目前, 我国水稻种植面积超过3000万hm²，占据40%的粮食产量，是我国第一大粮食作物。而科学合理地施用化肥是保证水稻高产、优质、无污染的重要生产措施。但在实际生产过程中，过量施用的化肥已对水稻质量安全和自然环境造成了威胁。据2010年《第一次全国污染源普查报告》数据显示，化肥施用过量正是农业面源污染的重要诱因^[1]。习近平总书记在中央经济工作会议上曾明确提出，要深化农业供给侧结构性改革，走质量兴农之路。2015年2月，农业部按照中央的部署，制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，力争到2020年，主要农作物化肥使用量实现零增长。近几年来，农业相关人员坚持“一控两减三基本”的目标，深入开展了化肥零增长行动，现已取得明显成效。在2016年化肥零增长行动评估中，全国施肥总量首次下降，比2015年减少38.5万t，减幅为0.64%，这是我国有化肥施用数据统计以来历史上首次实现化肥施用量减少^[2]。

为贯彻党在十九大提出的乡村振兴战略，积极响应农业部的化肥减施行动，“十三五”国家重点研发计划项目聚集了越来越多的科研工作者投入到农业生产化肥减施增效技术的研发中。可以期待，将会有一系列的化肥减施增效技术成果被提出，但这些技术是否符合农业生产实践对其轻简化、易复制、易推广的需求，是值得技术的研发者、推广者和部门管理者等认真考虑的。“十三五”重点研发计划“化学肥料和农药减施增效综合技术研发”专项中特设立“化肥减施增效技术应用的社会经济效果评估研究课题，旨在解决当前迫切需要及时掌握或了解化肥减施增效技术应用中的社会效益问题和经济效益问题。然而，我国尚没有统一且规范的化肥减施增效技术评价指标体系，已有相关技术评价研究视角分散、侧重各异^[3-7]，不能套用于以化肥减施增效目标为核心的技术效果综合评价。国际上对于农业技术的可持续性发展评价已有诸多研究，其指标选取侧重于与研究区域特点及技术发展水平的结合，相对于国内更加完善，指标体系大多含有技术研发及推广阶段性指标、效益指标、社会公正性指标、制度特质指标等，但推及本研究指标体系的构建，还需结合我国技术研发水平及推广地区特征等进行完善^[8-12]。因此，本文在深刻理解作物化肥减施增效技术应用终极目标和深入分析评价指标体系构建原则基础上，拟从技术、经济、社会、环境及管理5个方面来考量，构建侧重技术本身特征、技术经济效益与技术社会效益的水稻化肥减施增效技术应用的综合评价指标体系，并通过主观赋权方法，咨询作物栽培、土肥、生态、农经等多领域专家意见确立指标权重，以期为科学开展各作物化肥减施增效技术综合评价提供技术支撑和借鉴参考。

1 材料与方法 1.1 水稻作物化肥减施增效技术评价指标体系构建原则

水稻作物化肥减施增效技术评价实质上是对技术使用过程和效果进行评定的一种综合反映^[13-14]，考虑水稻作物生长周期特性和农业技术施用现实条件，科学评价新技术应用效果。由于不同技术应用中减施增效的侧重点不同，因此，构建指标体系时要综合考虑各个方面且需要遵循6个原则^[15-16]。

（1）科学性与实用性。选取的全部评价指标概念明确，具有科学内涵，理论上合理，满足科学评价技术施用的需要，且具有普遍适用性。

（2）完整性与简明性。指标体系应包括水稻作物生长全周期和技术应用全过程参数评估，能够比较出不同技术优劣性；同时尽可能用最少的指标，直接突出技术的“减施”“增效”效果，减少收集、整理、计算数据的工作量。

（3）系统性与层次性。水稻是我国第一大粮食作物，具有重要的经济价值，其化肥施用成本效益处于社会-经济-环境复合系统中，各个子系统内部结构复杂，并相互影响与制约，需要3个方面纳入评价指标体系。不同层次指标能够反映技术的不同侧面，同层指标既彼此互斥，又共同解释上一层次指标内涵。

（4）动态性与稳定性。技术研发是一个不断改进的动态过程。随着经济与社会发展，技术不断修正和改良，指标体系也需要进行动态调整。同时要保证某一时期指标值的相对稳定，便于评估技术阶段性实施效果并可预测其发展趋势。

（5）可行性与可比性。评价指标选取时，尽可能减少难以量化的定性指标，选取定量指标能确保技术施用过程中获取准确数据。由于技术试验点区域性差异，要保证技术在区域上存在可比性，对确立技术推广优先序提供参考价值。

（6）现实性与导向性。指标体系应结合我国现有技术发展特点，反映中国农业时代特色与农业发展实际情况。与此同时，需涉及未来技术推广这一首要问题，能够为实现国家战略目标服务，实现到2020年的“两减”目标。

1.2 文献研究与专家咨询法相结合确立评价指标体系

本研究把水稻作物化肥减施增效技术评价指标体系作为目标层，依次讨论指标体系的一般结构，准则层、指标层以及子指标层。先参考国内外相关研究选取技术评价指标总集，再根据上述6个原则进行补充与完善，构建针对水稻作物的指标集，结合水稻、土肥、农业经济等相关研究领域专家意见，最终形成水稻作物化肥减施增效技术评价指标体系。

1.2.1 水稻作物化肥减施增效技术评价指标选取

要选取技术评价的指标总集，鉴于化肥减施增效主要目的是在不减产的情况下减少化肥使用量，提高化肥施用效率，改善土质，增强种植业的可持续性发展，藉此参考国内外针对农业可持续性评价的研究结果^{[5-6, 8]}来选取适合评价此技术的各项指标。

在20世纪90年代，农业技术评价领域的学者们都认为经济、生态和社会三大效益在农业技术评价中同等重要，并致力于将三者进行统一^[9]，他们还指出技术推广依赖于推广组织机构、完善的基础设施以及利益相关方的合作。因此，农业技术评价指标还应该包括管理政策^[17]。结合相关资料，准则层分为技术特征、经济效益、社会效益、环境效益及管理5个方面^[10]。对于指标层及子指标层分别选取若干个指标^[18-20]。

1.2.2 水稻作物化肥减施增效技术评价指标体系确立

为筛选水稻作物评价指标集，完善初步构建的指标体系，对水稻栽培、土肥、生态学、农经等领域的前沿专家进行问卷调查，采用专家咨询法^[21-22]对每一层次、每一指标，依次进行鉴定与评价，对存在争议的指标进行完善或删除，补充未考虑到的指标。

1.3 基于专家组意见多重相关性法确定指标体系权重

在指标体系构建过程中，目前常见的指标权重确定方法有主观赋权法、客观赋权法以及主客观结合赋权法^[23]。主观赋权法通常依赖于决策者的主观判断，根据对各项指标重视程度不同来赋权，但不同专家的不可控因素经常带来难以令人信服的结果。后来有学者将各位专家打分结果进行算术平均，以期避免单一专家的主观偏好，从而获得多位专家的经验综合结果。但是这种方法忽略了专家意见的差异性，使得结果与实际情况产生较大偏差。本文为获得意见一致的专家组主观权重，选取基于专家组意见多重相关的主观赋权方法^[24-25]，即通过研究专家意见之间本身相关性给指标赋权，这种方法的优点在于经过多次收敛后可以得到一个相对稳定的权重。运用该方法确定指标体系主观权重的具体操作如下：

当决策问题指标个数为n，分别为x₁，x₂，…，x_n时，通过咨询q名专家得到了q个权重组合，则其权重矩阵为：

(1)

(2)

作以下假设：当两位或两位以上专家对同一指标的权重相同或相近时，这些专家被认为是较权威的专家，同理，当某位专家与大多数专家意见相悖时，该专家为较不权威的专家；判断两位专家意见的相近程度为相关系数；较为权威的专家给出权重组合在最终权重中更有分量。

由此可知，相关系数在一定程度上代表着专家的权威程度，也就代表着专家权重组合在最终权重中分量，最终用相关系数替代专家赋予的权重。通过权重矩阵计算相关系数矩阵如下式：

(3)

(4)

(5)

但是需要注意，由于R为相关系数矩阵，想要作为权重矩阵，必须满足归一特性，即权重和为1。那么相关系数R矩阵需经过归一化处理才可作为权重矩阵：

(6)

(7)

由此，定义专家加权权重矩阵为：

(8)

此时，虽然为专家加权权重矩阵，但是其不具有收敛性，为获得收敛矩阵，即一致性的指标赋权值，需要重复此过程。即每一次将作为新的权重矩阵，重复公式（3）~（8）。

由于新一轮专家加权权重矩阵是上一轮专家权重矩阵的信息集合，其相关系数必会得到强化。重复多次，终将得到收敛的专家权重矩阵。

依照上述原理方法依次确定准则层、指标层、子指标层内各指标权重。此外，为突出该主观赋权方法的优势，增强方法有效性的认可度，本研究同时选取各个指标原始打分权重的中位数，进行归一化处理后计算权重。

2 结果与讨论 2.1 水稻作物化肥减施增效技术评价指标体系及权重分配结果

基于文献和专家意见，现确立水稻作物化肥减施增效技术评价指标体系及各个指标释义见表 1，其中准则层包含5个指标，指标层包含17个指标，子指标层包括43个指标，所有指标权重分配结果如下：

（1）准则层指标权重。运用上述指标权重确定方法运算出专家加权后的指标权重矩阵=[0.343 0   0.214 0   0.149 9   0.171 5   0.120 7]，也就是准则层中5项指标技术特征、经济效益、社会效益、环境效益与管理各占比34.30%、21.40%、14.99%、17.15%和12.07%，此结果与大多数专家认为技术特征对于技术评价最为重要，其次为经济效益、环境效益，最后为社会效益和管理指标，意见完全一致（表 2）。

（2）指标层指标权重。根据专家返回的权重打分表，技术特征指标所辖的化肥施用强度、技术三性、单位面积产量、化肥农学效率、稳产下有机无机替代率、施肥方式和土壤地力7个指标层指标的权重分别为13.74%、16.33%、13.51%、12.83%、22.24%、2.98%和18.37%。依据专家给出的准则层和指标层指标权重，经计算得到每个指标层指标的最终权重。例如化肥施用强度指标最终权重为其对应准则层技术特征指标权重34.30%，与专家组给出指标层化肥施用强度权重13.74%的乘积，即4.71%。依次类推得到所有指标层指标权重，见表 2。

（3）子指标层指标权重。运用相同方法计算出子指标层在指标层中所占比例，再乘以对应指标层在整个指标体系中所占比例，获得所有子指标层指标最终权重，见表 2。

（4）由中位数法确定得到的准则层、指标层和子指标层各指标主观权重结果同列于表 2。

2.2 权重分配结果分析

从表 2可知，基于专家组合多重相关性和中位数两种方法计算得到准则层5个指标的权重，其排序结果都是B1>B2>B4>B3>B5，这与我们设立指标体系的总目标相一致。评价化肥减施增效技术的优劣性，最重要的是技术本身的相关特性。在我国人口多、耕地面积少、农业资源有效利用率相对较低的背景下，提高农民经济效益一直是满足人民物质需求和农产品供给安全问题的基本保障。对于农户来说是否采纳新技术，经济效益变化是他们最关心的问题。农业部所提出加强化肥减施技术的研究，也是以不减少农户的经济效益为前提的；技术实施在体现自身技术特征，产生经济效益的同时，也必然对生态环境产生影响，其产生环境效益与技术特征、经济效益是相互制约、互为因果关系的。党的十九大报告明确指出生态文明建设功在当代、利在千秋。农业部在“十三五”期间加大“两减”的研究，真正目的就是减少过量化肥农药施用所带来的土壤污染、水污染等环境问题；除以上三者之外，政府倡导科学技术研究是以获得社会效益为更高目标，理想技术的研发成功也要通过社会层面来扩大覆盖面积以达到更好施用效果，可谓是技术转化成果的衍生效益；技术研发在当地获得政府与媒体的支持虽不可忽视但相比前四者，主观影响因素更多，因此所占权重最小。总体来说，在评价化肥减施增效技术时，强调提高技术特征、经济效益、环境效益比重的同时，对社会效益与管理层面（权重）的忽视逐渐转变为给予更多关注和重视^[12]，因为想要良好的农业技术实践真正全面普及落实于大地上越来越离不开这两方面的催化支持^[26-27]。这一研究结果与农业固体废弃物处理技术^[18]、创新科技技术^[28]、面源污染控制技术^[29]等其他农业技术评价研究结果一致。

在技术特征对应的指标层中，基于专家组意见多重相关性的赋权方法显示出的权重顺序为C5>C7>C2>C1>C3>C4>C6，而运用中位数方法显示结果为C1=C2>C5=C7>C3=C4=C6。二者对比发现，基于专家相关性的结果将稳产下有机无机替代率、土壤地力视为最重要的因素，这是因为不同专家在为这组指标赋权时产生较大差异，不同领域的专家侧重的技术特征不一样，而此时普遍强调的替代率、土壤地力得以凸显。研究^[30-31]表明，土壤中有机质含量增加，土壤地力改善可以加快土壤矿化，加速养分释放，从而提高土壤可持续生产能力。同时，施肥方式在多重相关性法中表现出相对较弱的权重是因为不同专家对于施肥方式影响技术特征的强弱上意见并不能统一。有专家认为施肥方式是影响肥料利用率的重要因素^[31-32]，也有学者表示施肥方式只有在长期实验积累中结果有所区别，而本重点研发计划研究项目实际执行仅为3~4年，其研究结果尚不能说明问题但又不可忽略，藉此专家给出较弱的权重占比。由于两种相差较大观点的存在，此指标经过运算在技术特征中就得到最小的权重结果。在社会效益对应的指标层中，中位数法显示4个指标权重相当，而多重相关性法却显示C10>C11>C12>C13，四个指标权重分配上出现不同，推广率的权重显著高于减施意识提高率。这是源于专家一致认可推广面积更大的技术产生更高社会效益，而对于农户减施意识提高率，有部分专家认为其主观性太强，不适合作为判定技术优劣主要依据。经专家组合多重相关性法的计算，该指标所占权重偏弱。在经济效益准则层对应成本与收益的两项指标，两种方法均显示权重大体相等；在环境效益中源头养分投入N减量比源头养分投入P₂O₅减量更为重要；在管理层面，政府调控比专业力量更为重要，这些研究结果均与预判相同。净收益是由成本和效益两方面共同决定的，影响力无分强弱；环境效益上，早有研究表明^[33]，过量化肥施用是导致农田面源污染形势严峻的主因，但N污染负荷比P污染负荷更高，在减量的需求上更为迫切；而化肥减施所实现的环境质量改善，实际上是为大众提供了环保公共产品，无论是从社会层面或管理层面，普适的观点多认为政府理应是支持主体，占有更大的权重^[34]。

观察两种方法计算得到的子指标层权重，中位数法得到技术特征中子指标层权重顺序为D7>D1>D4= D5>D15>D2=D11>D12>D20>D8>D6>D14>D9>D13=D16>D3>D10>D17=D18=D19，而由专家相关性法得到的权重顺序大体相同，唯有土壤中的有机质、有机肥与无机肥中N、P₂O₅配比等几项指标相对占有更高的比例。有机质权重占比高可能与人们长期将其视为反映土壤地力高低程度的主要特征指标有关^[35]。在经济效益对应的子指标层中，单位种植面积其余成本和新技术应用农户额外投入成本费用，这两项指标在专家相关性法中所占比重略小，这与专家们更多考虑技术应用是否能直接削减相关显性成本有关。社会效益与环境效益所对应的子指标层权重经两种方法计算所得结果完全一致。在管理层面，地方政府配套政策指标层中，媒体、报纸报道次数指标权重远小于当地政府是否纳入文件、列为当地主推技术和有无配套政策两项指标，原因可能是后两者在生产现实中促进技术应用落到实地潜在发挥作用更强，前者仅起到宣传造势的作用。当地专业力量对应的子指标层中，技术人员的有无在权重上显著高于技术人员的专业职称。这是因为走到农业生产一线指导农户种植的技术员即便没有专业职称但有着多年经验积累也能很好地完成技术指导。藉此，专家组合多重相关性法能够更好地避免个别专家的主观认知差异，各个指标的权重分配与大多数专家主观判定指标在体系中重要性强弱完全一致，表明专家组合多重相关法减少了偏向性，使得权重更加平衡，进而深刻反映专家的一致性。相对于传统中位数法而言，专家组合意见多重相关性法在计算中经过多次收敛，整合集中了所选专家的偏好，可以重点突出某些指标的比重，从而权重分配更科学合理，比单一专家决策更有效。

3 结论与展望

本文在借鉴国内外学者相关研究成果基础上，结合我国长江中下游水稻种植生产特点，系统构建了针对水稻作物化肥减施增效技术应用效果评价指标体系，创新性地运用基于专家组意见多重相关性法对指标体系进行赋权，分析得到以下结论并提出了下一步深入研究的方向:

(1) 鉴于目前尚无国家层面的化肥减施增效技术应用效果评价指标体系，本指标体系的构建可以推动化肥减施增效技术的研发更具目标性和指向性。本研究不但考虑了一般技术评价选取的技术特征、经济效益、社会效益三方面指标，还考虑了环境效益和管理政策层面因素，符合构建指标体系的科学、实用、完整、系统等多项原则。后续结合技术实施过程和区域调研得到的指标数据，可以对指标体系进一步进行验证。一方面，对于可能存在相关性较大的指标进行整合; 另一方面，对于技术实施中农户或技术开发方不能提供准确数据的指标进行替换，或对评价结果无显著影响的指标及时进行删除或者弱化。

(2) 在指标权重的确定上，基于专家组意见多重相关性法的应用集中了专家的整体意见，克服了传统主观赋权法存在个别专家差异性引起偏差的弊端，为此得到的指标权重更科学合理。相信，后续结合技术实施所得到的指标数据可以再次进行客观赋权，与现有指标权重结合，消除主观优势，得到更具有说服力的指标权重。

(3) 尽管本文是基于水稻生产化肥减施增效技术应用效果评估而提出的评价指标体系，与建立一个普遍适用或通适的农业技术评价指标体系还有很大差距，也有待进一步深入研究，但仍可为其他作物化肥减施增效技术应用效果评价指标体系的构建提供参考。