基于主成分分析法的海东市农业现代化发展水平评价研究*

葛丽亚，丁生喜

(青海大学财经学院，西宁 810016)

0 引言

农业是国民经济的基础，发展农业现代化是我国社会主义现代化建设的重要战略目标和促进经济健康发展的重要动力。农业现代化是指把落后的传统农业逐步改造成为世界先进水平的、可持续发展的现代化农业的过程。我国西部地区城镇化水平较低，因此西部农业现代化建设将是我国现代化建设的“主战场”[1]。海东市地处青海省东部，处于兰州和西宁两个省会城市之间，同时海东市也是青海省内一个特殊的区域单元，境内地形复杂，沟壑纵横，海拔在1 650～2 835m之间，总体地势西高东低。气候属高原大陆性气候，寒冷、干旱、日照时间长，太阳辐射强，昼夜温差大，年平均气温7℃，年平均降雨量345.4mm。由于山旱地面积大，地形、地貌、生态、降雨、热量条件等类型多样，非常适合发展具有高原特色的旱作农业。自古以来这里就是青藏高原传统农业发展的集聚地，既有特色的资源禀赋优势，同时也有传统农牧业的基础。海东市耕地占全省耕地面积总资源的37.9%，乡村从业人口占全省34.5%。因此，海东市农业现代化发展具有十分重要的意义。该研究在实地调研青海省海东市及所辖2区4县农业现代化发展现状的基础上，建立农业现代化发展水平综合评价指标体系。试图从农业产业化、农业机械化、农业生产技术科学化和农业信息化等角度，揭示青海省海东市自西部大开发以来农业现代化的动态变化，分析农业现代化发展的进程及影响因素，以促使海东市农业现代化发展健康发展，这也是该文的研究重点和创新之处。

1 农业现代化发展水平指标体系构建

1.1 评价分析方法

国内学者对农业现代化进行了大量的定量评价，提出了许多农业现代化发展水平指标体系。主成分分析法是以统计数据为基础，筛选、简化指标体系的典型客观赋权方法，对变量较多、指标间有相关性的评价问题特别适用，具有权重确定客观、评价时不受各个指标间的相关性影响等特点[2-4]。文章选择基于主成分分析法对农业现代化发展水平进行动态评价，以解决各个指标间的相关性问题。

1.2 评价指标体系建立

构建指标体系是该文研究的重要部分，该研究在借鉴国内学者相关研究成果[5-11]的基础上，建立由5项一级指标和16项二级指标组成的指标体系(表1)。并采用主成分分析法，对各指标进行数据处理。

表1 青海省海东市农业现代化评价指标体系

2 基于主成分分析法的农业现代化发展水平评价

2.1 主成分分析法的基本原理

主成分分析法是在数据信息损失最小的情况下，通常降维把原来的多个指标转化为一个或几个综合指标，称为主成分。数学模型是：

F1=a11ZX1+a21ZX2+…ap1ZXp

F2=a12ZX1+a22ZX2+…ap2ZXp

Fm=a1mZX1+a2mZX2+…ampZXp

式中，a1i，a2i…，a1m(i=1， 2，…m)为X的协方差阵Σ的特征值对应的特征向量，将原始变量通过标准化处理可以得到ZX1，ZX2，…ZXp，在实际应用中指标的量纲往往不同，所以计算前须先消除量纲的影响，将原始数据标准化。A=(aij)p×m=(a1，a2，…，am)，Rai=λiai。式中，R为相关系数矩阵，λi、ai是相应的特征值和单位特征向量，λ1≥λ2≥…λp≥0。

2.2 指标原始数据及其标准化

该研究以青海省海东市及其2区4县为研究对象，通过查阅2001—2017年的《青海省统计年鉴》，收集到海东市农业现代化发展指标评价体系中所需的各项基础数据，部分指标数据经过简单计算得到(限于篇幅，原始数据略)。通过对其标准化，再运用SPSS19.0统计软件和EXCEL办公软件完成的，采用主成分分析法提取因子和基于特征值大于1的原则，根据贡献率大于85%则筛选主成分。根据数据完备性和研究需要，该文从以下两方面进行比较：(1)海东市农业现代化总体水平的动态评价(2000—2016)； (2)各区县间的发展水平评价，选择2000—2014年的数据。

进行主成分分析前，需要进行数据标准化处理以解决量纲的影响，该研究标准化处理，经过标准化后可以将原始指标转化为均值为0、方差为1的标准指标，处理结果见表2。各指标数据标准化后的相关系数见表3。

表3 海东市农业现代化发展水平各指标标准化后的相关系数矩阵

2.3 2000—2016年海东市农业现代化发展水平整体评价

首先，利用SPSS22.0统计分析软件，对原始指标数据进行标准化处理，然后进行KMO和Bartlett检验，KMO值为0.698，接近1，适合做主成分分析。检验结果中Sig值为0.000小于显著水平0.05，因此拒绝原假设，说明变量之间存在相关性，因此该研究数据适合用主成分法进行分析。

其次，计算各主成分的特征值、方差贡献率和累计贡献率，提取3个主因子，方差贡献率分别是33.660%、26.937%、24.658%，累计方差贡献率为85.255%。提取特征值均大于1的几个成分作为主成分(表4)。

表4 海东市农业现代化发展水平指标的解释总方差检验结果 %

再次，通过成分矩阵确定每个主成分中具有影响力的指标变量。根据因子载荷矩阵的信息，F1在X1、X2、X5、X6、X7、X8、X16有较大载荷，并命名为农业机械化与农业产业化因子；F2在X3、X4、X10、X14、X15有较大载荷，并命名为农业信息化与农业产出水平因子；F3在X9、X12有较大载荷，并命名为农业生产技术科学化因子，其他因子为潜在因子(表5)。

表5 海东市农业现代化发展水平的成分矩阵

由解释的总方差表(表4)可得每个公因子的贡献率，各公因子综合反映能力的大小，对主因子进行加权，根据各主成分F的权重=各主成分方差贡献率/累计方差贡献率，可知f1=0.399，f2=0.316，f3=0.285，综合得分评级模型为F=F1*f1+F2*f2+F3*f3。通过计算得出青海省海东市2000—2016年农业现代化发展水平各主成分得分、综合得分和2区4县的得分，结果见表6，表7。

表6 海东市农业现代化总体发展水平综合得分

3 海东市农业现代化发展水平评价

3.1 海东市农业现代化水平呈现稳定上升趋势

表6中F值越高，表明该地区的农业现代化发展水平越高，F越低，则代表该地区的农业现代化发展水平越低。从表6和图1可以看出，西部大开发以来，海东市农业现代化综合得分从2000年的-7.750提高到2016年的8.339，农业现代化水平呈现不断上升的趋势。并且在“十一五”期间的2009年，综合得分由负转正，实现了一个突破。从表7和图2可以看到，海东2区4县农业现代化发展水平综合得分到2009年全部由负值转为正值，在进入“十二五”以来，青海省响应国家政策，重视“四化”发展，海东市的农业现代化水平综合得分明显提升。

3.2 各主成分对海东市农业现代化发展的影响

从表6可以看出， 2000—2016年间， 3个主成分对海东市农业现代化发展水平贡献并不相同，其中农业机械化与农业产业化因子F1对农业现代化发展水平起决定性作用，其余的2个主成分贡献率值较小。海东市农业现代化发展水平中农业信息化与农业产出因子F2得分很少并出现下降趋势，是制约农业现代化发展水平的影响因素。农业生产技术科学化因子F3虽然在农业现代化水平中的得分贡献不高，但是“十二五”以来增长较快，可以判断未来海东市应当充分依靠提高农业科技水平促进农业现代化发展。

3.3 海东市各区县农业现代化发展水平不均衡

如表7和图2所示，海东市2区4县农业现代化发展水平差距较大，农业现代化水平较高的是平安、乐都和循化，而农业现代化水平较低的是民和、互助和化隆。农业现代化发展水平综合得分最高的乐都区达到14.591，最低的化隆县则为8.740，差距为5.851，说明海东市农业现代化发展应当因地制宜，差异化发展。

表7 海东市2区4县农业现代化发展水平综合得分

图1 海东市农业现代化总体发展水平综合得分变动 图2 海东市2区4县农业现代化发展水平综合得分变动

4 海东市农业现代化发展水平提升的对策

4.1 调整产业结构，提高农业产出水平

在推动农业现代化发展进程中，农林牧、种养加多层次产业或经营领域相互交织，这必然牵涉到农业产业结构调整和优化生产空间布局的问题。同时，由于海东市自然资源禀赋、发展条件不同，各区县在农业现代化发展中对于资金、技术的利用效率存在较大的差距。所以在推进农业现代化发展进程中，应该调整各区县的农业发展战略方向和重点，加强生态环境保护，优化农业开发的空间布局，形成优势、特色农牧业产业的良性互动局面，进一步提升特色优势农牧业产出水平。

4.2 平衡区域发展差异，实现可持续发展

海东市各区县存在经济、人口、技术等方面的不平衡，这种区域间的不平衡大大延缓了海东市农业现代化发展进程。因此，要根据现有的特色资源、技术等潜力，提升各区县特色产业化发展，实现互补互助，最终农业现代化协调可持续发展的新格局[12]。

4.3 加大科技投入，提高农业信息化水平

海东市农业科技水平不高，信息基础设施和传播体系不健全，对农业现代化发展进程形成明显阻碍。因此，在农牧业技术方面，要通过舍饲、围拦、封育等措施，减轻草地生态压力； 加快开发海东市光能、生物质能等可再生资源，为农业现代化提供新能源动力。政府还要加大财政转移支付，支持农村信息基础设施建设，提高农牧区信息化水平，使海东市借助互联网促进农业现代化发展水平有效提升。

5 结论

在参考我国相关研究成果的基础上，结合青海省海东市农业现代化发展实际情况，构建了可以衡量海东市农业现代化发展水平的评价指标体系，包括了农业机械化、农业产业化、农业生产技术科学化、农业信息化、农业产出水平5个一级指标和16个二级指标。该指标的相关数据均可从青海省历年统计年鉴和海东市发展公报中获取，数据真实可靠。

主成分分析法是以统计数据为基础，将多个变量通过线性变换以选出较少重要变量的一种多元统计分析方法。该研究选择主成分分析方法研究青海省海东市农业现代化发展水平，评价结果与海东市农业现代化发展情况基本符合，说明该评价方法有效。

利用主成分分析法对青海省海东市农业现代化发展情况进行评价研究，从评价结果来看，海东市总体农业现代化发展势头较好， 2区4县农业现代化发展水平也呈现上升趋势。