基于改進(jìn)AHP法的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益模糊綜合評價

王龍祥，梁 翔，沈賽江，石 磊

（江蘇省南通水利勘測設(shè)計研究院有限公司，江蘇南通 226006）

引言

高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目是提高耕地質(zhì)量、增加耕地產(chǎn)量、提升農(nóng)戶收入的重要途徑，亦是保障國家糧食安全的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)儲糧于地的先決條件[1]。近年來，我國高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)不斷發(fā)展，截至2018年底共計完成建設(shè)面積約5.7億畝。隨著我國高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)面積的逐漸增加，建立高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項(xiàng)目效益評價指標(biāo)體系，對于統(tǒng)籌高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)具有重要意義[2]。

目前，在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目效益評價中，通常采用的是層次分析法（AHP）的評價方法[3-5]。但由于影響高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益的因素很多且相互制約[6-9]，使得該種方法在構(gòu)造1-9標(biāo)度判斷矩陣時易陷入不一致的問題。本文采用（-1，0，1）三標(biāo)度法對傳統(tǒng)層次分析法進(jìn)行了改進(jìn)。

1 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田評價體系的建立

如皋市2020年度高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目涉及白蒲、下原、九華、江安、城北、東陳、磨頭、搬經(jīng)8個鎮(zhèn)，23個行政村（社區(qū)），如圖1所示。項(xiàng)目區(qū)總面積13.12萬畝，其中耕地面積約6.12萬畝。建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田6.12萬畝，其中建設(shè)高效節(jié)水灌區(qū)面積8 000畝；“占補(bǔ)平衡”任務(wù)612畝。

圖1 如皋市2020年度高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目區(qū)示意圖

本文結(jié)合如皋市高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際情況，將建設(shè)項(xiàng)目效益評價體系分為三個層次：目標(biāo)層、系統(tǒng)層及指標(biāo)層。從社會效益、經(jīng)濟(jì)效益、資源環(huán)境效益三個方面選取10個指標(biāo)展開評價分析，評價體系如表1所示，具體數(shù)據(jù)見表2。

表1 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益評價體系表

表2 項(xiàng)目鎮(zhèn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田指標(biāo)值

2 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理

指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化是綜合評價的關(guān)鍵步驟，其結(jié)果會對后續(xù)評價結(jié)論產(chǎn)生較大影響[10]，它是將含有不同含義、量綱的指標(biāo)值進(jìn)行無量綱化處理，即將不同量綱的指標(biāo)值轉(zhuǎn)化為0-1的標(biāo)準(zhǔn)值。常見的處理方法有隸屬函數(shù)法[11-12]、線性無量綱法[13-16]等。本文采用線性無量綱法中的向量規(guī)范法[14]對各指標(biāo)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

式中f為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，r為各指標(biāo)值。

根據(jù)上述公式計算出各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值，并得到標(biāo)準(zhǔn)值矩陣F，計算結(jié)果見表2。

為便于分析，根據(jù)表2做出項(xiàng)目鎮(zhèn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)評價效益指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值散點(diǎn)圖2。

表2 各項(xiàng)目鎮(zhèn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)評價效益指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值（F矩陣）

由圖2可知，各鎮(zhèn)在項(xiàng)目區(qū)年直接受益農(nóng)業(yè)人口數(shù)、人均新增機(jī)耕道路長度、人均增加農(nóng)田林網(wǎng)防護(hù)面積、年節(jié)水量、人均高效節(jié)水面積5個指標(biāo)上的標(biāo)準(zhǔn)值分別在0.213-0.683、0.231-0.820、0.277-0.714、0.211-0.617、0.257-0.978，標(biāo)準(zhǔn)值差距較大，表明各鎮(zhèn)此次高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)在這5個方面的建設(shè)效益不均衡。

圖2 項(xiàng)目鎮(zhèn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)評價效益指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值散點(diǎn)圖

各鎮(zhèn)項(xiàng)目區(qū)中人均高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田面積、項(xiàng)目區(qū)直接受益農(nóng)民人均年純收入增加總額、單位面積投資、靜態(tài)投資回收期、灌溉水利用率增加值5個指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值分別在0.412-0.523、0.389-0.667、0.481-0.540、0.464-0.547、0.438-0.547之間，標(biāo)準(zhǔn)差距較小，表明各鎮(zhèn)此次高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)在這5個方面的建設(shè)效益較為均衡。

3 指標(biāo)權(quán)重系數(shù)計算

為反映高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益體系中各元素相對重要程度，本文基于（-1，0，1）的三標(biāo)度改進(jìn)層次分析法來構(gòu)造判斷矩陣。即通過元素間的兩兩比較，先確定比較矩陣C，其中各標(biāo)度含義見表3。

表3 三標(biāo)度含義

然后通過公式（2）對比較矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)化，可得到判斷矩陣P。最后求得判斷矩陣最大特征值所對應(yīng)的特征向量，通過歸一化處理所得數(shù)值即為權(quán)重系數(shù)。具體計算方法可見文獻(xiàn)[17-18]，這里不再贅述。該法具有自調(diào)節(jié)性，不需要一致性驗(yàn)證。

式中P表示判斷矩陣；c為兩元素之間比較值。

本次評價邀請了農(nóng)田水利方面的專家，對系統(tǒng)層及指標(biāo)層的指標(biāo)進(jìn)行重要程度排序，得到相應(yīng)比較矩陣。通過整理計算得到如皋市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益評價體系排序權(quán)重系數(shù)見表4。

4 綜合評價分析

模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評標(biāo)方法。該綜合評價法根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，即用模糊數(shù)學(xué)對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體的評價。本文擬采用模糊綜合評價的計算模型為：

通過模糊綜合評價計算模型式（3），對指標(biāo)權(quán)重系數(shù)向量和指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值矩陣進(jìn)行計算可得，如皋市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益綜合評價標(biāo)準(zhǔn)值，結(jié)果見圖3。

圖3 如皋市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益綜合評價標(biāo)準(zhǔn)值

結(jié)合已有文獻(xiàn)[3-4]及該項(xiàng)目實(shí)際情況，按照標(biāo)準(zhǔn)值將高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益劃分為以下3個等級：

（1）標(biāo)準(zhǔn)值在0-0.40之間，表明高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)效益較差；

（2）標(biāo)準(zhǔn)值在0.40-0.70之間，表明高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)效益一般；

（3）標(biāo)準(zhǔn)值在0.70-1.00之間，表明高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)效益較好。

由圖3可知，如皋市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益綜合評價標(biāo)準(zhǔn)值排序?yàn)榘峤?jīng)＞磨頭＞城北＞九華＞東陳＞下原＞江安＞白蒲，標(biāo)準(zhǔn)值分別為0.546、0.496、0.482、0.478、0.464、0.460、0.444、0.429，各標(biāo)準(zhǔn)值最大差值為0.117。因此，總體上各鎮(zhèn)在此次高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中綜合效益表現(xiàn)較為均衡；如皋市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益評價標(biāo)準(zhǔn)值在0.429-0.546之間，總體上如皋市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益一般。項(xiàng)目區(qū)年直接受益農(nóng)業(yè)人口數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值平均值約為0.470，灌溉水利用率增加值標(biāo)準(zhǔn)值平均值約為0.492，人均高效節(jié)水面積標(biāo)準(zhǔn)值平均值約為0.430，處于一般的水平，而這3個指標(biāo)的權(quán)重之和占總權(quán)重的57.5%，故這是制約如皋市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益的主要因素。

5 結(jié)論

本文在確定高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益評價體系基礎(chǔ)上，建立了基于改進(jìn)AHP法的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益綜合評價模型。同時，對如皋市2020年度高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目鎮(zhèn)效益進(jìn)行了橫向?qū)Ρ确治觥Ｗ罱K得到如下結(jié)論：

（1）基于改進(jìn)AHP法與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合的方法在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)效益綜合評價上具有良好的適用性，評價結(jié)果基本與實(shí)際相符，具有一定的客觀性和合理性，能為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃提供較可靠的數(shù)據(jù)支撐；

（2）如皋市2020年度高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)在社會效益及資源環(huán)境效益方面處于一般水平，因而導(dǎo)致總體建設(shè)效益一般；

（3）由于各鎮(zhèn)在項(xiàng)目區(qū)年直接受益農(nóng)業(yè)人口數(shù)、人均新增機(jī)耕道路長度、人均增加農(nóng)田林網(wǎng)防護(hù)面積、年節(jié)水量及人均高效節(jié)水面積這5個指標(biāo)存在的較大差距，造就了如皋市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)綜合效益在項(xiàng)目鎮(zhèn)中的差異。