基于聚类分析的农机购置补贴区域分类

为提高农机购置补贴效果,合理配置补贴资源,提出健全农机购置补贴政策应进行区域分类研究。该文提出粮食生产能力、经济水平、农民购买能力及自然条件是影响补贴区域分类的4个主要因素,并选取粮食产量、人均GDP、农民人均纯收入、丘陵山区所占比重作为衡量指标,利用Q-型系统聚类分析方法,对中国农机购置补贴进行区域分类,通过定性修正得出将31个省（市、区）分为4类区域的分类结果。针对各区域特征、农业机械化发展及投入现状,在补贴总量及结构、补贴机具、补贴标准等方面提出优化农机购置补贴的政策建议。     

农业靠什么持续稳定发展?

实现农业可持续稳定发展,别无他途,只能加快推进农业现代化,促进农业发展方式转变,从依靠拼资源消耗、拼农资投入、拼生态环境的粗放经营,尽快转到注重提高质量和效益的集约经营上来。(1)提高农业补贴政策效能。增加农民收入,必须健全国家对农业的支持保护体系。保持农业补贴政策连续性和稳定性,逐步扩大"绿箱"支持政策实施规模和范围,调整改进"黄箱"支持政策,充分发挥政策惠农增收效应。继续实施种粮农民直接补贴、良种补贴、农机具购置补贴、农资综合补贴等政策。选择部     

湖北省耕地利用效率的区域差异及提升对策

[目的]分析湖北省各县耕地利用效率的区域差异并探寻各研究单元(DMU)的优化空间,提出区域差别化的耕地利用效率提升对策。[方法]使用湖北省78个县域研究单元1987—2012年的耕地投入产出面板数据,构建CCR模型和超效率数据包络分析(DEA)模型。[结果]至2012年,湖北省县域单元耕地利用效率逐年下降,存在投入要素的冗余。(1)该省95%的单元化肥投入存在0%~87%的冗余率;(2)鄂西山区和鄂东南丘陵地区劳动力冗余率分别达到42%和52%;(3)农业机械投入同样在江汉平原与鄂西山区、鄂东南丘陵地区出现显著冗余,分别达到37%,45%和54%。[结论](1)该区域需减少化肥施用量;(2)鄂西山区和鄂东南丘陵地区应着力采取推动劳动力转移的政策以释放剩余农业劳动力;(3)鄂西山区和鄂东南丘陵地区应适当控制农业机械的投入,而适宜推广规模化种植的江汉平原可通过提高管理效率以提升农用机械利用效率,减少冗余。     

高标准农田建设政策对种植结构影响的模型评估

为评估高标准农田建设政策对农业种植结构的影响与政策的传导路径，利用2005—2017年中国省级面板数据，构建连续型双重差分模型（differences-in-differences model，DID）和两阶段估计模型，检验高标准农田建设的政策效应与作用机制。结果发现：1）高标准农田建设政策对种植结构“趋粮化”有正向促进作用，平均提高7.5%的粮食作物种植比例；2）政策的动态影响分析表明，随着高标准农田建设的范围和规模扩大，政策效应随着时间推移逐渐增强；3）作用机制分析表明，政策实施通过扩大农地流转规模、新增农机总动力和提高粮食种植专业化水平3条路径，推动种植结构“趋粮化”。因此，地方政府应严格落实高标准农田建设规划，稳健发展农地流转市场，提升农业机械化和农业社会化服务水平，鼓励粮食种植专业化，以实现高标准农田建设“藏粮于地”的政策效应。     

农地整治项目农户有效参与的影响机理

[目的]研究农地整治项目农户有效参与的影响机理,为政府国土部门制定提高农户有效参与的激励政策提供依据与参考。[方法]运用分位数回归以及反事实分位数分解模型,基于湖北省15个县(市、区)的26个农地整治项目的样本数据,分析农户有效参与的影响机理,同时探究丘陵工程模式区与岗前平原模式区农户有效参与的差异及成因。[结果](1)从整体情况看,参与能力的增强,参与机会的增加,以及参与动力的提升对提高农户有效参与度均有着重要的影响。(2)从不同区域农户有效参与差异来看,由参与能力造成的特征差异解释了农户有效参与度差异的绝大部分,但是由参与机会和参与动力造成的地域系数差异同样农户有效参与中不可忽略的影响因素。[结论]参与能力的增强,参与机会的增加,参与动力的提升对农户有效参与度均有重要的影响;同时政府国土部门应结合不同区域农地整治项目的实际开展情况,有针对性地制定相关激励政策,以期改善各地农地整治项目中农户有效参与的情况。     

三峡库区农户水土保持行为类型及其机理

[目的]分析三峡库区农户水土保持行为的类型、特点、机理和主要效果,为区域水土保持和生态环境建设决策提供依据。[方法]对三峡库区(重庆段)5个区县113户农户进行了问卷调查和重点访谈,运用调查数据分析库区农户水土保持行为类型及其机理。[结果]三峡库区农户水土保持行为主要分自觉自愿型和政策引导型两大类。自觉自愿型是农户创造性地适应环境、保护耕地,降低投入、增加收入,以农户耕地管理和保护性耕作行为为主,农户的水土保持需求形成农户水土保持动机,产生了开挖边沟背沟、挑沙面土、大横坡+小顺坡耕作、等高耕作、免耕、反坡挖地、作物间作套种、种植植物篱和药物除草等行为。其中,间作套种、开挖边沟背沟、大横坡+小顺坡耕作和挑沙面土4项耕作行为在库区推广较好。政策引导型行为是农户受国家水土保持政策引导而参与水土保持生态建设,是国家战略需求和农户实际需要的有机结合,可以细分为三种类型,一是劳务报酬类,农户参与坡改梯等水土保持工程建设并获得劳务报酬。二是经济补偿类,农户响应国家水土保持生态建设号召,采取退耕还林等行为并获得一定补偿。三是资金补贴类,农户在政府资金前补助或后补助情况下修建塘库、道路等水土保持设施。[结论]三峡库区农户水土保持经验丰富,各种水土保持行为均具有较好效果,值得在小流域治理等水土保持生态建设中推广。     

环境规制下农户感知对参与农业废弃物资源化利用意愿的影响

为提高农户农业废弃物资源化利用意愿,改善农村生态环境,顺应农民对美好人居环境的期待,本文基于河南、山东、四川、黑龙江4省693个农户的调研数据,建立多元有序Logistics模型,研究农户农业废弃物资源化利用价值与技能感知、成本收益感知与市场回收条件感知对其参与意愿的影响,并引入环境规制政策作为调节变量,分析了环境规制政策对农户农业废弃物资源化利用感知-参与意愿关系的调节效应。结果表明：1）农户农业废弃物资源化利用技能感知、成本感知、与回收渠道间的距离感知、回收渠道稳定性感知,均显著地影响其参与意愿;其中,农户技能感知和回收渠道稳定性感知对其参与意愿具有显著的正向影响。2）引导型规制对农户农业废弃物资源化利用前景感知与技能感知-参与意愿关系存在显著的正向调节效应;约束型规制对农户农业废弃物回收利用重要性感知、回收渠道稳定性感知-参与意愿关系存在显著的正向调节效应;激励型规制对农户农业废弃物资源化利用前景感知与技能感知、收益感知、回收渠道稳定性感知-参与意愿关系存在显著的正向调节效应,对与回收渠道间的距离感知-参与意愿关系存在显著负向调节效应。建议加强技术培训、增设更多补贴款项、健全农业废弃物回收机制,提高农户参与意愿,充分发挥3种规制政策的互补作用,不断调整优化农业废弃物资源化利用政策,持续推进农业农村绿色发展。     

农牧交错区农户耕地流转及其影响因素分析

耕地承包经营权流转因涉及到农业现代化和国家粮食安全,已经成为研究的热点问题。文章以内蒙古太仆寺旗为例,利用二元logistic模型分析农牧交错区农户间的差异对的耕地流转的影响。研究表明：太仆寺旗近一半的农户存在耕地转入或耕地转出行为;务农劳动力数、农业机械、种植业收入占比和畜牧业收入占比对农户转入耕地有显著正面影响,而对转出耕地的影响为负;由于机械替代劳动力,外出务工劳动力数较多的农户反而扩大经营规模的能力越强;户主年龄较大的农户不愿意再扩大耕地经营规模,但由于对土地的依赖性较强,也不愿意把自家土地转出;户主文化程度和劳均耕地面积对耕地流转没有显著影响。对农用机械实施补贴政策,会促进耕地向有扩大经营意愿和有明显优势的农户流转。     

化肥对中国粮食产量变化贡献率的研究

【目的】 化肥在中国粮食产量的增加中发挥了重要作用,但中国单位面积化肥施用量已远超其他国家。虽然田间试验已证明减少化肥施用量不会导致粮食产量大幅下降,但部分经济学者和粮食生产者对减少化肥施用量仍持谨慎态度。科学评价我国现阶段化肥对粮食产量变化的贡献率,对国家层面制定合理的化肥施用决策有重要的参考价值。已有研究侧重于利用时间序列模型分析粮食产量与化肥投入量及其他因素的关系,而不同省份粮食生产力存在差异,并且化肥对粮食产量变化的贡献率是动态变化的。故本研究利用面板数据模型更好地描述中国粮食生产的投入产出关系,并更准确地反映不同阶段化肥对粮食产量变化的贡献率。 【方法】 研究收集了1995—2015年中国30个省份粮食投入产出数据,分别估计了柯布道格拉斯和二项式函数形式的粮食生产函数的三种面板回归模型,并利用固定效应和随机效应检验方法对不同面板模型的优劣进行评判,最终判定随机效应模型优于混合效应和固定效应模型。根据随机效应模型回归结果求解了单位面积粮食产量对化肥的施用量弹性系数,借鉴全要素生产率概念,利用粮食生产函数和化肥施用量弹性计算了化肥对单位面积粮食产量变化的贡献率,据此评价化肥施用量对粮食产量的实际影响。 【结果】 实证结果表明,化肥施用量的弹性系数显著,固定弹性系数为0.17,可变弹性系数呈明显的倒U形变化趋势,说明化肥投入已经进入边际报酬递减阶段,继续增加化肥施用量无法实现粮食产量的增加;但由于化肥施用量弹性系数值较高,并且大于其他要素,表明化肥的增产效力不可替代。而化肥对粮食产量变化的贡献率计算结果则表明化肥对单位面积粮食产量变化的贡献逐渐变小,趋向于0,说明化肥带来的粮食增长效应已不明显。2015年粮食投入产出数据分析结果也说明适当减少化肥施用量并不会导致粮食产量大幅减少,防灾技术、农业机械化程度的提高等其他要素对粮食产量的增加发挥了更大的作用。 【结论】 建议在国家层面严格控制化肥施用量,通过调整施肥方式,优化施肥结构等措施提高化肥利用效率,进一步发挥技术要素对粮食增产的作用。      

浙江省耕地多功能时空格局变化、影响因素及空间溢出效应

探讨耕地多功能的时空变化规律、影响因素及其空间上的溢出效应或交互作用，对深化耕地多功能认知、提升耕地资源可持续利用能力具有重要意义。该研究选取浙江省为研究区域，基于耕地利用、气象、土壤、社会经济等数据，综合运用GIS制图、空间自相关分析和基于可拓展随机性环境影响评估（Stochastic Impacts by Regression on Population，Affluence and Technology，STIRPAT）的面板空间计量模型探讨了浙江省2000-2015年耕地多功能的时空变化特征、影响因素及空间溢出效应。结果表明：1）2000-2015年浙江省各区县耕地功能综合水平呈现"先减少，后增长"的变化趋势，耕地物质产出功能、净固碳功能和景观美学功能均呈上升趋势，水源涵养功能保持平稳，劳动力承载功能逐步降低；2）耕地多功能水平的提升对邻近地区有较强的辐射影响作用，本县域耕地多功能水平每增长1%将导致邻近县域耕地多功能水平增长0.224%。农业劳动力、农村居民可支配收入和农业机械水平对耕地多功能具有显著的正向效应，第二产业占比和城镇化水平对耕地多功能具有显著的负向效应；3）第二产业占比、农业现代化水平、农业劳动力投入对耕地多功能有直接效应，城乡居民收入、城镇化水平对耕地多功能水平有溢出效应。研究建议重视区县内部以及区县与邻近地区之间的空间交互作用，加强区域间土地整治、生态保护和农业技术升级等多方面合作。应充分考虑各县域资源禀赋的特殊性以及社会经济发展阶段的异质性，制定针对性的耕地保护和农业扶持适应策略。     

农机总动力增长波动影响因素分析

为了明确农机总动力增长波动变化的特征,分析不同因素对农机总动力增长波动影响的大小,进而采取有效的措施来稳定和加快农机总动力增长。针对农机总动力增长波动的复杂性与非线性的特点,采用经验模态分解法对1986-2013年农机总动力增长及其影响因素进行多层次、多尺度分解,得到各本征模态函数分量和趋势量,并采用集对分析理论分析农机总动力增长各本征模态函数分量与其相对应影响因素之间的联系度,进而计算得到各影响因素对农机总动力增长波动的综合影响率。结果表明,政府投入、劳均(每个劳动力)播种面积、燃料价格指数、粮食单产、非农产业的发展和第一产业从业人员数对农机总动力增长波动的综合影响率分别为23.89%、23.73%、23.67%、7.13%、7.41%和14.17%,农民人均纯收入、农业劳均产值、机械化农具价格指数、初中文化以上农村劳动力比例4个影响因素对农机总动力增长波动不产生影响,只对增长趋势量有影响。该研究成果为农业机械化发展政策的调整和制定提供了参考。     

基于不同农业经营主体的农业绿色生产机械购置行为

农业绿色生产是农业绿色发展的重要内容，而绿色生产机械的购置与运用是农业绿色生产的关键，基于不同农业经营主体的农业绿色生产机械购置行为研究，有助于提升相关政策的有效性和针对性。文章基于计划行为理论，提出了理论假设，构建了结构方程模型，通过社会调查获得数据，运用AMOS软件，对模型进行了检验，对假设进行了验证。计算结果显示，"行为态度"、"主观规范"、"知觉行为控制"3个潜变量和"购置意愿"潜变量之间的路径系数分别为-0.208、0.5、0.434，"购置意愿"和"购置行为"之间的路径系数为0.693，"身份"、"经营规模"个体特征变量和"购置意愿"之间的路径系数分别为0.146、0.053。研究认为，农业经营主体购置农业绿色生产机械的行为意愿受主观规范影响最大，也比较显著；感知行为控制的影响次之，行为态度和购置意愿关系失调。购置意愿和购置行为呈显著正向关系。农业经营主体的个性特征对购置意愿的影响存在差异，其中，身份和经营规模显著影响购置意愿，文化程度和年龄对购置意愿的影响不显著。因此，应培育农业绿色生产机械购置与使用主体，强化绿色生产宣传和典型示范，完善绿色生态导向的补贴政策，形成绿色生产机械有效需求和有效供给，推动绿色生产机械的购置与使用，助力农业绿色发展。     

基于证据理论的农业机械选型风险因素评价方法

农业机械选型是国家机具补贴政策实施的核心步骤之一,其实施过程具有复杂性、不确定性以及难以准确度量风险因素的特点.该研究借助证据理论的相关原理,提出基于证据理论的农业机械选型风险评价方法.从需求、能力、技术、合作、产品性能及评标决策支持系统开发6个方面,分析了农业机械选型过程中的主要风险因素及其内涵、来源、后果集.在此基础上,根据证据理论的相关概念和决策步骤,采取问卷调查的方式获得相关证据,确定出基本可信度分配函数和信度函数,并采用Dempster合成法则对证据进行合成;然后构造风险评价绩效函数,用于比较各个因素风险的大小.实证分析表明,利用D-S证据推理方法对农业机械选型风险因素进行评价具有一定的有效性和实用价值.     

基于半监督BP_Adaboost的农机作业效益评估

为提升农机管理水平和用户收益，该研究利用影响作业效益的因素，以每台农机一天的作业信息作为一条数据评估农机当天作业效益。作业信息包括农机作业效率、油耗、作业质量、重复作业率、遗漏作业率、有效作业时间占比等。使用半监督BP_Adaboost方法对农机作业效益进行评估，对部分数据进行人工评分，根据评分结果标记农机每天作业效益的好坏，其中一部分作为训练样本，另一部分作为测试样本，再利用BP_Adaboost方法训练模型后对剩余未评分数据预测，以减少训练样本的人工标记工作量和提高模型准确性。从32 000条深松作业数据中选取1 000条样本进行标记，其中500条作为训练样本，500条作为测试样本，使用BP_Adaboost方法得到的模型预测准确率为93.36%，使用半监督BP_Adaboost方法增加训练样本得到的模型预测准确率为97.03%。根据作业效益推荐最优农机机具组合，增强作业能力，提高效益。     

基于多学科技术融合的智能农机控制平台研究综述

农业机械的自动化和智能化包含内容广泛,有农机定位与导航,动态路径规划,机器视觉和远程监控等,牵涉到大量的工程技术学科,包括导航、图像、模型与策略、执行器以及数据链等。农机定位与导航一般采用基于农机运动学模型结合GPS(global positioning system)/IMU(inertial measurement unit)组合导航信息,在导航路径规划算法指引下实现农机轨迹跟踪的方法。建立的农机运动学模型精度,GPS数据的连续性以及惯导器件误差系数漂移等因素都会影响该方法的有效性。路径跟踪通常采用各种现代控制理论与方法,而面对复杂的田间作业环境变化,农机的自主避障以及动态路径规划能力也会影响轨迹跟踪精度。机器视觉的稳定性和目标特征信息分离度影响着农机环境感知能力,目前目标识别主要采用hough变换,hough变换的全局检测特性决定了该算法运算量较大,需要探究改进特征提取算法。远程监控农机作业是智能农机发展的一个方向,构建无线导航,控制和视频数据传输网络有助于提高农机的智能化水平,可以采用分布式哈希表(distributed hash table)来研究网络覆盖和互联技术。该文融合多个学科,从高精度定位与导航技术、复杂环境及工况下农机运动精确自主控制技术、稳定清晰的机器视觉感知技术和基于4G网络和新一代物联网的高覆盖数据传输技术几个方面,论述了智能农机在光机电液多个学科领域内的研究现状,并指出采用北斗地基增强网络和网络RTK(real-time kinematic)技术、惯导定位误差精确建模与补偿、环境感知与自主避障、立体结构自组网技术以及多机协作是现代农业机械的发展方向。以期为现代化智能农业机械的设计提供参考。     

基于经验模态分解与BP神经网络的农机总动力增长预测

为提高农机总动力增长变化预测结果的准确性和可靠性,根据农机总动力增长变化与其影响因素之间具有在各时间尺度明显的非线性波动特征,提出以1986—2013年农机总动力增长为研究对象,分别对农机总动力增长及其影响因素时间序列数据进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),对得到的各时间尺度下的波动分量分别建立BP神经网络预测模型。将EMD-BP网络预测结果与多元线性回归、支持向量机、BP神经网络进行对比分析,结果表明:基于EMD-BP网络建立的农机总动力增长预测模型,拟合和预测平均相对误差分别为0.99%和1.29%,相关决定系数约为0.999,均方根误差为316.35 MW,模型评价等级为"好",各项精度评价指标都优于其他方法,因此该预测模型精度高、可靠性强。研究成果为农业机械化发展规划的制定和出台相关政策提供有效参考。     

农机跨区作业紧急调配算法适宜性选择

目前农机跨区紧急作业中供需信息不对称,农机部门缺乏科学合理的紧急调配方案,无法在紧急状况下指导农机进行及时有效的调配。针对上述问题,该文研究了农机跨区作业紧急调配模型和算法。首先分析了多机多任务紧急调配过程,建立了以最小化调配成本和损失为目标的紧急调配模型,提出了基于距离最近优先的多机多任务紧急调配算法(shortest-distance first algorithm,SDFA)和基于贡献度最大优先的多机多任务紧急调配算法(max-ability first algorithm,MAFA),前者是搜索当前距离最近的农田和农机,进行优先分配,后者是搜索当前贡献度最大的农田和农机并进行优先分配。采用该文算法对河北省邯郸市2017年的真实数据以及随机生成的农田和农机实例库进行计算与分析可知,当农机数量充足时,算法MAFA的平均调配成本要比SDFA的平均调配成本降低4.34%。当农机不足时,SDFA的平均损失和平均调配成本要比MAFA的平均损失和平均调配成本分别下降了12.79%和4.11%。进一步验证可知,当农田数量为6时,上述2种算法比笔者之前提出的基于非合作博弈紧急调配算法(non-cooperative game algorithm,NCGA)的平均运算性能均提升25%以上,当农田数量为30时,性能均提升41%。该研究可为农机管理部门紧急调配与决策分析提供科学依据。     

机耕道自动驾驶农机局部路径规划

针对机耕道场景下自动驾驶农机行驶的安全性、平稳性与规划实时性的实际需求，该研究提出了一种基于二次规划的局部路径规划方法。首先基于有限状态机构建农机机耕道行驶模式，其次采用横纵向解耦的方法，通过改进状态栅格法分别对农机速度行为和轨迹行为进行决策，随后利用二次规划方法生成满足多目标、多约束条件的农机轨迹和速度，得到最优路径，最后在多种行驶环境中进行仿真和实车试验，行驶参考速度为2 m/s。实车试验结果表明，在绕行静态障碍物场景中，规划轨迹的平均绝对曲率为0.021 m^-1，最大绝对曲率为0.056 m^-1，平均绝对横向误差为3.23 cm，最大绝对横向误差为8.69 cm，农机与障碍物外轮廓的距离大于0.76 m；在规避相向行驶、同向行驶和横穿机耕道的动态障碍物场景中，规划速度的平均绝对速度误差为0.08～0.12 m/s，绝对速度误差小于0.38 m/s，加速度变化范围为-0.38～0.44 m/s²。在规划周期为200 ms的仿真试验中，本文算法平均耗时48 ms，最大耗时75 ms，相比采用静态状态栅格法平均耗时减少38 ms，算法效率提升44%。研究结果可为机耕道场景下的农机局部路径规划提供技术支持。     

智能农机GNSS/INS组合导航系统设计

为提高自动导航农机的定位精度和可靠性,该研究设计了基于全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatellite System, GNSS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)的智能农机组合导航系统,该系统根据来自INS的三轴姿态角速度、加速度信息以及高精度定位板卡的三轴位置、速度信息,采用松耦合模式,通过卡尔曼滤波对INS误差实时校正,解算出农机的精准位置、速度和姿态信息。为实现该组合导航系统,设计和制作了智能农机控制板,集成GNSS高精度解析板卡和惯性测量模块,并在控制板上实现组合导航算法。搭建了东风DF1004-2智能农机试验平台,并在试验田中分别进行静止和直线行驶状态下的试验和单独GNSS导航与组合导航效果的对比。试验结果表明,在农机静止状态,两者性能接近,定位误差均在1 cm以内,姿态角误差均在0.1°以内;在农机以2 m/s的速度按照预设直线行驶时,单独GNSS导航位置误差在6 cm以内,姿态角误差在1°以内,GNSS/INS组合导航位置误差在3 cm以内,姿态角误差在0.5°以内,GNSS/INS组合导航精度明显的提升,可为高精度农机自动导航控制提供技术支持。