基于主成分分析的江蘇省糧食生產可持續發展能力研究

劉媛等

摘要：根據江蘇省糧食生產情況，選擇農業資源稟賦、農業投入水平、農業資源轉化水平3個方面，構建江蘇省糧食生產可持續發展能力的評價指標體系；根據2011年的統計數據，應用主成分分析方法，對江蘇省49個縣（市、區）糧食生產的可持續發展能力進行分析；最后有針對性地提出加大農業投入、提高農業科技水平、穩定和擴大糧食播種面積等實現糧食生產的可持續發展的對策。

關鍵詞：糧食生產；可持續發展能力；因子分析；主成分分析

中圖分類號： F326.11 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）03-0410-03

糧食作為人類賴以生存的最基本和最重要的戰略物資，關系到國計民生的各個方面，對社會、政治的和諧穩定和國民經濟的持續發展起著不可替代的作用，與糧食有關的問題特別是糧食生產能力及其可持續發展能力問題始終是令人們關注的全球性問題。江蘇省經濟較發達，綜合經濟實力明顯高于全國平均水平，科技和農業生產水平在全國名列前茅，具有較強的糧食生產能力。“十五”期間糧食年均總產量為 2 796.9萬t，“十一五”期間達3 173.8萬t。自2004年開始，實現建國以來首次連續8年增產，2011年總產量3 307.8萬t，產量 6 219 kg/hm2，創歷史最高水平[1]。江蘇省不斷加大對糧食生產的投入，穩步開展高標準農田建設，加快新品種和新技術推廣，強化糧食生產科技支撐，糧食生產能力及其可持續發展能力穩步提高[2]。但是，由于受自然、社會和經濟等因素的波動影響，糧食生產也產生波動，同時還存在一些影響糧食生產可持續發展能力建設的隱患。因此，系統地研究江蘇省糧食生產可持續發展能力，對江蘇省糧食安全宏觀調控和糧食生產可持續發展以及經濟、社會的全面進步都具有深遠的意義。

1 評價方法

1.1 評價指標體系的構建

許多學者構建了有關糧食生產可持續發展的評價指標。本研究在前人研究的基礎[3]上，結合江蘇省糧食生產的實際情況，同時考慮指標數據的可得性和可比性，把指標體系分為 3個層次（表1）。第一層次是目標層，指江蘇省糧食可持續發展能力的綜合評價指標。第二層次是準則層，是根據江蘇省農業可持續發展水平總體特征而設立的農業資源稟賦指標、農業投入水平指標、農業資源轉化水平指標3個相互聯系的子系統，反映了江蘇省農業可持續發展水平。第三層次是指標層，是對3個截面的進一步分解。本研究選擇了8個具體評價指標來反映江蘇省49個縣（市、區）糧食可持續發展的實際狀況。

農業資源稟賦指標中糧食播種面積主要衡量一個地區實際播種農作物的土地資源的豐裕程度。

農業投入水平指標中種植業從業人員反映了糧食生產的人力資源的投入情況；農業機械總動力是農業現代化的一個特征指標，反映了社會對農業裝備的現代化程度及投入水平；有效灌溉面積是衡量農用土地資源灌溉條件的一項指標，有效灌溉面積越少，耕地資源的開發和利用條件就越差；農村用電量反映的是農村電力資源的投入情況。

農業資源轉化水平指標中農業產值反映了江蘇省農業經濟產出量的對比指標；農民人均純收入是衡量農民從事各項生產活動的收入的指標，若農民人均收入水平較低、增長緩慢甚至停滯不前，就會影響其對農業生產的投入，農業的持續發展就會受到影響；糧食總產量反映了全年糧食總產量。

1.2 評價方法的確定

因子分析是用較少公因子的線性函數和特定因子之和來表達原來觀測的每個變量，從研究相關矩陣內部的依賴關系出發，把一些具有錯綜復雜關系的變量歸納為少數幾個綜合因子的多變量統計分析方法[4]。目前用于可持續發展能力評價的方法通常有層次分析法和主成分分析法。層次分析法中權重的給定因人、因地而異，主觀性較大，不適應于不同地區、不同年份可持續發展水平的比較，而主成分分析法的整個過程都可通過軟件處理，各原始指標的權數不帶人為的主觀意識，比較客觀科學，便于提高評估結果的可靠性與準確性[3]。因此，本研究運用主成分分析法來測算2011年江蘇省49個縣（市、區）糧食生產可持續發展能力。

主成分分析是多元統計中的一種分析方法。它主要研究如何將多指標問題劃為較少的新指標問題，并且使這些新的指標既彼此互不相關，又能綜合反映原來多個指標的信息。具體步驟如下：（1）對數據進行標準化處理；（2）計算變量的簡單相關系數矩陣；（3）求相關系數據矩陣的特征根和對應的單位特征向量；（4）計算各主成分的方差貢獻率及累積貢獻率；（5）選取主成分個數，求出使累積貢獻率達到85%以上的前幾個主成分，并給予解釋；（6）計算主成分的得分并進行分類和排序[3]。

2 江蘇省糧食生產可持續發展能力的主成分分析

采用SPSS 13.0統計軟件，對2011江蘇省49個縣（市）的統計數據進行主成分分析，求出各個指標的特征值、特征根和貢獻率。

方差貢獻率是衡量因子相對重要程度的指標，方差貢獻率越大表明該因子相對越重要。本研究中指的是各因子對糧食產量的影響力。前2個因子累計方差貢獻率達到85180%，表明這2個因子基本保持了原來8個指標幾乎全部的信息。各因子旋轉后的方差貢獻率說明，因子1、因子2可以解釋原始信息的能力分別是59.070%、26.110%，所以只要求出前2個主成分即可（表2）[5]。

3 評價結果分析

根據2011年江蘇省49個縣（市、區）糧食生產可持續發展能力的分析結果可以得出如下結果：

（1）糧食生產的可持續能力綜合得分大于0的縣（市、區）共24個，平均分數為0.51，占全部樣本的48.98%，且主要分布在蘇北地區（占58.33%）；小于0的縣（市、區）25個，平均分數為-0.49，占51.02%。這說明江蘇省糧食生產的可持續發展能力較高的主要分布于蘇北地區，但總體的可持續發展能力不高，可提升的空間很大。

（2）從各區域情況來看，蘇北地區60.87%的縣（市、區）綜合得分為正值，39.13%的縣（市、區）綜合得分為負值；蘇中地區33.33%的縣（市、區）的綜合得分為正值，66.67%的縣（市、區）的綜合得分為負值；蘇南地區42.86%的縣（市、區）的綜合得分為正值，57.14%的縣（市、區）的綜合得分為負值。這說明蘇北地區糧食生產可持續發展能力較高，其次是蘇南地區，而蘇中地區糧食生產可持續發展能力較低的縣（市、區）較多。

（3）糧食可持續生產能力的地區差異較大，排名前2位的沭陽縣、興化市糧食生產的可持續發展能力綜合得分均大于1，平均為1.61，而排名最后2位的儀征市和揚中市的糧食可持續生產能力綜合得分均小于-1，平均為-1.15。綜合得分大于0的樣本中，得分最高的沭陽縣為得分最低的泰興市的187倍[6]。

4 加快糧食生產的可持續發展的對策建議

上述分析證實了農業科學技術和現代化裝備水平對糧食生產具有正向效應，同時也證實了穩定糧食種植面積是保證糧食生產可持續發展的重要前提。

4.1 加大農業基礎設施建設的投入

提高農田水利設施、農業機械化設施、農業標準化基地建設等現代化裝備水平，切實改善農業生產條件，增強抵災、抗災能力，從而提高資源利用率和糧食生產的可持續發展能力。

4.2 積極推進農業科技進步，提高農業生產的科技水平

科技農業發展的原動力，是提高糧食生產可持續發展的基礎和保障。要保證江蘇糧食生產的可持續發展，首先要加大農業科技投入力度，加速推進科技進步；其次要加快現有科技成果的轉化和農業科技推廣工作，通過技術、人才、信息和資金等生產因素的有效配置，加強科技與經濟的有效結合，加快農業科技成果轉化；再次要加快人才的引進培養，不斷改善農技推廣技術人員的知識結構和人才結構，使廣大農技人員整體素質和農民科學種田水平提高到一個新的水平[7]。

4.3 保護耕地，穩定和擴大糧食播種面積

耕地是農業特別是糧食生產可持續發展最重要的物質基礎。要保證江蘇糧食生產的可持續發展，必須要執行嚴格的耕地保護制度，尤其是保護基本農田；逐步規范農村土地流轉行為，使土地得到更合理更有效的利用，應鼓勵土地經營規模適度擴大；采取有效措施提高耕地復種指數，擴大糧食播種面積。

4.4 因地制宜，采取不同的糧食生產策略

根據不同地區的實際情況，可采取不同的糧食生產策略，提高糧食生產總體的可持續發展水平。例如，洪澤縣可以通過改善農業基礎設施，提高資源利用效率；儀征市要加大對農業生產的投入力度，強化科技推廣；揚中市要加快農業科技成果轉化，提高產品品質等。

參考文獻：

[1]江蘇省統計局，國家統計局江蘇調查總隊. 江蘇統計年鑒：2012[M]. 北京：中國統計出版社，2012.

[2]葛自強，孫政國. 江蘇省糧食生產現狀及增產潛力分析[J]. 江蘇農業科學，2011，39（3）：596-598.

[3]易元紅. 湖北省糧食可持續發展能力的評價[J]. 安徽農業科學，2005，33（7）：1310-1311.

[4]薛 薇. SPSS統計分析方法及應用[M]. 北京：電子工業出版社，2006：327-348.

[5]梁子謙，李小軍. 影響中國糧食生產的因子分析[J]. 農業經濟問題，2006（11）：19-22.

[6]程葉青，馬慶斌，張平宇，等. 東北地區糧食可持續生產能力分異特征及其空間類型[J]. 農業系統科學與綜合研究，2007，23（3）：261-264.

[7]姚於康. 江蘇省糧食安全問題及其對策[J]. 江西農業學報，2012，24（1）：191-194.