基于变异系数法及层次分析法的耕地资源安全评价

张晓婷

【摘要】本文通过对耕地资源安全相关文献资料查阅、数据搜集与整理分析，以江苏省耕地资源安全为研究对象，分别建立江苏省耕地资源数量安全评价指标体系、质量安全评价指标体系和生态安全评价指标体系；采用变异系数法确定评价指标权重，及各年江苏省耕地资源数量、质量及生态安全具体评价值；最后结合变异系数法计算、分析结果选取层次分析法对江苏省耕地资源安全做出综合评级，最终得出江苏省耕地资源安全综合评价得分。

【关键词】耕地资源 安全评价 变异系数法 层次分析法 江苏省

一、引言

土地是人类赖以生存和发展的基础，是国家立国安邦的基本要求。耕地资源作为国家最基本的战略资源之一，其安全关乎国家安全的社会、经济、生态等各个方面。本文以江苏省耕地资源安全为研究对象，从耕地资源数量安全、质量安全和生态安全三方面对江苏省耕地资源安全状况加以计算分析，通过计算结果反映江苏省2000年2009年的耕地资源状况，以期对江苏省耕地资源合理利用和可持续利用管理提供参考。

二、江苏省耕地数量安全、质量安全及生态安全评价指标体系

（一）指标体系的构建

整个评价体系分为目标层、准则层和指标层，具体指标体系层次结构如表1所示，A层为耕地资源安全评价体系的目标层，表示江苏省耕地资源安全的总体趋势；B层是准则层，对目标层进行具体解释和说明，包括影响耕地安全的主要因素；c层是指标层，进行具体描述的各项指标，本文参照国内学者已经建立的评价指标体系，考虑到数据的可获得性，并结合江苏省实际情况选取了如下指标，分别建立了江苏省耕地数量安全、质量安全及生态安全评价指标体系。

注：+代表正向指标，一代表负向指标

（二）权重的确定

各指标的权重确定方法有多种，本文选用变异系数法确定权重，变异系数法直接利用各项指标所包含的信息，通过计算得到各项指标的权重。具体计算步骤如下：

（1）指标标准化

根据1999年2009年江苏省统计年鉴整理所得基础数据，按照表2-1至表2-3所设计的评价指标体系，对基础数据指标值进行极差标准化处理，经过公式（1）计算，可得到各项指标标准值。

xi= （Wi/Wmax）/（Wmin-Wmax）正向指标

（Wj-Win）/（Wmax-Wmin）负向指标 （1）

其中xi为指标标准值，wj是各指标基础数据值，wmax是该指标数据中的最大值，Wmin是该指标数据中的最小值。

（2）指标权重的确定

指标权重的确定采用变异系数法，具体计算步骤如下：首先求出各项指标的均值xi和标准差σi，再根据公式（2）计算变异系数vi；接着对vi用公式（3）进行归一化处理，求得各项指标的权重qi。

最终得到各评价指标权重如表4、表5、表6所示：

三、江苏省耕地资源安全综合评价

（一）江苏省耕地资源安全综合评价模型

耕地资源安全是由诸多方面组成的复合体，包括耕地资源数量安全、质量安全、生态安全、文化安全、社会安全等。耕地资源综合安全是由各个方面安全状况以及它们在耕地资源安全整体中的重要性所共同决定的。本文在进行耕地资源安全综合评价时，基于第2小节变异系数法计算所得指标权重，运用层次分析法对江苏省耕地资源安全进行综合评价。

1.指标体系的构建

注：+代表正向指标，一代表负向指标。

耕地综合评价指标体系的构建基于本文第2小结的变异系数的计算结果。指标的选取为保持客观性，选取由变异系数法计算得到的表2-4、2-5和2-6中权重≥0.1的指标，但其中有多项指标重复出现，故指标选择所占准则层权重较大的进行评价。调整指标后共有10项指标，在进行层次分析时选取10-20项指标进行分析较宜，所以再次从权重计算结果中选取权重较大的指标加入评价，准则层包括数量安全、质量安全和生态安全三方面，最终确定了19项评价指标，如表7所示。

2.计算过程

（1）判断矩阵的构建。构造判断矩阵是层次分析法中一个关键的步骤。判断矩阵即对指标层相对上一层次中的元素之间两两对比，以判定该层次中各相关指标相对重要性。本文在确定指标重要性尺度时，主要根据表3 2中变异系数法计算所得的指标权重值进行比较计算而得，以尽可能减少主观因素的影响。

（2）一致性检验。衡量判断矩阵合理性的标准是矩阵的判断是否具有一致性，即矩阵的一致性检验。本文采用一致性指标如公式（5）所示，CI越大，不一致越严重，为衡量CI的大小，引入随机一致性指标RI。定义一致性比率CR=CI/RI，当CR<0.1时，通过一致性检验。

CI=λ-n/n-1 （5）

式中λ为矩阵的最大特征根，可通过MATLAB计算得到。n为指标数。

（3）组合权向量。组合权向量可作为决策的定量依据，权向量的计算，可以对矩阵的列向量进行归一化处理，再对矩阵的横向量求算术平均得到。

3.评价指标权重的确定

经过计算得到江苏省耕地资源安全评价各项指标权重值，如表8所示。

（二）江苏省耕地资源安全综合评价

1.评价模型的建立

耕地资源安全综合评价是多因素的综合评价，根据影响耕地安全程度的不同，确定评价指标和权重，在对原始数据进行标准化处理的基础上，根据指标权重进行加权求和，并最终计算出区域耕地资源安全综合评价值，数学模型为：

式中：E为耕地资源安全评价分值；i为资源安全类别个数；wi为资源安全类别权重；j为耕地资源安全评价指标个数；wij为评价指标值权重；Eij为评价指标标准化数值。

2.综合评价结果

根据2000年2009年江苏省统计年鉴数据，采用层次分析法计算、分析，得到2000年2009年江苏省耕地资源安全综合评价得分表（如表9及图1所示）。可以看出：（1）综合评价得分在2000年2002年处于持续下降趋势，2002年达到历年最小值0.244，2003年回升到0.512，但2003年2004年又有小幅下降，2004年降至0.4，2004年后得分基本保持在0.583左右浮动；（2）2000年2009年江苏省耕地资源安全综合评价得分平均值为0.540，可以看出，江苏省耕地资源安全整体得分并不高，但10年间得分在0.5分以上的年份有6年，整体得分多处于中上。

四、结论与展望

本文从江苏省耕地的数量、质量和生态三方面采用变异系数法进行评价值的计算和分析。在此基础上，采用层次分析法，选取了19项指标对江苏省耕地资源安全进行了综合评价，并经计算得到江苏省耕地资源综合评价得分，据此对江苏省耕地资源安全进行了综合评价；经计算可知，江苏省耕地资源综合得分变化值介于0.2-0.7之间，总体上呈现波动趋势。

由于某些评价指标数据无法获取等原因，在上述研究过程中，可能造成耕地资源安全评价指标体系的构建不够完善、计算结果存在部分误差等问题，研究结果有待进一步验证和优化；另外，本文主要进行了时间序列上的分析，空间尺度方面，有待进一步研究。

参考文献：

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