基于AHP的生态养殖业可持续发展指标权重实证研究

李 铭 彭荔红



基于AHP的生态养殖业可持续发展指标权重实证研究

李 铭 彭荔红

厦门大学

根据永安市养殖业循环经济发展的需要，该文在永安市生态养殖业可持续发展指标体系基础上，采用层次分析法（AHP）对指标权重进行分析，建立判断矩阵，并对指标权重进行计算分析。依据指标权重，为提升永安市生态养殖业可持续发展综合能力提供科学依据。

层次分析法 养殖业 可持续发展 指标权重

随着我国人民生活水平的提高，畜禽产品需求量在不断增加，生产规模不断扩大，集约化程度越来越高，养殖业带来的环境问题也越显突出，目前已成为农村面源污染的主要来源，副产品不能得到有效利用，造成了生态破坏、农产品质量下降等负面影响。

对于生态养殖业可持续发展综合能力的评价，目前还没有学者提出完善的评价方法。本文在永安市生态养殖可持续发展评价指标体系的基础上，基于层次分析法对指标权重进行分析，建立判断矩阵和计算指标权重。依据该指标权重，为增强养殖业可持续发展综合能力提供科学依据。

1 层次分析法简介

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）是美国运筹学家T.L.Saaty教授于20世纪70年代初期提出的一种简便、灵活而又使用的多准则决策方法，它是一种定性和定量相结合、系统化、层次化的分析方法，它把一个复杂问题分解组成因素，并按照支配关系形成层次结构，然后应用两两比较的方法确定决策方案的相对重要性。

AHP基本思想为：根据问题的性质和要达到的目标，将问题按层次分解成各个组成因素；再将这些因素按支配关系分组形成有序的递阶层次结构；对同一层次内因素的重要性，既要考虑本层次，又要考虑到上一层次的权重因子；逐层计算，进行排序、决策。AHP体现了人们进行决策思维的基本特征：分解、判断、综合，它可以将人的主观判断用数量形式进行表达的处理，也可以提出人们对某类问题的主观判断前后是否矛盾，是目前系统工程处理定性和定量相结合问题简单易行而行之有效的一种方法[1-2]。

运用层次分析法一般包括如下几个步骤：①分析系统中各因素之间的关系，建立系统的递阶层次结构；②对同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较判断评分，逐层构造两两比较判断矩阵；③由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重；④计算各层元素对于系统目标的合成权重；⑤一致性检验，检验判断矩阵是否偏离了一致性。

2 建立指标体系的权重判断矩阵

根据永安市生态养殖业可持续发展能力评价指标体系[3]，如表1。

表1 生态养殖业可持续发展综合能力指标体系一览表

由表1可知，该体系的基本框架包括三个层次，即目标层、功能层和指标层。

根据层次分析法的基本思想和分析步骤，下层指标对上一层评价准则的影响重要程度，下一层内的同一层诸因素按1～9比例标度两两比较，构建两两判断矩阵，建立生态养殖业可持续发展综合能力指标体系的递阶层次结构，最终构成4个大类指标（B1、B2、B3、B4）对于总目标层A的权重判断矩阵（A—B）；24个单项指标C1至C24各自对于的分类Bi的权重判断矩阵（Bi—C），判断矩阵如表2～表6所示。

表2 总目标（A-B1-4）权重判断矩阵

表3 生态效益（B1-C1-7）权重判断矩阵

表4 经济效益（B2-C8－15）权重判断矩阵

表5 社会效益（B3-C16－21）权重判断矩阵

表6 外环境支持系统（B4-C25－28）权重判断矩阵

3 权重计算和一致性检验

下面计算权重判断矩阵的相对权重向量ω、最大特征根λmax。以总目标（A-B1-4）为例，给出具体计算过程。

3.1 计算判断矩阵D中每一行元素的乘积Mi

M1=1×2×2×1＝4

M2=1/2×1×1×1/2=1/4

M3=1/2×1×1×1＝1/2

M4=1×2×1×1=2

3.2 乘积分别开n次方

W1=(4)1/4=1.414

W2=(1/4)1/4=0.707

W3=(1/2)1/4=0.841

W4=(2)1/4=1.189

3.3 计算相对权重向量ω

ω1=1.414/(1.414+0.707+0.841+1.189)=0.341

ω2=0.707/(1.414+0.707+0.841+1.189)=0.170

ω3=0.841/(1.414+0.707+0.841+1.189)=0.203

ω4=1.189/(1.414+0.707+0.841+1.189)=0.286

则特征向量ω=（0.341，0.170，0.203，0.286）T

3.4 计算最大特征根λmax

=（1/4）×（1.373/0.341+0.687/0.170+0.830/0.203+1.170/0.286）

=4.062

同理可得其他矩阵特征向量ω和最大特征根λmax：

B1-C1-7：

ω=（0.138, 0.125, 0.125, 0.138, 0.125, 0.226, 0.125）T

λmax＝7.206；

B2-C8－15：

ω=（0.142,0.155, 0.077, 0.077, 0.084, 0.155, 0.155, 0.155）T

λmax＝8.046；

B3-C16－21：

ω=（0.212，0.212，0.238，0.102，0.111，0.125）T

λmax＝6.392；

B4-C22－24：

ω=（0.333，0.333，0.333）T

λmax＝3.000

3.5 一致性检验

根据以上公式，计算随机一致性比例C.R.，并进行检验。具体计算如下：

A-B层：

C.I.＝（λmax－n）/(n-1) =(4.062-4)/(4-1)=0.021

C.R.= C.I./R.I.=0.021/0.89=0.024 其中R.I.＝0.89

同理可得：

B1-C1-9： C.I.=0.034，R.I.=1.36，C.R.=0.025；

B2-C10－18：C.I.=0.007，R.I.=1.41，C.R.=0.005；

B3-C19－24：C.I.=0.078，R.I.=1.26，C.R.=0.062；

B4-C25－28：C.I.=0.000，R.I.=0.52，C.R.=0.000；

计算结果表明： C.R.均小于0.1，因此各层次判断矩阵均具有满意的一致性。

4 结论及讨论

对永安市生态养殖可持续发展指标体系的各项指标权重进行计算分析，各指标权重值如表7所示。

表7 永安市生态养殖业可持续发展指标权重值一览表

在生态效益指标中，C6指标占得权重较大，说明应主要通过提高永安本土代表性禽养饲料报酬率，以提高养殖业可持续发展的生态效益，增强当地养殖户的生态养殖积极性。

在经济效益指标中，C9、C13、C14、C15指标权重较大，说明应主要通过提高农村养殖业收入、提高养殖业中的无公害食品产量及认证比率，以提高经济效益。各项指标反馈的结果在当地经济发展规划中，应重点提高农村养殖户的收入，在产品需求中，提供无公害畜禽类食品及实行规范化管理的养殖企业比较容易得到市场的青睐。

在社会效益指标中，C18指标占得权重较大，说明应主要通过提高养殖企业与河流的距离以提高社会效益，该指标反映出当地养殖业企业对当地水体、生态环境产生的影响较大，将企业迁移离岸，将有助于提高社会的生态环境。

指标C22、C23、C24对永安市生态养殖业可持续发展综合能力影响均占同样的比重，由此说明，永安市需要加大对养殖业外环境的改造投入，以进一步改善城市生态环境。

综上，依据各项指标权重值的不同，为增强永安当地养殖业可持续发展综合能力提供科学依据，提高可持续发展能力需解决目前农村的面源污染，提高养殖业副产品的利用率，完善当地生态环境，提高畜禽养殖产品的质量等措施。

[1] 王莲芬等.层次分析法引论[M].北京：中国人民大学出版社,1990.

[2] 李学平.层次分析法求指标权重的标度方法的探讨[J].北京邮电大学学报, 2001,3（1）：25－27.

[3] Lihong PENG et al.Design of Evaluation Index System of Ecological Livestock Breeding Industry Based on Sustainable Development[C].2010 International Conference on E-Product, E-Service and E-Entertainment（ICEEE）,Volume 8：5347-5350.