基于主成分分析法對湖南農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平的評價(jià)

摘要：農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展用生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)等學(xué)科來評價(jià)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是否持續(xù)、協(xié)調(diào)地發(fā)展，是一種把產(chǎn)量、質(zhì)量、效益與環(huán)境綜合起來安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)模式。以此為依據(jù)構(gòu)建湖南農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平評價(jià)指標(biāo)體系，該體系包括農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)業(yè)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展三個(gè)子系統(tǒng)。采用主成分分析法綜合評價(jià)分析湖南省2001—2011年農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展綜合情況。

關(guān)鍵詞：主成分分析；湖南；農(nóng)業(yè)；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：F320文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1673-291X（2014）16-0031-02

湖南是全國的農(nóng)業(yè)大省，其位于長江中游以南，土地面積21.18萬平方公里，占全國國土面積的2.2%，2011年末戶籍人口7 110.34萬，常住人口6 568.37萬，總?cè)丝谀昶骄鲩L率為0.2%~0.5%。湖南屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，全年日照1 300~1 900h，年平均氣溫在15℃~18℃之間，不低于10℃的活動(dòng)積溫為5 000℃~5 800℃，年降水量1 200mm~1 700mm，無霜期260~310天。優(yōu)良的自然條件使得湖南農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。本文擬通過構(gòu)建湖南農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)體系，采用主成分分析方法，對2001—2011年期間湖南農(nóng)業(yè)發(fā)展可持續(xù)能力進(jìn)行評價(jià)，全面體現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)在可持續(xù)農(nóng)業(yè)符合系統(tǒng)中的相對重要性，從而能更好地反映可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。

一、湖南省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)在《我們共同的未來》中，將可持續(xù)發(fā)展定義為：在滿足當(dāng)代人需要的同時(shí)，不損害人類后代滿足其自身需要和發(fā)展的能力。而可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系是可持續(xù)發(fā)展項(xiàng)目設(shè)計(jì)與評估的標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵。本文根據(jù)1996年由聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)等機(jī)構(gòu)提出的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系框架中第三類環(huán)境類反映促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)構(gòu)建了適合湖南省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評價(jià)的指標(biāo)體系。

結(jié)合湖南地區(qū)特點(diǎn)及自然資源條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況等，遵循整體性、動(dòng)態(tài)性、穩(wěn)定性和可操作性等原則，該指標(biāo)體系分別通過農(nóng)業(yè)的生態(tài)可持續(xù)性、農(nóng)業(yè)的社會(huì)可持續(xù)性和農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性三個(gè)子系統(tǒng)18個(gè)評價(jià)指標(biāo)較為全面的反映湖南省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀。其中，評價(jià)農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)性的指標(biāo)包括人均耕地面積、有效灌溉面積、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)用化肥施用量、森林覆蓋率、農(nóng)作物總播種面積、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、自然災(zāi)害面積及農(nóng)藥使用量等。評價(jià)農(nóng)業(yè)社會(huì)可持續(xù)性的指標(biāo)包括農(nóng)村人均純收入發(fā)展速度、人口自然增長率、農(nóng)村恩格爾系數(shù)、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力等。評價(jià)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性的指標(biāo)包括人均糧食產(chǎn)量、人均棉花產(chǎn)量、人均豬肉產(chǎn)量、農(nóng)村用電量、農(nóng)村通電話村數(shù)等。

二、研究方法及分析結(jié)果

（一）評價(jià)方法及其基本原理

主成分分析是考察多個(gè)變量間相關(guān)性的一種多元統(tǒng)計(jì)方法，其目的可以被簡單歸納為：數(shù)據(jù)的壓縮和數(shù)據(jù)的解釋。該方法被用來尋找判斷某種事物或現(xiàn)象點(diǎn)綜合指標(biāo)，并且給綜合指標(biāo)所包含的信息以適當(dāng)?shù)慕忉專瑥亩由羁痰亟沂臼挛飪?nèi)在規(guī)律。主成分分析是一種通過降維來簡化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法：如何把多個(gè)變量化為少數(shù)幾個(gè)綜合變量（綜合指標(biāo)），而這幾個(gè)綜合變量可以反映原來多個(gè)變量的大部分信息，所含的信息又互不重疊，即它們之間要相互獨(dú)立，互不相關(guān)。

（二）湖南省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力主成分分析

1.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。首先將2001—2011年間18個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)綜合錄入Excel表格中，然后將此表格導(dǎo)入到spss軟件，spss在調(diào)用因子分析過程時(shí)會(huì)自動(dòng)對原始變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，因此在通常情況下以后的輸出結(jié)果中都是指標(biāo)準(zhǔn)化后的變量。由于所選取的各指標(biāo)的計(jì)量單位不同，而且數(shù)值差異較大，依此得到的評分將毫無意義，此步驟就是為了消除這一影響。

2.根據(jù)軟件結(jié)果計(jì)算綜合得分。由軟件計(jì)算結(jié)果可以得出當(dāng)主成分?jǐn)?shù)為3時(shí)其累積貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到98.179%，因此提取的3個(gè)主成分完全能夠代表原來指標(biāo)的全部信息量，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)就可計(jì)算得出特征向量u從而可以得到各主成分表達(dá)式：

第一主成分F1=-0.0078X1+0.3712X2-0.8418X3+……0.4059X18

第二主成分F2=0.3055X1-0.1876X2+0.1031X3+……0.9131X18

第三主成分F3=-0.0138X1+0.051X2+0.0496X3+……0.0068X18

根據(jù)主成分分析成分得分系數(shù)可以得到因子得分模型：

f1=-0.002X1+0.083X2-0.09X3-0.091X4+……0.038X18

f2=0.176X1-0.079X2+0.021X3-0.039X4+……0.0161X18

f3=-0.034X1+0.092X2+0.043X3-0.011X4+……0.005X18

我們以前3個(gè)特征根百分比作加權(quán)系數(shù)計(jì)算其綜合得分，即：

f=0.604f1+0.321f2+0.075f3

根據(jù)上述函數(shù)式將數(shù)據(jù)錄入Excel表格中可以得到湖南農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的綜合評價(jià)表，由于從數(shù)值難以看出變化，將數(shù)據(jù)代入軟件得到圖1。

三、結(jié)論與討論

（一）農(nóng)業(yè)社會(huì)子系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢

農(nóng)業(yè)社會(huì)子系統(tǒng)呈波動(dòng)發(fā)展態(tài)勢，大致可分為三個(gè)階段：第一階段，2001—2004年為農(nóng)業(yè)社會(huì)子系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展階段，該階段湖南省農(nóng)村人均純收入發(fā)展速度由110.15%上升到112.04%上升了2個(gè)百分點(diǎn)，人口自然增長率由5.08‰下降到4.95‰，表明2001—2004年農(nóng)民生活質(zhì)量有所提高。第二階段，2005—2008年為快速發(fā)展階段，此階段農(nóng)村人均純收入發(fā)展速度由107.2%上升到115.6%，上升了8個(gè)百分點(diǎn)，但人口自然增長率居高不下。第三階段，2008—2011年為急劇衰退階段，此階段農(nóng)村人均純收入發(fā)展速度由115.6%下降到110.6%，下降了5個(gè)百分點(diǎn)，人口自然增長率由5.15‰上升到6.55‰。

（二）農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢

農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)呈穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢，大致可分為三個(gè)階段：第一階段，2001—2004年為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)持續(xù)下降階段，該階段湖南省人均糧食產(chǎn)量由410.4公斤/人下降到366.62公斤/人，但農(nóng)村用電量和農(nóng)村通電話村數(shù)都有所增加，表明2001—2004年雖然整體經(jīng)濟(jì)有所下降，但農(nóng)民生活質(zhì)量并沒有較大幅度的下降。第二階段，2005—2008年為穩(wěn)定上升階段，此階段沒有較大波動(dòng)，整體呈現(xiàn)上升趨勢，人均糧食產(chǎn)量由420.65公斤/人上升到435.05公斤/人，人均棉花產(chǎn)量由3.06公斤/人上升到3.54公斤/人，說明農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展的階段。第三階段，2009—2011年為波動(dòng)下降階段，中間雖有所上升但總體趨勢在下降，人均糧食產(chǎn)量由435.04公斤/人下降到413.26公斤/人，熱軍豬肉產(chǎn)量由79.66公斤/人下降到57.1公斤/人。其原因與2008年的金融危機(jī)也有著根本聯(lián)系，2008年前農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)已經(jīng)緩慢進(jìn)入上升階段，由于金融危機(jī)的撞擊在一定程度上還是影響了經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展，不過從總體趨勢而言2009年、2010年、2011年都是要高于2004年的。

（三）農(nóng)業(yè)生態(tài)子系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢

農(nóng)業(yè)生態(tài)子系統(tǒng)呈緩慢發(fā)展態(tài)勢，大致可分為二個(gè)階段：第一階段，2001—2004年為農(nóng)業(yè)生態(tài)子系統(tǒng)持續(xù)下降階段，該階段湖南人均耕地面積由0.0593公頃下降到0.0575公頃。第二階段，2005—2011年為直線式發(fā)展階段，此階段森林覆蓋率由55%上升到57.13%，上升了2個(gè)百分點(diǎn)，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值由947.7億元上升到2 391.67億元，尤其是2008年以后農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)曲線與整個(gè)湖南農(nóng)業(yè)系統(tǒng)曲線幾乎重疊，說明湖南加大農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，大力發(fā)展綠色產(chǎn)品，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。

湖南省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主成分分析結(jié)果表明，2001年以來，湖南農(nóng)業(yè)及其子系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r良好，穩(wěn)步上升，但仍然存在一些具體的不容忽視的問題，以至于2008年后整個(gè)系統(tǒng)受到了較大波動(dòng)，好在政府及時(shí)調(diào)控，并沒有使得波動(dòng)年限較長，現(xiàn)在已處于復(fù)蘇階段。

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[責(zé)任編輯 吳高君]

收稿日期：2014-03-08

作者簡介：余倩瑜（1990-），女，湖南岳陽人，碩士研究生，從事產(chǎn)業(yè)生態(tài)與管理研究。