基于层次分析法的黑龙江低碳农业制约因素分析

倪松远（1.黑龙江农业科学院，哈尔滨150000；2.东北林业大学，哈尔滨150040）

基于层次分析法的黑龙江低碳农业制约因素分析

倪松远1，2
（1.黑龙江农业科学院，哈尔滨150000；2.东北林业大学，哈尔滨150040）

在全球气候变暖的严峻形势下，发展低能耗、低污染、低排放的低碳农业取代传统高消耗农业势在必行。本文运用层次分析法确定了各项指标的权重，结构模型分三个层次：目标层为黑龙江发展低碳农业制约因素；中间层包含农业经济、农业资源、农业社会和农业环境四个因素；决策层包含农业科学技术、政府财政投入、农业基础设施、农民教育程度。计算得到各决策方案的重要性排序依次为政府财政投入，权重为0.453112；农业科学技术，权重为0.226042；农业基础设施，权重为0.214718；农民教育程度，权重为0.106129，为政策制定者提供有利的借鉴。

低碳农业；层次分析法；权重

1　引言

农业生产活动对全球气候变化有重要影响，根据联合国粮农组织提供的数据可知，在农业现代化发展进程中，全球由于耕地产生的二氧化碳气体的排放量超过全球总量的30％，如果采用低碳农业可使废气的排放量减少80％［1］。国外众多学者［2-4］对如何减少农业碳排放量和响应政策进行了深入研究，低碳农业是把保护生态环境和发展农村经济作为有机整体，统筹兼顾，处理好人口与资源环境的关系、合理开发利用资源、提高资源的利用率、保护生态环境，发展低碳经济、低碳农业对实现农业的可持续发展具有重大意义。层次分析法简称AHP（Analytic Hierarchy Process），美国学者T.L.Saaty创立于二十世纪，是一种多因素决策的方法。通过定性与定量结合来处理各种决策因素，在经济学、医疗卫生、社会学等领域应用普遍，它是系统分析+运筹学相结合的方法，对研究问题进行系统性思考，解决多方案、多因素的复杂问题［5，6］。本研究把制约黑龙江低碳农业发展的因素分为三层，应用AHP进行操作风险评估。以黑龙江低碳农业制约因素为目标，以影响低碳农业发展的主要因素作为评判指标，构建层次结构模型。

2　低碳农业制约因素层次分析法

2.1构建层次结构模型

本文层次结构模型分三个层次：目标层，黑龙江发展低碳农业制约因素；中间层确定四个因素，分别为农业经济、农业资源、农业社会和农业环境；决策层包含农业科学技术、政府财政投入、农业基础设施、农民教育程度。层次结构模型如图1所示。

2.2构造判断矩阵

将同一层次的各因素两两相互比较，例如比较n个因素X=｛x1，x2，…xn｝对某因素Z影响的大小，每次取两个因子xi和xj，用aij表示xi和xj对Z影响大小比值，这些比较结果用矩阵A=（aij）n×n表示，称为判断矩阵。确定aij的值用数字1-9及其倒数作为重要性程度标度。1-9标度的含义如表1所示。

表1　判断矩阵标度定义［7］

图1　层次结构模型

2.3层次单排序及一致性检验

层次单排序法是判断矩阵A的最大特征值λmax的特征向量W，经归一化即同层隶属因素与上一层次因素的重要程度的排序权值。为避免分析决策者带来的主观性和片面性，对矩阵进行一致性检验，步骤如下。

2.3.1最大特征值

2.3.2一致性指标CI

2.3.3查表确定随机一致性指标RI，各值如表2所示。

2.4层次总排序及一致性检验

上述得到的是一组元素对高一层某元素的权重向量，最终确定是决策层对目标层的权重排序，进而选择实施方案。自上而下合成单准则下的权重，得到总排序的权重。总排序随机一致性比例计算如下式：

当CR＜0.10时，则层次总排序具有满意的一致性。

2.5计算指标权重及一致性判断

设指标层因素的低碳农业制约因素为A1，准则层个因素分别设为：农业资源B1、农业经济B2、农业环境B3、农业社会B4，方案层分别设为农业科学技术C1、农民教育程度C2、农业基础设施C3、政府财政收入C4。

构造各项指标权重，采用层次分析的方法求出指标权重。构造A-B层判断矩阵如表3所示。

以农业资源B1为准则的判断矩阵以及指标权重计算如表4所示。

以农业经济B2为准则的判断矩阵以及指标权重计算如表5所示。

以农业环境B3为准则的判断矩阵以及指标权重计算如表6所示。

以农业环境B4为准则的判断矩阵以及指标权重计算如表7所示。

通过以上系列矩阵的构建及相关权重的计算，最后总权重结果如表8所示。

3　结果分析

表2　随机一致性指标RI值

表3　A-B层判断矩阵与一致性检验

本文运用层次分析法对制约黑龙江低碳农业发展的影响因素进行计算分析，得出决策层的重要性排序为政府财政投入的影响最大，最大权重为0.453112，需要政府的资金支持和相关政策的鼓励，更好的促进低碳农业健康发展。影响第二位的是农业科学技术权重为0.226042，完善低碳农业技术支撑服务体系，先进的科学技术是推动低碳农业发展的源动力。第三位影响因素为农业基础设施，权重为0.214718，以政府为导向、农民积极参与，对农村的基础设施建设和村容村貌进行大力度改革，建立一个生态良好、环境整洁、节约资源的新农村。第四位影响因素是农民教育程度，占有权重最低为0.106129，农民直接进行农业生产，提高农民的科技技能，对发展低碳农业起着重要作用。

表4　B1判断矩阵与一致性检验

表5　B2判断矩阵与一致性检验

表6　B3判断矩阵与一致性检验

表7　B4判断矩阵与一致性检验

表8　低碳农业制约因素权重结果

［1］陈兴鹏，赵永波，薛冰.基于循环经济的低碳农业建设路径研究［J］.农业系统科学与综合研究，2010，26（3）：321-324.

［2］Cannell M.G，Andren O，Karlsson Tetal.Carbon sequestration potential in European croplands has been over estimated［J］.Global Change Biol，2011（11）：2153-2163.

［3］Golub A.Herte.T，Lee H L，The opportunity cost of land use and the global potential for green house gas mitigation in agriculture and forestry［J］.Resource and Energy，2012，24（5）：1120-1125.

［4］Baker.Post-priviatization and firm performance：The role of private ownership concentrationidentity and board composition［J］. Journal of Comparative Economics，2010（37）：658-673.

［5］侯阳.鹤岗市低碳农业发展的问题研究［D］.东北农业大学，2015.

［6］余蓉，陈家锋，龚娅，等.基于模糊综合评价法的物流配送中心选址研究［J］.国土资源科技管理，2015，32（4）：93-100.

［7］万小丽，朱雪忠.专利价值的评估指标体系及模糊综合评价［J］.科学管理，2008（2）：185-191.

（2016-05-19收稿S编辑）

The analysis regarding the constraints for Hei Longjiang low-carbon agriculture based on Analytic Hierarchy Process

NI Song-yuan1，2et al
（1.Heilongjiang Acamedy of Agricultural Sciences，Haerbin 150000；2.Northeast Forestry University，Haerbin 150040，China）

Under the severe circumstances of global warming，it is imperative to develop low-carbon agriculture with lower energy consumption，lower level of pollution as well as lower emission to replace conventional agriculture with high consumption.The paper applies Analytic Hierarchy Process to calculate the weight of index for each level，structure model is accordingly divided into three sections:the target section serves as the constraints for developing low-carbonagriculture.TheMiddlesectionincorporates agriculturalresources，economyandsocietyalongwith environment.The Decision-making section comprises government financialinvestment，agriculturalscienceandtechnology，agricultural infrastructure，farmers'level of education.All the decision schemes are listed in descending order of importance by calculation as follows:government financial investment，the weight of which is 0.453112；agricultural science and technology，the weightofwhichis0.226042；agriculturalinfrastructure，the weight of which is 0.214718；farmers'level of education，the weightofwhichis0.106129.Consequently，theconclusion provides a favorable reference for policy makers.

Low-carbon agriculture；Analytic Hierarchy Process；Weight

F323

A

1003-7853（2016）03-0071-03

黑龙江省博士后面上资助项目“黑龙江省农田黑土区碳平衡的研究”（项目编号：LBZ-12235）

倪松远（1979-），男，助理研究员，博士，研究方向为低碳农业和农业生态。