我国数字型生态农业发展水平测度

王文静

（辽宁大学经济学院 辽宁，沈阳 110036）

引言

近代以来，石油农业兴起，化肥等化学制品的应用开始普及，这使得在粮食产量增加的同时也产生了严重的环境问题。2017年全年我国废水排放量累计为6996610万吨，同年的环境治理总投资达到9539亿元，环境问题严重制约着我国农业的发展。并且，化肥等化学制品的投入带来的粮食产量的增加低于预期，2019年我国的化肥施用量为5403.6万吨，相较于1994年增加了63%，而同年段我国的粮食产量仅仅增加了49%，若想解决农业发展面临的环境问题就必须走农业的绿色发展道路，党和国家也意识到了这个问题的重要性，在各年的一号文件中多次提到了农业的绿色发展，并且在“十四五”规划中明确指出推进农业绿色转型，加强产地环境治理保护。生态农业以其循环与绿色的发展理念与优势，成为了解决农业发展面临的环境问题的有效途径之一。

不过，利用生态农业的发展模式虽然可以实现农业的持续发展，但是产量的下降直接影响生态农业发展规模，进而导致农民的收入水平下降，因此必须从其他方面寻找农业发展的增长点弥补放弃化肥使用带来的损失，才有可能实现在保护环境的前提下促进农业的持续发展。随着数字技术的崛起，农业发展的增长点有了新的变化，数字技术在农业领域的应用可以在生产效率、销售效率、产品宣传等诸多方面为农业发展培养新的增长点。因此，为了实现农业的发展，数字技术在生态农业领域的应用势在必行。

1 文献综述

叶谦吉等[1]将生态农业发展模式引入我国后，生态农业便成为了学术界研究的热门对象。与石油农业相反，生态农业强调的不再是对于产量的一味追求，而是人与自然的和谐共生，即在不破坏环境的基础上实现产量的最大化，生态农业的诞生是人类对于自然环境认识的一大进步。

目前，学术界对于生态农业的研究主要集中在以下几个方面：第一方面是生态农业的发展模式，周晴等[2]提出，早在我国古代人们就开始讲究物种的搭配与布局，创造出间作、混作、套种等多层次的栽培制度。在现代发展中，我国生态农业的发展在借鉴古代模式的基础上，也开发出来了很多新的发展模式，如刘兴，王启云[3]所研究的生物能多层次再生利用模式、庭院模式等模式；刘刚，张春艳[4]所提出的城镇近郊多功能都市生态农业、农产品主产区规模化生态农业等发展模式。第二方面是生态农业的技术，卞有生[5]认为农业生态工程是实施生态农业建设的技术手段，而当前我国的农业生态工程主要有物质能量多层分级利用系统型等10 种。骆世明[6]认为技术体系主要有农业环境综合整治技术、农业资源的保护与增殖技术等。第三个方面是生态农业发展遇到的问题，早在本世纪初，伍世良等[7]就提出了对于发展中国生态农业的思考，认为中国的生态农业建设存在着经济规模大小、农民的接受程度、产品问题、资金问题和可持续发展方向等五个方面的问题，最重要的在于生态农业的发展如何形成资金的良性循环而不是仅仅依靠外部输血实现发展。

无论是对于生态农业还是对于数字农业，相关学者都进行了深入的研究，并且取得了丰硕的成果，但是对于数字技术在生态农业领域应用的相关研究较少。数字型生态农业不同与数字农业本身，数字型生态农业是利用数字技术推动生态农业发展，具有生态农业的一般属性，即对于环境的保护以及对于资源的最大化利用的追求等。虽然，数字技术的利用可以通过对灌溉、施肥等过程进行科学把控，以此达到节约资源、保护环境的目的，但是数字型生态农业的不同之处是以保护环境为前提进行的农业生产，而非把环境保护作为农业发展的结果。在不破坏环境的前提下，数字型生态农业强调充分利用数字技术串联以物质循环为代表的自然生产关系，最大化一切生产资源的利用效率，以此实现农业的发展。其与传统的生态农业模式相比，数字型生态农业的优势主要体现在数字技术的利用和数据的生产要素化，以此达到了传统生态农业难以达到的效率，实现了生态农业的跨越式发展。

通过以上分析不难看出，数字型生态农业与传统的生态农业和数字农业本身既有区别又有联系，是基于数字技术利用的现代生态农业。不过，虽然有学者对于数字技术在生态农业领域的应用做过部分研究，如尚杰等[8]对于区块链与生态农业的结合进行了相关研究，但是并没有学者真正提出数字型生态农业这个概念，相关方面的研究也较为薄弱。基于此，本文对数字型生态农业进行定义，从5 个维度选取23 个指标，利用熵值法对我国2010—2019年数字型生态农业的发展程度进行测度，并且针对研究结果，提出相应的政策建议。

2 研究方法和指标体系

数字型生态农业，即以数字技术为载体，以数据为生产要素，以市场技术为导向，以可持续发展为前提，形成完整产业链的现代生态农业。随着数字技术的发展，数据作为一种推动农业发展的生产要素成为了现实。作为生产要素的数据分为生产过程数据和销售过程数据，生产过程数据即是通过数字化设备对生产过程进行科学监测，进而最大化的提高生态农业的生产效率。而销售数据则是通过大数据对消费者的需求进行即时把控，减少因信息不对称而带来的损失，提高销售效率。可以看出，通过发展数字型生态农业，即可以利用传统的绿色发展模式生态农业的优势，通过减少化肥利用保护生态环境，并且最大程度的提高资源的利用效率。同时，可以发挥数据作为生产要素的优越性，弥补传统生态农业规模的局限性，最大程度的提高农业发展的生产和销售效率，使得在保护环境的前提下实现农业的持续发展成为了现实，因此数字型生态农业的研究对我国的生态农业的发展取得进一步突破具有极其重要的意义。本文采用熵值法对数字型生态农业的发展水平进行测算，具体测算过程如下：

2.1 无量纲化处理

对不同属性的指标运用极值法消除差异，避免因数据属性不同带来的影响，以此确保数据的有效性。其中，对于正向指标与负向指标的处理有所差异，具体如下：

2.1.1 正向指标处理

2.1.2 负向指标处理

（1）、（2）公式得出的值是无量纲化后的正负指标数值，其中i代表年份，j代表第j项指标，n为指标数。但是部分指标在无量纲化的过程中可能会出现0的数值，无法实现计算的有效性。因此，为了避免0 的出现，采取平移的处理方法。平移后的结果如（3）所示，其中v等于0.01。

2.2 熵值法计算

2.2.1 确定第i年第j项指标的指标比重

2.2.2 熵值计算

计算第j项指标的熵值，并且有k=1/lnm，其中m为评价年数。熵值越小，指标的信息效用值越大，该指标就越重要。具体公式如下所示：

2.2.3 计算第j项的差异系数

2.2.4 计算各指标的权重

2.2.5 计算各年份数字型生态农业发展水平的综合得分

3 指标构建与权重计算

3.1 指标体系构建

诸多学者都从不同的角度对生态农业的发展进行过评价分析，但是总体来说评价方向大致可分为三个方面，即经济效应、生态效应以及社会效应，如姚永鹏，罗冰凌[9]通过构建涵盖经济效益、生态效益和社会效益的16 项指标对甘肃省生态农业的绩效进行了分析评价。数字型生态农业在本质上仍属于生态农业的范畴，因此沿用相关学者的观点，在评价数字型生态农业的指标中选择了经济效应、生态效应和社会效应。不过，不同于传统生态农业的发展模式，对于数字型生态农业的发展在很大程度上要考虑数字技术的利用程度，因为数字技术在我国农村的应用并不算广泛，因此数字技术的发展环境、发展基础在很大程度上影响着数字型生态农业的发展程度。

综上所述，在借鉴陈培彬和张鸿等[10，11]学者指标的基础上，从生态效益、经济效益、社会效益、数字技术发展基础和数字技术发展环境五个方面构建了23个指标对我国数字型生态农业的发展水平进行评价，具体指标见表1。

其中，粮食单产=全年粮食总产量/粮食作物实际占用面积；农业产值增长率=农业产值增量/上一年农业产值总量×100%；农村居民恩格尔系数=农村居民食品消费支出/个人消费总支出；城乡收入比=城市居民人均收入/农村居民人均收入。

3.2 权重计算

数据主要来自2010—2019年《中国统计年鉴》和《中国农业统计年鉴》，部分数据由公式测算得出，用表1中的指标对中国数字型生态农业的发展水平进行测算与评价，结果如表2所示：

表2 数字型生态农业评价指标权重计算结果

各个指标权重测算结果如表2 所示。由表2 可得，权重数值大于0.07 的指标有3 个，分别是电信业务总量、二氧化硫排放量和森林覆盖率，其中电信业务总量权重数值最大，为0.0971。权重数值小于0.03 的指标有6 个，分别是粮食单产、人口自然增长率、农林牧渔总产值、农业机械总动力、第一产业就业人口比重和移动电话机容量，其中粮食单产权重数值最小，为0.021。

4 数字型生态农业发展水平测算

依据上文的研究方法，首先对我国2010—2019年的数字型生态农业的整体得分进行分析，其次分别对各一级指标二级指标的得分进行分析，具体分析过程如下：

从表3的指标测算来看，我国数字型生态农业发展时有波动，但是整体上呈上升趋势。2010年的综合评价得分为0.2029，2019年上升为0.8863，年均上升0.06834。期间，综合评价数值在2012年有大幅度下降，达到了10年中最低的0.2251，之后的年份均呈上升趋势。总体来看，综合评价数值变化趋势呈‘√’型。

表3 数字型生态农业综合和一级指标测算结果

从表3的一级指标来看，五个一级指标均呈不同程度的上升趋势，具体来看，数字技术发展环境指标由2010年的0.0021 上升到2019年的0.2242，年均上升0.02032，为最大年均增长。经济效益由2010年的0.057 上升到2019年的0.11，年均上升0.0053，为最小年均增长。其他三个指标年均增长排序依次为数字技术发展基础、生态效益和社会效益，年均增长分别为0.01934、0.01583 和0.0075。其中，只有数字技术发展基础指标总体呈上升趋势，其他一级指标都有不同程度的波动。

生态效益指标在2010—2011年、2013—2015年、2016—2019年间呈现上升趋势，其他年份呈现下降趋势。经济效益指标在2010—2011年、2012—2013年、2014—2019年间呈现上升趋势，其他年份呈现下降趋势。社会效益指标在2010—2011年、2012—2015年、2016—2017年、2018—2019年间呈现上升趋势，其他年份呈现下降趋势。数字技术发展环境指标2010—2015年、2016—2019年呈上升趋势，其他年份呈现下降趋势。总的来看，生态效益指标、经济指标和社会指标波动幅度较大，数字技术发展环境指标波动幅度较小，总体保持稳定增长。

5 结语

5.1 结论

本文在参考相关学者研究的基础之上，构建了我国数字型生态农业发展水平评级体系，并利用我国2010—2019年数据，采用熵值法对我国数字型生态农业进行评价，得出以下结论：2010年以来，我国数字型生态农业发展水平经历了一个先降后升的发展过程，总体上呈现上升趋势；五个一级指标整体上呈现上升趋势，发展势头良好，其中数字技术发展环境为最大年均增长，经济效益为最小年均增长。

5.2 政策建议

5.2.1 减少化学投入，提高生态效益

数字型生态农业作为生态农业的新型发展方式，仍然具有生态效益的一般属性。应从减少化学投入入手，提升数字型生态农业发展的整体生态效益，主要包括减少化肥、农膜以及农药等化学制品的使用量。化学制品投入减少的最大阻力来自于生产效率的缺失，而数字型生态农业中的数字技术是提升生态农业生产效率的关键因素。因此应积极推广数字技术在生态农业领域的应用，科学监控农作物的生长过程，最大限度提升对于自然资源的利用程度，提高农作物的生长效率，在此基础上逐步减少对于化学投入的依赖程度，提高农业发展的整体生态效益。

5.2.2 加强科技投入，提高农产品附加值

随着耕地的减少，生产要素向二三产业的转移，农业产值增长率的减少是必然的。一方面，应该进一步加强对于农业生产的科技创新的投入，提高农业科技利用率，进而通过科技的带动作用，提高农业产值。另一方面，应该吸引生产要素向农业领域转移，打造数字型生态农业等高附加值的农业生产模式，同时，配套以完善的产业链，推动一二三产业的结合发展。

5.2.3 落实分配政策，提高人民消费品质追求

消费者收入的高低很大程度上决定了其对于消费质量水平的需求程度，只有当消费者对于消费品的质量有一个高要求时，才会推动生产者对于产品转型升级，提高产品质量。因此，应该加强落实收入分配政策，释放消费者的购买能力，激发消费者对于农业产品的高质量追求，刺激生产要素向数字型生态农业投入，推动数字型生态农业的发展。