中國省域農業現代化水平評價及其影響因素的空間計量分析*

陳江濤，張巧惠，呂建秋※

(1.華南農業大學數學與信息學院，廣東廣州 510642； 2.華南農業大學新農村發展研究院，廣東廣州 510642；3.廣東省科技管理與規劃研究院，廣州 510642)

0 引言

三農問題是關系到社會穩定、人民幸福的關鍵性問題，實現農業現代化一直是黨和人民的迫切愿望，中共中央、國務院發布的中央一號文件更是連續幾年將農業現代化作為文件主題，體現了黨和國家對我國農業發展的高度重視。農業現代化是國家現代化的一項重要指標，實現農業現代化能有效促進國民經濟的發展，美國農業經濟學家舒爾茨認為農業現代化是發展中國家經濟增長的重要動力[1]。

農業現代化評價是科學評價一個地區農業發展水平的重要措施，許多機構和學者都從不同角度研究過我國的農業現代化水平，如農業部農村經濟研究中心將我國農業現代化的評價分成農業外部條件指標、農業內部條件指標、農業生產效果3個體系、4項指標。中國農科院文獻中心將農業現代化指標體系分為收入和消費水平、農村經濟發展水平、農業生產發展水平等7大類、 22個指標[2]。林正雨[3]從農業投入水平、農業產出水平、農業社會水平、農業可持續水平4個維度、 12個指標研究了四川省農業現代化水平。農業現代化的評價方法主要有德爾菲法、層次分析法、DEA數據包絡分析、灰色關聯分析等，如譚愛花等[4]運用層次分析法和多指標綜合評定法測量了我國農業的現代化水平。李虹來等[5]探討了灰色關聯分析法在農業現代化評價體系中的應用。劉春峰等[6]用德爾菲法和層次分析法分析了北京市的農業現代化水平。信息熵是信息論中的內容，已在多個領域得到廣泛應用，如周子英等[7]將其用于探究長沙市的土地利用結構變化。張研等[8]將用于城市生態系統演化分析等。戶艷玲[9]則將熵值法用于對河北省水資源利用效率的研究等。TOPSIS法是一種有效的客觀評價方法，在系統決策方面有廣泛應用。文章嘗試依據這兩種方法計算各省區在當年與農業現代化理想值的接近程度，從而對農業現代化水平進行量化。

空間經濟計量是將空間相關因素考慮到計量模型之中的一種方式，能夠有效克服傳統計量未考慮周邊環境影響的局限性。目前空間經濟計量學已廣泛應用于區域經濟的各種研究之中。例如周國富等[10]運用空間計量對中國地區GDP質量的評估、宋慧林等[11]對區域旅游經濟增長的實證研究、劉凱等[12]對深林碳匯量的估算等。農業是一種空間溢出效應十分強烈的行業，但這方面的研究相對較少。因此，該文旨在將熵權TOPSIS法與空間經濟計量相結合，探究考慮空間因素影響下我國農業現代化發展與產業結構、農業固定資產投入以及基礎設施建設之間的關系。

1 我國省域農業現代化水平評價

1.1 熵權TOPSIS法簡介

熵是熱力學中微觀狀態多樣性或均勻性的一種度量，表示系統的無序性程度[13]。1948年信息論之父香農將熵引入到信息論中，提出了信息熵的概念，用以表示信息中排除了冗余后的平均信息量，并給出了信息熵的計算方式[14]。

假設系統處于無序的狀態之中，所有可能的狀態出現的概率為Pi，該系統熵的計算公式為：

(1)

信息熵是系統無序性的度量，信息熵越大，信息的無序度越高，其信息的貢獻度越小； 反之信息熵越小，信息的無序度越低，信息的貢獻度越大。

TOPSIS模型稱為“逼近理想解排序方法”，為系統工程中有限方案多目標決策分析的一種常用的決策技術，是一種距離綜合評價法，該方法通過測量目標靠近正理想解和遠離負理想解的程度來評估評價對象。

1.2 評價指標的選取與數據的收集

相關指標數據的收集要綜合考慮指標的系統性、綜合性、重點性、代表性、可比性[15]。另外，根據數據的可獲取性，該文選取了農業生產效率、農民的生活水平、農業基礎建設情況、農業生態環保性4個維度， 13個指標來評價各地的農業現代化水平，具體維度和指標如表1。

表1 農業現代化評價指標體系

一級指標 二級指標指標解釋農業生產效率農業勞動生產率(X1)用當地農業總產值除以農村總人口，用以衡量人均產出的一個指標，生產率越高，說明現代化程度越高投入產出率(X2)當地農業增加值除以農業中間消耗值，用以反映產出效率，產出率越大說明生產效率越高，現代化程度越高糧食單產量(X3)用當地糧食總產量除以耕地總面積，反映當地的耕地產出水平，耕地單位產出越高，說明農業現代化程度越高農民生活水平農村居民人均純收入(X4)反映當地農村居民的收入水平，收入水平越高，說明生活水平越好，現代化程度越高農村居民人均用電量(X5)用總用電量除以總人數，人均用電量越多，說明家用電器設備等越多，生活水平越高，現代化程度越高農村居民的恩格爾系數(X6)食品支出占總支出的比重，恩格爾系數越低，說明富裕程度越高，生活水平越高農村衛生廁所普及率(X7)普及率越高，生活水平越高，現代化程度越高農村基礎設施建設情況有效灌溉率(X8)反映農田水利設施的建設情況，有效灌溉率越高，基礎設施建設情況越完善，現代化程度越高旱澇保收率(x9)反映該地農業抗災害的能力，旱澇保收率越高，現代化程度越高平均農機總動力(X10)用該地農機總動力除以該地耕地總面積，反映機械化水平，平均總動力越高，現代化程度越高養老機構的覆蓋率(X11)用以反映農村社會保障情況，覆蓋率越高，現代化程度越高農業生態環保意識化肥施用強度(X12)用當地化肥施用總量除以農業總產值，每億元產值施用的化肥量越低，生態環保意識越強，農業現代化程度越高農藥施用強度(X13)用當地農藥施用總量除以農業總產值，每億元產值施用的農藥量越少，生態環保意識越強，農業現代化程度越高

以2015年農業現代化水平評價為例，當年數據主要來源于《2016年中國統計年鑒》和《2016年中國農村統計年鑒》，統計日期截止2015年年底。

1.3 運用熵權法求各指標權重

設有m個評價對象，n個指標，指標值為xij(i=1， 2，∧，m；j=1， 2，∧，n)，評價矩陣為：

(2)

運用極差標準化對原始數據進行同趨化處理后得到矩陣：

(3)

再按公式(4)對矩陣Y進行歸一化和無量綱化處理。

(4)

得到矩陣：

(5)

根據公式(6)可求出指標j的熵：

(6)

根據公式(7)計算出指標j信息的偏差度：

dj=1-ej

(7)

最后根據公式(8)可求得各指標的權重：

(8)

1.4 運用加權TOPSIS法對各地的農業現代化水平進行評價

運用TOPSIS進行評價時首先要對數據進行同趨勢化和歸一化處理，這里的同趨化矩陣可以直接使用信息熵中極差標準化后的矩陣Y，對矩陣Y按式(9)進行規范化處理：

(9)

得到矩陣：

(10)

表2 2015年各地區的農業現代化評價

地區D+iD-iCi地區D+iD-iCi江蘇0 11480 24720 6828四川0 21090 15850 4291北京0 15500 26900 6344海南0 24120 17190 4161浙江0 14520 22830 6113安徽0 21900 15320 4117上海0 16690 25280 6023黑龍江0 24810 16450 3987山東0 16070 21740 5749吉林0 23320 15400 3978福建0 17500 20700 5418內蒙古0 24110 14990 3834天津0 17630 20830 5416青海0 26450 16130 3788湖南0 18580 19990 5183重慶0 24730 14590 3709河北0 18860 19820 5124廣西0 24110 14090 3688江西0 19720 18280 4810陜西0 26220 13240 3354廣東0 19770 17620 4714寧夏0 25540 12680 3318河南0 21780 18390 4577貴州0 27410 13490 3298湖北0 20240 16700 4521山西0 26130 11190 2998新疆0 22490 18520 4516云南0 27710 10850 2814遼寧0 22150 18230 4514甘肅0 28770 09800 2540西藏0 24270 19950 4512 注：按Ci降序排列

根據公式(11)(12)分別計算所有評價對象距最優方案和最劣方案的距離。

(11)

(12)

根據公式(13)計算評價對象與最優方案的接近程度。

(13)

圖1 2015年我國部分省域農業現代化程度四分位圖

式(13)中，Ci在0與1之間取值，Ci愈接近1，表示該評價對象越接近最優水平； 反之，愈接近0，表示該評價對象越接近最劣水平。

1.4.2 2015年加權TOPSIS法的計算結果

為了更加清晰地展示我國農業發展的空間格局情況，該文以2015年為例，運用空間四分位圖對我國農業現代化格局進行分析， 2015年農業現代化程度的空間四分位圖如圖1，可以看出，我國農業現代化具有明顯的空間集聚特征。其中，我國東南沿海地區和環渤海經濟區是農業現代化第一梯隊的聚集區，由于具有得天獨厚的地理條件以及氣候優勢，該區域自古以來都是我國重要的魚米之鄉，具有良好的農業發展基礎。隨著東部沿海地區經濟的快速發展以及中央對農業發展的不斷重視，東部沿海地區在原有的基礎之上，利用經濟上的優勢，加大農業技術與人才的投入力度，不斷提高農業現代化水平，并取得良好成效。

我國中部地區是農業現代化第二梯隊的聚集區，該區域在地形地勢、氣候條件方面具有較明顯的優勢，以平原為主，適合大面積種植、機械化管理，同時擁有宜人的氣候，四季分明，適合發展不同的農業產業。另外，該區域緊挨東部沿海地區，在東部地區高度發達的現代化農業的輻射下，農業現代化水平相對較高。我國新疆地區、西藏地區由于西部大開發、機械化作業等原因，也逐漸成為我國農業現代化水平較高的地區之一。

表3 2008～2015年各地區按年份的熵權TOPSIS值

地區20152014201320122011201020092008北京0 63440 56440 58310 59540 59460 59590 60840 5879天津0 54160 54380 54520 49390 49290 48600 48760 4913河北0 51240 48590 48780 46020 45420 44500 44560 4373山西0 29980 28320 28230 26910 25440 26140 25840 2308內蒙古0 38340 36790 37040 34830 34790 34210 32680 3375遼寧0 45140 45860 46850 43330 40830 42250 40330 3985吉林0 39780 37810 38010 35940 35940 35150 35300 3613黑龍江0 39870 39980 39120 34490 32070 32730 33360 3353上海0 60230 62200 62250 61120 61610 63220 69460 6796江蘇0 68280 66680 66330 60780 56830 55630 52500 5071浙江0 61130 64920 63550 58940 58290 57510 55310 5454安徽0 41170 39740 42400 38520 36910 37080 35740 3474福建0 54180 51840 54870 49060 46980 45250 44280 4325江西0 48100 47830 46130 46650 44510 43190 42630 4170山東0 57490 52460 52070 48430 47550 47410 47170 4618河南0 45770 46470 46280 43370 42550 42810 42850 4298湖北0 45210 46170 44910 41470 40000 38170 35940 3537湖南0 51830 50970 52350 47540 46580 45020 44600 4411廣東0 47140 49060 48510 47370 46220 46580 46580 4516廣西0 36880 33890 35070 32640 30430 28630 28370 2734海南0 41610 40740 39510 37170 35700 35030 34220 3321重慶0 37090 36430 41340 45980 45390 45080 43610 4271四川0 42910 41660 39820 37130 36280 35470 35630 3389貴州0 32980 27150 27410 25390 23530 24370 24540 2398云南0 28140 27030 25720 23350 21360 22040 23770 2248西藏0 45120 41100 39020 38340 38630 38070 38970 3831陜西0 33540 31270 32050 31430 31810 29850 28380 2853甘肅0 25400 23560 23780 22910 22440 20950 22420 2098青海0 37880 38250 38320 37170 36470 36020 36200 3451寧夏0 33180 31440 30980 28940 28660 28240 26400 2690新疆0 45160 44620 44150 40090 39490 37590 35820 3559

第三梯隊聚集在我國東北部分省份以及內蒙地區，東北是我國重要的糧食主產區，地廣人稀、土壤肥沃是東北特有的優勢，無論從地理條件還是歷史地位上來講，發展現代化農業都是該區域勢在必行的一個重要任務。內蒙古地形與氣候上存在一定的劣勢，但同時也具備發展特色的農業的自然條件，應當積極發展畜牧業、生態旅游等特色產業。

第四梯隊主要集中在中西部的中間地帶，主要包括黃土高原和云貴高原地區，這些地區在農業現代化方面相對落后，造成該現象的原因，一方面在于經濟不發達帶來的約束，另一方面又源于氣候條件、地形地勢方面的劣勢。

為了對我國農業現代化發展的影響因素有更加深入的分析，該文運用熵權TOPSIS法對2008～2015年8年的省域農業現代化水平進行了評價。

2 空間面板計量分析

2.1 理論假說

基于農業現代化的評價數據，該文選用空間面板數據模型對農業現代化的空間相關性、產業結構、農業固定資產投入、基礎設施建設與農業現代化發展的關系進行探究。為此，該文首先建立了4個假設。

假設一：我國的農業現代化發展呈現空間相關性，即周邊地區的農業發展會對該地區的農業發展產生影響，農業現代化程度的熵權TOPSIS評價值用Y表示。

假設二：產業結構的調整，特別是二、三產業比重的提高，會加快促進農業的三產融合，提高農業的現代化程度，二、三產業在三產中的比重越高，即第一產業的比重越低，農業現代化程度會越高。產業結構即第一產業在三產中的占比用X1表示。

假設三：人均農業固定資產投入越多，說明國家對于當地農業發展越重視，也說明當地在盡力改善農民生活，因而人均農業固定資產投入與農業現代化呈正相關。人均農業固定資產投入用X2表示。

假設四：農村基礎設施建設情況對農業現代化發展存在影響，由于數據的可得性以及對農民的重要程度，該文將農村的基礎設施建設情況簡化表示為當地的道路建設情況即等外公路的建設占比，等外公路占比越多，說明該地區道路改造越慢，基礎建設越薄弱，越影響農村發展，因而等外公路的建設占比對農業現代化呈負相關，等外公路的建設占比用X3表示。

2.2 空間相關性檢驗

空間計量學研究的一個重點就是考慮到空間相關性對于計量模型的影響，常用來分析橫截面數據，利用Moran′s I指數等來進行空間相關性檢驗，可通過擴展權重矩陣的方式將檢驗擴展到面板數據中去，常用的方法有通過建立分塊對角矩陣即IT?Wn代替Moran′s I檢驗中的的空間權重矩陣，進行空間相關性檢驗[16]。

(14)

式(14)中，e表示OLS估計的殘差值;IT為T維單位矩陣;Wn為n×n階空間鄰近矩陣;該文中的空間權重矩陣選用GeoDa軟件中的Queen鄰近，即：假設i地與j地相鄰，則Wij=1，否則Wij=0。最終通過GeoDa軟件得到的空間相關性檢驗如圖2。

圖2 2008～2015年的Moran′s I檢驗值

從圖2中可以看到，省域農業現代化程度的全局Moran′s I指數大致位于0.4～0.6之間，說明我國的農業現代化發展還是呈現較強的相關性的，并且相關性有增強的趨勢，農業現代化發展的外溢現象顯著。

2.3 空間面板數據模型的LM檢驗與模型選擇

在空間計量經濟學的研究之中，最常用來估計空間截面數據的模型有兩種，一種是空間滯后模型(SLM)，用來刻畫解釋變量之間的空間依賴性導致了空間相關。另一種是空間誤差模型(SEM)，即鄰近地區因變量的誤差項空間相關，從而導致了模型的空間相關。兩種模型的形式為：

空間滯后模型(SLM)：y=ρWy+Xβ+ε

(15)

空間誤差模型(SEM)：y=Xβ+ε；ε=λWε+μ

(16)

表4 空間面板數據模型的Hausman檢驗

Hausman檢驗模型t檢驗值probability空間滯后模型(SLM)1 90930 7524空間誤差模型(SEM)-1 07040 8989

式(15)(16)中，y為因變量；ρ為空間自相關系數;β為解釋變量的相關系數;ε為隨機誤差項;W為權重矩陣;λ為空間誤差相關系數;μ為隨機誤差向量。

對于空間面板數據模型，首先需要進行Hausman檢驗來確定是選擇固定效應還是隨機效應模型，該文選用matlab中spitial軟件包進行實證檢驗，假設模型不含有固定效應而是隨機效應，分別對(15)(16)兩種模型進行檢驗，檢驗結果如表4，兩類模型都拒絕了原假設，因而應該選用固定效應模型。

固定效應模型分為空間固定效應、時間固定效應、時空雙固定效應，為了使模型更加準確，對該面板數據進行LM檢驗，檢驗結果如表5，綜合考慮擬合優度(R2)以及極大似然值(logL)，可以發現，選用空間固定效應模型的擬合優度以及極大似然值都處于較高水平，因而，該文選用空間固定效應模型。對于空間固定效應模型，當運用傳統的LM檢驗時，在1%的顯著性水平下，空間滯后項通過檢驗，而空間誤差項未通過檢驗。當運用穩健的LM檢驗時，在1%的顯著性水平下，空間滯后和空間誤差都通過了檢驗，因而選用空間滯后模型。綜上，該文采用含有空間固定效應的空間滯后模型進行分析。

表5 空間面板數據模型的LM檢驗

檢驗指標普通OLS估計空間固定效應時間固定效應空間與時間雙固定σ20 00740 00050 00690 0004R20 38590 37440 39990 0032logL258 6325584 6705266 3358604 5461LM空間滯后78 9387???8 6655???65 7934???19 8400???LM空間誤差30 9005???0 471617 8469???20 3768???穩健LM空間滯后68 5184???31 7054???75 6673???1 8606穩健LM空間誤差20 4801???23 5115???27 7208???2 3974 注：???，??，?分別代表在1%，5%，10%的水平上顯著

表6 空間固定效應的SLM模型檢驗

決定因素相關系數t檢驗值z-probabilityLnX1-0 267224-1 5074820 131687LnX20 0000074 7773910 000002LnX3-0 098568-2 4662930 013652W?y0 2013002 6427190 008224σ2=0 0006；R2=0 9575；logL=587 42032

2.4 實證結果

運用空間固定效應的空間滯后模型對空間面板數據進行實證分析，分析結果如表6，具有空間固定效應的空間滯后模型的擬合優度達到了0.957 5，極大似然值也有所提高，說明引入空間固定效應的空間滯后模型符合預期期望。

實證結果：

(1)空間相關項在1%的顯著性水平下通過了檢驗，說明我國省域農業現代化的發展呈現較強的空間依賴性，且相關系數達到了0.2左右，對當地農業現代化的發展影響較大。

(2)第一產業在三產中的占比越高，農業現代化程度越低的假設以較小的差距被拒絕，說明并不是農業產業占比越低越好，更多的是應該調整產業結構，優化產業布局。

(3)人均農業固定資產的投入與農業現代化的發展呈現正相關，在1%的顯著性水平下通過了檢驗，但是其相關系數卻不高，說明影響不大，對于農業固定資產的投入不應該成為促進農業發展的主要方式。

(4)等外公路的占比與農業現代化呈負相關，并且等外公路的占比每減少約1個百分點，農業現代化的程度會提高0.1個百分點，說明為了加快農業現代化的進程，應該加快農村基礎設施的建設,特別是農村道路的改造與優化。

3 結論與建議

該文首先運用熵權TOPSIS法對我國部分省域的農業現代化水平進行了評價，發現我國農業現代化發展呈現明顯的空間集聚特征。其中，東南沿海地區是我國農業現代化程度第一梯隊聚集區，中部地區以及西藏、新疆地區是第二梯隊聚集區，東北以及西部部分省份處于第三梯隊聚集區，中西部交界處農業現代化程度明顯要落后于其他地區。在此基礎上，通過空間計量分析得出，我國農業現代化發展呈現較強的空間相關性，人均固定資產投入對農業現代化發展有顯著正影響，第一產業占比以及等外公路建設比重都對農業現代化有顯著負影響的結論。當前我國正處在全面建成小康社會的關鍵階段，大部分貧困人口都集中于農村地區，保持區域協調發展對我國實現整體脫貧、全面建成小康社會具有十分重要的意義。因而，必須正視農業區域發展不平衡的問題，鼓勵落后地區吸收先進地區的發展經驗，促進農業的協同發展。同時，各地區在發展現代化農業的過程中，要充分認識自身特點，綜合各方面因素，合理規劃發展路徑，優化產業結構。

針對該文的分析結果，對我國農業現代化發展提出建議。

(1)關注中西部交接地帶的農業，實現均衡發展。中西部交界地帶不僅在地理與氣候條件方面存在劣勢，又常年缺少政府支持，各方面實力都比較薄弱，需要引起重視，加大資金與政策的投入力度，當地政府也要認真把握自身在農業發展中的優勢，發展特色農業。

(2)建設農業區域示范中心城市，帶動周邊城市農業發展。由于地理條件等因素的影響，我國農業現代化存在地域發展不均衡的問題，因此可以采用以點帶面、以優帶劣的方法，通過建設農業區域中心城市，有效發揮區域農業的示范帶動作用，實現全面發展。

(3)不能片面地以降低第一產業在三產中的比重來促進農業現代化建設，應該加快傳統農業的轉型升級，促進工業反哺農業，調整優化產業布局，積極延伸農業生產的產業鏈，加快農產品加工、農業生態旅游的發展等，促進三產融合。

(4)加大農業固定資產投入雖然可以促進農業現代化的發展，但對于農業現代化建設的作用并不是很大，不能盲目追求投資帶動，應結合區域優勢，發展精細農業，鼓勵產業創新。

(5)完善農村基礎設施建設，助推農業現代化。加強農村基礎設施建設尤其是道路交通的硬化改造，改善鄉村道路交通環境，對一個地區的農業現代化發展具有重要的推動作用，政府應加大政策支持與資金投入力度，優化農村生活環境。

[1] Schultz T W.Transforming Traditional Agriculture， 1964， 15(21)： 121～125

[2] 陳春霞. 我國農業現代化評價指標體系研究評述.改革與戰略， 2009, 25(6): 184～186

[3] 林正雨， 李曉，何鵬.四川省農業現代化發展水平綜合評價.中國人口·資源與環境， 2014, 24(S3): 319～322

[4] 譚愛花， 李萬明，謝芳.我國農業現代化評價指標體系的設計.干旱區資源與環境， 2011, 25(10): 7～14

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