规划区内农业主导产业优选方法集成研究*——软件设计与实证分析

关 鑫，卢 布※，姜文来，李建国，孔令枫

(1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081； 2.北京邮电大学世纪学院，北京 102101)

0 引言

为了更好地实现现代农业发展与加快破解农村发展矛盾，周灿芳等[1]认为“传统的规划方法无法满足农业规划高质量、高标准发展”，亟需大力研发“农业规划需要的主导产业优选方法”，提供农业规划手段与技术的突破。文章以《农业规划区内主导产业优选方法集成研究(I：框架设计)》[2-19]的研究成果为基础，通过流程图制作法构建较完善的逻辑框架，建立连接理论模型与软件制作之间的架构，再运用C++等工具软件生成软件(编程部分非研究内容，不在文中讨论)并展开实证分析。

《农业规划区内主导产业优选方法集成研究(I：框架设计)》以理论方法为核心，较充分地考虑了计算逻辑的合理性、指标使用的便捷性、数学运算的简易性、引入产业的需求性和政策收益影响性，集成层次分析法和德尔菲法等数理方法，为智慧农业服务的软件开发提供基础； 与相关主导产业选择方法比较，考虑农业产业发展的新时期将面对一系列涌现的新产业与新业态，设计了引入产业计算，并使用综合评价法尝试比较引入产业与已有产业的主导能力； 同时，面对实际研究中获得产业数据的缺失的情况，设计了具体产业评价方法的切换功能，保障模型计算的流畅度。

软件设计中应用的可视化流程图是一种表达算法思路的极简方式，其中包含了较为完善的逻辑设计与数据流处理，在汇编语言与制作软件中得到了广泛的应用，在战略层面上是连接理论方法设计者与软件制作工程师重要的桥梁，越来越受到不同领域研究的重视。该研究将该方法引入农业区域产业研究，在一定程度上进行了创新的尝试； 软件设计部分将模块分为输入产业处理、已有产业优选、引入产业优选、加权偏好处理和产业排名输出5个相对独立的模块； 在研究成果的基础之上，以湖北省枣阳市为研究对象开展实证分析。

1 总体流程图设计思路

1.1 流程图原理

流程图是使用图形表达算法思路的一种常用的方式，文中应用的流程图是采用自顶而下逐步求精的设计方法，与具备完善算法逻辑的控制结构。流程图是有向性的表达图，通过将多种不同含义的结点和边框进行连接来直观的表达程序中操作顺序和流程，是设计软件的基础框架。

1.2 设计原则

(1)公平性原则。分析区域内不同农业产业，保证每个产业分析的基准相同，拥有相同的评价范围。此外，由于数据存在不完整、不准确、无时效性等问题，模型设计中引入了无数据打分模型，使产业之间的比较研究更具应用价值。

(2)合理性原则。方法中使用成熟的指标评价方法，且设计的影响因素中考虑定性与定量关系，使用专家打分法； 将指标评价与影响因素评价两类评价模式结合成整体，使得模型可以充分的分析各产业因素之间的内在联系。

(3)切实性原则。本模型主要为农业规划者服务，其中尽力考虑了规划者遇到任务重、时间紧、搜集数据无时效、实地调研不完整等困难，可以选择打分模型，代替指标算法进行评价。此外考虑到新时期涌现的一系列新产业与新业态，尝试引入新的农业主导产业，模型中加入了相关研究方法。

(4)开放性原则。由于区域特点不同，其农业主导产业优选的方式也将充分考虑本地的各类要素禀赋，所以本模型中涉及的指标、政策条件、影响因素是可以根据需求自行调整，并可以根据专家的建议不断完善的，拥有一定的开放性。

1.3 总体流程图与软件界面介绍

根据流程图制作原理，建立理论方法逻辑构架，总图中(图1)由输入产业处理模块、区域已有产业优选模块、区域引入产业优选模块、加权偏好处理模块，产业排名输出模块4组架构合成，对比理论模型，增添了产业处理模块。

图1 区域农业主导产业优选理论方法总体流程

操作软件依据流程算法与UI界面设计软件，主要包括使用欢迎界面、产业输入界面、操作界面、权重设置界面与产业评分输出界面，界面展示见图2。

图2 软件界面介绍

1.4 输入产业处理模块

输入产业处理模块指从开始运行开始，至分析区域引入产业与区域已有产业之前的过程，此过程涉及如下步骤。

软件使用时，需要手动输入需要分析的产业名称：X产业，软件会自动了解本产业是否存在于已有的数据库中，如果不存在则提示添加产业分析所应用的数据，如果产业为引入产业那么则需要在下一模块中进行处理。对于产业X，需要从原则上判断是否值得进行产业分析，在输入产业进行分析之初敲定以政策制约和环境制约为产业分析的先决条件。

1.5 区域已有产业优选模块

考虑到已有的农业产业在本区域内经过长期发展拥有了自身的发展规律和产业地位，该模块选择了经济效益评价指标等3个一级指标，与9个二级指标； 指标中考虑到规划的需求，设置了如产业增长潜力指标等。除此之外，加入政策分析模型与无数据指标模型，让更多产业拥有参与度，同时，为了更好地结合指标与政策分析打分，对结果进行了归一化处理。其中，无数据打分功能可以与数据处理功能切换，增加了主观的指标评估，政策收益评估界功能达到政策指标评价量化处理的目的。

1.6 区域引入产业优选模块

农业规划中需要考虑引入外部或新型的产业，以激活区域经济、优化产业结构，鉴于引入产业在系统数据获取方面的困难，所以使用定性与定量结合的办法，评价功能由6个影响因素组成，每个影响因素内设置了3个子因素。由于不同区域特征不同，所以规划者可以根据自己的需求灵活选择影响因素，但建议子因素选择3种以保证不同产业之间打分的公平性与科学性。

1.7 加权偏好处理模块

该模块的设计是对前置两组模块的一级指标与影响因素进行加权处理，根据规划的目的，设计了偏好性处理。模块中包含了3个模型分别为区域引入农业产业影响因素加权模型，区域已有产业指标加权模型，产业综合得分模型。输出数据包含了指标加权表、影响因素加权表、指标权重与分数表，影响因素权重与分数表，区域已有产业排名表、区域引入产业排名表。

1.8 产业排名输出模块

产业排名通过产业得分综合计算与排名校正计算生成，校正排名计算是将已有产业通过模拟导入的方式在引入产业模型中进行模拟打分，获得一个新的分数，将该得分与原分数作比获得百分比，获得已有产业中得分最高，得分中值，得分最低的3个产业，再模拟导入获得的3个系数，得到系数均值，为校正系数。将引入产业与已有产业的得分进行百分化处理，区域引入产业百分化结果与系数相乘得到校正后的总分，与区域已有的各产业的总分进行比较获得区域农业产业最终排名。

2 实证分析

2.1 实证区域选择

“农业规划区内主导产业优选方法集成软件”应满足区域农业规划需求，所以实测分析以《枣阳市现代农业园区详规(2015—2020)》为依托，选择我国中部农业大县湖北省枣阳市为实证对象，以“枣阳市十三五农业规划”中主导产业选择为前提，开展农业主导产业优选。

2.2 产业初选与数据获取

根据枣阳市农业发展现有的成文资料与实地调查研究，结合我国当前与未来农业发展趋势，兼顾规划任务的需求，初步拟定可能成为2015—2020年枣阳市大力发展的农业主导产业。其中引入产业指规划区内需要从区外引入的产业，也包括区域内规模小但具有发展潜力的新兴产业。①已有产业：小麦种植产业、水稻种植产业、玉米种植产业、蜜桃种植产业、蔬菜栽培产业、肉牛养殖产业、生猪养殖产业、肉鸡养殖产业、淡水鱼养殖产业。 ②引入产业：牧草种植产业、光伏发电产业、涉农服务业。

根据该方法设计的产业数据类型，分为现有数据与规划期完成数据。现有数据由《2016年枣阳市市统计年鉴》，《2016年湖北省统计年鉴》等统计资料提供，此外根据相关文献进行估算，如小麦产业的生产成本，依据张耀兰等发表的《安徽省小麦生产成本收益分析》[20]进行估算，玉米种植的年需水量，依据周蕊蕊发表的《中国主要粮食作物需水满足度时空特征分析》[21]进行估算等。文中规划期完成数据指规划中预测2020年枣阳市产业发展的指导性数据，规划期完成数据主要参考《湖北省襄阳市国家现代农业示范区建设规划(2015—2020)》，部分参考《枣阳现代农业园区详规(2015—2020)》。

2.3 政策收益指标设计

在其他指标相对固定的基础上，政策收益评估具有时效性，该次实测分析根据中央十八大及十八大三中全会、四中全会文件和国家陆续出台的50多项农业支持政策和举措，选择其中50项政策引入分析软件，生成政策数据库(表1)。

表1 政策选择明细

1种粮直补18现代种业发展34培训新型职业农民2农资综补19农产品追溯体系建设35基层农推改革与建设补助3良种补贴20农产品质量安全县创建37农业人口市民化政策4农机购置补贴21畜牧良种补贴38新型农村合作金融组织5农机报废更新补贴试点22畜牧标准化规模养殖39新型农业合作金融组织6新增补贴向粮食主产区倾斜政策23动物防疫补贴40农业保险支持7小麦、水稻最低价格补贴24草原生态保护补助奖励41村级一事一议财补8粮油大县25奶业苜蓿种植42扶持家庭农场9生猪大县26渔业柴油补贴43支持农民合作社发展10农产品目标价格27渔业资源保护44工商资本下乡经营12高产创建和粮食绿色增产模式创建28渔民上岸安居45适度规模经营13园艺作物标准园29海洋渔船更新改造补贴46土地确权登记颁证14测土配方施肥补助30农产品产地初加工47农村集体产权制度改革15化肥农药零增长31农村沼气补贴48现代农业示范区16耕地保护和质量提升32农业资源休养生息试点49农村改革试验区17设施农地支持33村庄人居环境整治50农垦、农村危房改造

2.4 已有产业计算

以已有产业结果为原始数据进行指标运算，再通过无量纲分级评分的结果，未进行加权处理。通过对各类评价的简单分析，肉猪养殖业在经济与社会效益中都具有较好的潜力，设施蔬菜产业在可持续利用角度具有较好的潜力，淡水鱼养殖产业的主导性偏弱，各产业的政策收益结果相近。

表2 枣阳市规划区内已有产业指标分数统计(未加权)

产业列表经济效益评价(1～15)社会效益评价(1～15)资源利用与环境评价(1～15)政策受益评价(1～15)小麦94811.6水稻74810.9玉米73610.5蜜桃7379.4蔬菜811109.9肉牛7689.6生猪1171310.1肉鸡9579.8淡水鱼3339.4

2.5 引入产业计算

将牧草种植业、光伏发电产业、涉农服务业三大产业作为区域引入产业输入软件进行运算，分析结果通过打分由软件生成显示，牧草种植业：总分为61.44分，光伏发电产业：总分为76.4分，涉农服务业：总分为78.99分。

2.6 产业偏好加权

2.6.1 已有产业加权计算

据拟定的规划目标，各类一级指标重要性排名为：资源利用与环境评价=社会效益评价>经济效益评价=政策收益评估，根据因子矩阵对几类指标进行层次分析，权重结果输入软件已有产业部分进行计算，其权重结果为： 0.37、 0.37、0.13、0.13，见图3。

图3 已有与引入产业影响因素权重界面

2.6.2 引入产业加权计算

根据拟定的规划目标，各类影响因素重要性排名为：农业主导产业组织规模的发展潜力>农业主导产业经济发展潜力>农业主导产业形成社会效益的潜力=农业主导产业可持续发展潜力=农业主导产业资源利用的潜力>政策收益评估，其权重结果为： 0.30、0.24、 0.14、 0.14、0.14、0.03，见图3。

2.6.3 已有产业加权结果

根据排名表显示，畜牧业中生猪养殖排名第一，种植业中蔬菜种植业排名第一，主粮产业中传统小麦种植业仍然具有一定的主导能力，而淡水鱼养殖业在枣阳市农业区域内的主导能力明显偏弱。

表3 枣阳市规划区内已有产业加权排名

产业列表经济效益评价社会效益评价资源利用与环境评价政策受益评价加权总分主导排名小麦种植业1.171.482.961.507.15水稻种植业0.911.482.961.426.86玉米种植业0.911.112.221.375.68蜜桃种植业0.911.112.591.225.87蔬菜种植业1.054.073.701.2910.12肉牛养殖业0.912.222.961.257.33生猪养殖业1.432.594.811.3110.21肉鸡养殖业1.171.852.591.276.94淡水鱼养殖业0.391.111.111.223.89

2.6.4 引入产业加权结果

根据排名表显示，涉农服务业主导能力排名第一，光伏发电排名第二，牧草种植业主导性偏弱。

表4 枣阳市规划区内引入产业加权排名

产业列表政策收益组织规模经济发展社会效益资源利用可持续发展总分排名牧草种植业2.52.72.160.841.961.8212.03光伏发电业1.793.93.11.42.522.114.82涉农服务业1.94.23.122.12.381.6815.381

2.7 校正排名与优选结果

2.7.1 排名校正系数

将已有产业排名结果的最大值、中值、最小值3类产业，即生猪养殖业、淡水鱼养殖业、小麦种植业在引入产业分析模块模拟打分，校正系数K值及相关中间量结果为：输出校正系数K=1.68。

表5 校正系数K与中间量结果

产业列表已有产业模块加权分数引入产业模块加权分数已有产业加权总分引入产业加权总分K值生猪养殖业10.213.11515.551.68小麦种植业7.110.7淡水鱼养殖业3.89.3

表6 枣阳市规划区内主导产业优选排名

引入产业综合得分已有产业综合得分产业综合得分比例(%)校正产业综合得分比例(%)主导产业排名小麦种植业7.10.47 0.79 6水稻种植业6.80.45 0.76 9玉米种植业5.60.37 0.62 11蜜桃种植业5.80.39 0.66 10蔬菜种植业10.10.67 1.13 2肉牛养殖业7.30.49 0.82 5生猪养殖业10.20.68 1.14 1肉鸡养殖业6.90.46 0.77 7淡水鱼养殖业3.80.250.4312牧草种植业12.00.77 7光伏发电业14.80.95 4涉农服务业15.380.99 3

2.7.2 区域主导产业优选排名

根据该文主导产业优选方法与软件处理，由软件生成排名表功能得出区域主导产业优选排名表，其中包括了区域已有产业与引入产业校正后的总体排名结果。

利用农业规划区主导产业优选软件对枣阳区域产业进行优选，研究结果认为在“十三五期间”生猪养殖业、蔬菜种植业是枣阳市最具潜力的主导产业，同时尝试扶持涉农服务业并引入光伏发电业进入区域，稳定小麦种植业的主粮地位，降低玉米产业的种植面积，控制淡水鱼养殖的发展规模。

3 结论与展望

3.1 结论与讨论

实施乡村振兴战略，是党的“十九大”做出的重要决策部署，是新时代做好“三农”工作的总抓手，是实现人民共同富裕的必然选择； 2018—2022年这5年，即是实现农村全面小康的重要时机，又是基本实现农业农村现代化起步的基础期； 为了落实乡村振兴战略的总要求，需要加快实现农业产业融合与产业转型升级，这一系列的战略部署将产生或引入部分农业新产业与新型业态进入不同区域，为农业区域规划中主导产业的研究提出新的要求。研究中提出的产业优选方法与软件，可以帮助农业规划师在尝试引入新产业与新业态遇到选择困扰、搜集产业数据不详尽时，提供一定支持与指导； 同时，结合新形势、新任务不断完善文中提出的方法，可以更好地服务于“三农”问题。

文中设计的方法与软件以区域规划的实际需求为出发点，引入产业分析的原始数据存在一定的获取难度，可以利用无数据分析替代，仍存在一定的改善空间，建议关联周围区域的产业数据进行测评； 就产业政策的定量分析而言，其具有较宽广的研究空间； 区域主导产业优选时一般需要考虑区域内各产业的比较优势，研究中对产业进行经济、政策、社会、环境4种角度的多因素分析，并引入了预测性指标，综合考虑指标处理的复杂性，未使用比较优势类指标，需在指标体系构建的研究中不断完善； 就优选方法而言，层次分析法、德尔菲法具有片面性，后续研究中可以选择更合适的集成算法，或者选择多产业的同步处理方法； 以枣阳为例的实证分析结果有一定参考价值，仍需与其他主导产业评测方法开展比较分析，为产业优选研究的完善与拓展奠定基础。

3.2 展望

产业优选软件目前仅具有单机功能与单产业分析功能，进一步研究中需要结合“互联网+”“5G”技术等拓展使用空间，以便获得更便捷、更时效的产业数据与操作远程规划的可能性； 同时，可以与农业规划的空间情景软件等智能软件结合，以模块的形式组建农业规划服务智能系统。