基于熵值法的河南省生態農業發展水平評價研究

高佳琳 溫圓月 薛選登

（河南科技大學經濟學院，河南 洛陽 471023）

“民為國基，谷為民命。”隨著經濟的快速發展和城市化進程的不斷推進，我國農業生產資源長期處于開發強度高、利用負荷高的狀態，人地矛盾、發展與環境之間的矛盾及資源利用與保護之間的矛盾逐漸凸顯，土地生態安全面臨威脅，農業可持續發展面臨嚴峻挑戰。

生態農業是指在保護、改善農業生態環境的前提下，以及在經濟學和生態學原理的指導下，結合現代管理手段、科學技術和傳統農業的有效經驗，使經濟效益、生態效益和社會效益協調統一發展的現代化農業。為此，我國大力推進農業供給側結構性改革，連續多年中央一號文件出臺相關政策，引導和支持發展生態農業，從而實現農業可持續發展［1］。隨著生態農業的不斷發展，如何評價生態農業的發展水平逐漸被我國學者所關注。大多數學者通過構建評價指標體系、選擇合適的評價方法來進行綜合評價［2］。其中，主要基于經濟效益、生態效益及社會效益3 個維度選取評價指標來構建評價指標體系，采用的評價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］及耦合協調度模型［18］等。

1 方法與數據

1.1 構建評價指標體系

評價指標體系的構建是進行綜合評價研究的前提、基礎和關鍵，指標的選取必須能全面反映河南省生態農業的發展狀況及土地的生態狀況，其合理性決定區域生態農業發展水平評價的準確性。筆者基于系統性、科學性、代表性等原則，從經濟效益、生態效益、社會效益3個維度選取17 個指標構建河南省生態農業發展水平評價指標體系，具體指標見表1。

表1 河南省生態農業發展水平評價指標體系

1.2 評價方法

主要利用熵值法及加權函數法評價河南省生態農業發展水平。其中，熵值法是一種客觀確定評價指標權重的方法，其基本思路是根據各評價指標變異性大小，即通過觀測值所提供信息的大小確定各指標的客觀權重。指標值差異程度越大，信息熵越小，該評價指標權重則越大。

基于2010—2019 年河南省生態農業發展水平評價指標體系的實際觀測值組成的原始矩陣，利用熵值法確定各評價指標的客觀權重分為6個基本步驟。

第一，數據標準化處理。其目的是消除指標量綱的影響并確保數據運算的意義，從而得到規范化矩陣Xij。其標準化處理方法為：

第二，求第j項屬性指標下的第i個省份的貢獻度，公式為：

第三，求各屬性指標的熵值Ej，公式為：

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

第四，計算指標差異度系數Dj，公式為：

第五，求各指標的客觀權重wj，公式為：

第六，基于熵值法得到的各評價指標權重，運用加權函數法即可得到河南省生態農業發展水平的綜合得分，公式為：

1.3 數據來源

文中所涉及的相關數據大部分是統計性數據，主要來源于《河南省統計年鑒（2011—2020）》，并以《中國農村統計年鑒2020》《中國統計年鑒2020》《中國水利統計年鑒2019》等作為補充。部分數據可以直接獲得，其他則需要按照評價指標的不同意義進行量化處理后得到。各評價指標的原始數據見表2。

表2 2010—2019年河南省生態農業發展水平評價指標原始數據

2 評價過程與分析

2.1 數據標準化處理

多維度構建河南省生態農業發展水平評價指標體系，其各個維度中的各項指標屬性不同、量綱不同，因此，需要對數據進行標準化處理，標準化處理后的數據見表3。

表3 2010—2019年河南省生態農業發展水平評價指標標準化數據

2.2 指標權重計算

運用熵值法對河南省生態農業發展水平評價指標進行客觀賦權，得到各評價指標信息熵、差異度系數及指標權重見表4。根據表4的相關數據，通過繪制得到河南省生態農業發展水平相關評價指標的權重折線圖，如圖1所示。結合表4 和圖1 可以看出，在綜合評價層中，權重最大的是經濟效益，其值為0.492 4；其次是生態效益，其值為0.310 4；權重最低的是社會效益，其值為0.197 1。這符合生態農業在獲得經濟效益的同時也重視生態效益與社會效益的基本內涵。具體地，在各評價指標層中，糧食單位面積產量X4的熵值最小、差異度系數及權重最大，其權重為0.324 8，表明糧食單位面積產量是影響生態農業發展水平最重要的因素。另外，化肥使用強度X10、農藥使用強度X11的權重分別位列第二、第三，其值分別為0.081 3、0.075 7；農業機械總動力X16權重排名第四，其值為0.051 7；農業增加值X2、農業總產值X1、農民人均可支配收入X3權重緊隨其后，其值分別為0.045 9、0.045 0 和0.040 4。這表明相比農業增加值X2、農業總產值X1、農民人均可支配收入X3而言，化肥使用強度X10、農藥使用強度X11與農業機械總動力X16更大限度地影響著河南省生態農業發展水平，這也符合生態農業的基本內涵。在生態效益維度中，農用塑料薄膜使用強度X12、森林覆蓋率X6、除澇面積X9以及有效灌溉面積X10的權重較小，但這并不意味著河南省生態農業的發展無須重視這些指標。因為評價河南省生態農業發展水平所用到的熵值法是依據各評價指標變異性大小進行客觀賦權，因而作為評價生態農業生態效益的評價指標，其指標權重較小只是說明了相關指標在2010—2019年的觀測值整體上變化不大。

圖1 河南省生態農業發展水平相關評價指標權重

表4 評價指標相關信息匯總

2.3 生態農業發展水平評價

在利用熵值法得到各評價指標權重的基礎上，運用加權函數計算可以得到2010—2019 年河南省經濟效益、生態效益、社會效益的得分情況，以及生態農業發展水平的綜合得分和排名情況，具體數據見表5。結合表5得到2010—2019年河南省生態農業發展水平的綜合得分及各準則層得分的變化趨勢，見圖2。

經濟效益、生態效益、社會效益以及生態農業發展水平綜合得分越大，說明河南省生態農業發展水平越高。結合表5和圖2可知，2010—2019年河南省生態農業發展水平整體上呈先上升后下降再上升的“Z”形發展趨勢，其中，經濟效益、社會效益與生態農業發展水平綜合得分的發展趨勢一致，而生態效益在近十年間呈先下降后上升的“對勾”形發展趨勢。這是由于生態農業更注重其生態效益，更強調農業可持續發展，因而盡管2013 年河南省生態農業的經濟效益最高，但由于該年份的生態效益在近10年間最差，因此其發展水平綜合得分排名第二。

圖2 2010—2019年河南省生態農業發展水平發展趨勢

表5 河南省生態農業發展水平綜合評價結果

3 結論與討論

筆者基于經濟、生態及社會效益3 個維度選取17 個指標構建河南省土地生態安全評價指標體系，利用熵值法及加權函數法評價2010—2019年河南省生態農業發展水平。主要結論如下：首先，從指標權重來看，糧食單位面積產量對河南省生態農業發展水平的影響最大，化肥使用強度、農藥使用強度及農業機械總動力緊隨其后；其次，2010—2019年，河南省生態農業發展水平整體上呈先上升后下降再上升的“Z”形發展趨勢；再次，2010—2019年，河南省生態農業的經濟效益、社會效益整體上均呈先上升后下降再上升的“Z”形發展趨勢，與生態農業發展水平綜合得分的發展趨勢一致；最后，2010—2019 年，河南省生態農業的生態效益呈先下降后上升的“對勾”形發展趨勢。

基于此，為進一步發展生態農業，助力鄉村振興，從而實現農業現代化和可持續發展，給出以下四方面建議。第一，由于糧食單位面積產量對河南省生態農業發展水平的影響最大，因此，需要繼續抓緊糧食生產，提高糧食單位面積產量。第二，化肥、農藥使用強度極大地影響生態農業發展水平，必須將生態和生產統一起來，堅持綠色發展，降低化肥和農藥使用強度，保護耕地，避免造成環境污染和資源浪費。第三，農業機械總動力在很大程度上影響著生態農業發展水平，因此，需要加大農業機械及設備投資力度，并促進農機裝備產業轉型升級，加快推進農業機械化發展。第四，依托“互聯網+”，利用現代科學技術深入發展生態農業。應將互聯網、物聯網、大數據與農業緊密結合，深入推進“互聯網+農業”，提高科技成果的供給能力，加速農業科技成果轉化應用。