甘肃省农业现代化质量空间分异研究

张世昌，李　丁*，惠　丹

(兰州大学资源环境学院，甘肃兰州　730000)



甘肃省农业现代化质量空间分异研究

张世昌，李丁*，惠丹

(兰州大学资源环境学院，甘肃兰州730000)

通过因子分析方法和ESDA相结合，从全局和局部研究了甘肃省农业现代化的空间分布特征与空间关联特征.结果表明，甘肃省县域农业现代化综合评价由农业物质装备因子和农业劳动力技术水平因子、农村社会发展水平因子、农业可持续发展4大因子所决定.甘肃省农业现代化在空间上形成了以酒泉-嘉峪关-张掖为代表的高-高型集聚区和以中南部包含天水市、陇南市、甘南州、临夏州为代表的低-低型集聚区.

农业现代化；空间关联；ESDA；甘肃省

农业现代化是指现代化的物质装备条件，现代化的农业技术手段，现代化的农业产业体系，现代化的农业经营手段，现代化的农业发展理念，以及现代化的新型农民[1-3].目前，不少学者赋予了农业现代化不同层面的内涵.柯炳生认为农业现代化的一大特征就是一个人依靠机械，可以生产出远远超过自身需要的农产品，但农业机械化并不等于农业现代化[4-5];舒尔茨认为发展中国家农业的迅速增长将会带动经济的增长，而这种农业的迅速增长不是发展传统农业，而是将传统农业改造成现代农业[6];方姝亚等则指出，农业现代化建设是一个不断发展的过程，是传统农业向现代农业转变的过程和手段，是我国农业发展的目标和方向[7]；蒋和平等将农业现代化评价指标分为农业投入、农业产出、农村社会发展水平、农业可持续发展等4个维度，并采用专家评价法和层次分析法确定各个指标的权重[8-9].上述农业现代化研究的分歧在于评价指标体系和权重的确定.目前已经有研究提出全国农业现代化的空间分异，但是研究区域多为全国或东部发达地区省域内部，而甘肃省的农业现代化空间分异的研究仍是空白.文中运用ESDA与GIS相结合的方法[10]，从2006，2012年两个时间截面上，分析甘肃省县域农业现代化物质装备水平、农业技术水平、农村发展水平、农业可持续发展水平4个维度空间分异的变化趋势和特征.

1　研究区域与研究方法

1.1研究区域概况

甘肃省位于我国黄土高原、青藏高原、内蒙古高原交汇地带，形成了高原、山地为主的地貌类型，区域内部农业经营类型多样，是旱作农业与牧业交错的干旱半干旱区农业类型.甘肃省第一产业产值占地区GDP的比重从2006年的47.35%下降到2012年的22.36%，与此同时，农业从业人员占农村从业人员比重从2006年的90.13%下降到2012年的62.17%.文中以甘肃省13个地州市的4个县级市、11个区、65个县(其中将兰州市城关区、七里河区、西固区、安宁区、红古区作为1个研究单元，天水市麦积区、秦州区作为1个研究单元，白银市白银区、平川区作为1个研究单元)和嘉峪关市作为基本研究单元，共计81个研究单元.

1.2数据来源及处理

根据已有的农业现代化的研究，可以了解区域间农业现代化的空间差异主要体现在农业投入、产出水平、农业机械化水平、农村建设等方面，因此文中采用多层级指标数据评价体系对甘肃省县域农业现代化发展水平进行测度.遵循代表性、可比性、可获得性等原则选择了20项农业现代化相关指标[11-15]：机收面积比重、设施农业覆盖率、机播面积比重、农村人均用电量、机耕面积比重、农业机械化水平、耕地有效灌溉面积、人均农业固定资产投资(元)、农业人口初中以上比重、土地产出率(万元)、人均科技人员配置率、农业劳动生产率(元)、农业从业人员占农村从业人员比重、一产业比重、农民人均收入(元)、城镇化率、土地流转比重、单位面积(1 hm2)农药使用量(kg)、单位面积(1 hm2)化肥使用量(t)、成灾面积占受灾面积比重(表1).所有数据来源于2006年《甘肃省第二次全国农业普查资料汇编》，2007，2013年《甘肃发展年鉴》.边界信息来源于国家基础地理信息中心1∶100万数据.

表1　农业现代化发展综合评价指标体系

1.3研究方法

1.3.1数据标准化处理对于农业现代化评价体系，由于数据单位、量纲、数量级差别很大，故需进行标准化处理.文中采取极值标准化方法，计算公式如下[3]35,对正向指标：

(1)

对负向指标：

(2)

其中，xij是第i地区第j项指标的原始值；max xj与min xj分别为xj的最大值和最小值.

1.3.2因子分析通过SPSS软件对甘肃省农业现代化综合发展水平指标进行主因子提取，并确定权重.

1)因子分析确定权重，计算公式为[16]56

(3)

其中，Aij为i个主因子对第j个评价参数的权系数；Fi为第i个主因子所占百分比；m为主因子数.

(4)

其中，Wj为评价指标j的权重系数；n为评价参数个数.通过(4)式计算每个评价指标的实际权重.

2)综合得分计算，计算公式为[17]4

(5)

(6)

其中，Sij为第i个地区第j项指标评价值；Si为i地区的总评价值.

1.3.3空间权重矩阵空间权重矩阵用于表达多个空间位置的邻近关系，是空间自相关分析的前提.文中采用邻接标准，空间单元i和j相邻时，Wij=1;否则,Wij=0[18]23.

1.3.4空间自相关

1)全局空间自相关．引用全局空间自相关Moran’s I描述甘肃省农业现代化的空间特征，以及是否存在集聚现象，计算公式为[19]33

(7)

其中，N为空间单元数；xi和xj分别为空间单元i和j上的观测值；

Moran’s I的取值范围为[-1,1]，在给定显著性水平下，当 Moran’s I=0时，表明空间单元呈随机分布，不存在关联性；当值为正时，表明空间单元趋于集聚；当值为负时，表明空间单元趋于离散.

2)局部空间自相关.局部空间自相关可以很好地揭示事物的局部特征，引入指标Li，计算公式为[20]112

(8)

2　主因子提取和命名

对标准化后的数据做KMO和Bartlett 球度检验，得到 2006年和2012年的 KMO 值分别为0.841和0.783，根据KMO的度量标准可知原变量适合做因子分析.根据特征值大于1的原则提取主因子，共提取4个主因子，累计贡献率72.037%.然后采用采用方差最大正交旋转法旋转，旋转后的各因子可以更好地解释(表1).其中，主因子1侧重于现代工业技术在农业生产中的应用，实现生产手段的现代化，命名为农业生产物质装备水平.主因子2侧重于劳动力素质、技术投入，实现劳动者的现代化，而人均农业固定资产投资指标经过因子分析可以很好地被解释为主因子2，农业生产过程中固定资产的投入也与劳动者素质密切相关，命名为农业劳动力技术水平.主因子3侧重于农村发展，命名为农村社会发展水平.主因子4侧重于农业可持续发展水平，命名为农业可持续发展水平.因子得分越高表明地区化肥、农药的使用量越少，成灾率低.根据(3),(4)式求得各个指标的权重，(5),(6)式计算出甘肃省县域农业现代化发展水平(表2).

3　农业现代化县域差异演变

3.1全局空间自相关分析

由(7)式计算可得区域的Moran’s I值(表3)，可见甘肃省农业现代化以及各个主因子Moran’s I值都为正，而且Z值在3以上，表明这些因子在空间上都存在显著的正相关关系，在空间上表现为集聚.

各主因子的空间自相关程度存在显著的差异.其中以物质装备水平和劳动力技术水平的Moran’s I值较大，约0.6；而农村社会发展水平以及农业可持续发展水平的Moran’s I值相对较小，约0.3.表明全局空间自相关程度为物质装备水平>劳动力技术水平>社会发展水平>农业可持续发展水平.

与2006年相比，2012年全局空间自相关程度依然为物质装备水平>劳动力技术水平>社会发展水平>农业可持续发展水平，但是可以清楚地看到甘肃省县域农业现代化水平Moran’s I值在减小，表明甘肃省农业现代化在总体上的空间自相关程度有减弱趋势；与此同时，减小的还有物质装备水平、农业劳动力技术水平，但是这些因子的Moran’s I值依旧较大，约0.6；而农村社会发展水平和农业可持续发展的Moran’s I值在增大，说明甘肃省区域的社会发展水平与农业可持续发展条件总体上的空间自相关程度在增大，但是这些值仍相对较小，约0.3.

3.2局部空间自相关分析

根据式(8)可以求得Li值，利用Geoda软件可以直接得出研究单元的空间集聚类型，并将其可视化输出(图1-5).

表2　甘肃省各县市区农业现代综合水平评价结果

表3　全局空间自相关及检验统计

3.2.1农业现代化综合发展水平空间分异从图1可以看出，甘肃省农业现代化综合发展水平在空间上的高-高和低-低型分布非常明显，而且还存在高-低型的集聚分布.

1)高-高型的县域逐渐增多，主要分布在以酒泉-嘉峪关-金昌为核心的河西地区，高-高型2006年包含酒泉市的阿克塞县、肃北县、肃州区、玉门市、金塔县、瓜州县、敦煌市，张掖市的肃南县、甘州区、山丹县、民乐县，金昌市的金昌区、永昌县以及嘉峪关市，共计14个统计单元.而2012年新增了武威市民勤县、张掖市临泽县2个统计单元，达到16个.

2)高-低型在空间上属于零星分布. 2006年该类型只有临夏州的临夏市，2012年新增了兰州市城区和甘南州舟曲县.

3)低-低型县域在逐渐减少，主要以定西、陇南、天水等地为核心.2006年低-低型有29个县域，包含白银市会宁县、静宁县，天水市秦安县、张家川县、甘谷县、天水市城区，定西市通渭县、安定区、渭源县、陇西县、漳县、临洮县、岷县，陇南市宕昌县、武都区、西和县、礼县、康县、成县、文县，甘南州舟曲县、迭部县、卓尼县、临潭县，临夏州康乐县、和政县、广河县、东乡县.2012年低-低型有20个县域，包含天水市城关区、张家川县，定西市临洮县、安定区，陇南市武都区、文县、康县、成县，甘南州迭部县、舟曲县，临夏州东乡县、广和县、康乐县、和政县退出了该集聚区.新增集聚区主要在甘南州玛曲县、碌曲县、夏河县等以畜牧业为主的区域.

3.2.2农业物质装备水平因子分析从图2可以看出，甘肃省物质装备水平的空间分布同农业现代化综合发展水平的空间分布有着高度趋同性，高-高型县域在以酒泉、嘉峪关、金昌、武威为中心的核心地区集聚，低-低型空间集聚在以定西、陇南、天水等地为核心的甘肃省中南部，高-低和低-高型空间分布并不明显.

1)高-高型的县域并没有随着时间改变，主要在以酒泉、嘉峪关、金昌、武威为中心的核心地区集聚，包含了酒泉市阿克塞县、肃北县、肃州区、玉门市、金塔县、瓜州县、敦煌市，张掖市肃南县、甘州区、山丹县、民乐县、高台县，金昌市金昌区、永昌县，武威市民勤县、凉州区，以及嘉峪关市，共计14个统计单元.

图1　甘肃省农业现代化综合发展水平空间聚类

2)低-低型县域随着时间增多.2006年包含了平凉市静宁县，天水市秦安县、甘谷县、天水市城区，定西市通渭县、安定区、渭源县、陇西县、岷县、漳县，陇南市礼县、宕昌县、西和县，甘南州舟曲县、迭部县、卓尼县、临潭县，共计17个统计单元.到2012年，低-低型县域变成了21个，新增县域为甘南州玛曲县、碌曲县、夏河县，临夏州和政县.

3)高-低型在空间分布并不明显，2012年只有临夏州临夏市为这一类型.

3.2.3农业劳动力技术水平因子分析由图3可以看出，甘肃省关于农业劳动力技术投入在空间的分布同综合发展水平的分布有着一定趋同性，高-高型县域在以酒泉-嘉峪关-张掖为中心的核心地区集聚，低-低型县域在以定西、陇南、天水等地为核心的甘肃省中南部集聚，高-低和低-高型空间分布并不明显.

1)高-高型县域随着时间增多.2006该类型包含酒泉市阿克塞县、肃北县、肃州区、玉门市、金塔县、瓜州县、敦煌市，张掖市肃南县、高台县、临泽县，以及嘉峪关市，共计10个统计单元.2012年，增至13个统计单元，新增了武威市民勤县，金昌市金昌区、永昌县.

图2　物质装备水平空间自相关聚类

2)低-低型县域伴随着时间在减少.2006该类型包含了陇南市宕昌县、礼县、西和县，定西市通渭县、陇西县、渭源县、漳县、岷县，甘南州舟曲县、迭部县、临潭县、卓尼县；临夏州康乐县、积石山县、广河县、和政县、东乡县，共计17个统计单元.到了2012年，低-低型空间集聚单元变成了12个县域，其中，定西市陇西县、漳县，陇南市西和县，甘南州舟曲县，临夏州积石山县退出了该集聚区.

3)高-低型县域在空间分布并不明显，2006年仅临夏州临夏市1个区域，到了2012年新增兰州市城区.

4)低-高型县域在空间分布并不明显，仅仅只在2012年出现在河西地区的民乐县.

3.2.4农村发展水平因子分析由图4可以看出：

1)高-高型县域主要集中在河西地区，2006年包含酒泉市阿克塞县、肃北县、玉门市、瓜州县、敦煌市，金昌市金昌区、永昌县，兰州市城区和皋兰县，以及嘉峪关市共计10个统计单元.到了2012年，新增了酒泉市肃州区、金塔县，张掖市肃南县、山丹县，白银市城区.

图3　农业劳动力技术水平局部空间自相关聚类

2)低-低型县域主要集中分布在甘肃省中南部地区，2006年包含天水市武山县，陇南市宕昌县、礼县，定西市通渭县、渭源县、漳县、岷县，甘南州舟曲县、卓尼县，共计9个统计单元.到了2012年新增了平凉市静宁县和天水市秦安县等县域.

3)高-低型县域2006年仅临夏州临夏市1个县域，到了2012年新增兰州市城区、白银市城区.

3.2.5农业可持续发展因子分析从图5可以看出：

1)高-高型县域主要集中在碌曲县和迭部县.

2)2006年，低-低型县域包含了酒泉市金塔县，张掖市甘州区、临泽县、高台县；武威市民勤县.到2012年，低-低型空间集聚单元增加了酒泉市阿克塞县、肃北县、肃州区、玉门市、瓜州县、敦煌市，嘉峪关市.

图4　农村发展水平局部空间自相关聚类

图5　农业可持续发展水平局部空间自相关聚类

4　结论

文中采用2006年和2012年的数据对甘肃省农业现代化进行评价，得到如下结论：

1)县域农业现代化综合发展水平南北空间分异特征显著，表现为高-高型县域处于甘肃省西北部的河西走廊平原区，并不断趋于向南部扩展，低-低型县域处于甘肃省的中南部，并在不断萎缩，趋于向西部以牧业为主的县域集聚.

2)甘肃省农业现代化综合发展水平在相似的县域在空间上表现出来较强的空间相关性，但是这个趋势在减弱.主要体现在高-高型县域不变，低-低型县域减少，以及高-低、低-高、不显著区域增多.这和物质装备水平和劳动力技术水平因子在空间上的集聚减弱有关，表明甘肃省农业现代化发展水平的低值集聚区县域的农业物质装备水平和农业劳动力技术水平有了较大的提高，打破了原来的低值区的集聚.

[1]冯献，崔凯.中国工业化、信息化、城镇化和农业现代化的内涵与同步发展的现实选择和作用机理[J].农业现代化研究，2013，34(3)：269.

[2]冯献，李宁辉，郭静利.“四化同步”背景下我国农业现代化建设的发展思路与对策建议[J].农业现代化研究，2014，35(1)：11.

[3]郑岳.兵团农业现代化水平研究[D].石河子：石河子大学，2010.

[4]柯炳生.关于加快推进现代农业建设的若干思考[J].农业经济问题，2007(2)：18.

[5]柯炳生.没有农机化就没有农业现代化[N].中国农机化导报，2014-03-10.

[6]杨敬宇.甘肃区域特色农业现代化政策研究[D].兰州：兰州大学，2011.

[7]方姝亚，白姝伟.河南省新型农业现代化发展对策研究[J].经营管理者，2012(12):39.

[8]蒋和平，黄德林，郝利.中国农业现代化发展水平的定量综合评价[J].农业经济问题，2005(2)：87.

[9]辛岭，蒋和平.我国农业现代化发展水平评价指标体系的构建和测算[J].农业现代化研究，2010，31(6)：646.

[10][美]普雷斯顿·詹姆斯，杰弗雷·马丁.地理学思想史[M].李旭旦，译.北京：商务印书馆，1989.

[11]李二玲，庞安超，朱纪广.中国农业地理集聚格局演化及其机制[J].地理研究，2012，31(5)：885.

[12]徐贻军，任木荣.湖南现代农业发展水平评价[J].经济地理，2009，29(7)：1166.

[13]谭爱花，李万明，谢芳.干旱区绿洲农业现代化评价指标体系构建[J].石河子大学学报(哲学社会科学版)，2010，24(2)：5.

[14]雷玲.西部地区现代农业发展评价研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2012.

[15]龙冬平，李同昇，苗园园，等.中国农业现代化发展水平空间分异及类型[J].地理学报，2014，69(2)：213.

[16]姜松.西部农业现代化演进过程及机理研究[D].重庆：西南大学，2014.

[17]沈琦，胡资骏.我国农业现代化评价指标体系的优化模型——基于聚类和因子分析法[J].农业经济，2012(2)：3.

[18]宣国富，徐建刚，赵静.基于ESDA的城市社会空间研究——以上海市中心城区为例[J].地理科学，2010，30(1)：22.

[19]李丁，冶小梅，汪胜兰，等.基于ESDA-GIS的县域经济空间差异演化及驱动力分析——以兰州-西宁城镇密集区为例[J].经济地理，2013，33(5)：31.

[20]武剑，杨爱婷.基于ESDA和CSDA的京津冀区域经济空间结构实证分析[J].中国软科学，2010(3)：111.

(责任编辑惠松骐)

Research on the spatial distribution and types of the development level of agricultural modernization in Gansu Province

ZHANG Shi-chang,LI Ding,HUI Dan

(College of Earth and Environmental Sciences，Lanzhou University，Lanzhou 730000，Gansu，China)

From the global and local dimensions,spatial association characteristic of agricultural modernization of Gansu Province are studied by using the methods of the spatial analysis of ESDA and factor analysis in this paper.The analysis show that,the agricultural organization of Gansu Province is at a low level,while the evaluation of agricultural modernization is determined by the four main factors included agricultural equipment,the labor technology,the level of social development of rural,and the level of a sustainable agricultural development.The high-high category of the agricultural modernization agglomeration is located in the Jiuquan-Jiayuguan-Zhangye of the Hexi Corridor,while the low-low category is located in the Tianshui-Longnan-Gannan-Linxia of the middle southern of Gansu Province.

agricultural modernization；spatial association；ESDA；Gansu Province

10.16783/j.cnki.nwnuz.2016.02.021

2015-10-09;修改稿收到日期:2015-11-04

国家自然科学基金资助项目(41271141)；科技部重大专项国家科技支撑计划资助项目(2012BAC19B09)

张世昌(1991—)，男，河南济源人，硕士研究生.主要研究方向为农村社区发展.

E-mail:zhangshchoak@163.com

*通讯联系人，男，教授，博士，硕士研究生导师.主要研究方向为资源环境与可持续发展.E-mail:liding@lzu.edu.cn

F 303.3;K 921/927

A

1001-988Ⅹ(2016)02-0107-07