安徽省农业绿色发展水平动态预测及路径研究*

2018-12-10靖培星赵伟峰张德化

中国农业资源与区划 2018年10期

靖培星，赵伟峰，郑谦，张德化

(安徽科技学院管理学院，蚌埠 233090)

0 引言

农业在我国经济发展中起到至关重要的作用，但长期以来的粗放型发展对环境和资源造成了严重浪费。新时期新形势下，建设现代农业，发展农村经济、增加农民收入，推动农业发展模式转型具有重要意义[1]。2017年9月，国务院办公厅印发《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》指出，推进农业绿色发展，是农业供给侧结构性改革的必然要求，对保障国家食物安全、资源和生态安全和可持续发展具有重大意义。

科学评价农业绿色发展水平和动态掌握其发展路径是农业绿色发展体系中的核心内容，也是研究热点内容。在农业绿色发展水平评价方面，郭迷[2]从绿色生产、绿色产品、经济效率、居民生活4个方面建立农业绿色发展指标体系并对江汉平原的农业绿色发展进行了评价分析；王晓君[3]利用压力—状态—响应模型构建了农村生态环境质量评价指标体系；李建秀[4]从生态环境、绿色生产、生活水平3个层面评价了大同县农业绿色发展水平；叶丽娜[5]从绿色经济效率指标、环境变化指标、生活水平指标3个方面对宁夏农业绿色发展水平进行了测评；吴丹[6]从经济、社会及生态3个维度，对北大荒农业现代化的绿色发展评价指标体系进行了设计和评价；朱玲[7]从农业经济发展水平、化学品投入强度、能源利用效率、资源有效利用水平、农业废弃物利用水平5个准则层构建了低碳农业经济评价指标体系并以江苏为例阐述了评价过程。在农业绿色发展路径研究方面，颜文华[8]针对河南洛阳休闲农业绿色发展存在的问题，指出其未来发展要重视品牌拓展、差异竞争、融合发展、品质取胜、绿色开发等路径；翟坤周[9]从“两种生产”过程结构生态文明与现代农业的耦合机理，构建“总体框架—制度机制—综合效应”的技术路线；俞海[10]等通过将“十三五”规划指标目标与绿色增长指标的预测结果对比发现农业绿色增长的重点在于提升农业用水效率、改进化肥施用方式和畜禽养殖模式等；刘军萍[11]分析新常态下首都乡村绿色化发展的科学路径，提出新时期下加快首都乡村绿色化发展的科学策略。

已有研究虽然取得一定成果，但在农业绿色发展评价指标体系中指标体系不统一、指标体系地域适用性不强、指标体系中以定性指标为主；在农业绿色发展路径研究中大多以政策为导向，缺乏实际操作性。文章在前人研究基础上，明确安徽省农业绿色发展的现有水平，结合影响安徽省农业绿色发展的主要制约因素，根据各主要影响因素的变化可能导致的结果变化，给出发展策略集合及状态转移矩阵，建立区间知觉模糊动态规划模型对安徽省农业绿色发展水平进行动态预测和最优发展路径规划。

1 安徽省农业绿色发展水平评价

1.1 安徽省农业绿色发展指标体系构建

以国家绿色农业发展意见结合安徽省农业委员会《关于推进农业绿色发展五大行动计划的实施方案》，综合国内外研究动态，以资源利用、产地环境、生态系统、绿色供给为准则层构建安徽省农业绿色发展评价指标体系。构建的评价指标体系及具体指标如表1所示。

表1 安徽省农业绿色发展评价指标体系[注]注：以上数据来自《安徽省农业现代化推进规划(2016-2020)》《安徽省农业可持续发展规划(2015-2030)》《安徽省水土保持规划(2016-2030)草案》《安徽省湿地保护规划(2016-2030)》，同时结合现有政策和研究成果对若干指标进行了估计，表1上标标注“a”的为估计值。

1.2 安徽省农业绿色发展水平评价

根据中办国办关于农业绿色发展的要求和指导意见，综合考虑实际水平，将各指标阈值进行标准化，合理分配划分到“低”、“较低”、“中”、“较高”、“高”5个水平上，确定各水平的灰类阈值范围，利用中心点三角白化权函数确定指标在各水平上的隶属度。各指标权重广泛听取专家意见，采用区间直觉模糊集形式，对专家系统的区间评判进行精确化，使结果更符合实际情况，最后采用灰色聚类模型对农业绿色发展水平水平进行综合评价[12]。

由安徽省实际数据利用区间直觉模糊熵和三角白化权函数相结合确定指标权重，构建综合评价模型，对安徽省农业绿色发展水平进行评价，结合黄炎忠[13]等人的研究结果得出2015年安徽省农业绿色发展水平为“低”水平，属于“低水平—低收益”型，影响其发展的主要因素有化肥施用量大；农药耗费量高；灌溉水有效利用率低；农膜回收率低；农业生产结构单一等[1]。

2 区间直觉模糊动态规划模型

农业绿色发展水平预测是一个动态多阶段规划过程，涉及到多个不确定因素，在当前状态和目标状态之间，需要找到合适的发展路径，使得系统在每阶段都以最大可能度选择一定的输入序列，直到达到目标状态[14]。为最大程度保留不确定因素的影响，引入区间直觉模糊集，将动态规划过程扩展到区间直觉模糊动态规划过程。

2.1 动态规划基本模型

动态规划模型通常用于解决符合马尔科夫过程的多阶段决策最优化问题[15]。首先，将决策过程按特征划分成n个相互联系的阶段，设整个动态规划中系统共有l种状态，则状态集为S=s1，s2，…，sl，当前阶段所处的状态用sk表示。由马尔科夫的后无效性可知，sk+1只与sk和输入xk有关，用状态转移方程表示为：sk+1=T(sk，xk)，其中，xk∈X(x1，x2，…，xm)为输入集合。根据目标状态约束要求和输入集合约束，找到从初始状态到目标状态的最优路径。

2.2 区间直觉模糊集

2.3 区间直觉模糊动态规划模型算法

3 安徽省农业绿色发展水平区间直觉模糊动态规划

3.1 模型参数

根据1.2评价过程，将农业绿色发展水平水平划分为“低”、“较低”、“中”、“较高”、“高”5个水平，即5个状态，S=(s1，s2，s3，s4，s5)。2015年安徽省农业绿色发展水平处在“低”水平，即初始状态为s1。分析安徽省农业绿色发展进程的主要影响因素，考虑未来5年内安徽省农业委员会的工作重点[20]，将农业产业结构调整投入(W1)、农业科技装备投入(W2)、高标准农田建设投入(W3)3个因素作为输入项，每个因素根据投入力度大小设两种水平，共有8种输入形式，见表2。各时段不同输入的约束条件如表3。根据因素对状态的影响程度，将输入集与状态之间建立状态转移矩阵S(s，x)。

表2 输入集及内容

根据《安徽省农业可持续发展规划纲要》目标，结合专家意见设定2020年安徽省农业绿色发展水平的目标约束，见表4。

3.2 模型求解

采用逆序解法，依次计算各时段末的目标约束向量及最优输入，结果见表5。

表3 各时段输入的区间直觉模糊集约束

表4 2020年安徽省农业绿色发展水平目标约束的区间直觉模糊集形式

表5 区间直觉模糊动态规划最优输入路径

经模型计算，到2020年安徽省农业绿色发展水平最可能处在“中等”水平。根据输入约束和转移矩阵，未来5年中，安徽省农业绿色发展水平从“低”转移到“中等”的最优输入路径，即，每年工作重点依次为：第一年应该加大高标准农田建设、中间两年应加大农业科技装备投入，后两年应该注意产业结构调整同时加大农业科技装备的继续投入。

4 结论与建议

4.1 结论

(1)构建了安徽省农业绿色发展评价指标体系并进行了科学评价。该文以国家绿色农业发展意见结合安徽省农业委员会《关于推进农业绿色发展五大行动计划的实施方案》，构建了资源利用、产地环境、生态系统、绿色供给4个二级指标， 18个三级指标在内的安徽省农业绿色发展评价指标体系，并对当下安徽省农业绿色发展水平进行了科学评价，得出现阶段安徽省农业绿色发展水平为“低”水平。

(2)动态预测了安徽省农业绿色发展水平未来5年变化并给出了最优输入路径。作为多阶段决策，农业绿色发展在输入约束和目标约束上存在不确定性，该文把动态规划和区间直觉模糊集的可能度函数、互补判断矩阵结合起来，建立了区间直觉模糊动态规划模型，利用模型对安徽省农业绿色发展水平进行了动态预测， 2020年安徽省农业绿色发展水平最可能为“中等”，指出在5年的工作重点依次为：第一年应该加大高标准农田建设、中间两年应加大农业科技装备投入，后两年应该注意产业结构调整同时加大农业科技装备的继续投入。