基于熵值法的河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)研究

高佳琳 溫圓月 薛選登

（河南科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 洛陽 471023）

“民為國基，谷為民命?！彪S著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源長期處于開發(fā)強(qiáng)度高、利用負(fù)荷高的狀態(tài)，人地矛盾、發(fā)展與環(huán)境之間的矛盾及資源利用與保護(hù)之間的矛盾逐漸凸顯，土地生態(tài)安全面臨威脅，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

生態(tài)農(nóng)業(yè)是指在保護(hù)、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的前提下，以及在經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)學(xué)原理的指導(dǎo)下，結(jié)合現(xiàn)代管理手段、科學(xué)技術(shù)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的有效經(jīng)驗(yàn)，使經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。為此，我國大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，連續(xù)多年中央一號文件出臺相關(guān)政策，引導(dǎo)和支持發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展［1］。隨著生態(tài)農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，如何評價(jià)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平逐漸被我國學(xué)者所關(guān)注。大多數(shù)學(xué)者通過構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系、選擇合適的評價(jià)方法來進(jìn)行綜合評價(jià)［2］。其中，主要基于經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益及社會效益3 個(gè)維度選取評價(jià)指標(biāo)來構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系，采用的評價(jià)方法主要有因子分析法［3-6］、主成分分析法［7-9］、層次分析法［10-13］、熵值法［14-17］及耦合協(xié)調(diào)度模型［18］等。

1 方法與數(shù)據(jù)

1.1 構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系

評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建是進(jìn)行綜合評價(jià)研究的前提、基礎(chǔ)和關(guān)鍵，指標(biāo)的選取必須能全面反映河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r及土地的生態(tài)狀況，其合理性決定區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)的準(zhǔn)確性。筆者基于系統(tǒng)性、科學(xué)性、代表性等原則，從經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會效益3個(gè)維度選取17 個(gè)指標(biāo)構(gòu)建河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)指標(biāo)體系，具體指標(biāo)見表1。

表1 河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)指標(biāo)體系

1.2 評價(jià)方法

主要利用熵值法及加權(quán)函數(shù)法評價(jià)河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。其中，熵值法是一種客觀確定評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的方法，其基本思路是根據(jù)各評價(jià)指標(biāo)變異性大小，即通過觀測值所提供信息的大小確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重。指標(biāo)值差異程度越大，信息熵越小，該評價(jià)指標(biāo)權(quán)重則越大。

基于2010—2019 年河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)指標(biāo)體系的實(shí)際觀測值組成的原始矩陣，利用熵值法確定各評價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重分為6個(gè)基本步驟。

第一，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。其目的是消除指標(biāo)量綱的影響并確保數(shù)據(jù)運(yùn)算的意義，從而得到規(guī)范化矩陣Xij。其標(biāo)準(zhǔn)化處理方法為：

第二，求第j項(xiàng)屬性指標(biāo)下的第i個(gè)省份的貢獻(xiàn)度，公式為：

第三，求各屬性指標(biāo)的熵值Ej，公式為：

熵值Ej的取值范圍為0～1，其值越小，貢獻(xiàn)越大。其中，常數(shù)K=1/lnm，m為省份數(shù)，即m=13。

第四，計(jì)算指標(biāo)差異度系數(shù)Dj，公式為：

第五，求各指標(biāo)的客觀權(quán)重wj，公式為：

第六，基于熵值法得到的各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重，運(yùn)用加權(quán)函數(shù)法即可得到河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的綜合得分，公式為：

1.3 數(shù)據(jù)來源

文中所涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)大部分是統(tǒng)計(jì)性數(shù)據(jù)，主要來源于《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒（2011—2020）》，并以《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒2020》《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2020》《中國水利統(tǒng)計(jì)年鑒2019》等作為補(bǔ)充。部分?jǐn)?shù)據(jù)可以直接獲得，其他則需要按照評價(jià)指標(biāo)的不同意義進(jìn)行量化處理后得到。各評價(jià)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)見表2。

表2 2010—2019年河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)

2 評價(jià)過程與分析

2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

多維度構(gòu)建河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)指標(biāo)體系，其各個(gè)維度中的各項(xiàng)指標(biāo)屬性不同、量綱不同，因此，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)見表3。

表3 2010—2019年河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

2.2 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

運(yùn)用熵值法對河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行客觀賦權(quán)，得到各評價(jià)指標(biāo)信息熵、差異度系數(shù)及指標(biāo)權(quán)重見表4。根據(jù)表4的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過繪制得到河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平相關(guān)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重折線圖，如圖1所示。結(jié)合表4 和圖1 可以看出，在綜合評價(jià)層中，權(quán)重最大的是經(jīng)濟(jì)效益，其值為0.492 4；其次是生態(tài)效益，其值為0.310 4；權(quán)重最低的是社會效益，其值為0.197 1。這符合生態(tài)農(nóng)業(yè)在獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也重視生態(tài)效益與社會效益的基本內(nèi)涵。具體地，在各評價(jià)指標(biāo)層中，糧食單位面積產(chǎn)量X4的熵值最小、差異度系數(shù)及權(quán)重最大，其權(quán)重為0.324 8，表明糧食單位面積產(chǎn)量是影響生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平最重要的因素。另外，化肥使用強(qiáng)度X10、農(nóng)藥使用強(qiáng)度X11的權(quán)重分別位列第二、第三，其值分別為0.081 3、0.075 7；農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力X16權(quán)重排名第四，其值為0.051 7；農(nóng)業(yè)增加值X2、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值X1、農(nóng)民人均可支配收入X3權(quán)重緊隨其后，其值分別為0.045 9、0.045 0 和0.040 4。這表明相比農(nóng)業(yè)增加值X2、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值X1、農(nóng)民人均可支配收入X3而言，化肥使用強(qiáng)度X10、農(nóng)藥使用強(qiáng)度X11與農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力X16更大限度地影響著河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，這也符合生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本內(nèi)涵。在生態(tài)效益維度中，農(nóng)用塑料薄膜使用強(qiáng)度X12、森林覆蓋率X6、除澇面積X9以及有效灌溉面積X10的權(quán)重較小，但這并不意味著河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展無須重視這些指標(biāo)。因?yàn)樵u價(jià)河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平所用到的熵值法是依據(jù)各評價(jià)指標(biāo)變異性大小進(jìn)行客觀賦權(quán)，因而作為評價(jià)生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)效益的評價(jià)指標(biāo)，其指標(biāo)權(quán)重較小只是說明了相關(guān)指標(biāo)在2010—2019年的觀測值整體上變化不大。

圖1 河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平相關(guān)評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

表4 評價(jià)指標(biāo)相關(guān)信息匯總

2.3 生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平評價(jià)

在利用熵值法得到各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上，運(yùn)用加權(quán)函數(shù)計(jì)算可以得到2010—2019 年河南省經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會效益的得分情況，以及生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的綜合得分和排名情況，具體數(shù)據(jù)見表5。結(jié)合表5得到2010—2019年河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的綜合得分及各準(zhǔn)則層得分的變化趨勢，見圖2。

經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會效益以及生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平綜合得分越大，說明河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平越高。結(jié)合表5和圖2可知，2010—2019年河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平整體上呈先上升后下降再上升的“Z”形發(fā)展趨勢，其中，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平綜合得分的發(fā)展趨勢一致，而生態(tài)效益在近十年間呈先下降后上升的“對勾”形發(fā)展趨勢。這是由于生態(tài)農(nóng)業(yè)更注重其生態(tài)效益，更強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，因而盡管2013 年河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最高，但由于該年份的生態(tài)效益在近10年間最差，因此其發(fā)展水平綜合得分排名第二。

圖2 2010—2019年河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平發(fā)展趨勢

表5 河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平綜合評價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論與討論

筆者基于經(jīng)濟(jì)、生態(tài)及社會效益3 個(gè)維度選取17 個(gè)指標(biāo)構(gòu)建河南省土地生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系，利用熵值法及加權(quán)函數(shù)法評價(jià)2010—2019年河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。主要結(jié)論如下：首先，從指標(biāo)權(quán)重來看，糧食單位面積產(chǎn)量對河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的影響最大，化肥使用強(qiáng)度、農(nóng)藥使用強(qiáng)度及農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力緊隨其后；其次，2010—2019年，河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平整體上呈先上升后下降再上升的“Z”形發(fā)展趨勢；再次，2010—2019年，河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益整體上均呈先上升后下降再上升的“Z”形發(fā)展趨勢，與生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平綜合得分的發(fā)展趨勢一致；最后，2010—2019 年，河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)的生態(tài)效益呈先下降后上升的“對勾”形發(fā)展趨勢。

基于此，為進(jìn)一步發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，助力鄉(xiāng)村振興，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展，給出以下四方面建議。第一，由于糧食單位面積產(chǎn)量對河南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的影響最大，因此，需要繼續(xù)抓緊糧食生產(chǎn)，提高糧食單位面積產(chǎn)量。第二，化肥、農(nóng)藥使用強(qiáng)度極大地影響生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，必須將生態(tài)和生產(chǎn)統(tǒng)一起來，堅(jiān)持綠色發(fā)展，降低化肥和農(nóng)藥使用強(qiáng)度，保護(hù)耕地，避免造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。第三，農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力在很大程度上影響著生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，因此，需要加大農(nóng)業(yè)機(jī)械及設(shè)備投資力度，并促進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展。第四，依托“互聯(lián)網(wǎng)+”，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)深入發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。應(yīng)將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)緊密結(jié)合，深入推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”，提高科技成果的供給能力，加速農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。