基于主成分分析法的海東市農業現代化發展水平評價研究*

葛麗亞，丁生喜

(青海大學財經學院，西寧 810016)

0 引言

農業是國民經濟的基礎，發展農業現代化是我國社會主義現代化建設的重要戰略目標和促進經濟健康發展的重要動力。農業現代化是指把落后的傳統農業逐步改造成為世界先進水平的、可持續發展的現代化農業的過程。我國西部地區城鎮化水平較低，因此西部農業現代化建設將是我國現代化建設的“主戰場”[1]。海東市地處青海省東部，處于蘭州和西寧兩個省會城市之間，同時海東市也是青海省內一個特殊的區域單元，境內地形復雜，溝壑縱橫，海拔在1 650～2 835m之間，總體地勢西高東低。氣候屬高原大陸性氣候，寒冷、干旱、日照時間長，太陽輻射強，晝夜溫差大，年平均氣溫7℃，年平均降雨量345.4mm。由于山旱地面積大，地形、地貌、生態、降雨、熱量條件等類型多樣，非常適合發展具有高原特色的旱作農業。自古以來這里就是青藏高原傳統農業發展的集聚地，既有特色的資源稟賦優勢，同時也有傳統農牧業的基礎。海東市耕地占全省耕地面積總資源的37.9%，鄉村從業人口占全省34.5%。因此，海東市農業現代化發展具有十分重要的意義。該研究在實地調研青海省海東市及所轄2區4縣農業現代化發展現狀的基礎上，建立農業現代化發展水平綜合評價指標體系。試圖從農業產業化、農業機械化、農業生產技術科學化和農業信息化等角度，揭示青海省海東市自西部大開發以來農業現代化的動態變化，分析農業現代化發展的進程及影響因素，以促使海東市農業現代化發展健康發展，這也是該文的研究重點和創新之處。

1 農業現代化發展水平指標體系構建

1.1 評價分析方法

國內學者對農業現代化進行了大量的定量評價，提出了許多農業現代化發展水平指標體系。主成分分析法是以統計數據為基礎，篩選、簡化指標體系的典型客觀賦權方法，對變量較多、指標間有相關性的評價問題特別適用，具有權重確定客觀、評價時不受各個指標間的相關性影響等特點[2-4]。文章選擇基于主成分分析法對農業現代化發展水平進行動態評價，以解決各個指標間的相關性問題。

1.2 評價指標體系建立

構建指標體系是該文研究的重要部分，該研究在借鑒國內學者相關研究成果[5-11]的基礎上，建立由5項一級指標和16項二級指標組成的指標體系(表1)。并采用主成分分析法，對各指標進行數據處理。

表1 青海省海東市農業現代化評價指標體系

2 基于主成分分析法的農業現代化發展水平評價

2.1 主成分分析法的基本原理

主成分分析法是在數據信息損失最小的情況下，通常降維把原來的多個指標轉化為一個或幾個綜合指標，稱為主成分。數學模型是：

F1=a11ZX1+a21ZX2+…ap1ZXp

F2=a12ZX1+a22ZX2+…ap2ZXp

Fm=a1mZX1+a2mZX2+…ampZXp

式中，a1i，a2i…，a1m(i=1， 2，…m)為X的協方差陣Σ的特征值對應的特征向量，將原始變量通過標準化處理可以得到ZX1，ZX2，…ZXp，在實際應用中指標的量綱往往不同，所以計算前須先消除量綱的影響，將原始數據標準化。A=(aij)p×m=(a1，a2，…，am)，Rai=λiai。式中，R為相關系數矩陣，λi、ai是相應的特征值和單位特征向量，λ1≥λ2≥…λp≥0。

2.2 指標原始數據及其標準化

該研究以青海省海東市及其2區4縣為研究對象，通過查閱2001—2017年的《青海省統計年鑒》，收集到海東市農業現代化發展指標評價體系中所需的各項基礎數據，部分指標數據經過簡單計算得到(限于篇幅，原始數據略)。通過對其標準化，再運用SPSS19.0統計軟件和EXCEL辦公軟件完成的，采用主成分分析法提取因子和基于特征值大于1的原則，根據貢獻率大于85%則篩選主成分。根據數據完備性和研究需要，該文從以下兩方面進行比較：(1)海東市農業現代化總體水平的動態評價(2000—2016)； (2)各區縣間的發展水平評價，選擇2000—2014年的數據。

進行主成分分析前，需要進行數據標準化處理以解決量綱的影響，該研究標準化處理，經過標準化后可以將原始指標轉化為均值為0、方差為1的標準指標，處理結果見表2。各指標數據標準化后的相關系數見表3。

表3 海東市農業現代化發展水平各指標標準化后的相關系數矩陣

2.3 2000—2016年海東市農業現代化發展水平整體評價

首先，利用SPSS22.0統計分析軟件，對原始指標數據進行標準化處理，然后進行KMO和Bartlett檢驗，KMO值為0.698，接近1，適合做主成分分析。檢驗結果中Sig值為0.000小于顯著水平0.05，因此拒絕原假設，說明變量之間存在相關性，因此該研究數據適合用主成分法進行分析。

其次，計算各主成分的特征值、方差貢獻率和累計貢獻率，提取3個主因子，方差貢獻率分別是33.660%、26.937%、24.658%，累計方差貢獻率為85.255%。提取特征值均大于1的幾個成分作為主成分(表4)。

表4 海東市農業現代化發展水平指標的解釋總方差檢驗結果 %

再次，通過成分矩陣確定每個主成分中具有影響力的指標變量。根據因子載荷矩陣的信息，F1在X1、X2、X5、X6、X7、X8、X16有較大載荷，并命名為農業機械化與農業產業化因子；F2在X3、X4、X10、X14、X15有較大載荷，并命名為農業信息化與農業產出水平因子；F3在X9、X12有較大載荷，并命名為農業生產技術科學化因子，其他因子為潛在因子(表5)。

表5 海東市農業現代化發展水平的成分矩陣

由解釋的總方差表(表4)可得每個公因子的貢獻率，各公因子綜合反映能力的大小，對主因子進行加權，根據各主成分F的權重=各主成分方差貢獻率/累計方差貢獻率，可知f1=0.399，f2=0.316，f3=0.285，綜合得分評級模型為F=F1*f1+F2*f2+F3*f3。通過計算得出青海省海東市2000—2016年農業現代化發展水平各主成分得分、綜合得分和2區4縣的得分，結果見表6，表7。

表6 海東市農業現代化總體發展水平綜合得分

3 海東市農業現代化發展水平評價

3.1 海東市農業現代化水平呈現穩定上升趨勢

表6中F值越高，表明該地區的農業現代化發展水平越高，F越低，則代表該地區的農業現代化發展水平越低。從表6和圖1可以看出，西部大開發以來，海東市農業現代化綜合得分從2000年的-7.750提高到2016年的8.339，農業現代化水平呈現不斷上升的趨勢。并且在“十一五”期間的2009年，綜合得分由負轉正，實現了一個突破。從表7和圖2可以看到，海東2區4縣農業現代化發展水平綜合得分到2009年全部由負值轉為正值，在進入“十二五”以來，青海省響應國家政策，重視“四化”發展，海東市的農業現代化水平綜合得分明顯提升。

3.2 各主成分對海東市農業現代化發展的影響

從表6可以看出， 2000—2016年間， 3個主成分對海東市農業現代化發展水平貢獻并不相同，其中農業機械化與農業產業化因子F1對農業現代化發展水平起決定性作用，其余的2個主成分貢獻率值較小。海東市農業現代化發展水平中農業信息化與農業產出因子F2得分很少并出現下降趨勢，是制約農業現代化發展水平的影響因素。農業生產技術科學化因子F3雖然在農業現代化水平中的得分貢獻不高，但是“十二五”以來增長較快，可以判斷未來海東市應當充分依靠提高農業科技水平促進農業現代化發展。

3.3 海東市各區縣農業現代化發展水平不均衡

如表7和圖2所示，海東市2區4縣農業現代化發展水平差距較大，農業現代化水平較高的是平安、樂都和循化，而農業現代化水平較低的是民和、互助和化隆。農業現代化發展水平綜合得分最高的樂都區達到14.591，最低的化隆縣則為8.740，差距為5.851，說明海東市農業現代化發展應當因地制宜，差異化發展。

表7 海東市2區4縣農業現代化發展水平綜合得分

圖1 海東市農業現代化總體發展水平綜合得分變動 圖2 海東市2區4縣農業現代化發展水平綜合得分變動

4 海東市農業現代化發展水平提升的對策

4.1 調整產業結構，提高農業產出水平

在推動農業現代化發展進程中，農林牧、種養加多層次產業或經營領域相互交織，這必然牽涉到農業產業結構調整和優化生產空間布局的問題。同時，由于海東市自然資源稟賦、發展條件不同，各區縣在農業現代化發展中對于資金、技術的利用效率存在較大的差距。所以在推進農業現代化發展進程中，應該調整各區縣的農業發展戰略方向和重點，加強生態環境保護，優化農業開發的空間布局，形成優勢、特色農牧業產業的良性互動局面，進一步提升特色優勢農牧業產出水平。

4.2 平衡區域發展差異，實現可持續發展

海東市各區縣存在經濟、人口、技術等方面的不平衡，這種區域間的不平衡大大延緩了海東市農業現代化發展進程。因此，要根據現有的特色資源、技術等潛力，提升各區縣特色產業化發展，實現互補互助，最終農業現代化協調可持續發展的新格局[12]。

4.3 加大科技投入，提高農業信息化水平

海東市農業科技水平不高，信息基礎設施和傳播體系不健全，對農業現代化發展進程形成明顯阻礙。因此，在農牧業技術方面，要通過舍飼、圍攔、封育等措施，減輕草地生態壓力； 加快開發海東市光能、生物質能等可再生資源，為農業現代化提供新能源動力。政府還要加大財政轉移支付，支持農村信息基礎設施建設，提高農牧區信息化水平，使海東市借助互聯網促進農業現代化發展水平有效提升。

5 結論

在參考我國相關研究成果的基礎上，結合青海省海東市農業現代化發展實際情況，構建了可以衡量海東市農業現代化發展水平的評價指標體系，包括了農業機械化、農業產業化、農業生產技術科學化、農業信息化、農業產出水平5個一級指標和16個二級指標。該指標的相關數據均可從青海省歷年統計年鑒和海東市發展公報中獲取，數據真實可靠。

主成分分析法是以統計數據為基礎，將多個變量通過線性變換以選出較少重要變量的一種多元統計分析方法。該研究選擇主成分分析方法研究青海省海東市農業現代化發展水平，評價結果與海東市農業現代化發展情況基本符合，說明該評價方法有效。

利用主成分分析法對青海省海東市農業現代化發展情況進行評價研究，從評價結果來看，海東市總體農業現代化發展勢頭較好， 2區4縣農業現代化發展水平也呈現上升趨勢。