基于熵值法的山東省農業可持續發展水平評價與分析

陳 璐

（煙臺大學經濟管理學院，山東煙臺 264005）

傳統的農業發展模式已嚴重制約我國現代農業的發展，同時影響農業的可持續發展。近年來，我國大力實施鄉村振興戰略，同時開始逐漸推廣和普及農業可持續發展的相關概念，對可持續農業的含義有了進一步理解。在農業現代化發展過程中，農業可持續發展具有非常重要的戰略意義，其主要是指農業資源得到可持續使用，農業經濟效益和生態效益得到持續提高。2015 年，原農業部、發改委等八部委聯合出臺我國首個農業可持續規劃——《全國農業可持續發展規劃（2021—2021）》，提出農業關乎國家食物安全、資源安全和生態安全，大力推動農業可持續發展是實現“五位一體”戰略布局、建設美麗中國的必然選擇，是中國特色新型農業現代化道路的內在要求；2020 年中央一號文件提出一系列促進農業可持續發展的行動，如深入開展農藥化肥減量、加強農膜污染治理等；2022 年中央一號文件提出綠色、系統、高效發展，構建良好的生態環境，推動農業可持續發展。

1 研究背景

農業可持續發展不僅受到各級政府的廣泛關注，也是一個重要的學術研究領域。作為一個長期的研究熱點，不同學者在農業可持續發展評價維度、指標體系確定及研究方法選取上有著一定的差異性。但從總體上看，目前主要采用定量研究的方法對農業可持續發展進行研究，并在評估過程中運用多種研究方法完成相關評價指標體系的建設。

1）關于評價維度，學者們一般從國家維度、省級維度及市級維度展開研究。例如，段妍磊從省級層面對河北省農業可持續發展展開分析[1]；王惟帥等從市級層面對成都市農業可持續發展進行綜合評價分析[2]；周應華等通過對美國農業可持續發展進行研究，并總結了經驗教訓[3]；王藝潔等從國家層面對我國農業可持續發展進行研究[4]。2）1992年聯合國環境發展大會召開之后，學術界開始廣泛討論關于農業可持續發展評價指標的制定及完善，但由于研究者的研究重點不同，目前尚未完全建立起統一的評價指標體系。雖然標準尚未統一，但學者們從不同角度出發，對農業可持續發展評價指標體系進行了進一步完善與架構。目前，國外學者采用的農業可持續發展評價體系有壓力-狀態-響應（Pressure-State-Response，PSR）模型、驅使力-狀態-響應（Driving force-State-Response，DSR）模型及環境問題科學委員會提出的可持續發展體系等，而國內則主要從人口、資源、社會及經濟等4 大維度對農業可持續發展進行評價。3）在研究方法的選擇上，目前廣泛使用的方法有主成分分析法、歐式距離法及熵值法。例如，許信旺利用層次分析法和綜合評價法對安徽省農業可持續發展進行研究評價[5]；張麗等利用主成分分析法對河南省農業可持續發展及構建的4 個子系統的協調度發展趨勢進行評價[6]；袁久和等利用熵值法對湖南省農業可持續發展進行研究[7]；葉文輝等利用數據包絡分析方法（Data Envelopment Analysis，DEA）對云南省及其下轄的16 個市（州）進行綜合評估[8]；楊世琦利用歐氏距離法，選取2000—2012年寧夏吳忠市農業可持續相關數據開展實例驗證[9]；毛小報等利用灰色關聯分析法，根據宏觀統計數據，從動態和靜態兩個視角對浙江省農業可持續發展展開研究[10]。

綜上所述，不同學者對各地區的農業可持續發展運用不同的數學方法和不同的評價體系進行了較為深入的研究，為推進農業可持續發展作出了一定的貢獻。山東省作為我國重要的農業大省之一，不僅是脫貧攻堅的主戰場，還是實施鄉村振興戰略的主要基地，其農業發展情況可以看作是我國農業發展的縮影。但目前學者們對于山東省農業可持續發展的定量研究較少，且評價方法存在一定的缺陷和不足，指標體系也不夠完善[11-13]。為更好地促進山東省鄉村振興及“三農”問題的有效解決，筆者以山東省為研究對象，從人口、資源、經濟、環境及社會5 個方面，基于熵值法對其2013—2020年的農業可持續發展進行評價與分析。

2 農業可持續發展的內涵及評價指標體系的構建

2.1 農業可持續發展的內涵

農業可持續發展是指既要滿足當代人的發展需要，又不損害后代人發展所需要的資源和環境。在這個過程中，人們要注重機制與技術變革，保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環境，并通過應用相關技術，制定經濟可行和社會接受度更高的農業發展戰略。

2.2 評價指標體系的構建

為準確評估2013—2020年山東省農業可持續發展水平的動態變化，筆者在設置各類評價指標時，根據全面性、科學性和數據可獲得性原則，結合農業可持續發展的內涵，同時借鑒學術界已有的研究成果，構建了山東省農業可持續發展水平評價的層次結構模型，包含人口、資源、經濟、環境和社會5 個系統。構建該指標體系的基本邏輯如下所述。

2.2.1 人口子系統評價指標

人口可持續發展是農業可持續發展的前提條件，人口從數量和質量兩方面對農業可持續發展產生深遠影響。1）從數量方面看，農村人口基數大且人口密度過高，再加之農村地區基礎設施建設不完善，會加重農村環境污染治理任務的艱巨性，造成農村地區資源環境承載力過大，從而給農業可持續發展帶來沉重壓力。2）從人口質量方面看，農村男女的數量比例和受教育程度對農業可持續發展的影響較為復雜。農村男女比例失衡可能會造成農村勞動力數量降低，使農村社會生產力受到嚴重干擾，從而阻礙農業可持續發展。農村人口受教育程度是影響農業現代化水平和可持續發展的根本因素。農民受教育程度越高，其接受新鮮事物的速度越快，越有利于接納可持續發展的思想并落實于農業生產活動中，最終提高農業現代化水平。因而，筆者選取山東省農村人口自然增長率、人口密度、男女比例和農民受教育程度等作為人口子系統的評價指標。

2.2.2 資源子系統評價指標

資源可持續發展是農業可持續發展的核心問題，既強調資源占有量的可持續，也強調資源利用的可持續。1）從資源占有量方面看，農村地區人均耕地面積增加，表明土地得到了產業化、規模化發展，對資源的可持續起到正向的推動作用。2）從資源利用方面看，有效灌溉率和用水比重可以較好地衡量資源利用效率，灌溉率越高或用水比重越低，說明水資源得到了有效利用，農業現代化水平得到了提高。與此同時，農民的節水意識對資源的可持續發展起到重要作用，節水意識越強，說明農民發展可持續農業的意愿越強。因此，筆者選取山東省農村有效灌溉率、人均耕地面積、人均用水量、用水比重作為資源子系統的評價指標。

2.2.3 經濟子系統評價指標

農業可持續發展與農業經濟可持續發展關系密切，農業經濟的發展狀況主要通過農民人均GDP 體現，而經濟的總體效益增長則通過農村居民人均可支配收入體現，其中科技作為經濟發展的新動力，在農業可持續發展中發揮著重要作用。此外，農業經濟的穩定發展，離不開政府政策的加持，政府扶持力度越大，農業經濟的發展就越有保障。因此，筆者選取山東省農村人均糧食產量和單位播種面積農業產值間接反映農業科技的現狀，同時選取人均可支配收入、人均GDP、公共財政農業預算等作為經濟子系統的評價指標。

2.2.4 社會子系統評價指標

農業可持續發展需要社會提供穩定的發展環境，農村社會的可持續發展不僅需要重視農村發展的物質條件，還需要重視農民的生活質量。在物質條件上，當人均住房面積和移動電話擁有量增加時，說明農村居住條件和生活質量得到改善，農民社會生活的物質水平得到提高。同時，作為連接城鄉的橋梁和紐帶，農村公路路網密度的提高為農民的出行提供了便利，提高了農民生活質量。恩格爾系數可衡量農民生活質量，該系數越低，表明該地區越富裕，農民生活質量越高。當農民生活的高質量發展成為現實，同時農村的物質條件也更加豐富，這會在一定程度上增強農村社會的穩定性，更利于促進農業可持續發展。因此，筆者選取山東省農村人均住房建筑面積、平均每百戶移動電話擁有量、公路網密度、恩格爾系數等作為社會子系統的評價指標。

2.2.5 環境子系統評價指標

環境可持續發展是農業可持續發展的根本保障。對于環境而言，人們不僅要關注其污染程度，還要重視地區治理能力。在污染程度上，農藥化肥及農用塑料薄膜的過量使用不僅會造成土壤、水等受到污染，還會導致農產品品質下降，進而影響農業可持續發展。在治理能力上，水土流失治理面積已成為一個重要的衡量標準，治理面積越大，越有利于水土保持和減災防災，越有利于區域生態環境的改善，為今后農業的可持續發展奠定基礎。因此，筆者選取山東省農村農藥、化肥、塑料薄膜使用強度，水土流失治理面積，農業成災率等作為環境子系統的評價指標。

3 研究方法

本文采用熵值法對山東省農業可持續發展水平進行綜合評價。熵值法是一種客觀賦權法，可避免人為因素帶來的偏差，計算出來的結果相對準確。通過計算各指標的信息熵反映其相對變化程度對整體的影響，從而決定各指標的權重值，見表1。利用熵值法進行綜合評價的步驟如下。

表1 山東省農業可持續發展水平評價指標體系及權重

（續表1）

1）對指標數據進行無量綱化處理，正向指標xij（數值越高越好）及逆向指標x'ij（數值越低越好）具體計算公式分別為：

（1）（2）式中：xij表示第i個年份第j項指標的數值，x'ij表示指標數據無量綱化后的值，maxxj和minxj分別表示指標最大值和最小值。

2）計算第j項指標下第i年占該指標的比重pij，計算公式為

3）計算第j項指標的熵值ej，計算公式為

4）計算信息熵冗余度dj，計算公式為

5）計算各項指標的權值wj，計算公式為

6）設第i年下第j項指標值xij的評價值為fij，則fij=wj×x'ij。研究采用多層指標體系，因此需要計算出各子系統的評價得分情況，計算公式為

7）求出所有指標的權重之和E，各子系統對應的權重之和為Ei，則各子系統所占權重為Wk=Ei/E。因此，可持續發展水平綜合得分計算公式為

4 山東省農業可持續發展水平評價結果

運用上述研究方法，通過計算各項指標權重，得到山東省2013—2020年來農業可持續發展及其各子系統的發展水平。由表2 可知，2013—2020 年山東省農業可持續發展水平綜合得分不斷提高，從2013 年的0.034 376 增長到2020 年的0.211 564，年平均增長率達29.64%，農業可持續發展水平快速提高，可持續發展能力迅速增強。究其原因，環境子系統增長速度最快，社會子系統緊跟其后。環境子系統得分從2013年的0.000 030 快速增長到2020 年的0.295 460，由此可見，近年來山東省高度重視環境建設，強化“三農”可持續發展意識，加大農業資源和農村環境保護力度，對農業可持續發展起到促進作用。同時，社會子系統得分從2013 年的0.000 023 增長到0.207 554，表明政府近年來重點向農村傾斜，加大農村基礎設施建設和精神文明建設力度，以此為農業可持續發展奠定基礎。

表2 2013—2020年山東省農業可持續發展水平得分

4.1 人口系統可持續發展水平

由表2 可知，人口子系統得分從2013 年的0.108 716 增長到2020 年的0.117 400，年平均增長率為1.10%。人口子系統得分雖總體呈上升趨勢，但相對于其他子系統來說，增長趨勢緩慢。究其原因，人口自然增長率近幾年來雖不斷下降，但因人口基數較大，所以人口密度不斷增長，而人口密度過大會導致農業資源供應不足和環境污染治理困難等問題，在一定程度上減緩了農業可持續發展水平。同時，農村受教育人數增長緩慢，說明農民素質仍整體偏低，不易將可持續發展的思想落實于農業生產活動中。

4.2 資源系統可持續發展水平

由表2 可知，資源子系統得分從2013 年的0.028 737 增長到2020 年的0.228 350，年平均增長率為34.46%。從各方面數據來看，農業有效灌溉率逐年遞增，農業用水比重逐年下降，表明農業資源得到了科學合理配置，有效利用率得到提高，有利于形成集約高效的農業可持續資源利用方式。同時，人均用水量2013—2020年趨勢逐漸向好，說明人們將可持續發展意識落實于生活中，對農業可持續發展起到積極影響。但由于農村人口基數大，農村人均耕地面積增長緩慢，說明山東省在推動資源可持續發展時忽視了人口對資源所產生的壓力。

4.3 經濟系統可持續發展水平

由表2 可知，經濟子系統得分從2013 年的0.040 169 增長到2020 年的0.180 224，年平均增長率為23.92%。其中，農村居民人均可支配收入從10 687元增長到18 753 元，農村人均GDP 從8 124 元增長到10 627 元，整體農業經濟增長勢頭良好，農民生活水平日趨提高。這說明山東省近年來全面推進鄉村振興戰略，不斷深化農村經濟體制改革，為農業可持續發展提供經濟保障。同時，公共財政農業預算不斷增加，說明政府充分發揮財政職能作用，減輕農業生產經營負擔，為經濟可持續發展保駕護航。

4.4 環境系統可持續發展水平

由表2 可知，環境子系統得分自2015 年開始逐漸攀升，年增長率超越其他子系統，成為增長速度最快的子系統。農藥化肥、農用塑料薄膜使用強度大幅下降，說明山東省持續推動有機肥替代化肥縱向發展，逐漸開展綠色種養農業，走農業可持續發展道路。農業成災率從2013 年的13.3% 下降到2020 年的3.5%，自然災害發生頻率降低，同時水土流失治理面積逐年遞增，對當地水土保持和農業生產環境的改善非常有利。

4.5 社會系統可持續發展水平

由表2可知，社會子系統增長速度緊跟環境子系統，位居各子系統第2 名。農村人均住房面積從39.6 m2增長至43.4 m2；農村居民平均每百戶移動電話擁有量從199.5 部增長到231 部，表明農民生活的物質基礎得到了更好保障。同時農村恩格爾系數從31.9%降至29.4%，農民生活質量有所提高。與此同時，政府不斷加強農村基礎設施和公共服務體系建設，近年來山東省農村公路網密度不斷提高，公共基礎設施得到大幅改善，架起城鄉社會可持續發展的橋梁。此外，山東省為給農業可持續發展提供穩定的社會環境，努力縮小城鄉差距，不斷提高自身的城市化水平，堅持實現城市與農村、經濟與社會的協調穩定發展。

5 結論與建議

2013—2020 年，山東省農業可持續發展水平不斷提高，但各子系統的增長速度差異較大，環境和社會子系統分別位居第一和第二，人口子系統位于最后，各子系統的發展協調性仍有待提高。基于對各子系統的評價分析，兼顧山東省農業可持續發展的現狀，筆者提出以下4點建議。

1）完善生育政策，提高農民整體素質。山東省農村人口基數大、密度高，對農業可持續發展產生了一定壓力。因此，山東省應在堅持國家政策的前提下，促進農村人口總量適度增長，同時繼續重視農村基礎教育，加強農民職業教育培訓，并充分利用當前云計算、大數據、互聯網、智能裝備等現代信息技術，培養更加專業且有技術的新型職業農民。

2）發展農業科技，提高資源利用率。目前，山東省農村人均資源占有量不容樂觀。因此，山東省應在堅持國家生育政策的同時，加強農業科技的發展，提升資源占有量和利用率。同時，山東省應結合當地實際，注重學習和引進國內外同行業的先進農業技術并加以應用，加大對農業科研機構的投入和對農業科技人才的培養力度。例如，在農作物種植方面，利用大棚種植實現多季栽培，同時推廣間套復種技術，提高土地利用率；在水資源利用方面，繼續推廣噴灌、滴灌和微灌技術，促進實現可持續發展農業。

3）發展綠色農業，推動經濟綠色轉型。化肥農藥及塑料薄膜的過度使用會造成土壤污染、水土流失等問題，制約農業的可持續發展。因此，山東省應對農業投入結構進行相應的改善與調整，減少化肥農藥及塑料薄膜的使用，增加有機肥使用，同時充分發揮物聯網監測作用，提高綠色農業發展水平。另外，山東省應積極宣傳綠色食品，逐步打開綠色天然無公害食品的市場，不斷增加農民及相關產業收入，促進農村經濟綠色轉型。

4）完善農業相關法律，健全農村社會保障機制。山東省應加快完善與農業可持續發展相適應的法律法規，尤其是與環境治理及農業資源保護等有關的法律法規，嚴厲打擊農業資源環境違法行為。同時健全農村可持續發展投入保障體系，投資重點繼續向農業、農村傾斜，進一步完善農村水、路、電、氣等基礎設施，促進農房建設高質量發展，改善農村人居環境，不斷推動農村可持續發展。