基于熵值法的山东省农业可持续发展水平评价与分析

陈 璐

（烟台大学经济管理学院，山东烟台 264005）

传统的农业发展模式已严重制约我国现代农业的发展，同时影响农业的可持续发展。近年来，我国大力实施乡村振兴战略，同时开始逐渐推广和普及农业可持续发展的相关概念，对可持续农业的含义有了进一步理解。在农业现代化发展过程中，农业可持续发展具有非常重要的战略意义，其主要是指农业资源得到可持续使用，农业经济效益和生态效益得到持续提高。2015 年，原农业部、发改委等八部委联合出台我国首个农业可持续规划——《全国农业可持续发展规划（2021—2021）》，提出农业关乎国家食物安全、资源安全和生态安全，大力推动农业可持续发展是实现“五位一体”战略布局、建设美丽中国的必然选择，是中国特色新型农业现代化道路的内在要求；2020 年中央一号文件提出一系列促进农业可持续发展的行动，如深入开展农药化肥减量、加强农膜污染治理等；2022 年中央一号文件提出绿色、系统、高效发展，构建良好的生态环境，推动农业可持续发展。

1 研究背景

农业可持续发展不仅受到各级政府的广泛关注，也是一个重要的学术研究领域。作为一个长期的研究热点，不同学者在农业可持续发展评价维度、指标体系确定及研究方法选取上有着一定的差异性。但从总体上看，目前主要采用定量研究的方法对农业可持续发展进行研究，并在评估过程中运用多种研究方法完成相关评价指标体系的建设。

1）关于评价维度，学者们一般从国家维度、省级维度及市级维度展开研究。例如，段妍磊从省级层面对河北省农业可持续发展展开分析[1]；王惟帅等从市级层面对成都市农业可持续发展进行综合评价分析[2]；周应华等通过对美国农业可持续发展进行研究，并总结了经验教训[3]；王艺洁等从国家层面对我国农业可持续发展进行研究[4]。2）1992年联合国环境发展大会召开之后，学术界开始广泛讨论关于农业可持续发展评价指标的制定及完善，但由于研究者的研究重点不同，目前尚未完全建立起统一的评价指标体系。虽然标准尚未统一，但学者们从不同角度出发，对农业可持续发展评价指标体系进行了进一步完善与架构。目前，国外学者采用的农业可持续发展评价体系有压力-状态-响应（Pressure-State-Response，PSR）模型、驱使力-状态-响应（Driving force-State-Response，DSR）模型及环境问题科学委员会提出的可持续发展体系等，而国内则主要从人口、资源、社会及经济等4 大维度对农业可持续发展进行评价。3）在研究方法的选择上，目前广泛使用的方法有主成分分析法、欧式距离法及熵值法。例如，许信旺利用层次分析法和综合评价法对安徽省农业可持续发展进行研究评价[5]；张丽等利用主成分分析法对河南省农业可持续发展及构建的4 个子系统的协调度发展趋势进行评价[6]；袁久和等利用熵值法对湖南省农业可持续发展进行研究[7]；叶文辉等利用数据包络分析方法（Data Envelopment Analysis，DEA）对云南省及其下辖的16 个市（州）进行综合评估[8]；杨世琦利用欧氏距离法，选取2000—2012年宁夏吴忠市农业可持续相关数据开展实例验证[9]；毛小报等利用灰色关联分析法，根据宏观统计数据，从动态和静态两个视角对浙江省农业可持续发展展开研究[10]。

综上所述，不同学者对各地区的农业可持续发展运用不同的数学方法和不同的评价体系进行了较为深入的研究，为推进农业可持续发展作出了一定的贡献。山东省作为我国重要的农业大省之一，不仅是脱贫攻坚的主战场，还是实施乡村振兴战略的主要基地，其农业发展情况可以看作是我国农业发展的缩影。但目前学者们对于山东省农业可持续发展的定量研究较少，且评价方法存在一定的缺陷和不足，指标体系也不够完善[11-13]。为更好地促进山东省乡村振兴及“三农”问题的有效解决，笔者以山东省为研究对象，从人口、资源、经济、环境及社会5 个方面，基于熵值法对其2013—2020年的农业可持续发展进行评价与分析。

2 农业可持续发展的内涵及评价指标体系的构建

2.1 农业可持续发展的内涵

农业可持续发展是指既要满足当代人的发展需要，又不损害后代人发展所需要的资源和环境。在这个过程中，人们要注重机制与技术变革，保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，并通过应用相关技术，制定经济可行和社会接受度更高的农业发展战略。

2.2 评价指标体系的构建

为准确评估2013—2020年山东省农业可持续发展水平的动态变化，笔者在设置各类评价指标时，根据全面性、科学性和数据可获得性原则，结合农业可持续发展的内涵，同时借鉴学术界已有的研究成果，构建了山东省农业可持续发展水平评价的层次结构模型，包含人口、资源、经济、环境和社会5 个系统。构建该指标体系的基本逻辑如下所述。

2.2.1 人口子系统评价指标

人口可持续发展是农业可持续发展的前提条件，人口从数量和质量两方面对农业可持续发展产生深远影响。1）从数量方面看，农村人口基数大且人口密度过高，再加之农村地区基础设施建设不完善，会加重农村环境污染治理任务的艰巨性，造成农村地区资源环境承载力过大，从而给农业可持续发展带来沉重压力。2）从人口质量方面看，农村男女的数量比例和受教育程度对农业可持续发展的影响较为复杂。农村男女比例失衡可能会造成农村劳动力数量降低，使农村社会生产力受到严重干扰，从而阻碍农业可持续发展。农村人口受教育程度是影响农业现代化水平和可持续发展的根本因素。农民受教育程度越高，其接受新鲜事物的速度越快，越有利于接纳可持续发展的思想并落实于农业生产活动中，最终提高农业现代化水平。因而，笔者选取山东省农村人口自然增长率、人口密度、男女比例和农民受教育程度等作为人口子系统的评价指标。

2.2.2 资源子系统评价指标

资源可持续发展是农业可持续发展的核心问题，既强调资源占有量的可持续，也强调资源利用的可持续。1）从资源占有量方面看，农村地区人均耕地面积增加，表明土地得到了产业化、规模化发展，对资源的可持续起到正向的推动作用。2）从资源利用方面看，有效灌溉率和用水比重可以较好地衡量资源利用效率，灌溉率越高或用水比重越低，说明水资源得到了有效利用，农业现代化水平得到了提高。与此同时，农民的节水意识对资源的可持续发展起到重要作用，节水意识越强，说明农民发展可持续农业的意愿越强。因此，笔者选取山东省农村有效灌溉率、人均耕地面积、人均用水量、用水比重作为资源子系统的评价指标。

2.2.3 经济子系统评价指标

农业可持续发展与农业经济可持续发展关系密切，农业经济的发展状况主要通过农民人均GDP 体现，而经济的总体效益增长则通过农村居民人均可支配收入体现，其中科技作为经济发展的新动力，在农业可持续发展中发挥着重要作用。此外，农业经济的稳定发展，离不开政府政策的加持，政府扶持力度越大，农业经济的发展就越有保障。因此，笔者选取山东省农村人均粮食产量和单位播种面积农业产值间接反映农业科技的现状，同时选取人均可支配收入、人均GDP、公共财政农业预算等作为经济子系统的评价指标。

2.2.4 社会子系统评价指标

农业可持续发展需要社会提供稳定的发展环境，农村社会的可持续发展不仅需要重视农村发展的物质条件，还需要重视农民的生活质量。在物质条件上，当人均住房面积和移动电话拥有量增加时，说明农村居住条件和生活质量得到改善，农民社会生活的物质水平得到提高。同时，作为连接城乡的桥梁和纽带，农村公路路网密度的提高为农民的出行提供了便利，提高了农民生活质量。恩格尔系数可衡量农民生活质量，该系数越低，表明该地区越富裕，农民生活质量越高。当农民生活的高质量发展成为现实，同时农村的物质条件也更加丰富，这会在一定程度上增强农村社会的稳定性，更利于促进农业可持续发展。因此，笔者选取山东省农村人均住房建筑面积、平均每百户移动电话拥有量、公路网密度、恩格尔系数等作为社会子系统的评价指标。

2.2.5 环境子系统评价指标

环境可持续发展是农业可持续发展的根本保障。对于环境而言，人们不仅要关注其污染程度，还要重视地区治理能力。在污染程度上，农药化肥及农用塑料薄膜的过量使用不仅会造成土壤、水等受到污染，还会导致农产品品质下降，进而影响农业可持续发展。在治理能力上，水土流失治理面积已成为一个重要的衡量标准，治理面积越大，越有利于水土保持和减灾防灾，越有利于区域生态环境的改善，为今后农业的可持续发展奠定基础。因此，笔者选取山东省农村农药、化肥、塑料薄膜使用强度，水土流失治理面积，农业成灾率等作为环境子系统的评价指标。

3 研究方法

本文采用熵值法对山东省农业可持续发展水平进行综合评价。熵值法是一种客观赋权法，可避免人为因素带来的偏差，计算出来的结果相对准确。通过计算各指标的信息熵反映其相对变化程度对整体的影响，从而决定各指标的权重值，见表1。利用熵值法进行综合评价的步骤如下。

表1 山东省农业可持续发展水平评价指标体系及权重

（续表1）

1）对指标数据进行无量纲化处理，正向指标xij（数值越高越好）及逆向指标x'ij（数值越低越好）具体计算公式分别为：

（1）（2）式中：xij表示第i个年份第j项指标的数值，x'ij表示指标数据无量纲化后的值，maxxj和minxj分别表示指标最大值和最小值。

2）计算第j项指标下第i年占该指标的比重pij，计算公式为

3）计算第j项指标的熵值ej，计算公式为

4）计算信息熵冗余度dj，计算公式为

5）计算各项指标的权值wj，计算公式为

6）设第i年下第j项指标值xij的评价值为fij，则fij=wj×x'ij。研究采用多层指标体系，因此需要计算出各子系统的评价得分情况，计算公式为

7）求出所有指标的权重之和E，各子系统对应的权重之和为Ei，则各子系统所占权重为Wk=Ei/E。因此，可持续发展水平综合得分计算公式为

4 山东省农业可持续发展水平评价结果

运用上述研究方法，通过计算各项指标权重，得到山东省2013—2020年来农业可持续发展及其各子系统的发展水平。由表2 可知，2013—2020 年山东省农业可持续发展水平综合得分不断提高，从2013 年的0.034 376 增长到2020 年的0.211 564，年平均增长率达29.64%，农业可持续发展水平快速提高，可持续发展能力迅速增强。究其原因，环境子系统增长速度最快，社会子系统紧跟其后。环境子系统得分从2013年的0.000 030 快速增长到2020 年的0.295 460，由此可见，近年来山东省高度重视环境建设，强化“三农”可持续发展意识，加大农业资源和农村环境保护力度，对农业可持续发展起到促进作用。同时，社会子系统得分从2013 年的0.000 023 增长到0.207 554，表明政府近年来重点向农村倾斜，加大农村基础设施建设和精神文明建设力度，以此为农业可持续发展奠定基础。

表2 2013—2020年山东省农业可持续发展水平得分

4.1 人口系统可持续发展水平

由表2 可知，人口子系统得分从2013 年的0.108 716 增长到2020 年的0.117 400，年平均增长率为1.10%。人口子系统得分虽总体呈上升趋势，但相对于其他子系统来说，增长趋势缓慢。究其原因，人口自然增长率近几年来虽不断下降，但因人口基数较大，所以人口密度不断增长，而人口密度过大会导致农业资源供应不足和环境污染治理困难等问题，在一定程度上减缓了农业可持续发展水平。同时，农村受教育人数增长缓慢，说明农民素质仍整体偏低，不易将可持续发展的思想落实于农业生产活动中。

4.2 资源系统可持续发展水平

由表2 可知，资源子系统得分从2013 年的0.028 737 增长到2020 年的0.228 350，年平均增长率为34.46%。从各方面数据来看，农业有效灌溉率逐年递增，农业用水比重逐年下降，表明农业资源得到了科学合理配置，有效利用率得到提高，有利于形成集约高效的农业可持续资源利用方式。同时，人均用水量2013—2020年趋势逐渐向好，说明人们将可持续发展意识落实于生活中，对农业可持续发展起到积极影响。但由于农村人口基数大，农村人均耕地面积增长缓慢，说明山东省在推动资源可持续发展时忽视了人口对资源所产生的压力。

4.3 经济系统可持续发展水平

由表2 可知，经济子系统得分从2013 年的0.040 169 增长到2020 年的0.180 224，年平均增长率为23.92%。其中，农村居民人均可支配收入从10 687元增长到18 753 元，农村人均GDP 从8 124 元增长到10 627 元，整体农业经济增长势头良好，农民生活水平日趋提高。这说明山东省近年来全面推进乡村振兴战略，不断深化农村经济体制改革，为农业可持续发展提供经济保障。同时，公共财政农业预算不断增加，说明政府充分发挥财政职能作用，减轻农业生产经营负担，为经济可持续发展保驾护航。

4.4 环境系统可持续发展水平

由表2 可知，环境子系统得分自2015 年开始逐渐攀升，年增长率超越其他子系统，成为增长速度最快的子系统。农药化肥、农用塑料薄膜使用强度大幅下降，说明山东省持续推动有机肥替代化肥纵向发展，逐渐开展绿色种养农业，走农业可持续发展道路。农业成灾率从2013 年的13.3% 下降到2020 年的3.5%，自然灾害发生频率降低，同时水土流失治理面积逐年递增，对当地水土保持和农业生产环境的改善非常有利。

4.5 社会系统可持续发展水平

由表2可知，社会子系统增长速度紧跟环境子系统，位居各子系统第2 名。农村人均住房面积从39.6 m2增长至43.4 m2；农村居民平均每百户移动电话拥有量从199.5 部增长到231 部，表明农民生活的物质基础得到了更好保障。同时农村恩格尔系数从31.9%降至29.4%，农民生活质量有所提高。与此同时，政府不断加强农村基础设施和公共服务体系建设，近年来山东省农村公路网密度不断提高，公共基础设施得到大幅改善，架起城乡社会可持续发展的桥梁。此外，山东省为给农业可持续发展提供稳定的社会环境，努力缩小城乡差距，不断提高自身的城市化水平，坚持实现城市与农村、经济与社会的协调稳定发展。

5 结论与建议

2013—2020 年，山东省农业可持续发展水平不断提高，但各子系统的增长速度差异较大，环境和社会子系统分别位居第一和第二，人口子系统位于最后，各子系统的发展协调性仍有待提高。基于对各子系统的评价分析，兼顾山东省农业可持续发展的现状，笔者提出以下4点建议。

1）完善生育政策，提高农民整体素质。山东省农村人口基数大、密度高，对农业可持续发展产生了一定压力。因此，山东省应在坚持国家政策的前提下，促进农村人口总量适度增长，同时继续重视农村基础教育，加强农民职业教育培训，并充分利用当前云计算、大数据、互联网、智能装备等现代信息技术，培养更加专业且有技术的新型职业农民。

2）发展农业科技，提高资源利用率。目前，山东省农村人均资源占有量不容乐观。因此，山东省应在坚持国家生育政策的同时，加强农业科技的发展，提升资源占有量和利用率。同时，山东省应结合当地实际，注重学习和引进国内外同行业的先进农业技术并加以应用，加大对农业科研机构的投入和对农业科技人才的培养力度。例如，在农作物种植方面，利用大棚种植实现多季栽培，同时推广间套复种技术，提高土地利用率；在水资源利用方面，继续推广喷灌、滴灌和微灌技术，促进实现可持续发展农业。

3）发展绿色农业，推动经济绿色转型。化肥农药及塑料薄膜的过度使用会造成土壤污染、水土流失等问题，制约农业的可持续发展。因此，山东省应对农业投入结构进行相应的改善与调整，减少化肥农药及塑料薄膜的使用，增加有机肥使用，同时充分发挥物联网监测作用，提高绿色农业发展水平。另外，山东省应积极宣传绿色食品，逐步打开绿色天然无公害食品的市场，不断增加农民及相关产业收入，促进农村经济绿色转型。

4）完善农业相关法律，健全农村社会保障机制。山东省应加快完善与农业可持续发展相适应的法律法规，尤其是与环境治理及农业资源保护等有关的法律法规，严厉打击农业资源环境违法行为。同时健全农村可持续发展投入保障体系，投资重点继续向农业、农村倾斜，进一步完善农村水、路、电、气等基础设施，促进农房建设高质量发展，改善农村人居环境，不断推动农村可持续发展。