基于熵权TOPSIS的河北省农业现代化水平评价

刘晓敏，张天萌

（1.河北经贸大学经济研究所，河北 石家庄 050061；2.河北经贸大学京津冀一体化发展协同创新中心，河北 石家庄 050061；3.河北经贸大学财务处，河北 石家庄 050061）

农业是我国的基础产业，农业经营在我国历史悠久。近些年，随着我国人口数量的增加，农业发展面临着资源短缺、环境污染不断加重的压力［1］。一般认为农业现代化是用机械来代替劳动力，用保护性的农药和更少的化肥使产量提高，通过更多资本的投入提高土地产出效率，使人均和地均产量增长，农产品质量改善［2，3］。农业现代化是运用先进生产要素来改造传统农业，实现农业产业转型、提升农业比较优势和农业资源配置效率，以此提升农业的经济效益、社会效益和生态效益，实现农业的可持续发展［4］。中央政府近年来重视我国农业现代化的建设，十八大以来连续发布5个“一号文件”和《全国农业现代化规划（2016—2020年）》指导全国农业现代化发展。十九大报告提出了乡村振兴战略，通过构建现代农业产业体系、生产体系、经营体系，实现小农户与现代农业发展有机衔接，大力推进农业现代化生产［3］。对农业现代化进行综合评价，发现农业现代化发展水平及发展趋势，探究农业现代化水平的关键影响因素，对今后如何提高农业现代化水平具有重要的参考意义。国外学者对农业现代化的研究始于20世纪60年代，探讨了农业现代化的涵义和评价体系。西奥多认为农业现代化就是通过现代科学技术对传统农业进行改造，只有现代农业才能促进经济增长［5］；Hardeman等提出农业现代化的发展应该兼顾环境保护的可持续发展［2］；Vaneeckhaute等研究发现影响农业现代化发展的重要因素包括化石矿物肥料、土壤、土地利用、水资源、市场和道路等［6］。Carof［7］、刘锐［8］等从经济、环境输入、相关排放以及社会发展4个维度构建农业现代化可持续发展指标体系。

国内学者构建了农业现代化评价指标体系，从国家、省市、县级范围进行了实证研究。综合评价法、熵权法、数据包络分析、主成分分析、层次分析法等方法被用于农业现代化评价研究。辛岭等建立了农业现代化发展水平的综合评价指标体系，利用专家评价法和层次分析法对1980—2008年中国农业现代化发展水平进行了定量测算［9］。王录仓等采用熵值法测算了中国2002—2013年农业现代化发展水平，通过探索性空间数据分析（ESDA）方法测评了全国农业现代化水平的时空格局和区域差异，采用空间滞后模型分析了中国农业现代化的影响因素［10］。陈江涛等从农业生产效率、农民生活水平、农村基础设施、农业生态环保意识4个方面构建了农业现代化评价指标，运用熵权TOPSIS法对我国部分省域2008—2015年的农业现代化水平进行定量评价［11］。姚成胜等通过熵权TOPSIS法对13个粮食主产区的农业现代化发展水平进行评价，利用Dagum基尼系数对13个省区农业现代化水平进行了差异分析［12］。刘世薇等从农业生产、物质装备、经营管理、农业生活、农业环境保护5个方面，构建了黑龙江垦区农业现代化水平的综合评价指标体系，采用熵值法对黑龙江垦区2000年以来的农业现代化水平进行了综合测度［3］。葛丽亚等基于主成分分析法对青海省海东市及其各区县2000—2016年农业现代化发展水平进行了动态评价［13］。钟丽娜采用德尔菲法与多层次分析法相结合的方法对陕西省2007年以来的农业现代化发展水平进行了定量综合评价［14］；辛岭等采用多指标综合分析法，评价了全国1 980个县的县域农业现代化发展水平［15］。孙晓欣等通过熵值法对2000—2014年江苏省57个县（市）地域单元的农业现代化水平进行了测度，运用空间自回归模型分析影响农业现代化的驱动因素［16］。杨华等通过构建县域层面农业现代化水平评价指标体系，基于Theil指数、Wolfson极化指数及障碍度模型等方法分析了陕西省农业现代化水平时空演变特征和障碍因素［17］。

国内外学者对农业现代化的内涵及评价指标体系和评价方法的研究为本研究提供了农业现代化评价体系及方法。在借鉴前人研究成果基础上，本研究采用熵权TOPSIS方法评价了河北省农业现代化水平。

1 研究区概况

河北省属华北地区，处于36°05′～42°40′N、113°27′～119°50′E之间，总面积为18.88万平方千米。截至2019年末，常住人口7 591.97万，地区生产总值35 104.5亿元，按可比价格计算，比上年增长6.8%。河北省地貌复杂多样，地跨海河、滦河两大水系；属温带大陆性季风气候，大部分地区四季分明，年日照时数2 303.1小时，年无霜期81～204天；年均降水量484.5毫米，降水量分布特点为东南多西北少。主要有小麦、玉米、谷子、水稻、高粱等粮食作物及棉花、油料、麻类等经济作物，是中国重要粮棉产区。

河北省作为农业大省，农业发展历史悠久。粮食保持稳产增产，2019年新建18.67万公顷高标准农田，总数达到313.07万公顷；粮食总产3 739万吨，较上年增加38.5万吨，连续7年保持在3 500万吨以上。农业节水效果较明显，2019年全省年节约农业用水6.7亿立方米，同比增长19.2%。农业新型经营主体发展壮大，截至2019年底，全省农民合作社、家庭农场分别达到11.5万家、4.1万家，覆盖94%的行政村、辐射带动68%的农户［18］。

2 农业现代化水平评价指标体系构建及评价方法

2.1 评价指标体系

参考刘锐［8］、姚成胜［12］、李滋婷［19］、鲁春阳［20］、夏四友［21］等提出的农业现代化水平评价指标体系，并根据河北省指标数据可获得性，从农业投入水平、农业产出水平、农村社会发展水平、农业可持续发展水平4个方面构建了23个具体评价指标，具体见表1。

2.2 评价方法

TOPSIS法是一种系统分析方法，在解决多目标决策分析中得到广泛引用，通过判定研究目标与“正理想解”和“负理想解”的靠近程度来评价对象。若研究对象靠近正理想解，则该方案就是备选方案中最好的方案［20，22］。计算步骤如下。

2.2.1 数据标准化处理 由于各评价指标值量纲不同，含义不同，不能直接进行比较，需要对各指标值进行处理。设评价指标体系用指标矩阵X表示，在指标特征矩阵X中，各元素均为未经处理的原始数据，m是不同的评价指标，n是不同的评价年份。xij是第i个指标、第j年份的原始数值（i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n）。

利用极差变换公式，对于效益型（越大越优型）指标采用公式（1）进行标准化处理，对于成本型（越小越优型）指标采用公式（2）进行标准化处理：通过上述变换，得到标准化后的特征矩阵：

2.2.2 熵值法确定权重 熵值法是一种客观计算指标权重的方法，具体计算步骤如下。

定义熵：在有m个指标、n个被评价年份的评估问题中，第i个指标的熵为：

式中：fij＝，n表示系统可能处于的状态数，fij表示系统所处的某种状态的概率。

定义熵权：定义了第i个指标的熵之后，可得到第i个指标的熵权为：

式中：hi是第i个指标的熵，wi是第i个指标的熵权。

2.2.3 评价矩阵构建 在农业现代化标准化评价矩阵基础上，加上评价指标的权重，构建规范化农业现代化评价矩阵：

2.2.4 TOPSIS确定指标到正负理想的距离

2.2.5 计算综合评价指数

式中：Cj是农业现代化在第j年的综合评价指数，数值范围在0～1之间，越接近1，农业现代化程度越高；越接近0，农业现代化程度越低。

3 河北省农业现代化水平评价结果及分析

3.1 河北省农业现代化水平评价指标及分析

3.1.1 农业投入水平评价指标及分析 通过表2可发现，2005—2017年，河北省劳均耕地面积逐年增加，说明农业劳动力耕种能力不断增强；农业综合开发总投资总体呈现增加趋势，投资主要用于土地整治和农业产业化经营项目，有利于促进农业可持续发展和农业现代化建设；耕地复种率呈现降低的趋势，不利于农业现代化水平的提高；单位耕地面积农机总动力反映了农业机械化水平，2005—2015年呈增长趋势，但2016和2017年降低；有效灌溉率呈现小幅降低趋势，不利于农业现代化程度的提高。

表2 河北省农业投入水平评价指标

3.1.2 农业产出水平评价指标及分析 通过表3可发现，2005—2017年，河北省单位面积粮食产量呈增加趋势，且增幅度较大；劳均粮食产量呈增加趋势，提高了土地、劳动生产率和农业现代化水平。农业产业化经营以市场为导向，围绕支柱产业和主导产品，以科技进步为支撑，优化组合各种生产要素，通过区域化布局、专业化生产、社会化服务、一体化经营、企业化管理，形成市场引导龙头企业、龙头企业带动基地、基地连接农户的产供销一体化的经济管理体制和运行机制，目的是为了提高经济效益［23］。2005—2017年，河北省产业化经营率上升，龙头企业（集团）个数增多，说明农业现代化水平和农业经济效益得到一定程度的提高。2005—2017年河北省农业劳动生产率持续提高，说明农业劳动者创造农业经济价值的能力不断提升，有利于提升农业现代化水平。2005—2017年河北省土地生产率持续提高，表明每公顷耕地创造的农林牧渔业产值增加，有利于提升农业现代化水平。

表3 河北省农业产出水平评价指标

通过表4可发现，2005—2017年河北省城镇化率呈现上升趋势。城镇化是指人口向城镇集中的过程，这个过程表现为两个方面，一方面是城镇数目增多，一方面是城市人口规模不断扩大。城镇化率上升利于提高农业现代化水平。居民可支配收入越高，可用于投资、生活的资金越多。2005—2017年河北省农村居民可支配收入出现较大幅度增长，说明农村居民的投资能力和生活能力更强，有利于提高农业现代化水平。恩格尔系数越低，说明居民生活水平越高，生活越富裕。2005—2017年农村居民恩格尔系数逐渐降低，说明农村居民生活水平提高了，生活更加富裕。农林牧渔业从业人员占社会总从业人员比重越高，越有利于推进农业现代化建设。2005—2017年河北省农林牧渔业从业人员占社会总从业人员比重逐渐降低，不利于农业现代化建设。农业劳动力受教育程度是影响农业现代化水平的重要因素，2005—2017年河北省农业劳动力受教育程度未呈现明显上升的趋势，说明近些年农村教育重视程度不够，不利于农业现代化建设的推进。2005—2017年河北省农林牧渔业从业人员占乡村从业人员比重呈现小幅降低趋势。随着改革开放加深和经济不断发展，越来越多文化程度高的农村青壮年劳动力转移到了非农领域，不利于农业现代化建设。

表4 河北省农村社会发展水平评价指标

通过表5可发现，2005—2017年河北省森林覆盖率呈现提高趋势。森林覆盖率越高，生态环境越好，越有利于农业发展。2005—2017年农业成灾率呈现升高－降低趋势。农业成灾率越高，对农业生产造成的损失越大。自然灾害造成的农业灾害不可避免，但是通过农业保险等途径，可以减轻农业经营者的损失。2005—2017年地均化肥施用量、地均农药施用量呈现小幅上涨－降低的波动趋势，化肥和农药施用量过多会造成土壤和水质污染，不利于农业生产可持续发展。2005—2017年水土流失面积治理率呈现上涨－降低－上涨趋势。水土流失治理有利于环境改善和农业可持续发展。2005—2017年河北省人均水资源量呈现波动变化趋势。

表5 河北省农业可持续发展水平评价指标

水资源是农业生产不可缺少的条件。中国在全世界属于人均缺水国家，华北平原是全国严重缺水区域，河北省又是华北平原最缺水的省份。河北省年均地下水开采量超采51.94%，水资源过度开发利用引起了地下水位下降、地下水漏斗成片、河道断流、湿地萎缩、水体严重污染等问题［24］。2018年河北省农业用水占总用水量的66%（河北省水资源公报2018），地下水资源严重超采。因此，河北省地下水资源减少，影响到农业生产用水，只能依靠节水高效灌溉、节水品种、节水管理等措施，来实现农业现代化发展的用水需求。

3.2 河北省农业现代化水平各评价指标的熵权

河北省农业现代化水平各评价指标经过公式（1）或（2）进行标准化处理，再经过公式（3）和公式（4）计算，得到各评价指标的熵权（表6）。发现森林覆盖率（X18）、龙头企业（集团）个数（X9）、农业综合开发总投资（X2）、农林牧渔业从业人员占社会总从业人员比重（X15）、农林牧渔业从业人员占乡村从业人员比重（X17）、农村居民人均可支配收入（X13）等指标权重较大，对河北省农业现代化水平评价影响较大。

表6 各评价指标熵权

3.3 河北省农业现代化水平综合评价结果及分析

利用公式（5）、（6）、（7）和公式（8）计算出河北省2005—2017年农业现代化水平综合评价指数，结果见表7。河北省农业现代化水平综合评价指数2005—2017年都低于0.45，因此总体上河北省农业现代化水平还处于较低的状态；2005—2009年河北省农业现代化水平呈升高趋势，但2010年又开始小幅下降，说明河北省实现农业现代化还任重道远。

表7 2005—2017年河北省农业现代化水平综合评价指数

4 结论和建议

本研究从农业投入水平、农业产出水平、农村社会发展水平、农业可持续发展水平4个方面构建了23个具体评价指标，通过熵权TOPSIS综合评价法测算了河北省2005—2017年农业现代化发展水平。研究发现，2005—2017年河北省农业现代化水平综合评价指数都低于0.45，总体上河北省农业现代化水平还处于较低状态；森林覆盖率、龙头企业（集团）个数、农业综合开发总投资、农林牧渔业从业人员占社会总从业人员比重、农林牧渔业从业人员占乡村从业人员比重、农村居民人均可支配收入等指标对河北省农业现代化水平综合评价影响较大。因此河北省农业现代化建设应该从这几点上重点考虑，有针对性地采取措施，从而提升河北省农业现代化水平。

森林覆盖率提高可以净化环境、保持水土，为农业可持续发展提供更好的生产条件，建议继续重视森林种植和养护工作。农业龙头企业在专业化生产、一体化经营、农产品品质、生产成本、销售价格、售后服务等方面相比小农户具有明显优势，能够提高农业经济效益和生态效益，利于提高农业现代化水平。建议河北省从投资、生产经营及销售等环节上继续扶持农业龙头企业的发展，为农业现代化发展提供政策支持。人才是任何行业发展的基础，要重视农业专业人才的培养并为其提供优惠贷款、技术支持等条件，吸引优秀人才不断进入农业领域，为我国农业现代化建设夯实基础。