基于主成分分析的黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展評價的研究

金光春，單忠紀，翟緒軍，劉睿思

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，大慶163319；2.北京郵電大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院）

2011年，黑龍江墾區(qū)現(xiàn)有耕地面積28538.85 km2[1]，經(jīng)過三代北大荒人的艱苦奮斗，墾區(qū)已成為我國耕地規(guī)模最大、現(xiàn)代化程度最高、綜合生產(chǎn)能力最強的國家重要商品糧基地和糧食戰(zhàn)略后備基地。六十多年來，雖然黑龍江墾區(qū)已累計生產(chǎn)糧食2 252億kg，累計向國家交售商品糧1 667億kg[2]，但是墾區(qū)內(nèi)普遍受到生活環(huán)境、飲用水、農(nóng)場工業(yè)企業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)等污染，甚至局部地區(qū)農(nóng)田連年施用化肥農(nóng)藥超標，對土壤造成一定污染。盡管墾區(qū)在循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展上取得了一些成就，但從總體上看，局部地區(qū)（如場部、管理區(qū)）的生態(tài)環(huán)境依然存在許多問題，環(huán)境改造與污染治理速度不適應(yīng)發(fā)展需要。特別是隨著墾區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，區(qū)域內(nèi)生活污水、生活垃圾、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及畜禽養(yǎng)殖廢棄物排放量增大，使墾區(qū)對環(huán)境質(zhì)量的改善面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，研究黑龍江墾區(qū)的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展是十分必要的。

1 農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟綜合評價體系的實證研究

1.1 綜合評價指標體系的建立

根據(jù)《黑龍江墾區(qū)環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》，遵循循環(huán)經(jīng)濟的“3R原則”，建立了黑龍江墾區(qū)的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟評價指標體系，具體如下：

表1 黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展評價指標體系Table1 Evaluation index of the agricultural circular economy development in Heilongjiang reclamation area

1.2 評價指標體系方法的確定

黑龍江省墾區(qū)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟評價指標體系中各指標間存在一定的相關(guān)性，并且選用的指標較多，增加了計算量和分析問題的復(fù)雜性，因而需要對指標體系進行篩選、簡化，找出其主要的影響因子。

主成分分析是一種廣泛應(yīng)用的多元統(tǒng)計分析方法，其考慮各指標間的相互關(guān)系，采用降維的方法，在眾多變量指標中找出幾個綜合因子，使其盡可能地反映原來變量的信息，而且彼此之間互不相關(guān)，使得評價結(jié)果具有全面性、可比性和客觀性。應(yīng)用該方法對農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟進行綜合評價，不僅使計算簡單化，而且避免了主觀隨意性，使得分析結(jié)果更加準確、合理和客觀[3-4]。本研究運用主成分分析法對黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展水平進行綜合評價。

1.3 數(shù)據(jù)來源與無量綱化處理

1.3.1 數(shù)據(jù)來源

黑龍江墾區(qū)從2005年開始貫徹落實《生態(tài)省建設(shè)規(guī)劃綱要》，因此，研究采用的數(shù)據(jù)來源于2005年至2011年的《黑龍江墾區(qū)統(tǒng)計年鑒》[1]。

1.3.2 指標的無量綱化

在墾區(qū)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟評價指標體系中，由于原始數(shù)據(jù)存在負作用指標，因此將“資源減量投入指標”中的SO2排放強度、COD排放強度、化肥施用強度、單位GDP能耗、單位GDP水耗的原始數(shù)據(jù)，采用模糊隸屬度函數(shù)對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。公式[5]如下：

（1）正向指標利用半升梯形隸屬度函數(shù)：

式中：M（Ni）為第i個指標實際數(shù)值的隸屬度值；Ni為第i個指標的實際數(shù)值；Nim為此類指標的最大值（上限值），Nin為此類指標的最小值（下限值）。由于已規(guī)定Ni≤Nim，Nin=0，上式可以簡化為M（Ni）=Ni/Nim。

（2）逆向指標利用半升梯形隸屬度函數(shù)：

將指標標準化以后，不受量綱的影響，使各指標間有了可比性，指標量化值越大，表明該指標實際值接近最先進值的程度。

1.4 計算結(jié)果與分析

利用SAS 9.3.1統(tǒng)計分析系統(tǒng)軟件，對黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展水平進行了主成分分析，得到方差分解主成分提取分析表（如表2）。由于前4個主成分的特征值大于1，且累積貢獻率達到95.28%，表明原有變量信息的絕大部分可被這4個因子解釋。

表2 特征值、貢獻率、累計貢獻率Table2 Factors of eigenvalue，contribution rate and accumulation contribution rate

在初始因子載荷矩陣中，公因子在大多數(shù)變量上數(shù)值大小一般比較平均，不容易說明每個公因子的意義，不便于對實際問題進行分析說明。出于這種考慮，對初始公因子進行線性組合，即進行因子旋轉(zhuǎn)，以期找到實際意義更為明顯的公因子。在經(jīng)過VARIMAX正交旋轉(zhuǎn)（正交旋轉(zhuǎn)得到的新公因子仍然保持彼此獨立的性質(zhì)）后，載荷矩陣發(fā)生了很大變化，如表3。

表3 旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣Table3 Initial factor loadingmatrix

根據(jù)因子載荷數(shù)值大小可以判斷出來，第一主成分F1在農(nóng)場家庭年人均純收入、城市化水平、化肥施用強度、農(nóng)用塑料薄膜回收率、秸稈綜合利用率、森林覆蓋率、城市噪聲滿足功能區(qū)要求率、城鎮(zhèn)人均公共綠地面積上信息含量較高，因此可解釋為農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展總體水平因子；第二主成分F2在集中供熱普及率、主要污染物排放強度SO2、主要污染物排放強度COD、單位GDP能耗、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場糞便綜合利用率上載荷較大，可作為墾區(qū)資源減量投入方面的表征因子；第三主成分F3在規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場糞便綜合利用率、集中式飲用水源水質(zhì)達標率、綠色食品種植面積比率、城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理率上載荷較大，其他方面反映程度較小，可作為資源環(huán)境安全方面的因子；第四主成分F4主要反映了環(huán)保投入占GDP比例、受保護地區(qū)占國土面積比例、工業(yè)用水重復(fù)利用率方面的信息，作為生態(tài)保護政策因子。

表4為用原始變量表示主成分的系數(shù)信息。由此可得出4個主成分的表達式。應(yīng)當(dāng)注意，此處SAS統(tǒng)計系統(tǒng)軟件給出的是用原始變量表示的主成分表達式，得到的是標準化后的主成分因子，要得到與原始變量的關(guān)系，還要乘以主成分因子方差的平方根，即：

至此，可建立黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟評價的計量模型為：

F=（3.169f1+2.726f 2+1.874f 3+1.373f 4）/0.953

表4 主成分得分矩陣Table4 Component score coefficientmatrix

綜上，從分析結(jié)果可以看出，黑龍江墾區(qū)要發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，就首先要在政策上強化生態(tài)墾區(qū)建設(shè)，在墾區(qū)環(huán)境保護取得一定成效的基礎(chǔ)上，建立健全環(huán)保法規(guī)、政策和標準，加大生態(tài)墾區(qū)、環(huán)境優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn)和生態(tài)文明農(nóng)場建設(shè)[6]，積極開展墾區(qū)環(huán)境綜合整治工作，全力構(gòu)建和諧墾區(qū)。其次，在資源減量投入方面，把農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟、生態(tài)保護科學(xué)納入科技發(fā)展規(guī)劃目標當(dāng)中，重點扶持，鼓勵科技創(chuàng)新，推廣先進適用的科技成果，有利于生態(tài)環(huán)境的可行性、實用性和經(jīng)濟性的技術(shù)給予優(yōu)惠政策，最終減少或杜絕污染源。最后，在資源環(huán)境安全方面，加大對環(huán)境保護資金的投入，建設(shè)生態(tài)墾區(qū)、生態(tài)居住區(qū)、綠色生活方式和綠色生產(chǎn)方式等，加強對工業(yè)污染源的防治，繼續(xù)推進特殊生態(tài)功能保護區(qū)的保護，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。

2 政策建議

2.1 強化政府行政和執(zhí)法力度，全面貫徹國家環(huán)境保護方針政策

黑龍江墾區(qū)應(yīng)建立高效的環(huán)境監(jiān)督管理體制，強化執(zhí)法檢查和監(jiān)督管理，依法嚴肅查處各種環(huán)境違法行為和生態(tài)破壞現(xiàn)象，對不符合國家產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)境要求、污染嚴重的企業(yè)，堅決予以關(guān)閉，并適時組織開展專項整治活動，解決突出的環(huán)境污染問題。對各種破壞生態(tài)環(huán)境的違法行為及時嚴肅查處，堅決打擊認為破壞生態(tài)環(huán)境的違法犯罪行為。增強環(huán)保部門對環(huán)保工作統(tǒng)一監(jiān)督管理的有效性。要加強環(huán)境保護部門的建設(shè)，對環(huán)保干部進行崗位培訓(xùn)，提高環(huán)境管理隊伍的素質(zhì)，定期開展環(huán)保執(zhí)法大檢查，加強監(jiān)測、監(jiān)理站建設(shè)，強化環(huán)境微觀管理。要加強環(huán)?；緡?、環(huán)保法及可持續(xù)發(fā)展思想及典型案例的宣傳，提高墾區(qū)全民生態(tài)保護意識，推動生態(tài)墾區(qū)建設(shè)走上法制化軌道。

2.2 積極促進環(huán)境科技環(huán)保產(chǎn)業(yè)的建設(shè)，加大科技的投入

科技是推動社會發(fā)展的第一生產(chǎn)力，通過把生態(tài)保護科學(xué)研究納入科技發(fā)展計劃，給予重點扶持，鼓勵科技創(chuàng)新，逐步建立起適應(yīng)市場經(jīng)濟的現(xiàn)代研究體系、技術(shù)開發(fā)體系、科技管理體系、社會化服務(wù)體系，對科技含量較高的生態(tài)產(chǎn)業(yè)項目和有利于改善生態(tài)環(huán)境的適用技術(shù)，應(yīng)當(dāng)給予有關(guān)優(yōu)惠政策。在清潔生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境保護、資源綜合利用與廢棄物資源化、生態(tài)產(chǎn)業(yè)等方面，積極開發(fā)、引進和推廣應(yīng)用各種新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品，并建立生態(tài)環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)，加強生態(tài)環(huán)境資料數(shù)據(jù)的收集和分析，及時跟蹤環(huán)境變化趨勢，提出對策措施。因此，應(yīng)該主要關(guān)注集中供熱普及、SO2排放強度、COD排放強度、單位GDP能耗、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場糞便、秸稈的投入情況，大力推進資源循環(huán)利用技術(shù)的研究與開發(fā)，促使資源高效利用，為墾區(qū)環(huán)境保護建設(shè)提供科學(xué)化決策支持。

2.3 加強國內(nèi)外引資和國際合作，建設(shè)生態(tài)墾區(qū)

在建設(shè)生態(tài)墾區(qū)，發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟方面，要加強國內(nèi)外引資和國際合作。一方面，積極開展國內(nèi)外交流活動，開拓廣泛的引資渠道，在生態(tài)保護盒環(huán)境保護能力建設(shè)等方面尋求可能的資金支持。另一方面，以三江平原濕地和生物多樣性保護為依托，積極進行國際間的技術(shù)交流與合作，引進信息和技術(shù)，提高墾區(qū)環(huán)境保護的整體水平和知名度。另外，也鼓勵民間投資參與農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和社會公益性建設(shè)，多渠道籌措資金，保障農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的順利實施。

[1]黑龍江農(nóng)墾統(tǒng)計局.黑龍江墾區(qū)統(tǒng)計年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2012.

[2]黑龍江農(nóng)墾總局.黑龍江墾區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃—糧食行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃[M].哈爾濱：黑龍江人民出版社，2011.

[3]翁梅，王甲甲.基于主成分分析的河南省農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展評價研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，46（2）：228-230.

[4]安海燕，李翠霞，田德斌.基于主成分分析的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展綜合評價—以黑龍江省泰來縣為例[J].農(nóng)機化研究，2009，31（12）：19-20.

[5]馮華，宋振湖.山東省農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展評價[J].中國人口·資源與環(huán)境，2008，18（4）：95-96.

[6]王寧，楊學(xué)麗，齊瑛，等.黑龍江墾區(qū)生態(tài)林經(jīng)營者低風(fēng)險規(guī)避度原因分析[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，2013，25（4）：78-80.