基于變異系數法及層次分析法的耕地資源安全評價

張曉婷

【摘要】本文通過對耕地資源安全相關文獻資料查閱、數據搜集與整理分析，以江蘇省耕地資源安全為研究對象，分別建立江蘇省耕地資源數量安全評價指標體系、質量安全評價指標體系和生態安全評價指標體系；采用變異系數法確定評價指標權重，及各年江蘇省耕地資源數量、質量及生態安全具體評價值；最后結合變異系數法計算、分析結果選取層次分析法對江蘇省耕地資源安全做出綜合評級，最終得出江蘇省耕地資源安全綜合評價得分。

【關鍵詞】耕地資源 安全評價 變異系數法 層次分析法 江蘇省

一、引言

土地是人類賴以生存和發展的基礎，是國家立國安邦的基本要求。耕地資源作為國家最基本的戰略資源之一，其安全關乎國家安全的社會、經濟、生態等各個方面。本文以江蘇省耕地資源安全為研究對象，從耕地資源數量安全、質量安全和生態安全三方面對江蘇省耕地資源安全狀況加以計算分析，通過計算結果反映江蘇省2000年2009年的耕地資源狀況，以期對江蘇省耕地資源合理利用和可持續利用管理提供參考。

二、江蘇省耕地數量安全、質量安全及生態安全評價指標體系

（一）指標體系的構建

整個評價體系分為目標層、準則層和指標層，具體指標體系層次結構如表1所示，A層為耕地資源安全評價體系的目標層，表示江蘇省耕地資源安全的總體趨勢；B層是準則層，對目標層進行具體解釋和說明，包括影響耕地安全的主要因素；c層是指標層，進行具體描述的各項指標，本文參照國內學者已經建立的評價指標體系，考慮到數據的可獲得性，并結合江蘇省實際情況選取了如下指標，分別建立了江蘇省耕地數量安全、質量安全及生態安全評價指標體系。

注：+代表正向指標，一代表負向指標

（二）權重的確定

各指標的權重確定方法有多種，本文選用變異系數法確定權重，變異系數法直接利用各項指標所包含的信息，通過計算得到各項指標的權重。具體計算步驟如下：

（1）指標標準化

根據1999年2009年江蘇省統計年鑒整理所得基礎數據，按照表2-1至表2-3所設計的評價指標體系，對基礎數據指標值進行極差標準化處理，經過公式（1）計算，可得到各項指標標準值。

xi= （Wi/Wmax）/（Wmin-Wmax）正向指標

（Wj-Win）/（Wmax-Wmin）負向指標 （1）

其中xi為指標標準值，wj是各指標基礎數據值，wmax是該指標數據中的最大值，Wmin是該指標數據中的最小值。

（2）指標權重的確定

指標權重的確定采用變異系數法，具體計算步驟如下：首先求出各項指標的均值xi和標準差σi，再根據公式（2）計算變異系數vi；接著對vi用公式（3）進行歸一化處理，求得各項指標的權重qi。

最終得到各評價指標權重如表4、表5、表6所示：

三、江蘇省耕地資源安全綜合評價

（一）江蘇省耕地資源安全綜合評價模型

耕地資源安全是由諸多方面組成的復合體，包括耕地資源數量安全、質量安全、生態安全、文化安全、社會安全等。耕地資源綜合安全是由各個方面安全狀況以及它們在耕地資源安全整體中的重要性所共同決定的。本文在進行耕地資源安全綜合評價時，基于第2小節變異系數法計算所得指標權重，運用層次分析法對江蘇省耕地資源安全進行綜合評價。

1.指標體系的構建

注：+代表正向指標，一代表負向指標。

耕地綜合評價指標體系的構建基于本文第2小結的變異系數的計算結果。指標的選取為保持客觀性，選取由變異系數法計算得到的表2-4、2-5和2-6中權重≥0.1的指標，但其中有多項指標重復出現，故指標選擇所占準則層權重較大的進行評價。調整指標后共有10項指標，在進行層次分析時選取10-20項指標進行分析較宜，所以再次從權重計算結果中選取權重較大的指標加入評價，準則層包括數量安全、質量安全和生態安全三方面，最終確定了19項評價指標，如表7所示。

2.計算過程

（1）判斷矩陣的構建。構造判斷矩陣是層次分析法中一個關鍵的步驟。判斷矩陣即對指標層相對上一層次中的元素之間兩兩對比，以判定該層次中各相關指標相對重要性。本文在確定指標重要性尺度時，主要根據表3 2中變異系數法計算所得的指標權重值進行比較計算而得，以盡可能減少主觀因素的影響。

（2）一致性檢驗。衡量判斷矩陣合理性的標準是矩陣的判斷是否具有一致性，即矩陣的一致性檢驗。本文采用一致性指標如公式（5）所示，CI越大，不一致越嚴重，為衡量CI的大小，引入隨機一致性指標RI。定義一致性比率CR=CI/RI，當CR<0.1時，通過一致性檢驗。

CI=λ-n/n-1 （5）

式中λ為矩陣的最大特征根，可通過MATLAB計算得到。n為指標數。

（3）組合權向量。組合權向量可作為決策的定量依據，權向量的計算，可以對矩陣的列向量進行歸一化處理，再對矩陣的橫向量求算術平均得到。

3.評價指標權重的確定

經過計算得到江蘇省耕地資源安全評價各項指標權重值，如表8所示。

（二）江蘇省耕地資源安全綜合評價

1.評價模型的建立

耕地資源安全綜合評價是多因素的綜合評價，根據影響耕地安全程度的不同，確定評價指標和權重，在對原始數據進行標準化處理的基礎上，根據指標權重進行加權求和，并最終計算出區域耕地資源安全綜合評價值，數學模型為：

式中：E為耕地資源安全評價分值；i為資源安全類別個數；wi為資源安全類別權重；j為耕地資源安全評價指標個數；wij為評價指標值權重；Eij為評價指標標準化數值。

2.綜合評價結果

根據2000年2009年江蘇省統計年鑒數據，采用層次分析法計算、分析，得到2000年2009年江蘇省耕地資源安全綜合評價得分表（如表9及圖1所示）?？梢钥闯觯海?）綜合評價得分在2000年2002年處于持續下降趨勢，2002年達到歷年最小值0.244，2003年回升到0.512，但2003年2004年又有小幅下降，2004年降至0.4，2004年后得分基本保持在0.583左右浮動；（2）2000年2009年江蘇省耕地資源安全綜合評價得分平均值為0.540，可以看出，江蘇省耕地資源安全整體得分并不高，但10年間得分在0.5分以上的年份有6年，整體得分多處于中上。

四、結論與展望

本文從江蘇省耕地的數量、質量和生態三方面采用變異系數法進行評價值的計算和分析。在此基礎上，采用層次分析法，選取了19項指標對江蘇省耕地資源安全進行了綜合評價，并經計算得到江蘇省耕地資源綜合評價得分，據此對江蘇省耕地資源安全進行了綜合評價；經計算可知，江蘇省耕地資源綜合得分變化值介于0.2-0.7之間，總體上呈現波動趨勢。

由于某些評價指標數據無法獲取等原因，在上述研究過程中，可能造成耕地資源安全評價指標體系的構建不夠完善、計算結果存在部分誤差等問題，研究結果有待進一步驗證和優化；另外，本文主要進行了時間序列上的分析，空間尺度方面，有待進一步研究。

參考文獻：

[1]郭海洋.河北省耕地資源安全評價與保障機制研究[D].河北農業大學碩士論文，2007.

[2]楊曉蕾.畢節市耕地資源安全評價研究[D].貴州師范大學碩士論文，2008.

[3]邴廣路.隴南市耕地資源安全評價研究[D].西北師范大學碩士論文，2010.

[4]陳園園.山東省耕地資源安全評價[D].曲阜師范大學，2011.

[5]寧文波.陜西省耕地資源安全評價研究[D].西北農林科技大學，2010.

[6]朱紅波.中國耕地資源安全研究[D].華中農業大學圖書館，2006.