专利名称：区域农业可持续发展能力动态评价系统的制作方法
技术领域：
本发明属于农业生产技术领域。是一种在时空两方面对区域农业发展能力进行动态量化评价的重要方法，在此基础上可对区域农业发展走势进行动态线性拟与动态趋势预警，为农业宏观调控提供科学的理论依据。农业能否可持续发展与农业资源、生态环境、生产水平和基础条件的保障支撑能力相关。如何判定农业可持续发展与资源、环境、生产和基础条件之间(以下简称四要素)的耦合关系，以及四要素在人类活动中演化趋势对农业可持续发展能力的影响，是正确把握农业可持续发展走势的关键。
背景技术：
国外在可持续发展方面的研究近20年来，可持续发展理论的建立与完善一直沿着三个主要方向去揭示其内涵和实质。一是经济学方向，它以区域开发、生产力布局、经济结构优化、实物供需平衡等作为基本内容。该方向的研究尤以世界银行的《世界发展报告》(1990～1996)和莱·布朗在《未来学家》(1996)发表的《经济可持续发展》为代表。二是社会学方向，它以社会发展、社会分配、利益均衡等作为基本内容。其代表作是联合国开发计划署的《人类发展报告》(1990～1996)及其衡量指标——“人类发展指数”。三足生态学方向，它以生态平衡、自然保护、资源环境的永续利用等为基本内容，该类研究尤以挪威原首相布伦特兰夫人(1992)和巴信尔(1990)等人的研究报告和演讲为代表。同可持续发展一般理论研究相比，可持续农业发展尽管是从产业和区域的角度来探索可持续发展问题，但其研究思路与方法更贴近上述三个方向。
国内对可持续发展理论的研究概述我国对可持续发展的研究，吸收了其它相关学科的研究方法，一是自然科学中的地理学、生态学、环境科学等。二是社会科学中的经济学、社会学、心理学和伦理学等。
对可持续发展指标体系研究始于90年代初。1993年牛文元在总结国外可持续指标体系研究的基础上，提出可持续发展度(DSD)指标体系，采用资源承载力、经济生产力、发展稳定性、环境缓冲力和管理调控力测定区域可持续发展能力。用资源丰度、经济强度、社会稳定性、环境忍耐性和决策合理性5个指标来衡量可持续发展，当DSD＜0.59为非持续发展，当0.59≤DSD＜0.7为弱持续发展，当DSD≥0.7为强持续发展。
对可持续发展的理论研究主要分为以下几个方面可持续发展的内涵研究，从以下角度进行了探索，环境经济学、生态经济学、社会学、人与自然关系、地球的同一性；可持续发展的理论研究，主要是方法论的研究，包括从多学科交叉的角度进行研究，体现在以系统论为出发点，结合控制论、信息论、协调论等理论和方法研究可持续发展问题。
存在的不足对可持续性的理解、数据处理的适用条件以及对选取多少项指标为宜等问题，还未形成统一模式，特别是目前对可持续发展能力的评价研究，只截取并停留在对发展过程中某一时刻的评价上，未能进行多时段的持续评价。因此，很难对过去的经济发展与资源环境能否协调互动进行历史回顾和线性拟合，又不能对未来经济发展与资源环境的演化趋势进行动态预测和预警，使得可持续发展评价在横向对比和纵向模拟方面显得有些力不从心。
因此，目前的区域农业可持续发展研究仍处于发展阶段，主要问题是，理论研究较多，实际应用研究很少；特别是在农业领域只有静态研究，没有进行时空变化(多时段与多区域)的动态研究。
本发明针对上述不足，首次提出从时间和空间两方面对区域农业可持续发展能力进行动态评价和预警，定量描绘区域农业可持续发展的纵向历史演化轨迹与横向区位差异程度，直观地揭示区域农业可持续发展能力演变趋势和动态预警。
发明内容
动态农业可持续发展能力的定量评价系统。多时段农业可持续度量方法的确定与动态定量评价模型、指标体系的建立、指标排列次序的确定、指标权重的计算与效果检验软件的开发，动态线性拟合模型。
1借用层次分析法设计动态评价模型一级模型A(t)=Σi=1nWi(t)Bi(t)(t=1,2,...,m)]]>其中A(t)为t时刻的农业综合发展能力；Wi(t)为i项指标t时刻的权重向量(这里为1行4列)；Bi(t)为t时刻二级评价指标矩阵值。
二级模型B(t)=ΣnWi(t)Ei(t)(t=1,2,...,n)]]>其中Wi(t)为i项指标t时刻的权重向量(这里为1行5列)；Ei(t)为t时刻三级评价指标矩阵值。
2构建反映农业可持续发展能力的指标体系(见附图1)3指标排序不同的排序决定不同的评价结果，不同评价结果又决定不同的调控(经济控制)对象。
资源占有自然资源是指在其原始状态下就有价值的货物(商品)，即自然资源是成为货物(商品)的自然财富。另一种定义自然资源是人类可以从自然界直接获得，并用于生产和生活的物质与能量。无可否认，资源的占有作为综合发展能力评价指标的第一排名，当之无愧。
环境的优劣人类在经济社会发展过程中，由于资源过渡使用和浪费而造成的地表覆盖的减少，是影响农业资源环境恶化并威胁人类生存与健康发展的内在机理和外部原因(例如水土流失加剧)。环境的优劣作为仅次于东北地区农业发展所需要的资源——这一评价指标，应该排名第二。
生产水平的高低农业发展水平，是指农业发展规模与实力，也称综合发展能力。发展规模的大小主要取决于技术因素，更取决于整体经济因素和农产品市场的需求潜力。具有一定的发展规模与发展实力，却不具有资源和环境优势，谈不上发展的综合能力(或综合实力)。理想的综合发展能力(实力)是在占有资源的前提下，具有良好的(或较好的)生态环境和足够先进的技术与经济实力所构成的区域经济综合体。所以，生产水平的高低应在资源和环境之后排名第三。
农村社会发展程度农村社会发展作为区域农业综合发展能力的评价标准之一，主要是指农民发展农业的基础条件。农业生产条件只能通过农业资源的持续利用、生态环境的逐步改善和农业生产技术的不断提高发挥作用，农村社会发展评价指标排名第四。
4确定指标权重权重(WBi)的确定方法有四种算术平均值法、几何平均值法、最大特征根法和模糊加权法，这里主要依据几何平均值法确定权重。
首先给建立的判定矩阵赋值(取单数赋值)，二级指标是4行4列，三级指标是5行5列。先计算二级指标4行4列矩阵赋值后每行元素的乘积。
MBi=IIj=1nbij(j=1,2,...,n)]]>
计算MBi的几何平均值，即W-Bi=MBin(i=1,2,...,n),]]>对
进行规范化处理，即WBi=W-BiΣj=1nW-Bi(i=1,2,...,n)]]>同样方法计算三级5行5列赋值矩阵的权重。然后进行层次总排序，即WCi=WBi·WCPi(p=1,2,...,m)]]>最后进行效果检验(检验公式前已述及)。本项目各项指标权重见表1。整个指标权重采用几何平均法计算确定，主要步骤如下层次单排序建立判断矩阵，并求出判断矩阵中每行元素的乘积。
MBi=IIj=1nbij,(i=1,2,...,n)]]>计算MBi的几何平均值，即W-Bi=MBin,]]>(i＝1，2，…，n)对
进行规范化处理，即WBi=W-BiΣi=1nW-Bi,(i=1,2,...,n)]]>层次总排序根据各层排序结果，计算最底层各因素对第一层权重。
WBC=Σi=1nWBi·WCPi,(P=1,2,...,m)]]>具体计算结果见附表。
附表指标权重得分明细
一致性检验一致性检验公式如下
C·R=C·IR·I]]>其中R·I为已知。有如下取值当n为1和2时，R·I均取0值；当n自3至9时，R·I分别取0.58；0.90；1.12；1.24；1.32；1.41；1.45。
C·I为一次性指标，计算公式如下C·I=λmax-nn-1]]>λmax=1nΣi=1n(B×WB)i(WB)i]]>鉴于目前的权重处理方法繁琐复杂，本专利申请人开发出农业资源环境评价系统软件(该软件将分案申请)，现将主要内容介绍如下数据无量纲化处理部分；自动进行权重计算部分；效果检验部分和模型评价部分。
5数据准备、建库、整理与录入统计年鉴、网上的各类数据库搜寻、实地调研和部分的土壤实验数据，将通过各种渠道得到的数据经过整理，以电子表格形式归类于各对应指标名下录入数据库，并对数据进行无量纲化处理。
6运算评价对上述三、二级指标数据进行归一化处理，然后按照数据收集的年度分成时间段逐级评价运算，最后得出一级评价指标综合值，即区域农业可持续发展能力指数。以Excel为计算平台，采用美国产Matlab6.5版计算软件进行矩阵运算并作图；专利申请人与软件编程人员合作开发的资源环境评价系统软件，用于计算指标权重和效果检验。
7线性拟合与未来演化趋势分析属性归类，将n年m个地市二级指标的逐年评价结果按照5种二级指标进行属性归类，并做线性拟合或回归分析，即可描绘出各地区经济发展过程中资源变化、环境恶化、生产规模和社会发展基础的互动演化历史轨迹，根据这些历史变化轨迹预测今后的演化趋势，找出不同时期各个区域间资源环境演化的内在机理和外部原因。
一级指标又称目标层或决策层，以区域农业资源最佳配置为原则，以提高区域农业综合生产能力为总目标。
二级指标又称中间层，指自然资源指标、生态环境指标、农业生产指标和农村社会发展指标构成四个子系统，主要受目标层支配。
三级指标又称最底层，由能够具体反映区域资源与环境状况和农业生产与农村社会发展水平的20项指标构成，其中每五项指标分别隶属于中间层的每一项二级指标。这些三级指标基本涵盖区域农业资源与环境演变的主要特征，按其性质归属分别与资源、环境、经济与社会发展四大类相对应，分别受中间层准则支配。
具体实施方法利用本发明按照上述方法与程序完成了《哈尔滨市畜牧资源与市场配置潜力及产业布局研究》项目(获哈尔滨市科技进步三等奖)。
本项发明将层次分析法中繁琐复杂的权重确定与效果检验问题，转化为简便快速与准确的软件化计算模型。采用时空动态模拟思路对农业可持续发展能力进行系统评价，改进了层次分析法只对某一时刻进行静态评价的局限，集动态评价与动态预警为一体，既可追溯历史演化轨迹，又能预知未来发展趋势，是区域农业或其它领域在决策布局过程中，不可多得的宏观调控模型系统。
权利要求
1.一种在时空两方面对区域农业发展能力进行动态量化评价系统，其特征在于利用多时段农业可持续度量方法与动态定量评价模型，有序地完成指标体系的建立、指标排列次序的确定、指标权重的计算、效果检验软件的开发和动态线性拟合，具体方法与步骤如下①借用层次分析法设计动态评价模型一级模型A(t)=Σi=1nWi(t)Bi(t)(t=1,2,···,m)]]>其中A(t)为t时刻的农业综合发展能力，Wi(t)为i项指标t时刻的权重向量(这里为1行4列)，Bi(t)为t时刻二级评价指标矩阵值；二级模型B(t)=Σi=1nWi(t)Ei(t)(t=1,2,···,n)]]>其中Wi(t)为i项指标t时刻的权重向量(这里为1行5列)，Ei(t)为t时刻三级评价指标矩阵值；②构建反映农业可持续发展能力的指标体系；③指标排序二级指标排列次序为农业资源、农业环境、农业生产水平和农业基础条件；④确定指标权重与效果检验本发明开发出农业资源环境评价系统软件，主要用于权重(WBi)的确定和效果检验；⑤数据准备、建库、整理与录入通过各种渠道得到的数据经过整理，以电子表格形式归类于各对应指标名下录入数据库，并对数据进行无量纲化处理；⑥运算评价对上述三、二级数据指标进行归一化处理后，按照数据收集的年度分成时间段逐级评价运算，最后得出一级评价指标综合值，即区域农业可持续发展能力指数，以Excel为计算平台，采用美国产Matlab6.5版计算软件进行矩阵运算；⑦线性拟合与未来演化趋势分析属性归类，将n年m个地市二级指标的逐年评价结果按照5种二级指标进行属性归类，并做线性拟合或回归分析，即可描绘出各地区经济发展过程中资源变化、环境恶化、生产规模和社会发展基础的互动演化历史轨迹。
全文摘要
本发明属于农业生产技术领域。是一种区域农业可持续发展能力动态评价系统。通过对区域农业可持续发展能力动态评价系统的发明设计，该系统可以科学完整的动态描绘区域农业时空演变的度量方法体系，包括指标体系的建立、指标排列次序的确定、指标权重的计算与效果检验软件的开发。按时间序列对农业的可持续发展能力进行动态定量评价，按地理空间对区域农业可持续发展能力进行动态定量评价。追溯生态环境演变轨迹，能够揭示各时段各区域生产能力的稳定性、持久性和人地关系的协调性，找出农业可持续发展的区位差异和主要限制因子。提出可持续协调发展的资源优化配置模式和区域农业可持续发展对策。
文档编号G06Q50/00GK1979540SQ200510119029
公开日2007年6月13日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者刘志强, 张平宇, 刘居东, 祝彦杰 申请人:中国科学院东北地理与农业生态研究所