基于主成分分析法評價重慶市農業機械化發展情況

王船 張鳳

摘要：文章基于2008-2016年重慶市面板數據，利用主成分分析法評價重慶市農業機械化發展情況。結果表明：農機系統機構數量每增加1%，指標得分增加0.27%;農用拖拉機數量每增加1%，指標得分增加0.335%;農機戶數量每增加1%，指標得分增加0.392%;鄉村農機從業人員數量每增加1%，指標得分增加0.395%;機耕作業面積每增加1%，指標得分增加0.415%。農機化系統機構、農機社會化服務體系、農業裝備和作業水平等方面的發展對農業機械化發展具有顯著的促進作用。

關鍵詞：農業機械化;重慶市;主成分分析

0? 引言

近年來，我國農業生產已進入了機械化為主導的新階段，但地區發展不平衡的情況仍廣泛存在，2015年全國主要農作物耕種收綜合機械化率為63.82%，重慶市同期僅為42%。重慶市作為西部地區唯一的直轄市，農村地域廣闊，耕地類型以山地丘陵為主，相比全國農業機械化綜合發展水平較發達的省份，仍然存在較大差距。本文選取2008-2016年重慶市面板數據，基于主成分分析法，從農業機械化系統機構、農業裝備水平、農業生產者、社會化服務組織、農機作業水平等視角對重慶市農業機械化的發展進行綜合評價。

1? 文獻綜述

關于我國農業機械化的發展研究中，王升升、耿令新（2016）、蔡邦國（2016）認為我國農業機械化發展在平原地區和丘陵山區存在不平衡現狀[1，2]。周晶、陳玉萍等（2013）[3]通過理論分析、金寧、包從望等（2018）[4]通過回歸模型提出地形差異是引發我國現階段農業機械結構不協調的主要原因。為豐富丘陵地區農業機械化發展理論，減緩區域間不平衡發展，本文通過主成分分析法，多指標綜合分析2008-2016年重慶市農業機械化發展情況。

2? 研究方法與數據處理

2.1 研究方法與指標構建

主成分分析法的原理是利用降維的思維，在信息量損失最小的前提下將多個因素轉化為較少的綜合因素，作為代表原有變量的總體性指標的多元統計方法。其優點是消除了指標間的相關性。

本文從多角度反應重慶市農業機械化發展的綜合水平，從政府系統機構建設水平、農業裝備水平、農業生產者水平、社會化服務水平和農機作業水平等不同視角選取了5個代表性指標，建立綜合評價體系，統計指標如表1所示。

2.2 數據選取與標準化處理

本文數據選取2008-2016年重慶市面板數據，數據來源于《中國農業機械化年鑒》、《中國農業機械工業年鑒》和《重慶統計年鑒》。選取的指標間存在著量綱和數量級上的差距，需要對原始數據進行標準化處理，基于SPSS 23.0進行數據標準化處理，表2為原始數據標準化的結果，計算方法如下：

式中，x為原始數據，μ為平均數，σ為標準差。

2.3 農業機械化發展水平指標相關性分析

為檢驗各變量之間是否存在相關性，進行相關系數檢驗，檢驗結果如表3所示。通過變量相關系數矩陣表可以看出，表中大多數變量之間的相關系數在0.3以上，具有較強的相關關系：農用拖拉機數量ZX2與農機戶數量ZX3、鄉村農機從業人員數量ZX4、機耕作業面積ZX5的相關系數分別為0.967、0.956、0.89，農機戶數量ZX3與鄉村農機從業人員數量ZX4、機耕作業面積ZX5的相關系數分別為0.984、0.956，鄉村農機從業人員數量ZX4與機耕作業面積ZX5的相關系數為0.974;說明變量間存在著顯著相關和高度相關，變量間存在著數量上的依存關系，適合進一步對各組變量進行主成分提取。

為判定變量是否能進行主成分分析，進行KMO和巴特利特球形度檢驗，檢驗結果如表4所示。輸出結果表明KMO值為0.696，球形檢驗的近似卡方值為60.070，sig值為0.000;說明在5%的顯著性水平下，農業機械化系統機構數量XZ1、農用拖拉機數量XZ2、農機戶數量XZ3、鄉村農機從業人員數量XZ4和機耕作業面積XZ5存在顯著的相關關系，適合進行主成分分析。

2.4 農業機械化發展水平主成分提取與模型構建

運用主成分分析法提取主成分，變量特征值數值的大小反應出變量在解釋中的重要程度，當特征值大于1并累積百分比達到85%，則保留相對應的主成分，提取結果如表5所示。本次提取結果保留第一主成分特征值為3.884，方差貢獻率為77.688%;第二個主成分特征值為1.042，方差貢獻率為20.838%。前兩個主成分累積貢獻率達到98.526%，根據變量較少、損失較少的原則，保留兩個主成分，記為F1和F2。

表5為原始載荷因子和得分系數結果表，原始載荷矩陣反應主成分和原始變量之間的相關性。第一主成分和農用拖拉機數量、農機戶數量、鄉村農機從業人員數量和機耕作業面積具有極高的相關性，記為農機人員和裝備綜合指標F1;第二主成分同農業機械化系統機構數量存在著極高的相關性，記為農機政府機構指標F2。

主成分的特征向量值由原始載荷矩陣得到的相關系數Q除以對應主成分特征值λ的平方根計算所得，計算方法如下：

經計算，得到特征向量表示主成分F1（農機人員和裝備綜合指標）和F2（農機政府機構指標）和5個變量屬性間的關系：

農業機械化發展指標綜合主成分得分的由各主成分特征根所占權重乘特征向量所得，計算方法如下：

經計算，農機化發展指標綜合主成分得分計算公

式為：

據公式（6）可知，農機系統機構數量每增加1%，農業機械化發展指標綜合主成分得分增加0.27%;農用拖拉機數量每增加1%，農業機械化發展指標綜合主成分得分增加0.335%;農機戶數量每增加1%，農業機械化發展指標綜合主成分得分增加0.392%;鄉村農機從業人員數量每增加1%，農業機械化發展指標綜合主成分得分增加0.395%;機耕作業面積每增加1%，農業機械化發展指標綜合主成分得分增加0.415%。

3? 重慶市農業機械化發展水平的主成分得分評價

將特征向量與標準化后的數據相乘，得到主成分得分，計算結果如表7所示。由表中數據可知，農機人員和裝備綜合指標得分為逐年遞增的趨勢，表明重慶市農業機械保有量、農業機械勞動力水平和農業機械作業水平持續增長，發展趨勢向好。農機政府機構指標得分呈現先增加后減少的趨勢，表明重慶市政府機構建設處于調整狀態。

3.1 農機人員和裝備綜合指標得分評價

2008-2016年重慶市農機人員和裝備綜合指標得分逐年遞增，指標得分從-2.52959增加至2.03198，反映出重慶市農機人員和裝備綜合水平穩步提升。

由公式（3）可知，重慶市農機人員和裝備綜合指標同各變量均呈正相關關系;其中，農用拖拉機數量、農機戶數量、鄉村農機從業人員數量和機耕作業面積影響程度較大，農業機械化系統機構數量影響程度較小。重慶市農業機械化系統機構數量減少導致變量得分降低，變量得分從-0.04228減少至-0.12747;重慶市農用拖拉機數量增加導致變量得分增加，變量得分從-0.48469增長至0.70747;重慶市農機戶數量增加導致變量得分增加，變量得分從-0.60468增長至0.54657;重慶市鄉村農機從業人員數量增加導致變量得分增加，變量得分從-0.63348增長至0.53091;重慶市機耕作業面積擴大導致變量得分增加，變量得分從-0.76447增長至0.37450。

3.2 農機政府機構指標得分評價

2008-2016年重慶市農機政府機構指標得分整體上呈先增加后減少的趨勢，2008-2012年為增長階段，指標得分從-0.10167增長至0.19997;2012-2016年為負增長階段，指標得分從0.19997降低至-0.47731。這種趨勢表明重慶市農機事業單位尚處于調整階段，與我國機構改革的現實情況相吻合。

重慶市農機政府機構指標同農業機械化系統機構數量和機耕作業面積變量呈正相關關系，同農用拖拉機數量、農機戶數量和鄉村農機從業人員數量變量呈負相關關系;其中，農業機械化系統機構數量影響程度較大，農用拖拉機數量、農機戶數量、鄉村農機從業人員數量和機耕作業面積影響程度較小。重慶市農機事業單位數量減少導致變量得分降低，變量得分從-0.10167減少至-0.477313;重慶市農用拖拉機數量增加導致變量得分減少，變量得分從0.06244減少至-0.09113;重慶市農機戶數量增加導致變量得分減少，變量得分從0.00851減少至-0.00769;重慶市鄉村農機從業人員數量增加導致變量得分減少，變量得分從0.00593減少至-0.00497;重慶市機耕作業面積擴大導致變量得分增加，變量得分從-0.04701增長至0.02303。

3.3 重慶市農業機械化發展綜合主成分指標得分評價

2008-2016年重慶市農業機械化發展綜合主成分得分逐年遞增，指標得分從-2.63126增加至1.55467，反映出重慶市農業機械化綜合發展水平穩步提升。

重慶市農業機械化發展綜合主成分指標同各變量均呈正相關關系;其中，農用農機戶數量、鄉村農機從業人員數量和機耕作業面積影響程度較大，農業機械化系統機構數量、農用拖拉機數量影響程度較小。重慶市農業機械化系統機構數量減少導致變量得分降低，變量得分從-0.17381減少至-0.52402;重慶市農用拖拉機數量增加導致變量得分增加，變量得分從-0.42225增長至0.61633;重慶市農機戶數量增加導致變量得分增加，變量得分從-0.59617增長至0.53888;重慶市鄉村農機從業人員數量增加導致變量得分增加，變量得分從-0.62755增長至0.52594;重慶市機耕作業面積擴大導致變量得分增加，變量得分從-0.81148增長至0.39753。

4? 主要結論及啟示

通過主成分綜合指標體系分析，結果表明重慶市農業機械化系統機構、農業裝備水平、農業生產者、社會化服務組織、農機作業水平等方面的發展對重慶市農業機械化的發展具有顯著的促進作用。在此基礎上，筆者對推進重慶市農業機械化的發展的提出以下建議：

①加強農機系統機構隊伍建設。重慶市農機系統機構數量持續降低，在此情況下，重慶市各級農業機械化主管部門應當加強農機系統機構隊伍建設，提高工作質量，保質保量完成工作任務。切實履行安全監理、質量監督和農業機械化技術推廣等職能，扎實推進重慶市農業機械化發展工作。

②發揮農機社會化服務體系優勢。重慶市農機戶和農機從業人員數量持續增加，農機服務市場不斷擴大。重慶市各級農機主管部門應當充分發揮農機服務市場的數量優勢，提升農機社會化服務的能力和水平。引導和對接農戶和農機服務業從業者，拓寬服務市場。加強對農業機械化技術推廣和信息宣傳等公益性設施建設，完善農業機械化信息服務體系。

③堅持宜機化和扶持政策。堅持宜機化整治工程，整合地塊，進而適合大中型拖拉機進行機械作業，實現規模化經營，推進農業機械化進程。認真貫徹促進農機化發展的法律法規和政策措施，落實農機購置補貼政策，扶持農機合作社等專業服務組織。

參考文獻：

[1]王升升，耿令新.丘陵山區農業機械化發展現狀及對策[J].農業工程，2016，6（05）：1-4.

[2]蔡邦國.中國農業機械發展現狀及建議[J].現代農業科技，2016（13）：203，208.

[3]周晶，陳玉萍，阮冬燕.地形條件對農業機械化發展區域不平衡的影響——基于湖北省縣級面板數據的實證分析[J].中國農村經濟，2013（09）：63-77.

[4]金寧，包從望，李向東.中國農業機械化發展的不平衡性研究[J].南方農機，2018，49（07）：65.