陳兆榮，雷勛平，2，王 亮，葉 松

近度復(fù)合模糊物元RρH，根據(jù)貼近度值對糧食安全狀況進(jìn)行優(yōu)劣排序.

20世紀(jì)70年代，聯(lián)合國糧農(nóng)組織提出糧食安全概念:“糧食安全是保證任何人在任何時候都能得到為了生存和健康所需要的足夠食品.”［1］糧食安全關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展大計(jì)，我國政府歷來都重視糧食安全問題，2013年中央經(jīng)濟(jì)工作會議把“切實(shí)保障國家糧食安全”放在2014年經(jīng)濟(jì)工作的六大主要任務(wù)之首，提出了“以我為主，立足國內(nèi)，確保產(chǎn)能，適度進(jìn)口，科技支撐”的國家糧食安全戰(zhàn)略.因此，糧食安全評價有助于掌握糧食安全風(fēng)險(xiǎn)狀況，有助于揭示糧食安全的內(nèi)在規(guī)律，有助于化解影響糧食安全的潛在風(fēng)險(xiǎn)要素，為有效進(jìn)行科學(xué)決策提供理論依據(jù).從現(xiàn)有文獻(xiàn)看，關(guān)于糧食安全評價主要有糧食安全指數(shù)法［2，3］、主成分分析法［4］、層次分析法［5］、改進(jìn)熵值法［6］、突變級數(shù)法［7］和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法［8］等綜合評價方法.這些評價方法考慮問題的側(cè)重點(diǎn)不盡相同，導(dǎo)致評價結(jié)果也不盡相同，且存在一定的不足:①糧食安全指數(shù)法側(cè)重于評價糧食安全的某一方面，不能綜合反映區(qū)域糧食安全的整體狀況;②層次分析法的評價結(jié)果容易受評價專家主觀上的不確定性及認(rèn)識上的模糊性影響;③主成分分析法、改進(jìn)熵值法、突變級數(shù)法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法皆計(jì)算過程繁瑣，且要求滿足較大的樣本量等條件.

模糊物元模型是將模糊數(shù)學(xué)和物元理論相結(jié)合的分析方法，用來解決具有模糊性、不相容性問題.該模型理論簡捷，方法簡便，可操作性強(qiáng)，無需進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算就可以得到較為可靠的評價結(jié)果，提高了評價方法的實(shí)用性.本文以中部地區(qū)6省糧食安全為例，運(yùn)用模糊物元模型對區(qū)域糧食安全進(jìn)行研究，探討該方法在區(qū)域糧食安全評價中的有效性.

1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建及評價方法

1.1 糧食安全評價指標(biāo)體系

影響糧食安全的要素不僅包括耕地資源、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入、自然災(zāi)害、糧食零售價格和生產(chǎn)資料價格等因素，還包括物價水平、人口增長等消費(fèi)需求因素［9］.在參閱其它文獻(xiàn)［2，5，10-13］的基礎(chǔ)上，課題組構(gòu)建區(qū)域糧食安全評價指標(biāo)體系(表1)，資料來源參考文獻(xiàn)［14］.

表1 糧食安全評價指標(biāo)體系

1.2 評價方法

1.2.1 模糊物元模型

設(shè)事物N，其關(guān)于特征C的量值為V，現(xiàn)以R=(N，C，V)來描述事物的基本元，稱為物元［15］．如果量值V存在模糊性，那么物元R稱為模糊物元，記作式中:N為事物;C為事物M的特征;μ(x)為與事物特征C對應(yīng)的模糊量值，表示事物N對其特征C相應(yīng)量值x的隸屬度．

若有m個事物及其n個特征C1，C2，…，Cn，以及相應(yīng)的模糊量值，稱為m個事物的n維模糊復(fù)合物元［16］，記作 Rmn，即

Rmn為m個事物的n個模糊特征的復(fù)合物元;Nj為第 j個事物(j=1，2，…，m);Ci為第 i個特征(i=1，2，…，n);xji為第j個事物第 i個特征對應(yīng)的模糊量值.

1.2.2 從優(yōu)隸屬度模糊物元

從優(yōu)隸屬度是指各單項(xiàng)指標(biāo)從屬于標(biāo)準(zhǔn)方案評價指標(biāo)的模糊隸屬程度，根據(jù)評價指標(biāo)特征根對應(yīng)方案評價的優(yōu)劣，可以分為正向指標(biāo)和逆向指標(biāo)，分別采用不同的計(jì)量公式計(jì)算從優(yōu)隸屬度，形式如下:

其中，μji為從優(yōu)隸屬度，max xji為第j個評價指標(biāo)中的最大值.這樣構(gòu)造出復(fù)合從優(yōu)隸屬度矩陣ˉRmn.

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)模糊物元與差平方復(fù)合模糊物元

從優(yōu)隸屬度矩陣ˉRmn中各評價指標(biāo)的從優(yōu)隸屬度的最大值或最小值被稱為標(biāo)準(zhǔn)模糊物元R0n，如果最大值表示最優(yōu)，則各指標(biāo)從優(yōu)隸屬度均為1．若以Δji(j=1，2，…，m;i=1，2，…，n)表示標(biāo)準(zhǔn)模糊物元R0n與復(fù)合從優(yōu)隸屬度模糊物元ˉRmn中各項(xiàng)差的平方，則組成差平方復(fù)合模糊物元 RΔ，即 Δji=(μ0j- μji)2，可表示為:

1.2.4 熵值法確定權(quán)重系數(shù)

熵值法確定評價指標(biāo)權(quán)重是根據(jù)指標(biāo)信息熵提供的信息.信息熵小表示該指標(biāo)提供的信息量大，則該指標(biāo)被賦予的權(quán)重大;反之，信息熵大表示該指標(biāo)提供的信息量小，該指標(biāo)應(yīng)賦予較小的權(quán)重.權(quán)重計(jì)算步驟如下:

(1)指標(biāo)無量綱化處理.

建立m個對象n個指標(biāo)的判斷矩陣(xji)m×n，j=1，2，…，m;i=1，2，…，n．采用閾值法對判斷矩陣原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，公式如下:

本課程共有12名教師，全部為雙師素質(zhì)教師，專兼職各占50%，形成了學(xué)歷、學(xué)緣、年齡結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)梯隊(duì)。課程負(fù)責(zé)人是本校護(hù)理專業(yè)負(fù)責(zé)人，教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，教研科研成果豐碩。

(2)將各指標(biāo)同度量化，計(jì)算第i項(xiàng)指標(biāo)下第j個地區(qū)指標(biāo)值比重

(3)計(jì)算第 i項(xiàng)指標(biāo)的熵值 ei=-，其中ei為指標(biāo)熵值，k為大于零的正數(shù)，設(shè)定k=1ln(n )，確保0≤ ei≤1．

(4)計(jì)算第i項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)gi=1-ei熵值越小，指標(biāo)間差異系數(shù)越大，指標(biāo)就越重要.

1.2.5 貼近度和綜合評價

貼近度反映的是被評價樣本與標(biāo)準(zhǔn)樣本之間接近的程度，其值的大小往往能夠反映出兩者的接近程度，通常貼近度越大，則兩者越接近;反之，則相差越大.因此，可以通過計(jì)算貼近度的大小來對各待評對象進(jìn)行優(yōu)劣排序.這里采用先乘后加運(yùn)算歐氏貼近度 ρHj，則 ρHj=1-;從而可以構(gòu)造歐氏貼

近度復(fù)合模糊物元RρH，根據(jù)貼近度值對糧食安全狀況進(jìn)行優(yōu)劣排序.

2 模糊物元模型在糧食安全評價中的應(yīng)用

利用模糊物元模型對中部地區(qū)6省2010年糧食安全狀況進(jìn)行評價.中部地區(qū)包括山西省、安徽省、江西省、河南省、湖北省和湖南省等6省，該地區(qū)總?cè)丝跒?5 672.51萬(2010年)，占全國總?cè)丝诘?6﹪;農(nóng)用地面積為8 032.9萬hm2，占全國農(nóng)用地面積的12.22﹪;耕地面積為28 993千hm2，占全國耕地面積的23.82﹪.該地區(qū)是我國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)，全國13個糧食主產(chǎn)區(qū)省份中部地區(qū)占有5席，2010年該地區(qū)糧食產(chǎn)量16 720.7萬 t，占全國糧食總產(chǎn)量的30.6﹪，其在全國糧食生產(chǎn)與供應(yīng)體系中具有重要地位.同時，由于該地區(qū)人地矛盾比較尖銳，水旱等災(zāi)害頻發(fā)，導(dǎo)致糧食生產(chǎn)具有一定的波動性.這種波動性給我國的糧食安全造成很大的隱患.因此，對該地區(qū)的糧食安全進(jìn)行評價具有一定的理論意義和實(shí)用價值.參照既定的糧食安全指標(biāo)體系，收集中部地區(qū)6省的糧食安全指標(biāo)數(shù)據(jù)(表2)，數(shù)據(jù)來源于參考文獻(xiàn)［14］.

表2 中部6省2010年糧食安全評價指標(biāo)數(shù)據(jù)

步驟1:構(gòu)造復(fù)合物元．由公式(1)將表2中的中部地區(qū)6省視為物元的事物，可以構(gòu)造由6個事物與其相應(yīng)的15個評價指標(biāo)及其屬性值的復(fù)合物元．

步驟3:計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)模糊物元和確定差平方復(fù)合模糊物元．標(biāo)準(zhǔn)模糊物元R0，15是由步驟2所確定的復(fù)合模糊物元R6．15內(nèi)各評價樣本從優(yōu)隸屬度中的最大值或最小值加以確定的．這里，選取最大值組成標(biāo)準(zhǔn)模糊物元，也就是各指標(biāo)從優(yōu)隸屬度均為1．

根據(jù)公式(4)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)模糊物元 R0，15與復(fù)合模糊物元R6．15中相應(yīng)各項(xiàng)差的平方Δij=(μ0j-μij)2，再由計(jì)算所得的Δij，組成差平方復(fù)合模糊物元 RΔ，即

步驟4:確定評價指標(biāo)權(quán)重.采用熵值法，計(jì)算出熵值得分作為權(quán)重，見表3.

表3 評價指標(biāo)權(quán)重

步驟5:貼近度計(jì)算.由差平方復(fù)合模糊物元RΔ和評價指標(biāo)權(quán)重W，根據(jù)公式(5)可以得到評價樣本與標(biāo)準(zhǔn)樣本之間的貼近度ρHj，如表4所示.

表4 歐氏貼近度復(fù)合模糊物元

評價結(jié)果的分析:從表4結(jié)果可以看出，在待評的6個省份中，貼近度最大值為0.763 616，最小值為0.304 404.中部地區(qū)糧食安全狀況由優(yōu)到劣的排序依次為:河南?。景不帐。竞鲜。窘魇。竞笔。旧轿魇?河南省糧食安全程度最高，山西省糧食安全最低.2010年中部地區(qū)6省糧食產(chǎn)量分別為山西省1 085.1萬t、安徽省3 080.5萬t、江西省1 954.7萬t、河南省5 437.1萬t、湖北省2 315.8萬 t和湖南省2 847.5萬 t，其中江西、湖南2省因?yàn)?zāi)害糧食產(chǎn)量有所減少.基于模糊物元模型的評價結(jié)果與該地區(qū)糧食產(chǎn)量有較強(qiáng)的相關(guān)性，說明這種方法在區(qū)域糧食安全評價中具有一定的可行性和科學(xué)性.

3 結(jié)論

本文基于區(qū)域糧食安全概念的模糊性和單項(xiàng)指標(biāo)評價結(jié)果的不相容性，在物元分析的基礎(chǔ)上，以模糊集理論結(jié)合物元分析，建立區(qū)域糧食安全的模糊物元評價模型，利用該模型對中國中部地區(qū)6省糧食安全狀況進(jìn)行優(yōu)劣排序，為區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展和糧食安全提供決策依據(jù).應(yīng)用實(shí)例表明:該模型概念清楚，計(jì)算過程簡單，且熵權(quán)的引入有效地增加了評價結(jié)果的客觀性，易于計(jì)算，能有效地評價區(qū)域糧食安全狀況.該評價方法具有可操作性，評價結(jié)論與現(xiàn)實(shí)情況基本相符，具有一定的理論推廣和實(shí)用價值.

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