基于物元模型的农业技术集成与示范类项目社会效益评价方法研究——以“河北省小麦—玉米节水丰产增效技术集成与示范项目”为例

宋雪菲，尉京红

（河北农业大学经济管理学院，河北 保定 071000）

农业技术集成与示范项目一般由政府主导，通过整合配套先进理论与技术，并在广大农村地区进行示范推广，能够对农民、农业发展在经济、文化、技术等方面产生深远影响的项目。项目实施过程主要可以分为2 个阶段，第1 个阶段是集成阶段，基于已有的理论与关键技术，以单一独立的农业技术为研究对象，将其做进一步梳理归类，并在此基础上，整合成为综合性的技术体系，即科学融合整体新品种、新技术与新设备的相互适配，最终充分发挥“1 加1大于2”的技术整合在应用科学中的作用；第2 个阶段是示范推广阶段，通过把集成的技术体系在具体单位进行应用，对外推广先进技术的生产过程和结果，起到示范辐射效应。通过这两个阶段串联技术研发、示范推广与生产实践等环节，使其作用路径能够有机顺畅衔接，并将物质、信息与人才等要素的投入效率最大化，最终实现要素的自由流动与积极反馈等必要调节。

当前，我国对农业技术集成与示范项目的研究仍处于起步阶段，学者们的研究重点主要集中介绍对具体的技术集成与示范项目内容或技术，并对项目实施后的成效进行定量经济效益分析，而对于社会效益的分析多采用定性描述。邱国梁等[1]以中国农业科学院绿色发展技术集成模式研究与示范为例，从增产、增效、增收等方面论述了项目的成效。康启中等[2]、刘冬莲等[3]、何剑等[4]从提高产品质量、促进生态农业发展、带动群众增收等方面分别对蓝莓蜜蜂授粉与病虫害绿色防控技术集成示范项目、金柚病虫害绿色防控技术集成和示范项目以及水稻病虫害绿色防控技术集成示范项目进行了成效分析。只有少量学者运用定量分析法分析了项目的综合效果[5]。基于此，作者在物元分析的基础上结合欧式贴近度和熵权法的概念，建立了基于欧式贴近度的物元模型，为农业技术集成与示范类项目社会效益评价提供一种新的解决路径。

1 数据来源

以河北省承担的“粮食丰产增效科技创新”重点专项中的“小麦—玉米节水丰产增效技术集成与示范项目”为研究对象，2018年项目培训覆盖率、集成配套技术体系数量、项目实施的总规模等指标数据来源于项目执行单位；农业总产值、农村居民消费支出、乡村从业人员等指标数据来源于《河北农村统计年鉴2018》[6]。

2 社会效益评价物元模型构建

物元理论与可拓集合论是物元分析理论的2 个支柱[7]。物元理论主要对事物的变化、变化条件及路径进行研究，并对事物转化的方法进行探索，借助物元这一概念对事物进行变换，以寻求问题的解决路径。“物元”由事物名称、特征及其特征对应量值三部分构成，用来描述事物的基本构成元素，将代表同类事物的物元组合，构成一个物元空间，通过对物元空间的变换以达到解决问题的目的。可拓集合论是一种数学工具，通过独特的集合概念来描述事物的转化关系。

物元分析法通过利用物元变换及可拓集合，将其转换成数学形式，可以解决事物之间的不相容问题，适合于多指标评价[8]。物元分析法首先要确定评价对象的“物元”，建立复合物元，通过从优隶属度消除指标的量纲影响并确定标准物元，然后借助标准物元对复合物元进行变换，最后结合权重得出欧式贴近度复合物元。该方法拓宽了数学的研究领域，打破了以往数学对事物的研究局限。近10 a 来被广泛应用于自然科学与社会科学领域[9～11]。

2.1 基本“物元”和复合物元

农业受不同区域自然和经济条件的影响，不同地区选择不同的粮食节本丰产增效技术，技术集成和示范的内容均有差别，产生的社会效益也有所不同。要将不同区域的指标组合在一起，确定项目的复合物元，消除量纲后的指标最优值确定为标准物元。

2.1.1 建立复合物元 物元是以事物N、特征C 和其量值V 三者组成的三元组R＝（N，C，V），即为公式（1）。由于某一事物通常具备n 个特征c1，c2，…，cn，每个特征又具备n 个量值v1，v2，…，vn。本研究将事物N 作为某区域的农业技术集成与示范项目，特征C作为构建的社会效益评价指标体系，量值V 即各指标的数值。将m 个事物的n 维特征组合在一起，构成m个事物的n 维复合物元Rmn，即为公式（2）。

其中，Mi为第i个区域的农业技术集成与示范项目（i＝1，2，…，m）；Cj为第j项社会效益评价指标（j＝1，2，…，n）；xij为第i个区域的农业技术集成与示范项目第j项社会效益评价指标。

2.1.2 建立从优隶属度复合物元和标准物元 社会效益评价指标应符合从优隶属度原则，这是因为评价指标的计量单位各不相同，因此需要求解评价指标的隶属函数，从而消除指标间的量纲影响[9]。

利用公式（3） 测算各评价指标的优隶属度。由于各个指标性质的不同，因此不同性质的指标对应不同的计算公式，越大越优型指标采用①计算，越小越优型指标采用②计算。然后建立从优隶属度复合物元即为公式（4）。再根据从优隶属度复合物元建立标准物元R0n，即为公式（5）。利用公式（6） 计算Δij，以Δij表示与中对应各项差的平方，并组成差平方复合物元R△，即为公式（7）。采用反正切函数实现数据标准化处理，利用公式（8） 计算各个指标的标准化值Yij。

其中，max（xij） 和min（xij） 分别为第j项社会效益评价指标的最大值和最小值。

其中，R0n矩阵由中第j项社会效益评价指标的μij的最大值或最小值加以确定，将μij的最大值或最小值记为μ0j。

其中，Yij为第i个区域第j项社会效益评价指标标准化值。

2.2 评价指标权重复合物元

利用公式（9） 和（10），计算熵值Ej，最后利用公式（11） 计算农业技术集成与示范类项目的社会效益评价指标体系的权重值ωj。ωj数值越大，表明第j项社会效益评价指标在指标体系中权重越大[10]。

其中，pij为第i个区域第j项社会效益评价指标下的指标值的比重；Ej为第j项社会效益评价指标的熵值。

2.3 欧式贴近度测算

通过计算不同区域的社会效益值与社会效益最佳值之间的接近程度，对不同区域农业技术集成与示范项目的社会效益进行优劣排序。考虑到社会效益综合评价是多个指标共同作用的结果，因此采用加权求和模型公式（12） 计算欧式贴近度ρj，并建立欧式贴近度复合物元Rρ，即为公式（13）。

其中，ωi为评价指标的权重，由ρj建立欧式贴近度复合物元Rρ，即：

2.4 构建评价指标体系

河北省小麦-玉米节水丰产增效技术集成与示范项目的社会效益主要体现在带动农业升级、促进农民发展、推动技术推广3 个方面，因此从这3 个维度构建了河北省小麦玉米节水丰产增效技术集成与示范项目的社会效益评价指标体系，根据数据的可获得性原则，每个指标下设2 个二级指标（表1）。

3 结果与分析

3.1 项目区概况

2018年河北省小麦—玉米节水丰产增效技术集成与示范项目的实施覆盖了河北省80 个县市，其中太行山山前平原区建立了4 个示范县（市）、25 个辐射县（市），集成了3 套技术体系，示范、辐射区建设面积达到593333.33 hm2；燕山山麓平原区建立了1 个示范县（市）、个辐射县（市），集成了1 技术体系，辐射区建设面积为46666.67 hm2；黑龙港低平原区建立了6 个示范县（市）、39 个辐射县（市），集成了3 套技术体系，辐射区建设面积为552000.00 hm2（表2）。

表1 河北省小麦—玉米节水丰产增效技术集成与示范项目社会效益评价指标体系Table 1 Social benefit evaluation index system of the integration and demonstration project of water-saving, high-yield and efficiency-enhancing technologies for wheat-corn in Hebei Province

表2 河北省不同生态类型区小麦—玉米节水丰产增效技术集成与示范项目社会效益评价指标数据Table 2 Social benefit evaluation index data of the integration and demonstration project of water-saving, high-yield and efficiency-enhancing technologies for wheat-corn in different ecological regions of Hebei Province

3.2 不同生态区项目实施的社会效益分析

利用公式（3） ～公式（7） 建立从优属度物元复合物元矩阵（表3）、差平方复合物元矩阵（表4），运用公式（8） 对数据进行标准化处理，然后通过利用公式（9） ～（11） 计算指标熵值Eij（表5） 和指标体系的权重值ωj（表6），最终建立欧式贴近复合物元矩阵（表7），太行山山前平原区、黑龙港低平原区和燕山山麓平原区3 个生态类型区欧式贴近度复合物元值分别为0.9309、0.4972 和0.7925，即太行山山前平原区社会效益最优，黑龙港低平原区次之，燕山山麓平原区最低，符合项目实施后的实际情况，说明项目在不同生态区实施后的社会效益存在一定的差异性。据此，也验证了物元模型应用在农业技术集成与示范类项目社会效益的评价具有可行性。

表3 不同生态区从优属度物元复合物元矩阵Table 3 The composite matter element matrix of the subordinate degree of different ecological zones

表4 差平方复合物元矩阵Table 4 Differential square composite matter element matrix

表5 评价指标熵值Table 5 Evaluation index entropy

表6 评价指标权重Table 6 Evaluation index weight

表7 欧式贴近度复合物元矩阵Table 7 European closeness composite matter matrix

4 结论与讨论

基于社会效益概念的模糊性，结合欧式贴近度概念建立了农业技术集成与示范类项目社会效益评价的物元模型，通过对“河北省小麦-玉米节水丰产增效技术集成与示范项目”实施的社会效益的评价结果表明，不同生态区项目实施后的社会效益存在一定的差异性，即太行山山前平原区社会效益最优，黑龙港低平原区次之，燕山山麓平原区最低，符合项目实施后的实际情况，说明物元模型评价结果具有合理性和可信性。该评价结果为该类项目的社会效益评价提供了有效的解决途径。同时，由于物元模型概念清楚、计算过程相对简便，也可将该方法应用于农业科技项目评价等多指标决策问题。