法的概念，建立了基于歐式貼近度的物元模型，為農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范類項目社會效益評價提供一種新的解決路徑。

1 數(shù)據(jù)來源

以河北省承擔(dān)的“糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新”重點專項中的“小麥—玉米節(jié)水豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范項目”為研究對象，2018年項目培訓(xùn)覆蓋率、集成配套技術(shù)體系數(shù)量、項目實施的總規(guī)模等指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于項目執(zhí)行單位；農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、農(nóng)村居民消費支出、鄉(xiāng)村從業(yè)人員等指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于《河北農(nóng)村統(tǒng)計年鑒2018》[6]。

2 社會效益評價物元模型構(gòu)建

物元理論與可拓集合論是物元分析理論的2 個支柱[7]。物元理論主要對事物的變化、變化條件及路徑進行研究，并對事物轉(zhuǎn)化的方法進行探索，借助物元這一概念對事物進行變換，以尋求問題的解決路徑?！拔镌庇墒挛锩Q、特征及其特征對應(yīng)量值三部分構(gòu)成，用來描述事物的基本構(gòu)成元素，將代表同類事物的物元組合，構(gòu)成一個物元空間，通過對物元空間的變換以達到解決問題的目的?？赏丶险撌且环N數(shù)學(xué)工具，通過獨特的集合概念來描述事物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

物元分析法通過利用物元變換及可拓集合，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)形式，可以解決事物之間的不相容問題，適合于多指標(biāo)評價[8]。物元分析法首先要確定評價對象的“物元”，建立復(fù)合物元，通過從優(yōu)隸屬度消除指標(biāo)的量綱影響并確定標(biāo)準(zhǔn)物元，然后借助標(biāo)準(zhǔn)物元對復(fù)合物元進行變換，最后結(jié)合權(quán)重得出歐式貼近度復(fù)合物元。該方法拓寬了數(shù)學(xué)的研究領(lǐng)域，打破了以往數(shù)學(xué)對事物的研究局限。近10 a 來被廣泛應(yīng)用于自然科學(xué)與社會科學(xué)領(lǐng)域[9～11]。

2.1 基本“物元”和復(fù)合物元

農(nóng)業(yè)受不同區(qū)域自然和經(jīng)濟條件的影響，不同地區(qū)選擇不同的糧食節(jié)本豐產(chǎn)增效技術(shù)，技術(shù)集成和示范的內(nèi)容均有差別，產(chǎn)生的社會效益也有所不同。要將不同區(qū)域的指標(biāo)組合在一起，確定項目的復(fù)合物元，消除量綱后的指標(biāo)最優(yōu)值確定為標(biāo)準(zhǔn)物元。

2.1.1 建立復(fù)合物元 物元是以事物N、特征C 和其量值V 三者組成的三元組R＝（N，C，V），即為公式（1）。由于某一事物通常具備n 個特征c1，c2，…，cn，每個特征又具備n 個量值v1，v2，…，vn。本研究將事物N 作為某區(qū)域的農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范項目，特征C作為構(gòu)建的社會效益評價指標(biāo)體系，量值V 即各指標(biāo)的數(shù)值。將m 個事物的n 維特征組合在一起，構(gòu)成m個事物的n 維復(fù)合物元Rmn，即為公式（2）。

其中，Mi為第i個區(qū)域的農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范項目（i＝1，2，…，m）；Cj為第j項社會效益評價指標(biāo)（j＝1，2，…，n）；xij為第i個區(qū)域的農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范項目第j項社會效益評價指標(biāo)。

2.1.2 建立從優(yōu)隸屬度復(fù)合物元和標(biāo)準(zhǔn)物元 社會效益評價指標(biāo)應(yīng)符合從優(yōu)隸屬度原則，這是因為評價指標(biāo)的計量單位各不相同，因此需要求解評價指標(biāo)的隸屬函數(shù)，從而消除指標(biāo)間的量綱影響[9]。

利用公式（3） 測算各評價指標(biāo)的優(yōu)隸屬度。由于各個指標(biāo)性質(zhì)的不同，因此不同性質(zhì)的指標(biāo)對應(yīng)不同的計算公式，越大越優(yōu)型指標(biāo)采用①計算，越小越優(yōu)型指標(biāo)采用②計算。然后建立從優(yōu)隸屬度復(fù)合物元即為公式（4）。再根據(jù)從優(yōu)隸屬度復(fù)合物元建立標(biāo)準(zhǔn)物元R0n，即為公式（5）。利用公式（6） 計算Δij，以Δij表示與中對應(yīng)各項差的平方，并組成差平方復(fù)合物元R△，即為公式（7）。采用反正切函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用公式（8） 計算各個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值Yij。

其中，max（xij） 和min（xij） 分別為第j項社會效益評價指標(biāo)的最大值和最小值。

其中，R0n矩陣由中第j項社會效益評價指標(biāo)的μij的最大值或最小值加以確定，將μij的最大值或最小值記為μ0j。

其中，Yij為第i個區(qū)域第j項社會效益評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值。

2.2 評價指標(biāo)權(quán)重復(fù)合物元

利用公式（9） 和（10），計算熵值Ej，最后利用公式（11） 計算農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范類項目的社會效益評價指標(biāo)體系的權(quán)重值ωj。ωj數(shù)值越大，表明第j項社會效益評價指標(biāo)在指標(biāo)體系中權(quán)重越大[10]。

其中，pij為第i個區(qū)域第j項社會效益評價指標(biāo)下的指標(biāo)值的比重；Ej為第j項社會效益評價指標(biāo)的熵值。

2.3 歐式貼近度測算

通過計算不同區(qū)域的社會效益值與社會效益最佳值之間的接近程度，對不同區(qū)域農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范項目的社會效益進行優(yōu)劣排序?？紤]到社會效益綜合評價是多個指標(biāo)共同作用的結(jié)果，因此采用加權(quán)求和模型公式（12） 計算歐式貼近度ρj，并建立歐式貼近度復(fù)合物元Rρ，即為公式（13）。

其中，ωi為評價指標(biāo)的權(quán)重，由ρj建立歐式貼近度復(fù)合物元Rρ，即：

2.4 構(gòu)建評價指標(biāo)體系

河北省小麥-玉米節(jié)水豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范項目的社會效益主要體現(xiàn)在帶動農(nóng)業(yè)升級、促進農(nóng)民發(fā)展、推動技術(shù)推廣3 個方面，因此從這3 個維度構(gòu)建了河北省小麥玉米節(jié)水豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范項目的社會效益評價指標(biāo)體系，根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性原則，每個指標(biāo)下設(shè)2 個二級指標(biāo)（表1）。

3 結(jié)果與分析

3.1 項目區(qū)概況

2018年河北省小麥—玉米節(jié)水豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范項目的實施覆蓋了河北省80 個縣市，其中太行山山前平原區(qū)建立了4 個示范縣（市）、25 個輻射縣（市），集成了3 套技術(shù)體系，示范、輻射區(qū)建設(shè)面積達到593333.33 hm2；燕山山麓平原區(qū)建立了1 個示范縣（市）、個輻射縣（市），集成了1 技術(shù)體系，輻射區(qū)建設(shè)面積為46666.67 hm2；黑龍港低平原區(qū)建立了6 個示范縣（市）、39 個輻射縣（市），集成了3 套技術(shù)體系，輻射區(qū)建設(shè)面積為552000.00 hm2（表2）。

表1 河北省小麥—玉米節(jié)水豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范項目社會效益評價指標(biāo)體系Table 1 Social benefit evaluation index system of the integration and demonstration project of water-saving, high-yield and efficiency-enhancing technologies for wheat-corn in Hebei Province

表2 河北省不同生態(tài)類型區(qū)小麥—玉米節(jié)水豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范項目社會效益評價指標(biāo)數(shù)據(jù)Table 2 Social benefit evaluation index data of the integration and demonstration project of water-saving, high-yield and efficiency-enhancing technologies for wheat-corn in different ecological regions of Hebei Province

3.2 不同生態(tài)區(qū)項目實施的社會效益分析

利用公式（3） ～公式（7） 建立從優(yōu)屬度物元復(fù)合物元矩陣（表3）、差平方復(fù)合物元矩陣（表4），運用公式（8） 對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后通過利用公式（9） ～（11） 計算指標(biāo)熵值Eij（表5） 和指標(biāo)體系的權(quán)重值ωj（表6），最終建立歐式貼近復(fù)合物元矩陣（表7），太行山山前平原區(qū)、黑龍港低平原區(qū)和燕山山麓平原區(qū)3 個生態(tài)類型區(qū)歐式貼近度復(fù)合物元值分別為0.9309、0.4972 和0.7925，即太行山山前平原區(qū)社會效益最優(yōu)，黑龍港低平原區(qū)次之，燕山山麓平原區(qū)最低，符合項目實施后的實際情況，說明項目在不同生態(tài)區(qū)實施后的社會效益存在一定的差異性。據(jù)此，也驗證了物元模型應(yīng)用在農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范類項目社會效益的評價具有可行性。

表3 不同生態(tài)區(qū)從優(yōu)屬度物元復(fù)合物元矩陣Table 3 The composite matter element matrix of the subordinate degree of different ecological zones

表4 差平方復(fù)合物元矩陣Table 4 Differential square composite matter element matrix

表5 評價指標(biāo)熵值Table 5 Evaluation index entropy

表6 評價指標(biāo)權(quán)重Table 6 Evaluation index weight

表7 歐式貼近度復(fù)合物元矩陣Table 7 European closeness composite matter matrix

4 結(jié)論與討論

基于社會效益概念的模糊性，結(jié)合歐式貼近度概念建立了農(nóng)業(yè)技術(shù)集成與示范類項目社會效益評價的物元模型，通過對“河北省小麥-玉米節(jié)水豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范項目”實施的社會效益的評價結(jié)果表明，不同生態(tài)區(qū)項目實施后的社會效益存在一定的差異性，即太行山山前平原區(qū)社會效益最優(yōu)，黑龍港低平原區(qū)次之，燕山山麓平原區(qū)最低，符合項目實施后的實際情況，說明物元模型評價結(jié)果具有合理性和可信性。該評價結(jié)果為該類項目的社會效益評價提供了有效的解決途徑。同時，由于物元模型概念清楚、計算過程相對簡便，也可將該方法應(yīng)用于農(nóng)業(yè)科技項目評價等多指標(biāo)決策問題。