基于主成分分析法的信陽農業現代化發展水平研究

摘 要：發展農業現代化是河南省信陽市農業發展的客觀需要。該文從農業機械化、化學化、水利化、生態化，以及農業生產力水平、農業勞動力、農業商品化率、農業投資等方面探討了信陽市農業現代化發展水平。運用主成分分析方法分析了信陽市農業現代化發展水平在河南省農業現代化發展中的位置，同時也分析了2004年以來信陽市農業現代化的發展變化趨勢。通過橫向、縱向的研究表明：信陽市的農業發展水平在河南省18個地級市中排名第6位；自2004年以來，信陽市農業現代化的發展水平在曲折中提高。

關鍵詞：信陽市；農業現代化；發展水平；主成分分析

中圖分類號 F303.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）22-14-05

農業現代化是18世紀以來世界農業發展的一個戰略方向，是傳統農業向現代農業的轉變過程，在這個轉變過程中逐漸運用先進的科學技術和科學的管理辦法來提高農業生產效率和促進生產力的進步，并且培養新型農民，以實現經濟效益、生態效益和社會效益協調發展的目標。農業現代化包括的內容廣泛，包括生產過程和流通過程的現代化，也包括農民的現代化。信陽市位于河南省南部，是河南省轄的地級市，位于秦嶺-淮河之氣候分界線上，其優越的地理位置決定了信陽農業發展的差異性和豐富性，可以這樣形容信陽市的農業特色，“淮南稻香魚躍，江南美景；淮北小麥雜糧，北國情調”。當前，信陽市擁有耕地面積56.86萬hm2，水田占總耕地面積的88.8%，盛產小麥、水稻、棉花、蔬菜、瓜果、水產品等。隨著生產力的進步，建設農業現代化成了信陽農業發展的客觀需要。而在學術領域內，研究者對信陽市發展農業現代化的探討比較少，雖然有些研究者對河南省的農業現代化發展進行了一些研究，但這些研究主要集中在定性方面，定量方面的研究比較少。通過文獻查詢可以看出，有關河南省農業現代化方面的研究主要有：夏友仁運用AHP分析法建立了河南省農業現代化評級體系模型，指出河南省農業現代化發展的時期和影響農業現代化發展的因素[14]；郭志文、張繼承、白小明、蔡世忠、陳龍華、李昊在對農業現代化的內涵、過程、特征分析的基礎上，提出了河南省農業現代化的途徑與對策[8，11，13，15]；羅貴發、宋保勝從農村金融、資金流動與農業現代化發展之間的矛盾著手，探究了農業現代化發展過程中的金融政策[9，12]；王一平分析了河南省農業現代化的制約因素[16]；方姝亞、白姝偉將經濟學中的增長極的概念引入農業現代化的研究中，提出了“三級切入，點軸布局，重點突破”的發展思路[17]，以及陳文強從農村產業結構、農業生產環境條件、科技及生態方面提出加強農業現代化發展的戰略選擇與對策[18]；騰衛雙從農民素質著手對河南農業現代化進行了研究[7]；郭之茵通過對河南省18個地級市的農業勞動力現狀對農業現代化發展的影響研究及相關分析，指出了農業勞動力現狀與農業現代化發展過程中存在的問題[19]；王樹山通過對農業科技和農業社會服務體系的研究表明，發展農業現代化需要科技投入和社會服務體系的建設與完善[20]。從綜合分析以上的研究文獻可以發現，對河南省農業現代化的研究基本著眼于農業現代化的內涵、影響因素、政策支持、路徑選擇等方面，而幾乎沒有涉及河南省地級市發展農業現代化的研究。楊梅，林英華、李紅，羅敏、曾福生采用因子分析方法對農業現代化發展水平的研究具有一定的借鑒意義[4-5]。本文著眼于信陽市農業現代化發展研究，采用主成分分析方法，從橫向和縱向兩個方面對信陽市農業現代化水平進行了分析：結果表明：在橫向方面，信陽市農業現代化發展水平處于河南省18個地市的第6位；在縱向方面，信陽市農業現代化發展水平，自2004年以來，處于波動上升的趨勢，至2009年農業現代化發展水平達到該段時間的最高點，到2010年又開始呈穩中有降趨勢。

1 研究方法與數據選取

1.1 主成分（principal components）分析方法 主成分（principal components）分析方法最早可以追溯到K.Pearson于1901年開創的非隨機變量的多元轉換分析，1933年，H.A.Hotelling將其推廣到隨機變量。[1]主成分主要是研究如何通過少數幾個由原始變量構成的主要分量來描述或解釋多變量的方差-協方差結構特征，工作的目標是將多變量的平面數據進行最佳綜合、簡化，最終實現降維處理、統計簡化、數據解釋的目的。利用主成分與原始變量的相關系數矩陣建立變量與樣品之間的關系，根據變量代表的主要成分結構解釋樣品的特征 [1]。主成分分析的主要原理[2]：

（2）計算其標準化數據的相關系數矩陣或協方差矩陣[C]。

主成分分析有一個KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）取樣適當性檢驗，研究表明KMO值小于0.5，就不太適合開展主成分分析，KMO值在0.6—0.7之間“效果平庸”，KMO值在0.7—0.8之間“中度適宜”，KMO值大于0.8“效果良好”[1]。

1.2 數據選取 本文數據均來自于《河南省統計年鑒2012》和《信陽統計年鑒2008-2012》。文章首先通過分析信陽市農業現代化發展水平在河南省中的位置，對信陽市農業現代化發展有一個整體的把握，再分析信陽市農業現代化發展水平隨時間變化的趨勢。由于統計數據獲取的有限性，文章只分析了2004年至2011年信陽市農業現代化發展水平的發展趨勢。

1.2.1 信陽市農業現代化發展水平在河南省中的位置所用數據（橫向） 在分析信陽市農業在整個河南省中的位置時，引用了《河南省統計年鑒2012》中的30個統計變量，這些變量反映了農業現代化發展過程中農業勞動力資源；農業產出；農業機械化、化學化、水利化、生態化發展程度；農村生產力發展水平；農產品商品化程度；農業投資等6個方面。

（1）農業勞動力資源：農業從業人員比重（%），全市農林牧漁業從業人員占全市分行業從業人員的比重（%），城鎮單位農林牧漁業從業人員占農林牧漁業從業人員的比重（%）。

（2）農業產出：農林牧漁業增加值（億元），單位面積糧食作物產量（kg/hm2），單位面積蔬菜產量（t/hm2），單位面積水果產量（t/hm2），單位面積水產平產量（t/hm2），第一產業產值占生產總值的比重（%）。

（3）農業機械化、化學化、水利化、生態化發展程度：農用機械總動力（萬kWh），農用柴油使用量（t），農村用電量（億kWh）；農用化肥使用折純量（t），農用塑料薄膜使用量（t），農藥使用量（t）；有效灌溉面積（萬hm2），機電灌溉面積（萬hm2）；旱澇保收面積（萬hm2），當年造林面積（萬hm2）。

（4）農村生產力發展水平：農村居民家庭人均純收入（元），恩格爾系數（%），農村居民家庭每100就業勞動力中初中以上文化程度（人），城鎮化水平（%），農林牧漁業職工平均工資與全市分行業職工平均工資的比例（%）。

（5）農產品商品化程度：農林牧漁業法人單位數（個），城鎮單位農林牧漁業從業人員占全市城鎮單位從業人員的比重（%）。

（6）農業投資：農村固定資產投資占總投資的比重（%），農村第三產業固定資產投資占全市總投資的比重（%），農林水事務財政預算支出（億元）。

1.2.2 2004-2011年信陽市農業現代化發展水平變化趨勢所用數據（縱向） 數據來自于《信陽市統計年鑒2008-2012》，這些變量也分別反映農業勞動力資源；農業資源；農業產出；農業機械化、水利化、生態化發展程度；農村生產力發展水平；農產品商品化程度，農業投資等6個方面。

（1）農業資源：鄉村人口數（萬人），第一產業從業人員比重（%）。水田占耕地面積比重（%）。

（2）農業產出：糧食單位面積產量（kg/hm2），棉花單位面積產量（kg/hm2），油料單位面積產量（kg/hm2），蔬菜單位面積產量（kg/hm2），果用瓜單位面積產量（kg/hm2），茶葉產量（t），單位面積水產品產量（t/hm2），第一產業產值比重（%），農林牧漁業增加值（萬元）。

（3）農業機械化、水利化、生態化發展程度：農村機械總動力（萬kWh），每hm2耕地農業機械總動力（kWh/hm2），農村用電量（kWh）；新增農田有效灌溉面積（hm2）；當年造林面積（萬hm2）。

（4）農村生產力發展水平：農民人均純收入（元），恩格爾系數。

（5）農產品商品化程度：第一產業法人單位數（個）。

（6）農業投資：農林牧漁業投資占分行業城鎮投資比重（%）。

2 分析與結果

本文分析過程中所用的軟件是SPSS13.0，將選取的數據調入SPSS中，打開因子分析對話框，選擇Analyze-Data Reduction-Factor，進行一系列的選項設置，運算出所需要的信息。[3]在計算過程中，從相關系數矩陣出發，相當于對原始數據進行了標準化。

2.1 信陽市農業現代化水平在河南省中的位置 對代表河南省18個地市的30個統計變量進行主成分分析，選取特征根大于1 的變量，發現有6個主成分，可以解釋原始數據的86.9的信息。6個主成分的特征根依次為13.830，3.717，2.782，1.828，1.724，1.319，具體的統計信息如表1所示。其中，第一主成分代表的變量依據載荷值由大到小依次為：有效灌溉面積、農林牧漁業增加值、旱澇保收面積、第一產業占生產總值的比重、農村第三產業固定資產投資比重、農用柴油使用量、農藥使用量、城鎮化水平、農村家庭每100就業勞動力中初中以上文化程度、城鎮農林牧漁業從業人員占全市分行業從業人員的比重、恩格爾系數、農林牧漁業法人單位數。第二主成分依載荷值的大小依次為農林水事務財政預算支出、農村用電量、農民家庭人均收入、單位面積蔬菜產量、農業從業人員占鄉村從業人員的比重。第三主成分主要代表了當年造林面積、糧食單位面積產量。第四主成分代表了城鎮單位農林牧漁業從業人員占農林牧漁業從業人員的比重，單位面積水果產量。第五主成分主要為農林牧漁業職工平均工資與全市分行業職工平均工資的比例、單位面積水產品產量。而第六主成分代表的信息比較扁平化，沒有特別突出的變量的載荷值。

利用1.1中的步驟（9）中的公式，計算出河南省各市的農業發展水平的得分，并對其進行排序，如表2及圖1所示。研究表明，信陽市農業現代化發展水平在河南省18個地級市中居第6位，綜合得分為3.190。這說明信陽市農業發展程度比較好，這一方面源于信陽市具有得天獨厚的自然資源及良好的氣候土壤等條件，另一方面說明信陽市在發展經濟的過程中，比較注重農業的發展。

2.2 2004-2011年信陽市農業現代化水平發展變化趨勢 在SPSS13.0中調入信陽市2004年至2011年有關農業現代化發展的統計數據，從相關系數出發進行計算，計算結果如表3所示。研究表明：當提取特征根大于1的主成分是時，有3個主成分可以用來解釋原始數據的91.960的信息。第一、二、三主成分的特征根依次為14.978、2.595、1.738。其中第一主成分依載荷值的由大到小依次為果用瓜單位面積產量、農村用電量、茶葉產量、農民人均純收入、每公頃耕地農業機械總動力、單位面積水產品產量、蔬菜單位面積產量、農林牧漁業增加值、糧食單位面積產量、鄉村人口數、棉花單位面積產量、第一產業法人單位數、恩格爾系數、水田占耕地面積比重、第一產業從業人員比重。第二主成分主要由新增農田有效灌溉面積和油料單位面積產量來解釋。第三主成分主要代表當年造林面積、農林牧漁業投資占分行業城鎮投資的比重的載荷。

根據1.1中的步驟（9）所表示的公式，根據各主成分得分和特征根計算信陽市農業現代化水平隨時間的變化程度，計算結果如表4所示，農業現代化發展趨勢由圖2所示。從表4和圖2可以看出，信陽市的農業發展水平呈現微小波動的上升發展過程，其中，2006年信陽市農業現代化發展出現了一個谷地，在2009年信陽市農業現代化發展達到了一個在該時段內的最高點，到2010年又開始呈穩中下降趨勢。這種趨勢表明信陽市農業現代化的發展波動性還是比較大，說明農業發展對外界條件的依賴性比較大，這更進一步地表明農業的發展還處于不發達的階段，若農業現代化的發展程度進入了發達程度，這種變動趨勢應該是穩定的。但從另一方面表明信陽市農業現代化的發展已經進入了快速發展階段，這要求外部環境對其做出靈敏的反應，包括科學技術、制度政策等方面的推進以及通過農業勞動力的進一步轉移來提高農業土地的生產水平和提高農產品的商品率。

3 結論與討論

3.1 重視農業機械化、化學化、水利化的發展程度 對信陽市農業現代化發展水平的研究表明：無論是從橫向還是從縱向考量，可以看出農業對機械化、化學化、水利化的要求比較高，各主成分中代表農業機械化的變量（農業機械總動力、每hm2耕地農業機械總動力）、化學化的變量（農藥使用量、農用塑料薄膜使用量）、水利化的變量（有效灌溉面積、水田占耕地面積比重、新增農田有效灌溉面積）的載荷值都為正值，并且值都比較大，說明目前農業現代化的發展程度離不開對農用機器、肥料農藥、水資源的高度投入。

3.2 農林牧漁業產值和土地生產率繼續成為衡量農業現代化發展水平的因素，但不確定性增加 直接可以衡量農業生產力水平的一些變量的載荷值比較大，如農林牧漁業增加值、第一產業生產總值占總生產總值的比重、單位面積糧食、棉花、果用瓜、油料、水產品等產量，這些變量的載荷值都為正值。說明農業生產力的發展還需要提高農林牧漁業各業的產值和單位面積的土地生產率。但是研究中也出現了不確定的因素，比如單位面積蔬菜產量在橫向研究中的載荷值為負，但在縱向研究中載荷值為正。

3.3 城鎮化水平對農業現代化的發展具有促進作用，但二者的關系有待進一步論證 橫向、縱向研究表明，城鎮化水平越高其農業現代化水平也比較高，但城鎮化與農業現代化之間的關系有待進一步探討。農業現代化發展水平與農民生活水平的提高有著直接的關系：在橫向的研究中發現，恩格爾系數的載荷值為正，但值比較小；在縱向研究中表明恩格爾系數越小，農業現代化越發展。同時農業現代化的發展對農村勞動力的文化水平提出了更高的要求。

3.4 農村固定資產投資和政府財政支持對農業現代化發展具有重要作用 農業現代化水平的提高有賴于加大財政支持力度，加大農村投資。研究表明：農村第三產業固定資產投資比重、農林水務財政預算支出、農林牧漁業投資占分行業城鎮投資的比重等這些變量的載荷值都為正，且所占的分量比較大。

3.5 農產品的商品化率是衡量農業現代化的重要指標，未來對農產品提出了更高的要求 農業現代化發展程度與農產品的商品化程度和農村從業人員轉變為城鎮中農林牧漁業從業人員的轉移程度息息相關。本文從城鎮農林牧漁業從業人員占全市分行業從業人員的比重、農林牧漁業（第一產業）法人單位數、城鎮單位農林牧漁業從業人員占農林牧漁業從業人員的比重等變量的載荷值為正且比較大。因此，農業現代化的發展將會通過某種模式或者途徑加快農村合作組織建設或成立企業法人單位，實現農業農村人口的轉移以及提高農產品的商品化率。但是在農業發展過程中，對農業生態環境提出了更高的要求，通過用當年造林面積來代表農村生態環境的優劣，研究表明，良好的生態環境有助于提高農業現代化水平。

3.6 農業現代化發展的重要目標是解決“三農”問題，實現經濟、社會、環境的協調發展 以上結論表明農業現代化就是依賴于現代化科學技術，利用農業機械化、化學化、水利化的前期投入，以期提高農業的生產力，改善農村面貌，提高農民收入的發展過程，但在農業現代化的不斷發展過程中，農業的發展對農民的自身素質、政府的財政支持和固定資產投資有了更高的要求，要求在農業現代化發展過程中，一定要加快培育新型農民，并且政府要不斷轉換角色，探討農業發展過程中的運作機制。農業現代化的發展與農村勞動力的轉移、城鎮化水平密不可分，因此有必要繼續探討農業現代化與城鎮化之間的關系。農業發展的根本目的是通過生產關系的轉變不斷提高農業生產力，農業發展的目標是通過生態環境的繼續優化和農產品商品率的提高，實現農業富足、農村面貌改善、農民收入提高和生活方式轉變，全面實現經濟、社會、環境效益的統一提高。

3.7 本研究的不足之處 本研究也有一些不足之處，比如在橫向研究和縱向研究中由于變量選取的高度相關性和對于時間變量數據本身存在的相關性，所以沒有給出KMO值。陳彥光認為是否通過KMO檢驗，關鍵在于是否要借助于因果關系解釋系統演化特征，如果僅僅是進行變量約簡或者關系解釋，則KMO檢驗并非并不可少。[1]所以本文基本屬于信息壓縮和關系解釋，所以有沒有KMO值關系不是很大。在研究中，由于目前對農業現代化的研究沒有一些統一的變量來反映其發展的程度，因此可能由于變量的個數及變量的不同，會造成結果的輕微的變化。

3.8 總結建議 信陽市是一個生態環境優良的地級市，適宜農業現代化的發展。信陽市下轄8縣2區，各個縣、區在發展過程中都有各自的優勢資源，各縣區在發展過程中應發揮各自的比較優勢，研究探討促進農業現代化發展的措施和機制。目前，信陽市農業現代化發展水平位居河南省18個地級市中的第6位，同時，在2004—2011年，信陽市農業現代化基本穩步上升，雖然發展過程中出現了一些波折，但是信陽市農業發展的潛力仍舊明顯。信陽農業在未來的發展歷程中應充分利用資源、環境、區位的優勢，加快農業現代化的發展進程。

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（責編：陶學軍）