河北省数字农业高质量发展评价研究

赵爽 赵丹丹

(华北理工大学管理学院，河北 唐山 063210)

农业是国民经济的基础，是人民生活的保障。党的十八大以来，在农业农村现代化发展方面，提供强有力的信息化支撑，不断加快数字农业革命性的转型。为持续推进数字技术对农业的创造力以及加快乡村现代化体系建设，国务院、农村农业部等相继印发《数字乡村发展战略纲要》、《“互联网+”现代农业三年行动实施方案》、《关于推进农业农村大数据发展的实施意见》、《“十四五”数字经济发展规划》等政策文件，2022年两会论坛中提出“要将数实融合作为农业发展重要方向，大力培养数字新农人，为县域乡村发展注入数字力量”。在国家“三农”政策的引领下，各地也相继制定了农业农村信息化发展规划，河北省作为农业大省，印发《河北省加快推进数字农业农村发展实施方案》提出“构建数字农业农村发展绩效管理指标体系，严格绩效评估和督促检查，推动各地把数字农业农村发展纳入经济社会信息化发展水平评价范围”。可见，数字农业已然成为农业农村现代化发展的重要核心。然而，数字农业在发展中仍存在资源匮乏、技术不足、数字鸿沟等各种障碍。鉴于此，本文基于投入-产出视角构建河北省数字农业高质量发展综合评价体系，运用熵值-TOPSIS测度河北省数字农业高质量发展水平，探究数字农业高质量发展的提升路径，以期为建设河北省数字农业发展建言献策以及推动农业高质量发展奠定基础。

1 文献综述

数字化农业最早于1997年美国科学家提出，主要利用现代信息技术实现农业发展的信息化、网络化、自动化管理。我国为加快农业农村现代化发展，在“2006—2020年国家信息化发展战略”中，初步构建了我国“数字化农业技术框架”，并且在2019年底印发《数字农业农村发展规划(2019—2025年)》，强调要加快推进农业农村只智能化、精准化、数字化。可见，数字化农业是农业发展的新突破，近年来，针对数字化农业高质量发展国内外众多学者已从不同角度展开研究。

1.1 数字化赋能农业高质量发展研究

基于数字化农业发展的高复杂性与高严峻性，应明确数字农业概念与发展现状，Hrustek Larisa以工业4.0数字技术为主导的可持续发展和农业领域的文献为基础，分析了数字化转型背景下可持续农业和可持续驱动农业的概念，提出数字化转型是推动农业可持续发展的指导方针[1]。Bhat S A等通过介绍大数据的数据创建方法、技术可及性、设备可及性等特性，阐述了大数据在精准农业中的具体应用以及存在的挑战[2]。田娜等从农业数据信息资源建设、专家系统、智能农业装备等方面阐述数字农业的概念与发展现状，并指出未来数字农业发展方向[3]。从现有研究可知，学者们更多关注数字化农业发展思路与路径探索研究，吕小刚从平台建设、技术创新、信息创新等方面提出数字农业建设推动农业高质量发展的思路和对策[4]。戈兴成从数据创新、数字经济、政策制定等方面提出我国数字农业高质量发展路径探析[5]。钟文晶等梳理了数字农业发展的国际经验，从农村基础建设、农业组织、农业经营体系等方面推进数字化农业向高质量发展[6]。可见，数字农业已成为农业发展的必然趋势，但如何利用数字化技术助推农业高质量发展仍是现有研究的缺陷。

1.2 数字农业高质量发展评价研究

既有学者很少关注对数字农业高质量发展评价研究，而数字化农业高质量发展是乡村振兴的重要抓手，科学有效地评价数字农业高质量发展水平对农业农村现代化建设具有重要的意义。国内外直接针对数字化农业高质量发展评价研究较少，农业信息化、智慧化、精准化研究为本文进一步构建数字化农业高质量发展指标体系与综合评价奠定了基础。农业信息化方面，朱秋博等运用倍差法分析了信息化对农业生产效率的影响，并对其驱动因素评估分析，提出信息化水平的提高直接影响农业的生产效率[7]；Garrett利用大数据分析害虫基因组的地理分布，评估害虫的风险性，洞悉害虫的传播来提高农产品的产出[8]；张显萍等基于农村信息化的外部环境、内部环境、运行效果3个维度构建综合评价安徽省农业信息化水平指标体系[9]。农业智慧化研究，杨生秀提出“互联网+智慧农业模型”，并基于农业电商平台调研数据综合评价“互联网+智慧农业”模型发展状况，指出应从数字化基础设施、数据系统、金融支撑等角度促进“互联网+智慧农业”的发展[10]；王保迎等通过Web Services中间件技术的特性，设计了基于Web Services的智能化农业软件支撑平台，并在实践中得到运用，提高了农业系统开发质量与效益[11]；阎海玲提出建立智慧农业平台信息熵体系，根据信息熵的数据变化，综合评价智慧农业可持续发展情况[12]。精准农业研究，刘海启认为精准农业是农业数字化转型的重要载体，是数字农业的实现路径，通过梳理国内外经验总结得出，应从数据化、数字化、精准化等方面构建数字农业经济体系[13]；张鸿等采用综合评价模型测算并评价了2015—2019年全国31个省市农业发展情况，提出从数字农业发展环境、数字农业信息基础、数字农业人才资源、数字农业技术支持、数字农业绿色发展、数字农业产业效益方面稳步推进数字农业高质量发展[14]。

综上所述，数字农业高质量发展是农业农村现代化发展的重要引擎、是实现乡村振兴的有力举措。目前学术界从不同角度对数字农业高质量发展的概念、发展趋势、提升路径等方面进行分析，深化了对数字农业高质量发展的认识，但现有研究对数字农业高质量发展指标体系与评价研究尚有不足。鉴于此，本文在文献研究的基础上，针对现有研究的不足，探索数字农业高质量发展，基于投入-产出视角构建数字农业高质量发展评价指标体系，并建立熵权-TOPSIS法模糊物元综合评价模型测度河北省数字农业高质量发展水平，以期为河北省数字农业高质量发展提供政策依据，助力乡村振兴提供参考借鉴。

2 数字化农业高质量发展指标体系构建

目前，对于数字农业高质量发展指标体系研究主要集中于农业信息化与农业高质量发展方面。沈剑波等从农业信息化资源与信息技术应用、农业信息化基础设施、农业信息化产业、农业信息化人力资源以及农业信息化政策与环境5个方面构建中国农业信息化指标体系[15]；王欣等从农业信息化发展环境、基础建设、资源建设、人才与技术应用等方面构建我国北方农业信息化指标体系[16]；李首涵等从农业生产条件、农业科技支撑、农业产业化水平、农业产出效益、农业绿色发展等指标构建鲁苏浙三省农业高质量发展指标体系[17]；黄修杰等基于产品质量、产业效益、生产效率、经营者素质、国际竞争力、农民收入、绿色发展等构建我国农业高质量发展评价指标体系[18]。

2.1 数字化农业高质量发展指标构建

本文在参考《中国数字乡村发展报告(2019)》以及《河北省加快推进数字农业农村发展实施方案》政策文件的基础上，充分借鉴国内学者在数字农业、农业高质量发展、信息化农业等构建指标体系的研究成果，基于投入-产出的视角，构建河北省数字农业高质量发展指标体系，指标体系包括3个一级指标：数字化投入、数字化发展环境、数字化产出；5个二级指标：数字农业基础设施、数字农业资源、数字农业绿色发展、数字农业效益、农民收入；17个三级指标，反映了数字农业高质量发展的高效率、高环保、高效益。数字农业基础设施：数字基础设施是农业高质量发展的运作基础，主要反映了农村地区信息网络建设情况以及农业装备和信息化水平等，包括移动电话、计算机网络、农用机械总动力等；数字农业资源：资源是农业高质量发展的运作关键，以技术和人才资源为主，体现了数字农业发展中信息化与数字化的专业性，包括交通运输信息、信息技术服务、产业化经营组织等；数字农业绿色发展：绿色是农业高质量发展的运作核心，决定了农业高质量发展的可持续性，包括农业化肥、农药、塑料薄膜等使用情况；数字化农业产出：数字农业产出是农业高质量发展的运用保障，包括了产出率、总产值等；农民收入：农民收入是农业高质量发展的运作目标，农业高质量发展的最终目标就是让农民收入与生活有保障，包括农业收入与恩格尔系数等指标。最终建立指标体系见表1。

表1 数字农业高质量发展指标体系

2.2 研究方法与模型构建

2.2.1 熵权Topsis法

熵权是一种客观赋权的方法，通过计算熵值来反映指标的离散程度或者对综合评价的影响大小，信息熵值越大，指标离散程度越小，权重越小；反之，信息熵越小，指标离散程度越大，权重越大；利用熵值法确定指标权重可有效避免人为因素的干扰，使评价结果更加科学。TOPSIS模型是基于正负理想点对多个目标决策与排序的方法，通过计算被评价对象与正负理想点的欧氏距离，来选择较优的评价对象。本文基于熵权TOPSIS法评价河北省数字农业高质量发展水平，充分反映评价结果的客观性与科学性。

2.2.2 评价模型构建

基于已建立的评价指标体系，以三级指标作为影响数字农业高质量发展水平的主要因素，设x个待评价项目，y个指标，构建原始矩阵H：

(1)

2.2.2.1 熵值计算

原始数据标准化处理得矩阵：

(2)

熵值的计算(0≤ej≤1)：

(3)

权重的确定(wj对应第j个指标权重值)：

(4)

2.2.2.2 TOPSIS综合评价

确定正负理想解，设加权标准化评价矩阵为Z，则Z+为评价指标中的最大值，构成评价指标中正理想解；Z-为评价指标中的最小值，构成评价指标中的负理想解。公式：

(5)

计算欧式距离：

(6)

计算相对接近程度：

(7)

式中，Qi表示农业高质量发展的水平高低；Qi值越大，农业高质量发展水平越高；Qi值越小，农业高质量发展水平越低。

3 实证分析

3.1 数据来源

基于数据的可行性、可获取性、全面性，本文选取2010—2019年河北省有关数据，测算河北省数字农业高质量发展水平，为了消除指标类型与量纲化影响，本文采用Z-标准化方法对数据进行规范化处理。指标数据主要来源于《河北省农村统计年鉴》、《河北省经济年鉴》等，对于部分年份缺失指标数据，本文采用插值法进行补充。

3.2 综合评价分析

本文以河北省数字农业高质量发展水平为评价对象，构建指标体系，采用熵值法计算各指标权重，见表2，结合TOPSIS法测算河北省数字农业高质量发展水平，具体见表3。

表2 数字农业高质量发展水平评价指标权重

3.2.1 指标权重分析

熵值可间接反映出指标信息量的大小，由表2可知，99%的指标熵值得分均在0.8以上，说明指标的代表性较强，能较好地反映数字农业高质量发展水平，指标选择较为理想与科学。

从17个三级指标可得农村用电量、农村居民家庭恩格尔系数、农用机械总动力、农业产业化龙头经营组织4个指标权重值得分最大，分别为0.390、0.075、0.062、0.053，表明该指标对数字农业高质量发展水平影响最大，同时，4个指标体系隶属于数字农业产出、数字农业资源、数字农业基础设施3个二级指标。可见，通过加强数字农业的基础设施、技术与人才资源，以及促进数字农业的产业效益，可在一定程度上提高河北省数字农业高质量发展水平；从三级指标进一步分析可得，接入计算机数量、农用化肥施用量、农药使用量、农业投入产出率、农业产业化总量5个指标权重得分均低于0.03，分别为0.024、0.023、0.029、0.019、0.028，可见，河北省数字农业高质量发展过程中在农业基础设施、绿色发展、产业效益等方面存在很大的隐患，尤其是农业投入产出率指标权重最低，农业投入产出率指标可直接反映出农业经济效益的高低。因此，河北省应针对目前存在的问题因地制宜，在数字化政策背景下，加强数字农业基础设施，营造绿色发展环境，提高农业高质量产值的增值等。

从一二级指标可得，二级指标中数字农业基础设施指标权重最大,为0.510，可见数字化基础设施对数字农业高质量发展发挥着重要的作用，数字化基础设施是数字农业发展的基础条件，数字农业不仅包括基础的数字化设备，更需要信息化、智能化、技术化的支撑。同时，从一二级指标中可得数字农业绿色发展环境指标权重仅为0.117，这反映出河北省数字农业高质量发展中绿色农业问题亟待改善。在《国家质量兴农战略规划(2018—2022年)》强调绿色发展是农业高质量发展的动力引擎，河北省应以绿色兴农为理念降低农业损耗率、农业成本、农业污染等，推进农业生态文明建设。

3.2.2 综合评价分析

基于以上对各指标权重的计算结果，得出数字农业高质量发展水平评价结果，得出各指标与正负理想解距离和贴现进度值，见表3。从贴现进度值Cj角度来看，河北省近10a来数字农业高质量发展水平呈现逐步升高的趋势，见图1，2010—2019年农业高质量发展水平得分共提高了2倍左右，其中2010—2018年数字农业高质量发展水平平稳增长，而2018—2019年发展水平大幅度提升，得分共提高了1.8倍。主要缘由可能是《乡村振兴战略(2018—2022年)》以及《数字乡村发展战略纲要》等政策驱动下，在京津冀协同发展的背景下，河北省数字农业高质量发展水平得到快速发展。

图1 数字农业高质量发展综合评价结果

表3 数字农业高质量发展相对贴近度评估结果

从表3正负理想解角度来看，I+值越大，说明该评价结果越接近最劣值，远离理想值；与之相反，I-值越大，该评价结果越接近理想值。由表3可知，2019年I+值最小为0.249，表明2019年农业高质量发展水平最高，与之对应2019年的I-值最大为0.682；同时，2010年I+值最大为0.689，I-值最小为0.219，评价结果远离理想值，说明2010年数字农业高质量发展水平最低。可见，正负理想值解结果相符合，进一步验证了本文评价结果的科学性与可靠性。

4 结论与对策建议

4.1 结论

本文以河北省为研究对象，利用熵值-Topsis法测算2010—2019年河北省数字农业高质量发展水平并进行分析，得出如下结论。

本文通过梳理文献以及借鉴前人研究成果，构建了数字农业高质量发展水平指标体系，并计算指标的熵值以及权重，分析了指标的科学性以及各级指标权重的影响力大小。

从各指标权重计算结果可知，在17个三级指标中，农村用电量、农村居民家庭恩格尔系数、农用机械总动力、农业产业化龙头经营组织4个指标对数字化农业高质量发展水平有突出作用，而农业投入产出率指标贡献率最低；5个二级指标权重值中，数字农业基础设施指标权重最大，可见数字化基础设施对河北省数字农业高质量发展水平有很大的促进作用；在3个一级指标中，得分最低的是数字农业绿色发展环境。

基于Topsis法测算2010—2019河北省数字农业高质量发展水平综合结果可知，2010—2019年数字农业高质量发展水平平稳上升，由0.241增长至0.733。河北省数字农业高质量发展水平总体水平呈增长态势，但部分年份仍发展缓慢，2015—2018年连续下降率7.4%，充分反映出河北省数字农业高质量发展不均衡。

4.2 对策建议

4.2.1 深化绿色发展理念，打造数字农业高质量发展引擎

由一级指标权重可知，数字农业发展环境得分最低，鉴于此，河北省应以绿水青山就是金山银山理念为引领，在政策体制上出重拳，在基层操作上下功夫，努力实现绿色兴农，推动农业生态文明建设。转换传统农业发展的思维方式，使绿色农业发展成普遍形态。政府、农业企业、村民委员会应主动引导农民农业绿色发展的积极效应，以绿色农业发展乡村的成功案例激发农民的主动性，加快农业的产业升级；利用数字技术实现资源的重复利用，彻底根除农业污染顽疾。要严格把控普通农药、化肥的使用量，不断增加有机农药与化肥的投入，同时采用数字化、网络化、智能化等技术将固体废弃物实现二次处理；在此基础上，将“数字化+绿色农业”有效结合，利用数字化技术实现农业高质量的动态监测，进一步实现绿色农业的可检测、可量化、可评价等。

4.2.2 提升农业生产效益，推动数字农业高质量发展

农业效益是农业高质量发展的本质要求，由二级指标评价得分可得，数字农业效益指标贡献率最低，基于此，河北省可打造“数字化+效益农业”发展的新模式、新业态，加快农业产业的升级换代，提升农业生产效益空间，实现农业的可持续发展；充分利用河北省的地域资源与生产条件，将水域养殖与种植业相互结合，实现资源的优化配置，提高农业投入产出率与资源利用率，同时发展独具特色的效益农业生产模式，带动河北省的农业经济效益。

4.2.3 强化基础设施建设，夯实数字农业基础设施根基

基础设施是数字农业高质量发展的基础保障，综合三级指标可得，数字化基础设施权重值较大，但其中计算机接入量指标得分较低，目前，计算机、移动电话、有线电视等设备接入量已然成为普遍形态，但其设备质量、使用情况、实际接入量与城市相比差距较大。因此，在技术资源方面，应引入物联网、互联网、信息化等新一代技术构造网络基础设施，打造新一代数字农业的基础设施。加快农业设备智能化、信息化、科技化投入来促进数字农业产业结构升级，搭建数字农业共享数据平台，实现农情可检测、农产品可追溯、农业数据可共享的数字化服务，保障农业高质量、高效率、高安全；降低农业数字化成本，政府应根据地区差异与协作企业共同协商降低数字农业运营成本，实现数字农业技术的可达性。在农业人才资源方面，数字农业技术系统的运用离不开新型信息化农民，从观念上应矫正对农业职业的偏差认知，提高农业职业的社会认同感，培养数字农业人才体系，打造“产学研一体化”培养模式。