河北省數字農業高質量發展評價研究

趙爽 趙丹丹

(華北理工大學管理學院，河北 唐山 063210)

農業是國民經濟的基礎，是人民生活的保障。黨的十八大以來，在農業農村現代化發展方面，提供強有力的信息化支撐，不斷加快數字農業革命性的轉型。為持續推進數字技術對農業的創造力以及加快鄉村現代化體系建設，國務院、農村農業部等相繼印發《數字鄉村發展戰略綱要》、《“互聯網+”現代農業三年行動實施方案》、《關于推進農業農村大數據發展的實施意見》、《“十四五”數字經濟發展規劃》等政策文件，2022年兩會論壇中提出“要將數實融合作為農業發展重要方向，大力培養數字新農人，為縣域鄉村發展注入數字力量”。在國家“三農”政策的引領下，各地也相繼制定了農業農村信息化發展規劃，河北省作為農業大省，印發《河北省加快推進數字農業農村發展實施方案》提出“構建數字農業農村發展績效管理指標體系，嚴格績效評估和督促檢查，推動各地把數字農業農村發展納入經濟社會信息化發展水平評價范圍”。可見，數字農業已然成為農業農村現代化發展的重要核心。然而，數字農業在發展中仍存在資源匱乏、技術不足、數字鴻溝等各種障礙。鑒于此，本文基于投入-產出視角構建河北省數字農業高質量發展綜合評價體系，運用熵值-TOPSIS測度河北省數字農業高質量發展水平，探究數字農業高質量發展的提升路徑，以期為建設河北省數字農業發展建言獻策以及推動農業高質量發展奠定基礎。

1 文獻綜述

數字化農業最早于1997年美國科學家提出，主要利用現代信息技術實現農業發展的信息化、網絡化、自動化管理。我國為加快農業農村現代化發展，在“2006—2020年國家信息化發展戰略”中，初步構建了我國“數字化農業技術框架”，并且在2019年底印發《數字農業農村發展規劃(2019—2025年)》，強調要加快推進農業農村只智能化、精準化、數字化。可見，數字化農業是農業發展的新突破，近年來，針對數字化農業高質量發展國內外眾多學者已從不同角度展開研究。

1.1 數字化賦能農業高質量發展研究

基于數字化農業發展的高復雜性與高嚴峻性，應明確數字農業概念與發展現狀，Hrustek Larisa以工業4.0數字技術為主導的可持續發展和農業領域的文獻為基礎，分析了數字化轉型背景下可持續農業和可持續驅動農業的概念，提出數字化轉型是推動農業可持續發展的指導方針[1]。Bhat S A等通過介紹大數據的數據創建方法、技術可及性、設備可及性等特性，闡述了大數據在精準農業中的具體應用以及存在的挑戰[2]。田娜等從農業數據信息資源建設、專家系統、智能農業裝備等方面闡述數字農業的概念與發展現狀，并指出未來數字農業發展方向[3]。從現有研究可知，學者們更多關注數字化農業發展思路與路徑探索研究，呂小剛從平臺建設、技術創新、信息創新等方面提出數字農業建設推動農業高質量發展的思路和對策[4]。戈興成從數據創新、數字經濟、政策制定等方面提出我國數字農業高質量發展路徑探析[5]。鐘文晶等梳理了數字農業發展的國際經驗，從農村基礎建設、農業組織、農業經營體系等方面推進數字化農業向高質量發展[6]。可見，數字農業已成為農業發展的必然趨勢，但如何利用數字化技術助推農業高質量發展仍是現有研究的缺陷。

1.2 數字農業高質量發展評價研究

既有學者很少關注對數字農業高質量發展評價研究，而數字化農業高質量發展是鄉村振興的重要抓手，科學有效地評價數字農業高質量發展水平對農業農村現代化建設具有重要的意義。國內外直接針對數字化農業高質量發展評價研究較少，農業信息化、智慧化、精準化研究為本文進一步構建數字化農業高質量發展指標體系與綜合評價奠定了基礎。農業信息化方面，朱秋博等運用倍差法分析了信息化對農業生產效率的影響，并對其驅動因素評估分析，提出信息化水平的提高直接影響農業的生產效率[7]；Garrett利用大數據分析害蟲基因組的地理分布，評估害蟲的風險性，洞悉害蟲的傳播來提高農產品的產出[8]；張顯萍等基于農村信息化的外部環境、內部環境、運行效果3個維度構建綜合評價安徽省農業信息化水平指標體系[9]。農業智慧化研究，楊生秀提出“互聯網+智慧農業模型”，并基于農業電商平臺調研數據綜合評價“互聯網+智慧農業”模型發展狀況，指出應從數字化基礎設施、數據系統、金融支撐等角度促進“互聯網+智慧農業”的發展[10]；王保迎等通過Web Services中間件技術的特性，設計了基于Web Services的智能化農業軟件支撐平臺，并在實踐中得到運用，提高了農業系統開發質量與效益[11]；閻海玲提出建立智慧農業平臺信息熵體系，根據信息熵的數據變化，綜合評價智慧農業可持續發展情況[12]。精準農業研究，劉海啟認為精準農業是農業數字化轉型的重要載體，是數字農業的實現路徑，通過梳理國內外經驗總結得出，應從數據化、數字化、精準化等方面構建數字農業經濟體系[13]；張鴻等采用綜合評價模型測算并評價了2015—2019年全國31個省市農業發展情況，提出從數字農業發展環境、數字農業信息基礎、數字農業人才資源、數字農業技術支持、數字農業綠色發展、數字農業產業效益方面穩步推進數字農業高質量發展[14]。

綜上所述，數字農業高質量發展是農業農村現代化發展的重要引擎、是實現鄉村振興的有力舉措。目前學術界從不同角度對數字農業高質量發展的概念、發展趨勢、提升路徑等方面進行分析，深化了對數字農業高質量發展的認識，但現有研究對數字農業高質量發展指標體系與評價研究尚有不足。鑒于此，本文在文獻研究的基礎上，針對現有研究的不足，探索數字農業高質量發展，基于投入-產出視角構建數字農業高質量發展評價指標體系，并建立熵權-TOPSIS法模糊物元綜合評價模型測度河北省數字農業高質量發展水平，以期為河北省數字農業高質量發展提供政策依據，助力鄉村振興提供參考借鑒。

2 數字化農業高質量發展指標體系構建

目前，對于數字農業高質量發展指標體系研究主要集中于農業信息化與農業高質量發展方面。沈劍波等從農業信息化資源與信息技術應用、農業信息化基礎設施、農業信息化產業、農業信息化人力資源以及農業信息化政策與環境5個方面構建中國農業信息化指標體系[15]；王欣等從農業信息化發展環境、基礎建設、資源建設、人才與技術應用等方面構建我國北方農業信息化指標體系[16]；李首涵等從農業生產條件、農業科技支撐、農業產業化水平、農業產出效益、農業綠色發展等指標構建魯蘇浙三省農業高質量發展指標體系[17]；黃修杰等基于產品質量、產業效益、生產效率、經營者素質、國際競爭力、農民收入、綠色發展等構建我國農業高質量發展評價指標體系[18]。

2.1 數字化農業高質量發展指標構建

本文在參考《中國數字鄉村發展報告(2019)》以及《河北省加快推進數字農業農村發展實施方案》政策文件的基礎上，充分借鑒國內學者在數字農業、農業高質量發展、信息化農業等構建指標體系的研究成果，基于投入-產出的視角，構建河北省數字農業高質量發展指標體系，指標體系包括3個一級指標：數字化投入、數字化發展環境、數字化產出；5個二級指標：數字農業基礎設施、數字農業資源、數字農業綠色發展、數字農業效益、農民收入；17個三級指標，反映了數字農業高質量發展的高效率、高環保、高效益。數字農業基礎設施：數字基礎設施是農業高質量發展的運作基礎，主要反映了農村地區信息網絡建設情況以及農業裝備和信息化水平等，包括移動電話、計算機網絡、農用機械總動力等；數字農業資源：資源是農業高質量發展的運作關鍵，以技術和人才資源為主，體現了數字農業發展中信息化與數字化的專業性，包括交通運輸信息、信息技術服務、產業化經營組織等；數字農業綠色發展：綠色是農業高質量發展的運作核心，決定了農業高質量發展的可持續性，包括農業化肥、農藥、塑料薄膜等使用情況；數字化農業產出：數字農業產出是農業高質量發展的運用保障，包括了產出率、總產值等；農民收入：農民收入是農業高質量發展的運作目標，農業高質量發展的最終目標就是讓農民收入與生活有保障，包括農業收入與恩格爾系數等指標。最終建立指標體系見表1。

表1 數字農業高質量發展指標體系

2.2 研究方法與模型構建

2.2.1 熵權Topsis法

熵權是一種客觀賦權的方法，通過計算熵值來反映指標的離散程度或者對綜合評價的影響大小，信息熵值越大，指標離散程度越小，權重越小；反之，信息熵越小，指標離散程度越大，權重越大；利用熵值法確定指標權重可有效避免人為因素的干擾，使評價結果更加科學。TOPSIS模型是基于正負理想點對多個目標決策與排序的方法，通過計算被評價對象與正負理想點的歐氏距離，來選擇較優的評價對象。本文基于熵權TOPSIS法評價河北省數字農業高質量發展水平，充分反映評價結果的客觀性與科學性。

2.2.2 評價模型構建

基于已建立的評價指標體系，以三級指標作為影響數字農業高質量發展水平的主要因素，設x個待評價項目，y個指標，構建原始矩陣H：

(1)

2.2.2.1 熵值計算

原始數據標準化處理得矩陣：

(2)

熵值的計算(0≤ej≤1)：

(3)

權重的確定(wj對應第j個指標權重值)：

(4)

2.2.2.2 TOPSIS綜合評價

確定正負理想解，設加權標準化評價矩陣為Z，則Z+為評價指標中的最大值，構成評價指標中正理想解；Z-為評價指標中的最小值，構成評價指標中的負理想解。公式：

(5)

計算歐式距離：

(6)

計算相對接近程度：

(7)

式中，Qi表示農業高質量發展的水平高低；Qi值越大，農業高質量發展水平越高；Qi值越小，農業高質量發展水平越低。

3 實證分析

3.1 數據來源

基于數據的可行性、可獲取性、全面性，本文選取2010—2019年河北省有關數據，測算河北省數字農業高質量發展水平，為了消除指標類型與量綱化影響，本文采用Z-標準化方法對數據進行規范化處理。指標數據主要來源于《河北省農村統計年鑒》、《河北省經濟年鑒》等，對于部分年份缺失指標數據，本文采用插值法進行補充。

3.2 綜合評價分析

本文以河北省數字農業高質量發展水平為評價對象，構建指標體系，采用熵值法計算各指標權重，見表2，結合TOPSIS法測算河北省數字農業高質量發展水平，具體見表3。

表2 數字農業高質量發展水平評價指標權重

3.2.1 指標權重分析

熵值可間接反映出指標信息量的大小，由表2可知，99%的指標熵值得分均在0.8以上，說明指標的代表性較強，能較好地反映數字農業高質量發展水平，指標選擇較為理想與科學。

從17個三級指標可得農村用電量、農村居民家庭恩格爾系數、農用機械總動力、農業產業化龍頭經營組織4個指標權重值得分最大，分別為0.390、0.075、0.062、0.053，表明該指標對數字農業高質量發展水平影響最大，同時，4個指標體系隸屬于數字農業產出、數字農業資源、數字農業基礎設施3個二級指標。可見，通過加強數字農業的基礎設施、技術與人才資源，以及促進數字農業的產業效益，可在一定程度上提高河北省數字農業高質量發展水平；從三級指標進一步分析可得，接入計算機數量、農用化肥施用量、農藥使用量、農業投入產出率、農業產業化總量5個指標權重得分均低于0.03，分別為0.024、0.023、0.029、0.019、0.028，可見，河北省數字農業高質量發展過程中在農業基礎設施、綠色發展、產業效益等方面存在很大的隱患，尤其是農業投入產出率指標權重最低，農業投入產出率指標可直接反映出農業經濟效益的高低。因此，河北省應針對目前存在的問題因地制宜，在數字化政策背景下，加強數字農業基礎設施，營造綠色發展環境，提高農業高質量產值的增值等。

從一二級指標可得，二級指標中數字農業基礎設施指標權重最大,為0.510，可見數字化基礎設施對數字農業高質量發展發揮著重要的作用，數字化基礎設施是數字農業發展的基礎條件，數字農業不僅包括基礎的數字化設備，更需要信息化、智能化、技術化的支撐。同時，從一二級指標中可得數字農業綠色發展環境指標權重僅為0.117，這反映出河北省數字農業高質量發展中綠色農業問題亟待改善。在《國家質量興農戰略規劃(2018—2022年)》強調綠色發展是農業高質量發展的動力引擎，河北省應以綠色興農為理念降低農業損耗率、農業成本、農業污染等，推進農業生態文明建設。

3.2.2 綜合評價分析

基于以上對各指標權重的計算結果，得出數字農業高質量發展水平評價結果，得出各指標與正負理想解距離和貼現進度值，見表3。從貼現進度值Cj角度來看，河北省近10a來數字農業高質量發展水平呈現逐步升高的趨勢，見圖1，2010—2019年農業高質量發展水平得分共提高了2倍左右，其中2010—2018年數字農業高質量發展水平平穩增長，而2018—2019年發展水平大幅度提升，得分共提高了1.8倍。主要緣由可能是《鄉村振興戰略(2018—2022年)》以及《數字鄉村發展戰略綱要》等政策驅動下，在京津冀協同發展的背景下，河北省數字農業高質量發展水平得到快速發展。

圖1 數字農業高質量發展綜合評價結果

表3 數字農業高質量發展相對貼近度評估結果

從表3正負理想解角度來看，I+值越大，說明該評價結果越接近最劣值，遠離理想值；與之相反，I-值越大，該評價結果越接近理想值。由表3可知，2019年I+值最小為0.249，表明2019年農業高質量發展水平最高，與之對應2019年的I-值最大為0.682；同時，2010年I+值最大為0.689，I-值最小為0.219，評價結果遠離理想值，說明2010年數字農業高質量發展水平最低。可見，正負理想值解結果相符合，進一步驗證了本文評價結果的科學性與可靠性。

4 結論與對策建議

4.1 結論

本文以河北省為研究對象，利用熵值-Topsis法測算2010—2019年河北省數字農業高質量發展水平并進行分析，得出如下結論。

本文通過梳理文獻以及借鑒前人研究成果，構建了數字農業高質量發展水平指標體系，并計算指標的熵值以及權重，分析了指標的科學性以及各級指標權重的影響力大小。

從各指標權重計算結果可知，在17個三級指標中，農村用電量、農村居民家庭恩格爾系數、農用機械總動力、農業產業化龍頭經營組織4個指標對數字化農業高質量發展水平有突出作用，而農業投入產出率指標貢獻率最低；5個二級指標權重值中，數字農業基礎設施指標權重最大，可見數字化基礎設施對河北省數字農業高質量發展水平有很大的促進作用；在3個一級指標中，得分最低的是數字農業綠色發展環境。

基于Topsis法測算2010—2019河北省數字農業高質量發展水平綜合結果可知，2010—2019年數字農業高質量發展水平平穩上升，由0.241增長至0.733。河北省數字農業高質量發展水平總體水平呈增長態勢，但部分年份仍發展緩慢，2015—2018年連續下降率7.4%，充分反映出河北省數字農業高質量發展不均衡。

4.2 對策建議

4.2.1 深化綠色發展理念，打造數字農業高質量發展引擎

由一級指標權重可知，數字農業發展環境得分最低，鑒于此，河北省應以綠水青山就是金山銀山理念為引領，在政策體制上出重拳，在基層操作上下功夫，努力實現綠色興農，推動農業生態文明建設。轉換傳統農業發展的思維方式，使綠色農業發展成普遍形態。政府、農業企業、村民委員會應主動引導農民農業綠色發展的積極效應，以綠色農業發展鄉村的成功案例激發農民的主動性，加快農業的產業升級；利用數字技術實現資源的重復利用，徹底根除農業污染頑疾。要嚴格把控普通農藥、化肥的使用量，不斷增加有機農藥與化肥的投入，同時采用數字化、網絡化、智能化等技術將固體廢棄物實現二次處理；在此基礎上，將“數字化+綠色農業”有效結合，利用數字化技術實現農業高質量的動態監測，進一步實現綠色農業的可檢測、可量化、可評價等。

4.2.2 提升農業生產效益，推動數字農業高質量發展

農業效益是農業高質量發展的本質要求，由二級指標評價得分可得，數字農業效益指標貢獻率最低，基于此，河北省可打造“數字化+效益農業”發展的新模式、新業態，加快農業產業的升級換代，提升農業生產效益空間，實現農業的可持續發展；充分利用河北省的地域資源與生產條件，將水域養殖與種植業相互結合，實現資源的優化配置，提高農業投入產出率與資源利用率，同時發展獨具特色的效益農業生產模式，帶動河北省的農業經濟效益。

4.2.3 強化基礎設施建設，夯實數字農業基礎設施根基

基礎設施是數字農業高質量發展的基礎保障，綜合三級指標可得，數字化基礎設施權重值較大，但其中計算機接入量指標得分較低，目前，計算機、移動電話、有線電視等設備接入量已然成為普遍形態，但其設備質量、使用情況、實際接入量與城市相比差距較大。因此，在技術資源方面，應引入物聯網、互聯網、信息化等新一代技術構造網絡基礎設施，打造新一代數字農業的基礎設施。加快農業設備智能化、信息化、科技化投入來促進數字農業產業結構升級，搭建數字農業共享數據平臺，實現農情可檢測、農產品可追溯、農業數據可共享的數字化服務，保障農業高質量、高效率、高安全；降低農業數字化成本，政府應根據地區差異與協作企業共同協商降低數字農業運營成本，實現數字農業技術的可達性。在農業人才資源方面，數字農業技術系統的運用離不開新型信息化農民，從觀念上應矯正對農業職業的偏差認知，提高農業職業的社會認同感，培養數字農業人才體系，打造“產學研一體化”培養模式。