基于改进AHP法的高标准农田建设效益模糊综合评价

王龙祥，梁 翔，沈赛江，石 磊

（江苏省南通水利勘测设计研究院有限公司，江苏南通 226006）

引言

高标准农田建设项目是提高耕地质量、增加耕地产量、提升农户收入的重要途径，亦是保障国家粮食安全的基础，是实现储粮于地的先决条件[1]。近年来，我国高标准农田建设不断发展，截至2018年底共计完成建设面积约5.7亿亩。随着我国高标准农田建设面积的逐渐增加，建立高标准农田项目效益评价指标体系，对于统筹高标准规划建设具有重要意义[2]。

目前，在高标准农田建设项目效益评价中，通常采用的是层次分析法（AHP）的评价方法[3-5]。但由于影响高标准农田建设效益的因素很多且相互制约[6-9]，使得该种方法在构造1-9标度判断矩阵时易陷入不一致的问题。本文采用（-1，0，1）三标度法对传统层次分析法进行了改进。

1 高标准农田评价体系的建立

如皋市2020年度高标准农田建设项目涉及白蒲、下原、九华、江安、城北、东陈、磨头、搬经8个镇，23个行政村（社区），如图1所示。项目区总面积13.12万亩，其中耕地面积约6.12万亩。建设高标准农田6.12万亩，其中建设高效节水灌区面积8 000亩；“占补平衡”任务612亩。

图1 如皋市2020年度高标准农田建设项目区示意图

本文结合如皋市高标准建设项目实际情况，将建设项目效益评价体系分为三个层次：目标层、系统层及指标层。从社会效益、经济效益、资源环境效益三个方面选取10个指标展开评价分析，评价体系如表1所示，具体数据见表2。

表1 高标准农田建设效益评价体系表

表2 项目镇高标准农田指标值

2 指标标准化处理

指标标准化是综合评价的关键步骤，其结果会对后续评价结论产生较大影响[10]，它是将含有不同含义、量纲的指标值进行无量纲化处理，即将不同量纲的指标值转化为0-1的标准值。常见的处理方法有隶属函数法[11-12]、线性无量纲法[13-16]等。本文采用线性无量纲法中的向量规范法[14]对各指标值进行标准化处理。

式中f为指标标准值，r为各指标值。

根据上述公式计算出各指标的标准值，并得到标准值矩阵F，计算结果见表2。

为便于分析，根据表2做出项目镇高标准农田建设评价效益指标标准值散点图2。

表2 各项目镇高标准农田建设评价效益指标标准值（F矩阵）

由图2可知，各镇在项目区年直接受益农业人口数、人均新增机耕道路长度、人均增加农田林网防护面积、年节水量、人均高效节水面积5个指标上的标准值分别在0.213-0.683、0.231-0.820、0.277-0.714、0.211-0.617、0.257-0.978，标准值差距较大，表明各镇此次高标准农田建设在这5个方面的建设效益不均衡。

图2 项目镇高标准农田建设评价效益指标标准值散点图

各镇项目区中人均高标准农田面积、项目区直接受益农民人均年纯收入增加总额、单位面积投资、静态投资回收期、灌溉水利用率增加值5个指标标准值分别在0.412-0.523、0.389-0.667、0.481-0.540、0.464-0.547、0.438-0.547之间，标准差距较小，表明各镇此次高标准农田建设在这5个方面的建设效益较为均衡。

3 指标权重系数计算

为反映高标准农田建设效益体系中各元素相对重要程度，本文基于（-1，0，1）的三标度改进层次分析法来构造判断矩阵。即通过元素间的两两比较，先确定比较矩阵C，其中各标度含义见表3。

表3 三标度含义

然后通过公式（2）对比较矩阵进行转化，可得到判断矩阵P。最后求得判断矩阵最大特征值所对应的特征向量，通过归一化处理所得数值即为权重系数。具体计算方法可见文献[17-18]，这里不再赘述。该法具有自调节性，不需要一致性验证。

式中P表示判断矩阵；c为两元素之间比较值。

本次评价邀请了农田水利方面的专家，对系统层及指标层的指标进行重要程度排序，得到相应比较矩阵。通过整理计算得到如皋市高标准农田建设效益评价体系排序权重系数见表4。

4 综合评价分析

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。本文拟采用模糊综合评价的计算模型为：

通过模糊综合评价计算模型式（3），对指标权重系数向量和指标标准值矩阵进行计算可得，如皋市高标准农田建设效益综合评价标准值，结果见图3。

图3 如皋市高标准农田建设效益综合评价标准值

结合已有文献[3-4]及该项目实际情况，按照标准值将高标准农田建设效益划分为以下3个等级：

（1）标准值在0-0.40之间，表明高标准建设效益较差；

（2）标准值在0.40-0.70之间，表明高标准建设效益一般；

（3）标准值在0.70-1.00之间，表明高标准建设效益较好。

由图3可知，如皋市高标准农田建设效益综合评价标准值排序为搬经＞磨头＞城北＞九华＞东陈＞下原＞江安＞白蒲，标准值分别为0.546、0.496、0.482、0.478、0.464、0.460、0.444、0.429，各标准值最大差值为0.117。因此，总体上各镇在此次高标准农田建设中综合效益表现较为均衡；如皋市高标准农田建设效益评价标准值在0.429-0.546之间，总体上如皋市高标准农田建设效益一般。项目区年直接受益农业人口数标准值平均值约为0.470，灌溉水利用率增加值标准值平均值约为0.492，人均高效节水面积标准值平均值约为0.430，处于一般的水平，而这3个指标的权重之和占总权重的57.5%，故这是制约如皋市高标准农田建设效益的主要因素。

5 结论

本文在确定高标准农田建设效益评价体系基础上，建立了基于改进AHP法的高标准农田建设效益综合评价模型。同时，对如皋市2020年度高标准农田建设项目镇效益进行了横向对比分析。最终得到如下结论：

（1）基于改进AHP法与模糊数学相结合的方法在高标准农田建设效益综合评价上具有良好的适用性，评价结果基本与实际相符，具有一定的客观性和合理性，能为高标准农田建设规划提供较可靠的数据支撑；

（2）如皋市2020年度高标准农田建设在社会效益及资源环境效益方面处于一般水平，因而导致总体建设效益一般；

（3）由于各镇在项目区年直接受益农业人口数、人均新增机耕道路长度、人均增加农田林网防护面积、年节水量及人均高效节水面积这5个指标存在的较大差距，造就了如皋市高标准农田建设综合效益在项目镇中的差异。