基于主成分分析法的重庆市农业现代化发展水平分析

帅德洋

摘 要：为了解自2008年以来重庆市农业的现代化发展程度，对重庆市2008—2017年的农业现代化指标进行主成分分析。研究结果表明，在总体发展水平来看，分析年间重庆市农业现代化呈上涨的趋势，重庆市农业现代化发展水平综合得分在2012年全部由负值转为正值，但是在2016年以后整个农业现代化进程陷入了低水平增长。对此提出促进农民增收，提高可利用土地面积，优化品种结构，促进智能农机研发，促进农业绿色可持续发展的对策建议，以实现新时代下重庆市农业现代化水平的稳定健康发展。

关键词：农业现代化;评价指标;主成分分析;对策

中图分类号：[S-9]       文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200330059

引言

“十二五”以来，重庆在农业现代化建设取得了较好的成果，但在新局面下，仍有许多的缺陷存在于农业现代化进程之中。在重庆农业现代化研究方面，李芸和张安明采用了层次分析法去计算重庆市现代农业发展水平，根据其理论实践研究表明重庆市现代农业处在初步实现阶段[1]。本文基于重庆2008—2017年相关指标的时间序列，对重庆市2008年以来的农业现代化发展趋势运用主成分分析法的原理进行研究。对其影响要素进行探析，为重庆市农业现代化科学发展提供新思路。

1 重庆市农业现代化发展水平指标构建

1.1 指标构建理论基础

农业现代化战略目标旨在建设起一个发达的有市场竞争力的农业;建设起一个富裕的农村，提高农民收入水平;建设起一个良好的生态环境[2]。在考虑指标选取的系统性、代表性、重要性等原则下，选取了行业学者认同的共同指标。投入水平和农业产出水平这2项准则指标能够很大程度反映农业发达程度;农村社会发展水平这一准则指标能反映农民富裕程度;农业绿色可持续发展水平这一准则指标则能反映农村环境良好与否。

1.2 评价指标体系构建

研究农业现代化水平的重要前提是指标体系的建立，此次研究在结合地区特点和理论基础后构建了能反映重庆市农业现代化发展进程的综合指标。用2个不同的层次对选取的指标进行分类，一级指标是能反映农业现代化战略目标的农业投入水平、农业产出水平、农村社会发展水平以及农业可持续发展水平[3]。农业投入水平的二级指标是有效灌溉面积、第一产业占全市从业人员比重;农业产出水平的二级指标是农林牧渔总产值、粮食产量、劳动生产率、农业增加值占生产总值比重;农村技术发展水平的二级指标是农村居民消费水平、农业机械总动力;农业绿色可持续发展水平的二级指标是森林覆盖率。

2 重庆市农业现代化发展水平方法的选取

2.1 主成分分析法的基本原理

在对众多个体指标进行分析时，要把种类繁杂的指标通过主成分分析法进行分解简化，并配以不同的权重，以实现全部指标数据能够降维。同时挑选出主成分分析中更为有用的变量，用更具有代表性的少量指标数据进行分析，用尽可能少的、彼此不相关的新指标来代替原本为数较多、彼此相关的指标。此次研究从主成分分析法出发，对重庆市农业现代化个体指标冗杂繁琐问题进行解决。

2.2 主成分分析步骤

第1步，对样本数据进行无差异处理，也叫标准化处理。排除自变量单位不同造成的影响。标准化处理后的样本数据记为xi=（xi1，...，xip）（i=1，2，…，n）。然后求出样本相关系数矩阵R=（rij）p×p，根据rij的计算公式计算。得到相关系数矩阵为：M=（mij）（a×b维矩阵）。

mij=1n-1∑nk=1x*kix*kj，（i=1，…，a;j=1，…，b）

第2步，计算各个指标之间的相关系数矩阵R的非零特征根，并依大小顺序排列l1≥l2≥…≥lq（其余a-b特征根为零）以及正规化特征向量[4]。

第3步，用方差贡献率得出的结论来确定主成分个数。同时得到的累计方差贡献率a，就是系统给出可以选择的主成分所反映的信息占全部信息的比例，只要主成分的累计贡献率达到了85%～95%之间，这几个主成分就原始指标有代表意义。由累计方差贡献率求出主成分个数s（s     3 运用主成分分析对重庆市现代化发展趋势分析过程3.1 指标获得及标准化处理

本文数据来自于《重庆市统计年鉴（2018年）》、《中国统计年鉴（2018年）》、重庆市统计信息网等，对获取的原始数据按照指标的不同意义进行量化处理[5，6]。依据SPSS25.0软件中的主成分分析方法，对指标进行主成分分析，从这些指标中间选用几个重要的且相对独立的综合指标来达到评价农业现代化发展趋势的目的。从SPSS软件中导入数据进行标准化处理，得到标准化数据（见表1）。本文通过分析各指标在农业现代化发展水平的影响程度大小，对重庆市农业现代化发展有一个大方向的把握，再分析重庆市農业现代化发展水平在2008—2017年间随时间变化的趋势。由于统计数据获取的有限性，本文只分析了2008—2017年重庆市农业现代化发展水平的变化。

3.2 指标特征值与贡献率确定

运用SPSS软件程序分析标准化后的数据，通过分析指标之间的关系，除去那些没有明显分异作用的或相互间存在明显的线性相关关系的指标，用来确定最终目标，用方差贡献率得出的结论来确定主成分个数，只要主成分的累计贡献率达到了85%～95%之间，就可以选取这几个主成分进行分析（见表2）。

从表 3 的累计率可以得知，前面2项的累计已经达到了94.502%，所以前2项已经达到作为主成分因子的标准，因此可以计算出各因子对于原始指标的载荷状况（见表3）[7]。

在SPSS软件中，原始指标由X表示，X1为农林牧渔总产业值，X2为粮食产量，X3为劳动生产率，X4为农业增加值占生产总值比重，X5为有效灌溉面积，X6第一产业人员占全市从业人员比重，X7为农村居民消费水平，X8为农业机械总动力，X9为森林覆盖率。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X3、X7、X8、X9有较大载荷，F2在X4、X5、X7有较大载荷，其中X4对F2的影响达到了特别大的程度。

3.3 结果分析

从表3的主成分结果分析表明，农林牧渔总产值、农村居民消费水平、农业机械总动力、森林覆盖率占比在主成分F1中作用明显，这充分说明农林牧渔总产值的增加、农业机械总动力的提高对推进农业现代化进程的作用是非常突出的。在主成分F2中占比较大的是粮食产量、劳动生产率以及农村居民消费水平，这说明粮食产量、劳动生产率以及农村居民消费水平与农业现代化进程密切相关。综合结果表明，提高农村居民消费水平和粮食产量的指标，是重庆农业现代化的研究的前进方向。

4 重庆市农业现代化发展趋势分析

4.1 农业现代化各年综合得分与排名

根据各指标特征值的特征向量、标准化数据以及综合得分计算公式可以计算重庆2008—2017年间农业现代化综合得分并排名。如果综合得分是正数，那么该年的现代化水平比各年的平均发展水平高，如果正数值越大，说明该年发展程度更高;反之则相反，综合得分是负数，表明该年的现代化水平比各年的平均发展水平低，如果负数值越小，说明该年发展程度更低。同时，综合得分Y值越高，表明农业现代化发展水平越高，Y越低，则代表农业现代化发展水平越低[8]。依据综合得分进行排名，并依此对重庆市农业现代化进程提出分析评价。农业现代化各年得分与排名（见表4）。

从表4的分析结果得知，2008年以来，重庆市农业现代化综合得分从2008年的-1.47409提高到2017年的3.387967，农业现代化发展呈现良性发展趋势。同时可以看到重庆市各年的现代化水平由强到弱依次是2017年、2016年、2015年、2014年、2013年、2010年、2011年、2008年、2009年。特别是在2012年实现了综合得分由负到正的转换。在2012年到2016年实现了较为快速的增长后，自2016年起，重庆市农业现代化发展陷入了低水平增长。

4.2 重庆市农业现代化水平发展趋势

重庆市农业现代化发展水平综合得分在2012年全部由负值转为正值。但在2016年以后整个农业现代化进程陷入了低水平增长，农业现代化进程停滞不前。由此可见，目前重庆市的农业现代化还处于相对滞后的水平，农业基础依旧薄弱、农民增收障碍多、科技创新和应用水平不高这3个“老大难”问题依然突出。近几年来农业现代化的上升趋势几乎是趋近于零，如何打破瓶颈期的桎梏，帮助农民实现新一个层面的增产增收，这都是目前严阵以待的挑战。

5  重庆市农业现代化发展水平提升的对策

5.1 提高农村居民收入水平

农民增收是促进农村居民消费水平提高的重要因素，经营性收入、工资性收入是农民收入的组成部分[9]。经营性收入是少数农民才能获得的不具有普遍性的收入，但这正是一个切入点。如何使绝大多数的农民取得经营性收入，则需要推进农业产业化结构调整，促进农民组织化团体的产生。让农民自发的形成群众团体，在供给侧的市场中寻求优势以及从需求侧消费不断升级中维护自产产品优势，从而获得更多利益，以最终实现经营性收入的普遍性。然而重庆农民的工资性收入极低，只有将一二三产业结合起来，转化农业劣势的市场地位，使农民在农业的二三产业结构转型中实现更多的工资性收入。同时，在政府财政性资金的支持下结合重庆的地区特色优势，借鉴工业行业、服务行业最初发展方法，促进农业产业结构升级，走农业自力更生的路线。在农业中运用高新科技技术，培植农业根源性的创造能力，让农业农村在同一时间发展起来，农业才能够从现代化的产业结构下实现增收的可能。

5.2 提高农林牧渔产值

在实行退耕还林过后，林地减少的问题虽然得到了有限的控制，但是重庆山地的地势导致可耕种面积根源性的不足。农业生产能力趋于饱和、农业产出带来的边际收益逐渐降低。特别是在2016年后，农业整体性水平的提升趋于平缓，重庆市农林牧渔产值的提升空间已越来越小。

5.2.1 提高可利用土地面积

重庆农用土地利用粗放，土地生产率较低，未利用土地占土地总面积0.4%左右。开荒扩土可增加可利用土地面积，提高农业生产规模。只有提高不断完善农业土地利用，在响应退耕还林的政策下充分利用荒地面积以及完善农用土地结构以及流转机制，充分利用、合理分配农用地，因地制宜选择最佳以实现最大限度的可利用土地面积，进行规模性生产以提高产值。

5.2.2 优化品种结构

生活水平的提高使得市场上对有机农产品的需求增加，扭转市场对国产农产品还停留在低质高量的认识，增加优质、健康农产品的供给，合计利用山地坡度，按空间垂直结构发展特色农业。同时依靠生物科技的进步充分发掘农业生产的水资源利用率、机械作业率以及降低农产品的损失，把高质高产视为当前的主要任务。

5.3 提高农业机械化程度

机械化作业的生产效率提高，是农业生产的首要选择[10]。然而重庆农村仍然只有较少的家庭能够使用农业机械，而且用于农业生产投入和产出的设备少之又少，传统的低产费力的耕作方式不仅打击了农民的耕作信心，还阻碍了农业实现高效生产发展的水平。

推进重庆市农业机械装备研发生产的发展用以提升供给丘陵山区农业装备的水平，为重庆的山形地貌量身定制的设备就突显出其重要性，重庆的农业生产急需机械设备的投入，市场上现存的机械设备均不适用于重庆山地地势下的农业。在推进重庆农业机械化生产的同一时间，最重要的是研发适合重庆使用农用机械，结合智能化的新时代技术，研发具有实用性的农机。

5.4 促进农业绿色可持续发展

促进农业绿色可持续发展行动是建设农业生态文明的前提[11]。高投入的化肥用量导致土壤肥力急剧下降、环境污染严重，高消耗的资源导致资源面临枯竭，高强度的劳动力投入导致僧多粥少的局面，如何在新时代下选择资源节约型、环境保护型、绿色生态高效的现代农业，必须结合绿色可持续发展理念运用到实践中去。实行技术变革和机制性改革，逐渐稳步的建立起适应新阶段农业可持续发展的现代农业发展新格局。

参考文献

[1] 李芸，张安明.基于AHP法的重庆市现代农业发展水平评价[J].中国农学通报，2013（26）：41-46.

[2]武瑞娟.河北省农业现代化指标体系构建及评价研究[D].保定：河北农业大学，2006.

[3]查韬.安徽省农业现代化发展水平评价研究[D].合肥：安徽农业大学，2016.

[4]陈玮，张智程.黑龙江垦区农业生产效率评价研究[J].中国林业经济，2015（01）：17-21.

[5]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2018.

[6]重庆市统计局.重庆统计年鉴2018[M].北京：中国统计出版社，2018.

[7]刘凝.基于主成分分析法的长沙市土地生态安全评价[J].科技创新与应用，2016（20）：1-2.

[8]许志发.福建省农业现代化发展水平评价研究[D].福州：福建农林大学，2017.

[9]张成龙.广西农业现代化发展水平研究[D].南宁：广西大学，2014.

[10]张戈.重庆三峡库区农业现代化建设对农民家庭经营性收入的效益研究[D].重慶：西南大学，2013.

[11]白人朴.关于“十三五”我国农业机械化发展的思考[J].中国农机化学报，2014，35（04）：1-5.

[12]李家洋.加强种业科技创新 保障中国粮食安全[J].中国农村科技，2012（02）：21-25.

（责任编辑 周康）