基于熵權法對鄭州市糧食產量影響因素評價

宋曉藍，張 萌，宋 娟，陳 恒，韓雨佟，巴明廷

鄭州師范學院 地理與旅游學院，河南 鄭州 450044

我國的國民經濟發展、社會的穩定和諧與國家自強一直被糧食安全問題影響著[1]。作為河南省會的鄭州市，人口較多，人均耕地面積遠低于全國的平均水平且呈現出逐年下降的趨勢，耕地承載壓力持續增大，能夠使用的儲備地資源又十分緊缺[2]，特別是糧食生產儲備耕地面積儲量少，因此對糧食產量影響因素的評價和分析對保證糧食生產安全具有重大意義。糧食產量變化影響因素的評價指標需要系統、全面反映其對糧食產量變化情況，作為綜合評價的基礎和依據[3]，本文通過采集鄭州市1998-2017年的農業機械總動力、實際耕地面積、糧食播種面積、化肥使用量、鄉村從業人員、造林面積、農村用電量、有效灌溉面積[4]八個影響因素的數據，運用熵權法研究其對鄭州市糧食產量變化的影響權重，為今后鄭州市糧食保障工作提供相應的參考，保障鄭州市的糧食生產安全，為整個河南省社會穩定、經濟的持續性發展提供理論數據支持。

一、評價方法及步驟

信息熵是被用來描繪信息論中所包括信息的無序度的量，經由信息熵來度量信息的無序化水平，熵越大則無序化水平越高，相對應的該信息所占有的效力也就越低[4]。基于此類原理，將信息熵引入到對糧食產量變化影響因素權重的確定中來，通過收取數據形成數據序列，并算出該數據序列的信息熵，若該數據序列的差別越大大，則提供的糧食產量影響因素就越大，其權重也就應當越大，并經過數據序列的變異情況來確定各影響因素對糧食產量的影響的大小[4]。

基于熵權法的糧食產量變化的影響因素權重確定的具體計算步驟[4-16]如下：

（一）數據采集和處理

相關數據是通過查詢《鄭州統計年鑒》以及1998—2017年的鄭州市統計公報的相關信息以此作為數據源，得到了鄭州市糧食產量變化影響因素的相關數據，并對得到的數據xij歸一化，計算得出比重Pij即：

（二）熵值計算

對于第j個影響因素來講，使用此影響因素下的數據加入計算此影響因素的熵值ej，即下列式子：

（三）計算偏差度

對已經明確的第j個影響因素，若某影響因素對糧食產量的影響程度變得越來越小時，則某影響因素下的數據列會越來越靠近完全無序狀態。同理，影響程度越大，則該影響因素的偏差度應該越小。因此可定義[4]：

（四）計算權重

將前述算出的偏差度歸一化之后，所獲得的值便是各影響因素的權重，這顯示了各個影響因素對糧食產量推測的影響情況。其中第j 個影響糧食產量因素權重的計算公式為：

二、結果與分析

（一）評價結果分析

根據《鄭州統計年鑒》和鄭州市統計公報，收集整理了1998-2017年河南省鄭州市糧食產量及各影響因素指標值（圖1、表1），并使用熵權法來計算鄭州市糧食產量變化的影響因素的權重[4]。

圖1 1998-2017年鄭州市糧食產量

在計算各個糧食產量變化影響要素的權重大小前要先運用公式（1）對所統計的數據進行歸一化，歸一化處理的結果以及權重值見表2。

從數據中，比較各個影響因素的權重結果可得，造林面積對鄭州市糧食產量變化影響最大，其他影響因素重要性依次為農業機械總動力、有效灌溉面積、農村用電量、糧食播種面積、實際耕地面積、化肥使用量、鄉村從業人員。這與之前的研究結果不盡相同[4-17]，李俊和李妍等研究發現農村用電量、糧食播種面積對糧食產量影響最大，而本研究中造林面積對鄭州市糧食產量變化的影響最大。糧食播種面積對其影響較低，這可能是由于一方面鄭州地區糧食單產量較高[18]，另一方面鄭州市每年造林的面積不斷增加，城市化進程加快，城市建設占用的土地增加[19]，致使鄭州市的實際耕地面積逐漸縮小，糧食的產量受到較大的影響。因此，在追求增加造林面積的同時也要保障農業的穩定發展，保證耕地的面積，并通過科學種田，實行耕地、造林綜合治理規劃等措施，抓好農田的基本建設，改造中低產能耕地，合理平衡糧食播種面積和造林面積。此外，農業機械總動力反映了農村耕種機械化作業的情況，從歷年數據來看，農業機械總動力在逐漸增長，但從結果來看，鄭州市的機械化還處于較低水平，對本區糧食產量變化影響的重要性較造林面積小，因此，要提高糧食生產量必須加大對農村科學技術的投入，提高鄭州市本地區的機械化水平。另外，有效灌溉面積和農村用電量也是影響產量較大的因素，說明提高機械化的同時也需要加強建設農村水利設施，保證農田能夠得到有效灌溉。

（二）鄭州市糧食生產方式提高對策

1.施行科技興農、推行智慧農產業。為了增進鄭州市糧食產量，首先就是要加強發展提高科技力量。一方面是要改進農業科研傳統保守的體系，加強農業科研機構與農業生產相結合。另一方面則要優化多形式、多通道領域的農業技術推行擴大制度，同時也要完善政府方面主控的農業技術推行機構，指引相關社會力量和企業進入高科技、高附加值的農業技術推廣范疇，從而進行多方合作。發展智慧農業，首先要拓寬高新技術的應用范圍和鄭州市郊區縣域的覆蓋面，促進物聯網技術在所有郊區和縣市的應用。其次，要將地理信息技術、網絡通信技術、智能控制技術等現代信息技術與農業信息資源的整合，使其全面管理生產活動，以此建立遠程預警集成的信息技術系統平臺。

2.推進農業產業化、發展都市農產業。鄭州市糧食產量發展水平較低，一定程度上受限于農業產業發展緩慢，故步自封，需要加強農業產業化經營[20]，進而建構起農產品產銷一體化體系。在農產品質量、品牌打造、以及價值鏈推進、農業經營主體體系方面要加強完善，要積極將各個生產消費等環節聯結在一起，打造鄭州本區的農業品牌。同時，為了加快發展農業產業化聯合體，要促進農村資源要素的整合和共享，在持續創新和推進的新形式中擴大農業產業鏈的價值。此外，在工業產業和城鎮化生長發育成熟的前提下，都市農業的發展是工業產業和城鎮化的新方向[21]，鄭州擁有較好的農業當代化內外部條件，對于都市農業的發展有較為堅實的基礎。

表1 1998-2017年鄭州市糧食產量變化影響因素指標值

表2 1998-2017年鄭州市糧食產量變化影響因素歸一化結果值及權重值

綜上所述，糧食產量變化的研究需要考慮多方面的因素，從中找到影響變化的主要因子，以此作為提高糧食產量的突破口。研究結果顯示，鄭州市糧食產量變化的影響要素中，比重大小依次為造林面積＞農業機械總動力＞有效灌溉面積＞農村用電量＞糧食播種面積＞實際耕地面積＞化肥使用量＞鄉村從業人員，這說明在農林的發展中，要科學合理規劃造林和農業的區域，留存足量并適合農業生產的耕地，減少二者發展產生的沖突。此外，該研究提出了要加強科研力量和現代技術與農業生產的結合，提高糧食產量的同時檢驗科研成果對實際生產生活的作用，另外也需要將農業產業化、都市農業納入提高糧食產量的新手段。