基于熵值法的烏什縣農(nóng)用地利用效益評價研究*

胡　賽，蒲春玲，汪　霖，閆志明，劉志有，劉　超，張　影，王藝潔，劉祥鑫

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，烏魯木齊　830052)

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·研究報告·

基于熵值法的烏什縣農(nóng)用地利用效益評價研究*

胡賽，蒲春玲※，汪霖，閆志明，劉志有，劉超，張影，王藝潔，劉祥鑫

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，烏魯木齊830052)

摘要文章結(jié)合烏什縣農(nóng)用地利用現(xiàn)狀，從經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益等3個方面采用10個指標(biāo)層構(gòu)建農(nóng)用地利用效益評價指標(biāo)體系，采用min-max標(biāo)準(zhǔn)化方法對各評價指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用熵值法進行評價指標(biāo)權(quán)重的確定，計算得出經(jīng)濟、社會、生態(tài)等3項指標(biāo)的熵值及其對應(yīng)的差異性系數(shù)，并測算各指標(biāo)權(quán)重； 以主成分分析法對多個影響因素進行降維，篩選核心影響因素，計算農(nóng)用地利用的經(jīng)濟效益、社會效益及生態(tài)效益指數(shù)，并進行評價結(jié)果分析，得出烏什縣農(nóng)用地利用效益總體上處于穩(wěn)中有升的趨勢。并從加大設(shè)施農(nóng)業(yè)的扶持力度、調(diào)整農(nóng)地種植結(jié)構(gòu)、發(fā)展立體農(nóng)業(yè)、完善農(nóng)業(yè)水利設(shè)施建設(shè)及推進農(nóng)用地整理項目開展等方面提出提高烏什縣農(nóng)用地利用效益的對策建議，以期為烏什縣農(nóng)用地利用提供積極的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞農(nóng)用地烏什縣熵值法主成分分析法利用效益評價

0引言

我國城鎮(zhèn)化及工業(yè)化進程的迅速推進，使得經(jīng)濟建設(shè)用地占用農(nóng)業(yè)用地的現(xiàn)象不斷發(fā)生。雖然農(nóng)用地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地在一定程度上推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展，但是由于盲目追求經(jīng)濟的高速增長，許多地區(qū)忽視了對農(nóng)用地資源的合理利用，掠奪性的開發(fā)及利用導(dǎo)致農(nóng)用地資源利用效率低下，土地污染及土地退化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，人地矛盾不斷加劇。農(nóng)用地利用的目標(biāo)是實現(xiàn)其經(jīng)濟效益、社會效益及生態(tài)效益的綜合提高，對研究區(qū)農(nóng)用地利用效益進行綜合評價，分析研究區(qū)農(nóng)用地利用的變化趨勢，以期為農(nóng)用地的合理利用提供參考依據(jù)，實現(xiàn)區(qū)域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[1]。

1研究區(qū)土地利用概況

烏什縣位于新疆維吾爾自治區(qū)西南部，隸屬于新疆阿克蘇地區(qū)。2014年末，烏什縣農(nóng)用地面積共58.24萬hm2，且近5年來面積增減幅度較小，其中可利用耕地面積4.65萬hm2、水澆地面積4.36萬hm2、水果面積0.55萬hm2、林地面積7.70萬hm2、牧草地面積46.38萬hm2、可利用荒地0.31萬hm2(表1)； 勞動力投入量增加到18.46萬人，處于持續(xù)增加的趨勢； 資金投入、機械投入增長幅度較大， 5年內(nèi)投入量增長約30%； 土地產(chǎn)出從2010年的11.02億元增長到15.57億元，農(nóng)民純收入也隨之上漲，年均純收入達到5 582元[2](表2)。

表1　烏什縣農(nóng)用地利用現(xiàn)狀

項目耕地水澆地水果地林地牧草地可利用荒地面積(萬hm2)4.654.360.557.7046.380.31所占比例(%)7.276.810.8612.0372.540.49 數(shù)據(jù)來源:阿克蘇地區(qū)統(tǒng)計年鑒、烏什縣統(tǒng)計公報(2014年)

表2　2010～2014年烏什縣農(nóng)用地利用情況

年份農(nóng)用地面積(萬hm2)勞動力投入(萬人)資金投入(萬元)土地產(chǎn)出(億元)農(nóng)民純收入(元)201058.2617.63185111.024584201158.3317.84847513.944859201258.2118.08872314.095186201358.1618.35925314.595384201458.2418.46897615.575582 數(shù)據(jù)來源:阿克蘇地區(qū)統(tǒng)計年鑒、烏什縣統(tǒng)計公報(2010～2014年)

2烏什縣農(nóng)用地利用效益評價

2.1烏什縣農(nóng)用地利用效益評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

農(nóng)用地利用效益的研究是對區(qū)域農(nóng)用地利用的綜合效益進行調(diào)查與評價，包括經(jīng)濟效益、生態(tài)效益及社會效益等3個方面。一般而言，農(nóng)用地利用的社會效益、經(jīng)濟效益及生態(tài)效益是密切相關(guān)的，為農(nóng)用地合理有效發(fā)展與農(nóng)用地資源合理配置提供了條件，而土地利用的目標(biāo)也是取得三者相統(tǒng)一，最大限度地提高農(nóng)用地利用的綜合效益。文章從這3個方面進行評價指標(biāo)體系的構(gòu)建，其中經(jīng)濟效益指標(biāo)層包括農(nóng)用地土地生產(chǎn)率、農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率、單位面積勞動力投入及糧食播面單產(chǎn)，社會效益指標(biāo)層包括農(nóng)民人均純收入、人均糧食產(chǎn)量及人均耕地面積，生態(tài)效益指標(biāo)層包括森林覆蓋率、農(nóng)用地墾殖率及耕地負(fù)載等3個方面[3-9]。

2.2原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于所選取的指標(biāo)具有正指標(biāo)及逆指標(biāo)2種不同的性質(zhì)，即原始數(shù)據(jù)越大對農(nóng)用地利用效益越好的為正指標(biāo)，如農(nóng)用地土地生產(chǎn)率、糧食播面單產(chǎn)等，而原始數(shù)據(jù)越小對農(nóng)用地利用效益越好的為逆指標(biāo)，如耕地負(fù)載，因此該文采用min-max標(biāo)準(zhǔn)化方法對原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，其公式為：

(1)

(2)

其中，(1)為正向指標(biāo)公式，(2)為逆向指標(biāo)公式，x為樣本的變量，xij為第i年第j指標(biāo)的原值，max(xj)與min(xj)為第j指標(biāo)的最大值與最小值，各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理值為見表3。

表3　2010～2014年烏什縣農(nóng)用地利用效益評價各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值

準(zhǔn)則層指標(biāo)層指標(biāo)說明單位20102011201220132014經(jīng)濟效益農(nóng)用地土地生產(chǎn)率農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值/農(nóng)用地面積萬元/hm20.09000.17680.25630.19440.4357農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值/農(nóng)業(yè)從業(yè)人口萬元/人0.25850.30680.35750.45100.5567單位面積勞動力投入農(nóng)業(yè)從業(yè)總?cè)丝?農(nóng)用地面積人/hm20.62560.76580.77580.82530.9006糧食播面單產(chǎn)糧食總產(chǎn)量/耕地面積t/hm20.25630.57230.41840.53730.5869社會效益農(nóng)民人均純收入總純收入/農(nóng)業(yè)人口數(shù)元0.17950.28440.30520.31020.4025人均糧食產(chǎn)量糧食總產(chǎn)量/總?cè)丝趖/人0.32560.20520.39790.74230.7521人均耕地面積耕地面積/總?cè)丝趆m2/人0.24830.33110.23930.36050.5953生態(tài)效益森林覆蓋率有林地面積/土地面積%0.09730.06660.08590.07520.8084農(nóng)用地墾殖率耕地面積/農(nóng)用地面積%0.09510.08650.07880.07390.0863耕地負(fù)載總?cè)丝?耕地面積人/hm20.25890.14370.19960.23610.2572 數(shù)據(jù)來源:阿克蘇地區(qū)統(tǒng)計年鑒、烏什縣統(tǒng)計公報(2010～2014年)

2.3評價指標(biāo)權(quán)重的確定

各評價指標(biāo)對農(nóng)用地利用效益評價的作用各不相同，可以用權(quán)重系數(shù)來體現(xiàn)。該文利用熵值法進行評價指標(biāo)權(quán)重的確定，先測算不同年份不同指標(biāo)值的比重，計算出經(jīng)濟、社會、生態(tài)等3項指標(biāo)的熵值及其對應(yīng)的差異性系數(shù)，最終測算各指標(biāo)權(quán)重。熵值法是一種客觀賦權(quán)方法，通過計算指標(biāo)的信息熵，根據(jù)指標(biāo)的相對變化程度對系統(tǒng)整體的影響來決定指標(biāo)的權(quán)重，相對變化程度大的指標(biāo)具有較大的權(quán)重，此方法現(xiàn)廣泛應(yīng)用在統(tǒng)計學(xué)等各個領(lǐng)域，具有較強的研究價值，其計算公式如下：

計算第j項下第i年份指標(biāo)值的比重yij：

(3)

計算第j項指標(biāo)的熵值ej：

(4)

計算第j項指標(biāo)的差異性系數(shù)dj：dj=1-ej，j=1， 2…， 10；

(5)

計算各指標(biāo)權(quán)重nj：

表4　烏什縣農(nóng)用地利用效益評價指標(biāo)體系及指標(biāo)權(quán)重

準(zhǔn)則層指標(biāo)層權(quán)重經(jīng)濟效益(0.3742)農(nóng)用地土地生產(chǎn)率0.0739農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率0.0457單位面積勞動力投入0.0970糧食播面單產(chǎn)0.1576社會效益(0.4271)農(nóng)民人均純收入0.1553人均糧食產(chǎn)量0.0853人均耕地面積0.0955生態(tài)效益(0.1987)森林覆蓋率0.0579農(nóng)用地墾殖率0.0582耕地負(fù)載0.0826 數(shù)據(jù)來源:阿克蘇地區(qū)統(tǒng)計年鑒、烏什縣統(tǒng)計公報(2010～2014)

表5　2010～2014年烏什縣農(nóng)用地利用效益評價值

(6)

式中nj是各指標(biāo)值的權(quán)重，dj是各項指標(biāo)的差異性系數(shù)，根據(jù)表3數(shù)據(jù)及測算公式得出烏什縣農(nóng)用地利用效益評價指標(biāo)權(quán)重(表4)。

2.4評價模型以及評價指標(biāo)值的確定

由于農(nóng)用地利用效益的影響因素眾多且具有多樣性，因此該文采用主成分分析法對多個影響因素進行降維，篩選核心影響因素，計算農(nóng)用地利用的經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益指數(shù)[10-11]，其計算公式為：

(7)

上式中，B為農(nóng)用地利用效益指數(shù)，bj為指標(biāo)j的標(biāo)準(zhǔn)化值，nj為指標(biāo)的權(quán)重值，將各項指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值與各項指標(biāo)的權(quán)重代入公式(7)計算各個年份農(nóng)用地利用的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益評價值(表5)。

3烏什縣農(nóng)用地利用效益評價結(jié)果分析

3.1經(jīng)濟效益評價結(jié)果分析

農(nóng)用地利用是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是人們通過一定的生產(chǎn)活動來滿足自身需求的過程，農(nóng)用地的經(jīng)濟效益是農(nóng)用地利用的核心。將2010～2014年各經(jīng)濟指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值與權(quán)重指數(shù)代入公式(7)計算得到烏什縣農(nóng)用地利用經(jīng)濟效益評價值： 2010～2014年，烏什縣農(nóng)用地利用的經(jīng)濟效益大體上呈現(xiàn)平穩(wěn)上漲的趨勢，評價值從2010年的0.12增加到2014年的0.24， 2012年由于受到市場大環(huán)境的影響，經(jīng)濟效益較2011年略微下降。烏什縣屬于國家級貧困縣，近年來，國家及新疆自治區(qū)在政策與經(jīng)濟上的大力支持，對烏什縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟及技術(shù)投入不斷增加，土地生產(chǎn)率得到大幅度提高，激發(fā)了農(nóng)民生產(chǎn)積極性，勞動力投入增大，均成為烏什縣農(nóng)用地利用經(jīng)濟效益增長的重要原因。

3.2社會效益評價結(jié)果分析

從表5數(shù)據(jù)可以看出， 2010～2014年烏什縣農(nóng)用地利用社會效益較好，具體表現(xiàn)為：從2010、2011年農(nóng)用地利用社會效益處于緩慢增長階段，評價值從0.10增長到0.11，而2012～2014年，評價值從0.14到0.24，增長了近2倍，說明此階段烏什縣農(nóng)用地利用社會效益增速較為明顯。

從影響社會效益因素的角度分析，由于烏什縣2011年受到洪水的影響，糧食產(chǎn)量有所下降，人均糧食產(chǎn)量降低，其余2個指標(biāo)總體呈上升趨勢，尤其是農(nóng)民人均純收入從2010年的4 584元增長到2014年的5 582元，凈增長1 000元。農(nóng)民人均純收入這項指標(biāo)權(quán)重值為0.155 3，在3個指標(biāo)中權(quán)重最大，可見農(nóng)民人均純收入對農(nóng)用地利用社會效益的提高起到關(guān)鍵作用。但比較同地區(qū)的庫車縣(9 951元)、拜城縣(8 896元)、阿瓦提縣(10 858元)，農(nóng)民的純收入還是偏低，說明烏什縣還要加大資金的投入，更重要的是加大技術(shù)與人才的引進與培養(yǎng)。該地區(qū)農(nóng)民的素質(zhì)還普遍偏低，科學(xué)種田的能力還偏弱，如何提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生產(chǎn)技術(shù)與素質(zhì)，也是當(dāng)?shù)卣仍诿冀薜膯栴}。此外，除了以提高農(nóng)民人均純收入促進社會效益增長以外，還應(yīng)該保證耕地面積占補平衡，禁止耕地非農(nóng)用，使烏什縣農(nóng)用地利用社會效益穩(wěn)定增長，滿足社會需求[12-13]。

3.3生態(tài)效益評價結(jié)果分析

土地生態(tài)系統(tǒng)作為自然界的一個有機整體，有其存在與發(fā)展的自身客觀規(guī)律。然而土地作為人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)資料，其資源價值要通過人類的實踐行為得以實現(xiàn)，其永續(xù)利用特性也應(yīng)在不斷利用的過程中得以實現(xiàn)。加之近些年可持續(xù)發(fā)展理論對資源利用指導(dǎo)作用的加強，注重農(nóng)用地利用的生態(tài)效益，成為長遠可行的戰(zhàn)略要求。從表5數(shù)據(jù)可以得出，烏什縣農(nóng)用地利用生態(tài)效益呈現(xiàn)出“降低-增長-快速增長”的趨勢，具體表現(xiàn)為： 2010～2011年生態(tài)效益呈下降趨勢，效益值從0.035減少到0.02， 2011～2013年呈緩慢增長趨勢，效益值從0.02增長到0.028， 2013～2014年呈成倍增長趨勢，從0.028增長到0.072。這5年的數(shù)據(jù)，除2010～2011年呈下降趨勢外， 2011～2014年的農(nóng)用地利用生態(tài)效益全部呈上升趨勢。烏什縣生態(tài)效益的變化與烏什縣植樹造林有很大關(guān)聯(lián)，從2011年以后各鄉(xiāng)鎮(zhèn)實行特色果樹種植，如干杏、蘋果樹等，同時烏什縣開始注重生態(tài)建設(shè)，保護原有林區(qū)，積極植樹造林，涵養(yǎng)水土。

4提高烏什縣農(nóng)用地利用效益的對策

烏什縣農(nóng)用地利用過程中，經(jīng)濟效益、社會效益與生態(tài)效益的不平衡發(fā)展，不利于烏什縣農(nóng)用地的可持續(xù)利用，具體問題表現(xiàn)在以下幾個方面：農(nóng)用地從業(yè)人員素質(zhì)較低，間接導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入不足，使得農(nóng)用地經(jīng)濟效益難以得到大幅度提高； 牧草地面積較大，利用效益較低； 過度開荒，水土流失嚴(yán)重。針對烏什縣農(nóng)用地利用效益評價結(jié)果分析及農(nóng)用地利用存在的問題，該文在結(jié)合烏什縣實際情況的基礎(chǔ)上提出以下提高烏什縣農(nóng)用地利用效益的對策。

4.1加大對設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的扶持力度，不斷促進農(nóng)民增收

制定優(yōu)惠的扶持政策并提供資金保障，進一步提高設(shè)施農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害能力與生產(chǎn)效益； 鼓勵企業(yè)引導(dǎo)農(nóng)民發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)； 在農(nóng)用地土地流轉(zhuǎn)、基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)等方面給予政策扶持，充分調(diào)動設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的積極性。由烏什縣政府申請專項扶貧資金，重點用于阿合雅鎮(zhèn)、依麻木鄉(xiāng)、亞克瑞克鄉(xiāng)、奧特貝希鄉(xiāng)、亞曼蘇鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的防滲渠、橋、涵、閘配套工程的建設(shè)。

4.2調(diào)整農(nóng)用地種植結(jié)構(gòu)，發(fā)展立體式農(nóng)業(yè)

因地制宜，充分發(fā)揮烏什縣區(qū)域優(yōu)勢，選擇合適的耕作方式及作物。例如， 2015年阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)局鼓勵農(nóng)民因地制宜種植特色經(jīng)濟作物，調(diào)減棉花種植面積，鼓勵農(nóng)民種植其他經(jīng)濟效益較高的農(nóng)作物，預(yù)計春小麥種植面積將在前一年的基礎(chǔ)上新增加2萬hm2。而退棉耕地新增種植的春小麥同原計劃種植的春小麥補貼同等對待，補貼標(biāo)準(zhǔn)不變對農(nóng)民來說也增加了收入。此外，還應(yīng)根據(jù)區(qū)域自然氣候條件，大力發(fā)展林果業(yè)，不斷提高農(nóng)產(chǎn)品單產(chǎn)與效益，使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)適銷對路。大力發(fā)展立體農(nóng)業(yè)，根據(jù)不同作物的差異進行套種，在林或果園下種糧、油等農(nóng)作物，利用塔河水源優(yōu)勢，進行漁業(yè)養(yǎng)殖。

4.3完善農(nóng)業(yè)水利設(shè)施建設(shè)

烏什縣水資源十分豐富，但汛期洪澇災(zāi)害多發(fā)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來極大威脅，因此必須整改水利設(shè)施，將過去落后的土渠進行加固與水泥硬化，對多個河流分支與大中型人工渠進行科學(xué)整合。為提高水資源的調(diào)節(jié)能力、農(nóng)業(yè)灌溉保證率，同時有效減少洪水災(zāi)害，要加強上色阿拉爾永久性防洪壩、秋格爾渠、聯(lián)合渠托什干河引水樞紐除險加固工程建設(shè)，以上五里浦水電站、亞曼蘇水電站、河口水電站等為基礎(chǔ)，將水資源的經(jīng)濟優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。實施好塔里木河治理項目與農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)等水利工程項目，對亞瓦克、卡拉玉爾滾、蘇爾滾等干渠進行防滲改造，進一步健全農(nóng)區(qū)灌排網(wǎng)絡(luò)體系，開展并逐步推廣高效節(jié)水工程。實施千畝棉花、番茄節(jié)水滴灌示范工程與英阿瓦提鄉(xiāng)阿圖孜千畝人工草場自壓噴灌工程。

5總結(jié)

烏什縣是以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的農(nóng)業(yè)縣，該文采用主成分分析的方法選取3組2層10項指標(biāo)對農(nóng)用地利用效益進行評價研究，這不僅關(guān)系到烏什縣農(nóng)用地可持續(xù)發(fā)展，也為其經(jīng)濟增長、社會穩(wěn)定與生態(tài)平衡建設(shè)提供依據(jù)，對烏什縣農(nóng)業(yè)用地結(jié)構(gòu)調(diào)整提供一定的參考作用。在烏什縣未來農(nóng)用地利用過程中，要合理區(qū)分各影響要素的關(guān)系及其比重，充分發(fā)揮優(yōu)勢因素，結(jié)合區(qū)域自然條件，實現(xiàn)農(nóng)用地利用綜合效益的最大化，促進烏什縣農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

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STUDY ON UTILIZATION EVALUATION OF AGRICULTURAL LAND IN WUSHI COUNTY WITH ENTROPY APPROACH

Hu Sai，Pu Chunling※，Wang Lin，Yan Zhiming，Liu Zhiyou，Liu Chao，Zhang Ying

( Management College of Xinjiang Agriculture University, Urumqi 830052, China)

AbstractBased on the current status of agricultural land utilization in Wushi county, this study constructed an indicators system for utilization evaluation of agricultural land, which contained 10 levels of indicators in 3 aspects, i.e. economic benefits, social benefits and ecological benefits. The min-max normalization technique was employed to normalize the original data of all evaluation indicators, while the entropy approach helped determine the weights of these evaluation indicators, and calculated the entropy of three indicators, i.e. economy, society and ecology, as well as their corresponding deviation coefficients and weights. Also, the principal components analysis (PCA) was utilized to reduce the dimensions of multiple influencing factors, screen core factor, calculate economic benefit, social benefit and ecological benefit index of agricultural land use and analyze the evaluation results. The result was that the utilization efficiency of agricultural land in Wushi county was in the trend of steady rise in general. At last, some proposals were given to improve the utilization of agricultural land in Wushi county in such aspects as strengthening the support for facility agriculture, adjusting the planting structure of farmland and developing stereoscopic agriculture, improving the construction of agricultural irrigation works and pushing forward the development of agricultural land consolidation program. This paper intended to provide active guidance for the utilization of agricultural land in Wushi county.

Key wordsagricultural land; Wushi county; entropy approach; principal components analysis (PCA); utilization benefit evaluation

doi:10.7621/cjarrp.1005-9121.20160319

收稿日期：2015-05-04

作者簡介：胡賽(1990—)，男，江蘇徐州人，碩士研究生。研究方向：土地資源可持續(xù)利用。※通訊作者：蒲春玲(1961—)，女，新疆阿克蘇人，教授、博士生導(dǎo)師。研究方向：土地資源可持續(xù)利用、土地經(jīng)濟理論與政策、區(qū)域經(jīng)濟。Email：puchunling@163.com *基金項目：國家社會科學(xué)基金項目“西部‘礦農(nóng)復(fù)合區(qū)’非自愿移民搬遷安置及管控機制研究”(14XGL005)

中圖分類號：F323.211； F327

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1005-9121[2016]03-0111-06