基于物元模型的農業技術集成與示范類項目社會效益評價方法研究
——以“河北省小麥—玉米節水豐產增效技術集成與示范項目”為例

宋雪菲，尉京紅

（河北農業大學經濟管理學院，河北 保定 071000）

農業技術集成與示范項目一般由政府主導，通過整合配套先進理論與技術，并在廣大農村地區進行示范推廣，能夠對農民、農業發展在經濟、文化、技術等方面產生深遠影響的項目。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鍵技術，以單一獨立的農業技術為研究對象，將其做進一步梳理歸類，并在此基礎上，整合成為綜合性的技術體系，即科學融合整體新品種、新技術與新設備的相互適配，最終充分發揮“1 加1大于2”的技術整合在應用科學中的作用；第2 個階段是示范推廣階段，通過把集成的技術體系在具體單位進行應用，對外推廣先進技術的生產過程和結果，起到示范輻射效應。通過這兩個階段串聯技術研發、示范推廣與生產實踐等環節，使其作用路徑能夠有機順暢銜接，并將物質、信息與人才等要素的投入效率最大化，最終實現要素的自由流動與積極反饋等必要調節。

當前，我國對農業技術集成與示范項目的研究仍處于起步階段，學者們的研究重點主要集中介紹對具體的技術集成與示范項目內容或技術，并對項目實施后的成效進行定量經濟效益分析，而對于社會效益的分析多采用定性描述。邱國梁等[1]以中國農業科學院綠色發展技術集成模式研究與示范為例，從增產、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]從提高產品質量、促進生態農業發展、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集成示范項目、金柚病蟲害綠色防控技術集成和示范項目以及水稻病蟲害綠色防控技術集成示范項目進行了成效分析。只有少量學者運用定量分析法分析了項目的綜合效果[5]?；诖?，作者在物元分析的基礎上結合歐式貼近度和熵權法的概念，建立了基于歐式貼近度的物元模型，為農業技術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 數據來源

以河北省承擔的“糧食豐產增效科技創新”重點專項中的“小麥—玉米節水豐產增效技術集成與示范項目”為研究對象，2018年項目培訓覆蓋率、集成配套技術體系數量、項目實施的總規模等指標數據來源于項目執行單位；農業總產值、農村居民消費支出、鄉村從業人員等指標數據來源于《河北農村統計年鑒2018》[6]。

2 社會效益評價物元模型構建

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、特征及其特征對應量值三部分構成，用來描述事物的基本構成元素，將代表同類事物的物元組合，構成一個物元空間，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數學工具，通過獨特的集合概念來描述事物的轉化關系。

物元分析法通過利用物元變換及可拓集合，將其轉換成數學形式，可以解決事物之間的不相容問題，適合于多指標評價[8]。物元分析法首先要確定評價對象的“物元”，建立復合物元，通過從優隸屬度消除指標的量綱影響并確定標準物元，然后借助標準物元對復合物元進行變換，最后結合權重得出歐式貼近度復合物元。該方法拓寬了數學的研究領域，打破了以往數學對事物的研究局限。近10 a 來被廣泛應用于自然科學與社會科學領域[9～11]。

2.1 基本“物元”和復合物元

農業受不同區域自然和經濟條件的影響，不同地區選擇不同的糧食節本豐產增效技術，技術集成和示范的內容均有差別，產生的社會效益也有所不同。要將不同區域的指標組合在一起，確定項目的復合物元，消除量綱后的指標最優值確定為標準物元。

2.1.1 建立復合物元 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 作為某區域的農業技術集成與示范項目，特征C作為構建的社會效益評價指標體系，量值V 即各指標的數值。將m 個事物的n 維特征組合在一起，構成m個事物的n 維復合物元Rmn，即為公式（2）。

其中，Mi為第i個區域的農業技術集成與示范項目（i＝1，2，…，m）；Cj為第j項社會效益評價指標（j＝1，2，…，n）；xij為第i個區域的農業技術集成與示范項目第j項社會效益評價指標。

2.1.2 建立從優隸屬度復合物元和標準物元 社會效益評價指標應符合從優隸屬度原則，這是因為評價指標的計量單位各不相同，因此需要求解評價指標的隸屬函數，從而消除指標間的量綱影響[9]。

利用公式（3） 測算各評價指標的優隸屬度。由于各個指標性質的不同，因此不同性質的指標對應不同的計算公式，越大越優型指標采用①計算，越小越優型指標采用②計算。然后建立從優隸屬度復合物元即為公式（4）。再根據從優隸屬度復合物元建立標準物元R0n，即為公式（5）。利用公式（6） 計算Δij，以Δij表示與中對應各項差的平方，并組成差平方復合物元R△，即為公式（7）。采用反正切函數實現數據標準化處理，利用公式（8） 計算各個指標的標準化值Yij。

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

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個區域第j項社會效益評價指標標準化值。

2.2 評價指標權重復合物元

利用公式（9） 和（10），計算熵值Ej，最后利用公式（11） 計算農業技術集成與示范類項目的社會效益評價指標體系的權重值ωj。ωj數值越大，表明第j項社會效益評價指標在指標體系中權重越大[10]。

其中，pij為第i個區域第j項社會效益評價指標下的指標值的比重；Ej為第j項社會效益評價指標的熵值。

2.3 歐式貼近度測算

通過計算不同區域的社會效益值與社會效益最佳值之間的接近程度，對不同區域農業技術集成與示范項目的社會效益進行優劣排序。考慮到社會效益綜合評價是多個指標共同作用的結果，因此采用加權求和模型公式（12） 計算歐式貼近度ρj，并建立歐式貼近度復合物元Rρ，即為公式（13）。

其中，ωi為評價指標的權重，由ρj建立歐式貼近度復合物元Rρ，即：

2.4 構建評價指標體系

河北省小麥-玉米節水豐產增效技術集成與示范項目的社會效益主要體現在帶動農業升級、促進農民發展、推動技術推廣3 個方面，因此從這3 個維度構建了河北省小麥玉米節水豐產增效技術集成與示范項目的社會效益評價指標體系，根據數據的可獲得性原則，每個指標下設2 個二級指標（表1）。

3 結果與分析

3.1 項目區概況

2018年河北省小麥—玉米節水豐產增效技術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建立了4 個示范縣（市）、25 個輻射縣（市），集成了3 套技術體系，示范、輻射區建設面積達到593333.33 hm2；燕山山麓平原區建立了1 個示范縣（市）、個輻射縣（市），集成了1 技術體系，輻射區建設面積為46666.67 hm2；黑龍港低平原區建立了6 個示范縣（市）、39 個輻射縣（市），集成了3 套技術體系，輻射區建設面積為552000.00 hm2（表2）。

表1 河北省小麥—玉米節水豐產增效技術集成與示范項目社會效益評價指標體系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 河北省不同生態類型區小麥—玉米節水豐產增效技術集成與示范項目社會效益評價指標數據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 不同生態區項目實施的社會效益分析

利用公式（3） ～公式（7） 建立從優屬度物元復合物元矩陣（表3）、差平方復合物元矩陣（表4），運用公式（8） 對數據進行標準化處理，然后通過利用公式（9） ～（11） 計算指標熵值Eij（表5） 和指標體系的權重值ωj（表6），最終建立歐式貼近復合物元矩陣（表7），太行山山前平原區、黑龍港低平原區和燕山山麓平原區3 個生態類型區歐式貼近度復合物元值分別為0.9309、0.4972 和0.7925，即太行山山前平原區社會效益最優，黑龍港低平原區次之，燕山山麓平原區最低，符合項目實施后的實際情況，說明項目在不同生態區實施后的社會效益存在一定的差異性。據此，也驗證了物元模型應用在農業技術集成與示范類項目社會效益的評價具有可行性。

表3 不同生態區從優屬度物元復合物元矩陣Table 3 The composite matter element matrix of the subordinate degree of different ecological zones

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

表5 評價指標熵值Table 5 Evaluation index entropy

表6 評價指標權重Table 6 Evaluation index weight

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

4 結論與討論

基于社會效益概念的模糊性，結合歐式貼近度概念建立了農業技術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-玉米節水豐產增效技術集成與示范項目”實施的社會效益的評價結果表明，不同生態區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社會效益最優，黑龍港低平原區次之，燕山山麓平原區最低，符合項目實施后的實際情況，說明物元模型評價結果具有合理性和可信性。該評價結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，也可將該方法應用于農業科技項目評價等多指標決策問題。