王志斌，黃 超，王 龍※

（1.北京科技大學計算機與通信工程學院，北京100083；2.新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司，烏魯木齊830002）

0 引言

煙草是我國的重要經(jīng)濟作物［1］，種植區(qū)域較為廣泛［2］，在云南省、貴州省、四川省、福建省、河南省、山東省、黑龍江省等地均有種植。煙草種植區(qū)域多為低山丘陵，生產(chǎn)環(huán)節(jié)繁多，機械化水平相對較低，生產(chǎn)強度較大，與近年煙區(qū)農(nóng)村勞動力短缺的矛盾十分突出［3-7］。大力改進煙葉生產(chǎn)方式，推進煙草產(chǎn)業(yè)機械化作業(yè)，不僅可以有效緩解煙區(qū)青壯年勞動力短缺的突出矛盾，還有利于實現(xiàn)煙草技術規(guī)范統(tǒng)一、生產(chǎn)水平均衡［7］和質量特色穩(wěn)定［8］，對提高煙草產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平具有重要意義。

要發(fā)揮機械化在現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)建設中的作用，首先必需正確認識現(xiàn)階段煙草農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展水平。目前，國內(nèi)對煙草農(nóng)業(yè)機械化評價研究較少［9］。姜福東等［10］研究了我國丘陵煙區(qū)煙草農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展現(xiàn)狀并進行了分析；胡偉筠等［11］研究了湘西煙區(qū)煙草農(nóng)業(yè)機械化的現(xiàn)狀，探明了該區(qū)域煙草田間機械化的發(fā)展方向，但以往研究均未對我國煙草農(nóng)業(yè)機械化水平進行更深入的科學評價，缺乏考慮我國主要煙草種植區(qū)的不同特點。

因此，建立一套科學的煙草農(nóng)業(yè)機械化水平評價指標體系，制定相應的標準和評價方法，對評價不同區(qū)域的煙生產(chǎn)草機械化水平，實施我國煙草行業(yè)農(nóng)機化宏觀調控和微觀指導，促進和提高煙草生產(chǎn)機械化的水平，具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實意義。文章旨在通過產(chǎn)區(qū)調研建立煙草農(nóng)業(yè)機械化水平的綜合評價體系和方法。

1 建立評價指標體系

1.1 評價指標體系設計原則

面向實際生產(chǎn)需求，評價指標設計遵從以下原則。

（1）體現(xiàn)煙草生產(chǎn)特性

根據(jù)煙葉生產(chǎn)在自然條件、種植制度、品種體系和經(jīng)濟條件等方面存在的差異，我國煙草種植區(qū)分為西南煙草種植區(qū)、東南煙草種植區(qū)、長江中上游煙草種植區(qū)、黃淮煙草種植區(qū)和北方煙草種植區(qū)等5個一級煙草種植區(qū)，各地在自然條件和經(jīng)濟條件方面差異較大，評價體系的建立必須符合所在煙區(qū)的特點。

（2）具有可計算性

指標體系中的指標應有現(xiàn)有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)作支撐，指標中的變量應是煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已有統(tǒng)計數(shù)據(jù)或通過科學方法換算得來，其次，指標計算應盡量簡單，便于推廣、使用。

（3）具有綜合性和前瞻性

煙草種植是綜合的系統(tǒng)工程，農(nóng)機作業(yè)是基礎，合作社、基地單位等為農(nóng)機使用提供了保障，因此對煙草農(nóng)業(yè)機械化水平的研究應從農(nóng)機作業(yè)程度、保障能力、綜合效益等三方面考慮。其次，為了實現(xiàn)煙草種植全程機械化的目標，指標體系應能體現(xiàn)出目前煙草種植過程中機械化薄弱環(huán)節(jié)，針對性地研發(fā)和推廣農(nóng)機。

1.2 指標設定及權重

（1）指標設定

綜合考慮各產(chǎn)區(qū)煙草種植的實際特點和現(xiàn)階段農(nóng)機發(fā)展情況與未來發(fā)展趨勢，參考標準NY/T1408.1-2007《農(nóng)業(yè)機械化水平評價第1部分種植業(yè)》，篩選出體現(xiàn)調研區(qū)煙草農(nóng)業(yè)機械化共性特點的若干個指標，從煙草農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)程度、煙草農(nóng)業(yè)機械化綜合保障能力、煙草農(nóng)業(yè)機械化綜合效益3個方面，設立了全國煙草典型種植區(qū)農(nóng)業(yè)機械化評價指標，如圖1所示。

（2）改進的層次分析法

傳統(tǒng)層次分析法多采用1～9尺度法，其級別差別較大。據(jù)調查［12］，人們對于“稍強”、“強”、“明顯的強”、“絕對的強”、“極強”的期望值為1、1.30、1.77、2.40和3.63，用1～9尺度不能滿足相對完善的指標賦權，故采用改進的層次分析法。相關專家創(chuàng)建了改進的層次分析法［13-14］，也稱為三尺度法。利用改進的層次分析法獲取各評價指標權重步驟主要包括：①領域專家對同一一級指標下的二級指標進行兩兩比較，建立判斷矩陣；②基于判斷矩陣，通過層次單排序，獲取各二級指標權重；③對一級指標采取相同方法，獲取一級指標權重。其中，兩兩比較只需對比兩指標間的相對重要程度，大大減少了對比尺度數(shù)量，改進的層次分析使判斷矩陣的最大特征值最小，一致性指標最小，指標權重的精度最好。利用改進的層次分析法，可以通過專家評判，得到較為精確的煙草農(nóng)業(yè)機械化水品指標權重值，克服了傳統(tǒng)層次分析法的缺點。

圖1煙草農(nóng)業(yè)機械化水平評價指標Fig.1 Tobacco agricultural mechanization index

建立判斷矩陣K：

①建立比較矩陣U

式（1）中，uij為圖1中同一一級指標下第i個二級指標與第j個二級指標相對比的重要性，且有uii=1，n為該一級指標下的二級指標個數(shù)。

②計算重要性排序指數(shù)r

式（2）中，ri為U中第i行元素的總和，并設rmax=max｛ri｝，rmin=min｛ri｝。

③計算判斷矩陣K的元素kij

層次單排序w：

①計算判斷矩陣K的傳遞矩陣P

由公式pij=lgkij得

以圖1 中煙草農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)水平各二級指標為例，則n為4，式（4）中傳遞矩陣P的大小為4×4。

②求P最優(yōu)傳遞陣Q的元素qij

③求判斷矩陣K的擬優(yōu)一致陣K′的元素k′ij

④求k′ij的特征向量（方根法）

計算K′的每一行元素的乘積，其公式為：

計算Mi的n次方根，其公式為：

式（9）中，計算出的wi即為各二級指標的權重，其總和為1。

則每組單排序的結果為：

（3）權重計算

以一級指標煙草農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)水平下各二級指標權重計算為例，為了使指標權重更具代表性，選取云南省、貴州省、四川省、山東省、河南省、福建省、黑龍江省等7個省份有關專家15位，按照三標度的方法，構建了15個比較矩陣。由式（2）至（3）得A-Ai的判斷矩陣K，由式（4）得A-Ai判斷矩陣K傳遞陣P，由式（5）得傳遞矩陣P的最優(yōu)傳遞陣Q，由式（6）得判斷矩陣K的擬優(yōu)一致陣K′，由式（7）至（9），對單排序結果進行算術平均，得各二級指標權重

以同樣的方法可到得到其余五項二級指標權重和各一級指標權重，最終得到煙草農(nóng)業(yè)機械化水平評價指標及權重，如表1所示。

2 指標計算方法及標準化

2.1 指標計算方法

（1）煙草農(nóng)業(yè)機械化水平

（2）煙草農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)程度A

式（16）中，A1為育苗設施化程度；A2為耕整地機械化程度；A3為栽種機械化程度；A4為烘烤設施化程度。A1～A4的單位均為（%）。

①育苗設施化程度A1

育苗設施化程度是指當年使用育苗大棚（單體、連體）的煙草供苗面積占煙草種植總面積的比重。

式（17）中，S1為育苗大棚供苗面積（hm2）；S為煙草種植總面積（hm2）。

②耕整地機械化程度A2

耕整地機械化程度是指當年內(nèi)曾經(jīng)利用拖拉機或其他動力機械（如機耕船）耕翻或旋耕、深松過的實有煙田面積占煙田總耕地面積的比重。在1hm2耕地上，當茬無論耕翻幾次仍作1hm2計算，不重復計算。

式（18）中，S2為機械耕整地面積（hm2）；S為煙草種植總面積（hm2）。

③栽種機械化程度A3

栽種機械化程度是指當年利用煙草移栽機械移栽煙草的作業(yè)面積占煙草種植總面積的比重。

式（19）中，S3為機械移栽面積（hm2）；S為煙草種植總面積（hm2）。

④烘烤設施化程度A4

烘烤設施化程度是指當年利用密集型烤房烘烤的煙草重量占煙草收獲重量的比重。

式（20）中，N1為密集型烤房烘烤煙草重量（t）；N為煙草收獲重量（t）。

（3）煙草農(nóng)業(yè)機械化綜合保障能力B

式（21）中，B1為農(nóng)機人員受專業(yè)培訓程度；B2為煙草農(nóng)機合作社發(fā)展程度；B3為煙草基地單元建設程度。B1～B3的單位均為（%）。

①農(nóng)機人員受專業(yè)培訓程度B1

農(nóng)機人員受專業(yè)培訓程度是指煙草農(nóng)機人員中受過專業(yè)培訓的人員數(shù)占煙草農(nóng)機人員總數(shù)的比重。

式（22）中，L1為農(nóng)機人員中受過專業(yè)培訓的人員數(shù)（人）；L為煙草農(nóng)機人員總數(shù)（人）。

②煙草農(nóng)機合作社發(fā)展程度B2

煙草農(nóng)機合作社發(fā)展程度是指煙草農(nóng)機合作社所服務的煙草種植面積占煙草種植總面積的比重。

式（23）中，S4為農(nóng)機合作社服務面積（hm2）；S為煙草種植總面積（hm2）。

③煙草基地單元建設程度B3

煙草基地單元建設程度是指現(xiàn)代煙草基地單元所輻射的煙草種植面積占煙草種植總面積的比重。

式（24）中，S5為基地單元輻射面積（hm2）；S為煙草種植總面積（hm2）。

（4）煙草農(nóng)業(yè)機械化綜合效益C

式（25）中，C1為煙草種植勞動生產(chǎn)率，單位為元每人（元／人）；C2為煙草種植人均種植面積，單位為公頃每人（hm2／人）；C1，C2實際值大于標準值時，按標準值計算；C1B為煙草種植勞動生產(chǎn)率標準值，單位為元每人（元／人）；C2B為煙草種植人均種植面積標準值，單位為公頃每人（hm2／人）。

①煙草種植勞動生產(chǎn)率C1

煙草種植勞動生產(chǎn)率是指平均每個煙草種植勞動力所創(chuàng)造的煙草種植產(chǎn)值。

式（26）中，Z為煙草種植總產(chǎn)值（元）；L0為煙草種植勞動力數(shù)（人）。

②煙草種植人均種植面積C2

煙草種植人均種植面積是指平均每個煙草種植勞動力所種植的煙草面積。

式（27）中，S為煙草種植總面積（hm2）；L0為煙草種植勞動力數(shù)（人）。

2.2 評價指標的標準化

根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定的評價全國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展水平時用的評價標準（NY/T1408.1-2007《農(nóng)業(yè)機械化水平評價第1部分：種植業(yè)》），結合各省煙葉種植的實際情況，確定煙草農(nóng)業(yè)機械化評價指標體系中各指標應達到的基本標準值，如表2 所示。

表2煙草農(nóng)業(yè)機械化水平評價指標標準值Table 2 Tobacco agricultural mechanization evaluation standard

3 各產(chǎn)區(qū)煙草農(nóng)業(yè)機械化水平綜合評價

3.1 指標計算

根據(jù)上文建立的煙草農(nóng)業(yè)機械化水平評價體系和計算方法，對云南曲靖，貴州遵義、畢節(jié)，河南平頂山、伊川，山東諸城，福建建陽、泰寧，黑龍江綏化、肇慶等地2010年煙葉種植過程中的煙草農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)程度，煙草農(nóng)業(yè)機械化綜合保障能力，煙草農(nóng)業(yè)機械化綜合效益中的各項指標進行計算，結果如表3、表4 所示。

表3各地區(qū)煙草農(nóng)業(yè)機械化水平二級指標值Table 3 Values of tobacco agricultural mechanization indexes

表4各地區(qū)煙草農(nóng)業(yè)機械化水平二級指標值Table 4 Values of tobacco agricultural mechanization indexes

3.2 結果分析

由表3、表4 的評價結果可以看出，盡管各地在實現(xiàn)煙草農(nóng)機化過程中呈現(xiàn)出不同的特點，但就總體情況而言，各地農(nóng)機使用中也呈現(xiàn)出一些共性的特征。

（1）通用機耕和整地機械化程度較高

煙草種植過程中的耕地環(huán)節(jié)和大農(nóng)業(yè)相同，一些成熟的耕地機械可以在煙草種植中使用，從而使耕地環(huán)節(jié)的機械化程度高于其它別的環(huán)節(jié)。調研區(qū)域的煙草機耕和整地機械化程度都達到了28%以上，在一些土地平整且地塊面積較大的地區(qū)，這一程度更高，比如山東諸城市的耕地機械化程度已經(jīng)達到100%。起壟環(huán)節(jié)，只需根據(jù)壟高、壟寬，調整機械，便可使用現(xiàn)有的起壟機械，這也使起壟環(huán)節(jié)有著較高的機械化程度。

（2）煙草特色的生產(chǎn)環(huán)節(jié)機械化整體處于起步階段

綜合分析調研區(qū)煙草種植各環(huán)節(jié)機械化水平，可發(fā)現(xiàn)煙草種植特有農(nóng)藝環(huán)節(jié)的機械化水平并不高，這與專用機械技術不成熟有著密切的聯(lián)系。單就移栽這一費工費時的環(huán)節(jié)而言，除諸城外，各地的移栽機械化程度均18%以下，福建泰寧更是全部為人工操作?？傮w而言，煙草專用農(nóng)機正處于研發(fā)推廣的初級階段。

4 結論與建議

該文針對煙草農(nóng)業(yè)機械化缺少科學評價方法的問題，建立了煙草農(nóng)業(yè)機械化水平評價體系。運用改進的層次分析法，對體系中3個一級指標和9個二級指標賦予了權重，并結合調研數(shù)據(jù)，給出了各指標的標準值。通過對云南曲靖、貴州遵義等10個產(chǎn)區(qū)的煙草農(nóng)業(yè)機械化水平進行評價，有效地反映了各產(chǎn)區(qū)的基本情況，充分說明了評價體系的科學性。但是，由于確定指標權重過程中需要領域專家參與評價，指標間相對重要性比較受專家個人判斷影響，帶來了一定的主觀性，以后的研究可以利用數(shù)據(jù)驅動方法，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)中自動獲取各指標權重，使評價標準更加客觀。

各產(chǎn)區(qū)自然、社會、經(jīng)濟條件千差萬別，在統(tǒng)一的標準之上，下一步研究中應結合不同產(chǎn)區(qū)煙葉種植的區(qū)別，針對不同產(chǎn)區(qū)，增添一些評價指標來反應當?shù)責煵蒉r(nóng)業(yè)機械化的現(xiàn)狀和存在的問題，使評價指標更有針對性，這樣既能在全國范圍內(nèi)橫向比較，又能反應出不同省份的特點。