福建省“稻萍鱼”模式推广潜力评价指标体系研究

Study on the evaluation index system for the promotion potential of ‘rice-Azolla-fish’ model in Fujian Province

摘要

为评估“稻萍鱼”模式在福建省稻区的推广潜力，以“稻萍鱼”模式为研究对象，采用文献分析法、理论分析法、德尔菲法和界值法，从自然因素和社会经济因素2个维度构建福建省“稻萍鱼”模式推广潜力评价指标体系，并采用层次分析法和变异系数法确定指标的组合权重，运用综合评分法构建推广潜力的评价模型。结果表明：1）“稻萍鱼”模式推广潜力评价指标体系包括2个一级指标，12个二级指标。2）明晰了评价指标的内涵，建立了指标的数据收集与标准化方法。3）基于推广潜力的评价模型，“稻萍鱼”模式的推广优先级分为推广优先级最高、推广优先级较高、推广优先级较差、不适合推广等4个等级，并制定相应的推广策略。综上，评价指标的筛选方法和确定权重系数的方法合理，构建的指标体系较全面，涵盖了影响推广潜力的水资源、气候不稳定性、土壤条件、稻田资源、推广便利性和经济水平6个方面。本研究可为福建省因地制宜推广“稻萍鱼”模式提供科学依据。

Abstract

In order to evaluate the promotion potential of the ‘rice-Azolla-fish’ model in Fujian Province， this study took the ‘rice-Azolla-fish’ model as the research object， and constructed the evaluation index system for the promotion potential of the ‘rice-Azolla-fish’ model in Fujian Province based on both natural and socio-economic factors by using literature analysis， theoretical analysis， Delphi method and boundary value method； Analytic hierarchy process and coefficient of variation were used to determine the combination weight of indicators， and the comprehensive scoring method was used to build the evaluation model of promotion potential. The results showed that： 1） The evaluation index system for the promotion potential of the ‘rice-Azolla-fish’ model included 2 first class indicators and 12 second class indicators. 2） The connotation of the evaluation index is clarified， and the methods for data collection and standardization of the index are established. 3） Based on the evaluation model of promotion potential， the promotion priority of ‘rice-Azolla-fish’ mode is divided into four levels （the highest promotion priority， the higher promotion priority， the lower promotion priority， and the unsuitable promotion） and the corresponding promotion strategies are formulated. In conclusion， the selection method of evaluation index and the method of determining weight coefficient are reasonable. The index system constructed in this study is comprehensive， which covers the six aspects affecting the promotion potential， namely water resources， climate instability， soil conditions， rice field resources， promotion convenience， and economic level. This study can provide scientific references for the promotion of ‘rice-Azolla-fish’ model in Fujian Province， based on local conditions.

Graphical abstract

关键词

“稻萍鱼”模式 / 推广潜力 / 评价指标体系 / 德尔菲法 / 层次分析法

Key words

‘rice-Azolla-fish’ model / promotion potential / evaluation index system / Delphi method， analytic hierarchy process

“稻萍鱼”模式是把我国传统的“稻田养鱼”技术和“稻田养萍”技术进行有机耦合，将蕨类植物红萍引入到稻田综合种养系统中作为水稻肥料和鱼的饵料，通过田面种稻、水中养鱼、水面养萍，充分利用稻田水体空间，把稻田的单层次利用变为多层次利用的模式^［1］。“稻萍鱼”模式作为稻渔综合种养的一种典型模式，与常规稻作模式相比，其综合效益主要体现为：一是减量，农药、化肥施用量减少；二是稳粮，水稻不减产；三是增效，单位面积纯收入增加。“稻萍鱼”模式在上世纪80—90年代中期曾得到一定程度的推广，全国每年推广“稻萍鱼”模式达百万亩，新增稻谷6 000多万kg，新增产值2亿多元^［2］。作为“稻萍鱼”模式发源地，福建省有将近1 000万亩的稻田，但用于水产养殖的只占稻田总面积的4%左右^［3］，大量的稻田对于发展“稻萍鱼”产业而言依旧是有待开发利用的潜在资源。因此，对全省稻区推广“稻萍鱼”模式的潜力大小进行定量的评估，是因地制宜地推广“稻萍鱼”模式及合理制定推广策略的重要基础。

尽管“稻萍鱼”模式具有显著的经济、生态和社会效益，但在推广过程中仍然存在一些问题，制约了该产业的发展^［4-6］。首先，地域适应性是关键。尽管“稻萍鱼”模式可以在具有良好灌溉和水源条件的稻田中发展，但每个地区的自然条件、社会经济条件以及市场需求都各不相同，因此需要在推广过程中根据每个地区的特定情况来评估是否适合发展“稻萍鱼”模式。此外，还需要充分考虑当地市场需求和消费者的接受程度，因为这直接影响到“稻萍鱼”模式的推广效果。其次，技术复杂性也是一个关键问题。与传统的水稻种植和鱼类养殖方式相比，“稻萍鱼”模式涉及3个系统的结合，因此需要更复杂的技术支持、更精细的管理和更多的投入。在推广过程中，必须建立一套适合当地情况的种植、养殖技术体系，以帮助农民掌握相关技能和管理方法。再者，规模化和品牌化发展不足也是一个亟待解决的问题。目前，福建省“稻萍鱼”模式大多数是小规模的家庭生产方式，难以实现规模化生产和品牌化经营。这不仅限制了“稻萍鱼”模式的生产效率和经济效益，也使得产品的附加值较低。因此，在推广过程中应积极引导和扶持农民合作组织、龙头企业等主体，推动“稻萍鱼”模式的规模化生产和品牌化经营。最后，农民接受度也是影响“稻萍鱼”模式推广的一个重要因素。由于一些农民对“稻萍鱼”模式较为陌生，在推广过程中需要加强技术培训和宣传教育工作，提高农民对“稻萍鱼”模式的认知度和接受程度。只有当农民真正了解并接受这一新模式时，才能保证其在当地的顺利推广和持续发展。综上所述，在推广“稻萍鱼”模式的过程中，需要充分考虑地域适应性、技术复杂性、规模化和品牌化发展以及农民接受度等问题，才可以实现“稻萍鱼”模式的广泛应用和持续发展。

虽然“稻萍鱼”模式在一定程度上得到了推广应用，但目前关于其推广潜力评价的研究尚未见报道^［7-10］。因此，本研究拟以“稻萍鱼”模式为研究对象，通过理论分析法和文献分析法初步筛选出“稻萍鱼”模式推广潜力的评价指标，并采用德尔菲法和界值法进行进一步筛选，从而构建一套适用于福建省“稻萍鱼”模式推广潜力评价的指标体系。在此基础上，本研究将采用层次分析法和变异系数法确定各指标的组合权重，并运用综合评分法构建推广潜力的评价模型。根据评价模型的综合评分值，我们将对推广潜力等级进行分类，并据此制定相应的推广策略。期望本研究的结果能为福建稻区因地制宜地推广“稻萍鱼”模式以及合理制定推广策略提供理论依据和实践指导。

1　研究方法

1.1　评价指标的初选方法

首先应用文献分析法，对国内“稻田养鱼”“稻田养萍”“稻萍鱼”“稻渔综合种养”等方面的标准、论文和报告等进行分析统计，初步选择指标；然后根据理论分析法，对初选指标进行删减或增加；最后结合实地调研情况，对指标进一步调整，最终确定供专家筛选的评价指标体系框架^［11-13］。

1.2　评价指标的筛选方法

1.2.1　德尔菲法

本研究遴选出25位专家参与德尔菲法^［14-16］函询，共进行了两轮专家函询。专家按照李克特量表^［16］（Likert scale）对指标重要性进行打分。5分表示该指标非常重要；4分表示该指标重要；3分表示该指标一般重要；2分表示该指标不太重要；1分表示该指标不重要。

1.2.2　界值法

采用界值法对每一轮德尔菲法的评分结果进行筛选。界值计算方法^［17］：1）满分率的界值=所有指标满分率的均数与标准差的差值，得分高于该界值的评价指标入选；2）算数均数的界值=所有指标的均数与标准差的差值，得分高于该界值的评价指标入选；3）变异系数的界值=所有指标变异系数的均数与标准差的和，得分低于该界值的评价指标入选。在以上3个界值尺度中，任意2个尺度不符合界值筛选要求直接剔除该指标。如果某个评价指标有且仅有一个尺度不符合筛选要求，为防止重要的评价指标被剔除，根据研究的全面性和指标的可获得性等原则，经专家小组讨论后再进行取舍。

1.2.3　专家可靠性评价方法

专家的可靠性由专家的积极系数、权威程度和意见一致性来衡量^{［15，18］}。专家的积极系数以问卷回收率表示，回收率越高，说明专家的积极性越高；专家的权威程度C_r采用自我评价^［18］，由2个因素决定：一个是专家对方案作出判断的依据C_a；另一个是专家对问题的熟悉程度C_s，C_r=（C_a+C_s）/2。专家意见的一致性以协调系数表示。

1.3　指标权重的确定方法

采取主观经验权重与客观统计权重相结合的组合赋权法计算各个评价指标的组合权重系数。主观经验权重采用层次分析法，客观统计权重选取变异系数法 ^［19］。将AHP权重与CV权重求平均值得到组合权重。采用分析软件YAAHP^［20］进行层次分析计算，利用第二轮各评价指标重要性赋值均数的两两比较确定Saaty标度^［21］。

1.4　推广潜力的评价方法

采用综合评分法。将评价单元各指标的标准化值乘以指标权重再求和即可得到综合评分值。

2　结果与分析

2.1　评价指标体系的初步确定

以“稻田养鱼”“稻田养萍”“稻萍鱼”和“稻渔综合种养”为关键词，通过中国知网数据库进行检索，文献发表时间截止到2020年12月。对检索到的335篇核心期刊论文中涉及到“稻萍鱼”推广潜力的指标逐一列出，经过指标同义合并后，得到指标53个。自然因素方面，主要从水资源、气候不稳定性和土壤条件考虑对推广潜力的影响。社会经济因素也是农民是否会采用“稻萍鱼”模式的影响因素之一，主要涉及成本、效益、技术和销售等多个方面，主要从稻田资源、推广便利性和当地经济水平考虑对推广潜力的影响。为保证指标的有效性和实用性，课题组对福建省闽北地区南平市“稻萍鱼”示范基地进行实地调研，修正了部分指标。最终“稻萍鱼”模式初选的推广潜力评价指标体系框架包括一级指标自然因素和社会经济因素2个，二级指标降雨量、水域面积、暴雨概率、极端低温概率、极端高温概率、干旱概率、有机质含量、稻田土壤pH、县域稻田密度、稻田养鱼传统、稻田养殖红萍传统、稻田到县政府的欧氏距离和农村人均可支配收入等13个（图1）。

2.2　评价指标的筛选

2.2.1　专家遴选情况

本研究共函询专家25位，详见表1。其中：目前从事或曾经从事“稻萍鱼”模式研究及推广的专家9人；国家绿肥产业技术体系相关专家8人；福建省有稻田养鱼、养萍传统地区的基层农技专家6人；福建省“稻萍鱼”模式的从业者2人。

2.2.2　专家的积极性

专家的积极性是进行专家函询的重要基础，也会影响函询结果的客观性和可靠性。一般认为50%的积极系数是可以用来分析的最低比例，70%及以上的积极系数是非常好的结果。本研究两轮函询问卷的回收率均为100%，说明函询专家关心本研究，参与的积极程度高。

2.2.3　专家意见一致性

协调系数反映了不同专家意见的一致性，也是咨询结果可信程度的指标，用协调系数表示。两轮专家函询结果的协调系数分别为0.149和0.310，两轮协调系数的χ²检验中P<0.05，表明在95%的置信度下，专家评估意见协调性好，函询结果的可信度较高，具有统计学意义。

2.2.4　专家权威程度

本研究的专家判断系数C_a均值为0.916，专家熟悉程度C_s均值为0.732，经计算本研究的专家权威程度C_r值为0.824（参与第一轮和第二轮函询的专家是一样的），可以认为专家的权威程度较高。由于专家的权威程度与预测精度呈一定的函数关系，因此可以推论本研究的精度也较高。

2.2.5　第一轮评价指标筛选结果

第一轮函询结果分析见表2。可见：按照界值计算方法得出第一轮函询满分率界值为16.96%，算术均数界值为3.42，变异系数界值为26.70%。运用界值法对指标进行筛选，二级指标“极端低温概率”“稻田土壤pH”有2个或2个以上尺度不符合界值筛选要求，予以删除。二级指标“有机质含量”“稻田到县政府的欧氏距离”“农村人均可支配收入”只有一个尺度不符合界值筛选要求，经认真商讨，均予以保留。综合函询专家修改及增减指标的意见和建议，增加以下指标：在一级指标“社会经济因素”下增加二级指标“城镇人均可支配收入”。第一轮德尔菲法函询后，删除指标2项，增加指标1项，没有修改指标。第一轮函询完成后，根据界值法和专家意见制定新的评价指标体系提供给第二轮专家打分，同时将第一轮函询结果反馈给各位专家，以供专家参考。

2.2.6　第二轮评价指标筛选结果

第二轮函询结果分析见表3。可见：按照界值计算方法得出第二轮函询满分率界值为24.70%，算术均数的界值为3.71，变异系数界值为25.39%。运用界值法对指标进行筛选，所有指标均符合界值筛选要求，均予以保留。函询专家没有修改或增减指标的意见和建议，说明经过2轮德尔菲法函询，专家对于评价指标的意见基本趋于一致，评分差异性较小。因此，在通过两轮专家咨询后，即可确定最终的评价指标体系。“稻萍鱼”模式推广潜力评价指标体系包括“自然因素”和“社会经济因素”2个一级指标。一级指标“自然因素”之下分为“降雨量”“水域面积”“暴雨概率”“极端高温概率”“干旱概率”和“有机质含量”6个二级指标；一级指标“社会经济因素”之下分为“县域稻田密度”“稻田养鱼传统”“稻田养殖红萍传统”“稻田到县政府的欧氏距离”“农村人均可支配收入”和“城镇人均可支配收入”6个二级指标。推广潜力评价指标体系的二级指标解析、指标属性及指标数据来源详见表4。

2.3　评价指标权重的确定

二级指标的组合权重W_i分别为降雨量（9.46%）、水域面积（13.76%）、暴雨概率（9.40%）、极端高温概率（7.52%）、干旱概率（9.87%）、有机质含量（6.56%）、县域稻田密度（6.30%）、稻田养鱼传统（9.10%）、稻田养殖红萍传统（8.46%）、稻田到县政府的欧氏距离（6.37%）、农村人均可支配收入（6.60%）和城镇人均可支配收入（6.60%）（表5）。一级指标组合权重W_i为其下所有二级指标组合权重的和，一级指标“自然因素”的组合权重W_i为56.57%，一级指标“社会经济因素”的组合权重W_i为43.43%。

2.4　推广潜力评价模型及推广的优先等级划分

本研究根据综合评分法构建推广潜力评价模型，将评价指标的标准化值乘以指标权重再求和即可得到某一评价单元的综合评分值。具体计算公式如下：

T=T_{\mathrm{z}}+T_{\mathrm{s}}={\sum }_{\mathrm{1}}^n{Y}_i{W}_i(i=\mathrm{1,2},\dots ,n)(1)

式中：T为某一评价单元的推广潜力综合评分值；T_z为自然因素综合评分值；T_s为社会经济因素综合评分值；n为评价指标的总数；Y_i 为指标的标准化值；W_i 为评价指标的组合权重。T取值范围为0.00~1.00。

指标数据的标准化采用极差标准化法。正向指标的标准化值计算公式如下：

Y_{\mathrm{i}}=\frac{Z-Z_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}}{Z_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}-Z_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}}(2)

逆向指标的标准化值计算公式如下：

Y_{\mathrm{i}}=\frac{Z_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}-Z}{Z_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}-Z_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}}(3)

式（2）和（3）中：Z_max和Z_min分别为指标在福建省稻区的最大值和最小值；Z为该指标的观察值；Yi为指标的标准化值。应用式（2）和（3）时，气象指标的观察值Z为前20年数据的平均值，其他定量指标的的观察值Z是前1年数据，定性指标的的观察值Z为当年实地调研得到，前10年以内有“稻田养鱼传统”“稻田养殖红萍传统”的观察值Z为1，前10年以内无“稻田养鱼传统”“稻田养殖红萍传统”的观察值Z为0。

参考胡亮亮等^［7］方法，基于自然因素综合评分值T_z和社会经济因素综合评分值T_s可将所有评价单元的推广优先级分为4个等级（表6），并为不同的推广等级制定相应的推广策略。

3　讨　论

构建推广潜力评价指标体系的关键在于选择合适的指标，目前常用的指标筛选方法有文献分析法、理论挖掘法、专家打分法等^［22-26］，但各有优劣。本研究采用文献分析初步选择指标，根据理论分析进行调整，结合实地调研情况进一步调整，最后运用德尔菲法和界值法确定评价指标体系。此方法避免了单一指标筛选方法的缺陷，建立的指标全面、合理且更符合实际情况。指标权重赋值对评价结果的科学性至关重要。本研究采用层次分析法和变异系数法确定指标的组合权重，这种方法结合了专家对指标重要程度的主观意见和数理统计方法的客观依据，提高了指标体系在实践运用中的有效程度。

从一级指标来看，“自然因素”的权重为56.57%，“社会经济因素”的权重为43.43%，这说明自然条件的适宜性是影响推广潜力的最主要因素，但社会经济因素也是影响推广潜力较重要的因素。在自然因素中，气候不稳定性（包含暴雨概率、极端高温概率、干旱概率3个指标）维度所占的权重最大（26.79%），这表明气候条件对“稻萍鱼”模式的推广具有重要影响。在福建省稻区，气候不稳定因素如干旱、暴雨、高温等极端天气事件发生频率较高，这些因素对“稻萍鱼”模式的推广造成了一定的困难。因此，在推广过程中需要充分考虑自然条件的影响，因地制宜地制定相应的推广策略。在社会经济因素中，推广便利性（包含稻田养鱼传统、稻田养殖红萍传统、稻田到县政府的欧氏距离3个指标）维度所占的权重最大（23.93%），推广便利性主要涉及“稻萍鱼”模式实施地的交通条件、农民接受程度、相关的技术积累和销售渠道等，这些因素直接关系到“稻萍鱼”模式的推广效果和经济效益。因此，在推广过程中也需要充分考虑当地的社会经济条件，制定相应的推广策略和措施。

本研究的评价体系主要从生态环境和农业经济角度考虑，然而“稻萍鱼”模式的推广潜力可能还受到其他因素的影响，如政府政策、市场需求、消费习惯、实施效益等，因考虑到相关指标数据存在获取和标准化方面的困难，本研究并未将其列入指标体系。此外，本研究虽然初步构建了“稻萍鱼”模式推广潜力评价指标体系和评价模型，但未经过实证检验，因此可能存在一定的局限性。

4　结　论

福建省“稻萍鱼”模式推广潜力评价指标体系在指标选择和权重确定方面具有较高的可靠性，指标体系共分为两级，其中，一级指标分别为自然因素和社会经济因素2项，二级指标12项，该套指标体系覆盖面广，较全面反映了影响推广潜力的水资源、气候不稳定性、土壤条件、稻田资源、推广便利性和经济水平6个方面因素。基于推广潜力评价模型将福建省稻区划分为4个推广优先等级，其中，Ⅰ级和Ⅱ级稻田适合推广规模化的“稻萍鱼”模式，Ⅲ级稻田适合推广粗放型、小规模的“稻萍鱼”模式，Ⅳ级稻田不适合推广，但可由农户自发性地采用“稻萍鱼”模式。

今后可利用GIS的时空分析和空间叠置功能绘制福建省“稻萍鱼”模式推广潜力综合评价状况图，从而确定“稻萍鱼”模式不同推广优先等级的地理分布和面积规模，为因地制宜地推广“稻萍鱼”模式提供科学的理论依据和决策支持。本研究在“稻萍鱼”模式推广潜力评价方面做了一些尝试性的探讨，希望能为类似研究提供借鉴和参考。

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基金资助

国家绿肥产业技术体系(CARS-22)

福建省省属公益类科研院所基本科研专项(2020R1021001)

福建省人民政府中国农业科学院农业高质量发展超越“5511”协同创新工程(XTCXGC2021010)