基于主成分分析法對(duì)山東省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的研究

王成+丁慧媛+王寶海

摘 要：農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然要求，山東省作為改革開(kāi)放發(fā)展較快地區(qū)之一，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展較快，研究山東省各市的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平，可以更好的為山東省以后發(fā)展農(nóng)業(yè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該文通過(guò)用SPPS軟件中的主成分分析法，從農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化投入、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)出、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)水平4個(gè)方面研究2015年山東省17地市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：主成分分析；農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化；人均GDP；山東省

中圖分類(lèi)號(hào) F323 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）17-0005-04

1 研究背景

改革開(kāi)放多年來(lái)，山東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，2015年山東GDP總量在全國(guó)位列第三，人均GDP排名第八，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚。山東省還是全國(guó)產(chǎn)糧大省，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化一直走在全國(guó)前列，其農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展力可見(jiàn)一斑。山東省內(nèi)各市發(fā)展較為平衡，沒(méi)有舉全省之力用在建設(shè)一城上，但是山東省各市相比較而言，還是沿海城市發(fā)展更快，靠山的魯西南地區(qū)發(fā)展較為遲緩，正是由于這些原因，研究山東省的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，能為山東省以后的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展道路提供有力支持。

2 主成分分析法的基本原理及計(jì)算步驟

主成分分析是利用降維的思想，把多個(gè)相互關(guān)聯(lián)因子的數(shù)值變量轉(zhuǎn)化成少數(shù)幾個(gè)不相關(guān)的綜合指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)方法。這些綜合指標(biāo)就是原來(lái)多個(gè)變量的主成分，每個(gè)主成分都是原始變量的線(xiàn)性組合，并且各個(gè)主成分之間互不相關(guān)。

主成分分析的具體步驟如下：

（1）計(jì)算協(xié)方差矩陣。計(jì)算樣品數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣：

（2）求出Σ的特征值及相應(yīng)的正交化單位特征向量。Σ的前m個(gè)較大的特征值λ1≥λ2≥…λm>0，就是前m個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的方差，對(duì)應(yīng)的單位特征向量就是主成分Fi的關(guān)于原變量的系數(shù)，則原變量的第i個(gè)主成分Ni為：

主成分的方差（信息）貢獻(xiàn)率用來(lái)反映信息量的大小，為：

（3）選擇主成分。最終要選擇幾個(gè)主成分，即N1，N2，……，Nm中m的確定是通過(guò)方差（信息）累計(jì)貢獻(xiàn)率G（m）來(lái)確定：

當(dāng)累積貢獻(xiàn)率大于70%時(shí)，就認(rèn)為能足夠反映原來(lái)變量的信息了，對(duì)應(yīng)的m就是抽取的前m個(gè)主成分。

（4）計(jì)算主成分載荷。主成分載荷是反映主成分Ni與原變量Xj之間的相互關(guān)聯(lián)程度，原來(lái)變量Xj（j=1，2，…，p）在諸主成分Ni（i=1，2，…，m）上的荷載lij（i=1，2，…，m；j=1，2，…，p）：

3 主成分分析法計(jì)算過(guò)程

3.1 指標(biāo)選取 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是指?jìng)鹘y(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)過(guò)度的過(guò)程和手段，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化需要我們用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和管理理念將農(nóng)業(yè)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)結(jié)合起來(lái)，用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)將農(nóng)業(yè)從原來(lái)落后的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)農(nóng)業(yè)。所以能夠代表農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的指標(biāo)非常多，經(jīng)過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的認(rèn)真研究，仔細(xì)考量和篩選，我們從農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化投入、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)出、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)水平等4個(gè)方面11個(gè)指標(biāo)組成判定山東17地市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平的指標(biāo)體系（見(jiàn)表1）。

3.2 數(shù)據(jù)來(lái)源 本文數(shù)據(jù)均來(lái)自《山東統(tǒng)計(jì)年鑒2015》及山東省各市的統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站，恩格爾系數(shù)和城鎮(zhèn)化率均根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒中的數(shù)據(jù)算出。

3.3 計(jì)算過(guò)程 借助SPSS19.0軟件，將數(shù)據(jù)利用EXCEL的形式導(dǎo)入SPSS中，然后選擇“分析”—“降維”—“因子分析”，然后進(jìn)行一系列選項(xiàng)設(shè)置運(yùn)算得出所需信息，如表2所示。

從表2中可以看出大部分相關(guān)系數(shù)都高于0.3，所選數(shù)據(jù)適合利用主成分分析法進(jìn)行套運(yùn)算。

系統(tǒng)默認(rèn)方差大于1的為主成分，根據(jù)表3中顯示，3個(gè)主成分累計(jì)占到總方差的80.364%，所以本次分析共有3個(gè)主成分，方差分別為4.324、3.417、1.100。

根據(jù)SPSS數(shù)據(jù)，得到17地市的主成分因子數(shù)據(jù)，如表4所示。

根據(jù)表4中得到的各地區(qū)因子數(shù)計(jì)算出各地區(qū)3個(gè)主成分得分。

計(jì)算公式為：主成分得分N=因子N×主成分N的方差（N代表主成分的個(gè)數(shù)，此處N=1，2，3）。

計(jì)算出各個(gè)城市的主成分之后，最后計(jì)算出各個(gè)城市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的綜合得分為：∑（主成分N/主成分之和*主成分得分N）。

經(jīng)過(guò)計(jì)算17個(gè)市的綜合得分，經(jīng)排序后如表5。

檢驗(yàn)：如果沒(méi)有計(jì)算錯(cuò)誤，主成分1、主成分2、主成分3、綜合得分中17項(xiàng)相加數(shù)值之和為0。經(jīng)檢驗(yàn)，各列中17項(xiàng)之和均為0，計(jì)算無(wú)誤。

4 山東省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平評(píng)述

根據(jù)山東省17地市的綜合得分可以把他們的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平分為4個(gè)等級(jí)，（1）農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平高：東營(yíng)、威海、煙臺(tái)、青島。（2）農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較高：濟(jì)南、淄博、濰坊、濱州。（3）農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平一般：萊蕪、棗莊、泰安、日照、濟(jì)寧、德州。（4）農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低：臨沂、聊城、菏澤。

4.1 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平與人均GDP的關(guān)系 根據(jù)表4和表5可以看出，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平與人均GDP排名存在著正相關(guān)關(guān)系，通常情況下人均GDP高的地方，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平也高。根據(jù)兩表中的數(shù)據(jù)，可以看出，除了濰坊農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平排名第7，人均GDP排名第10；日照農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平排名第12，人均GDP排名第8；相差較大以外其他地級(jí)市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平和人均GDP排名基本吻合。濰坊市是我省有名的蔬菜大市，壽光的蔬菜大棚全國(guó)聞名，濰坊也是我省蔬菜第一大市，產(chǎn)量和種植面積全省第一，所以濰坊市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平不錯(cuò)，排名比較靠前。日照市地處我省沿海地區(qū)，有豐富的海洋資源和山脈資源，是我省著名的旅游城市，其旅游業(yè)是日照的支柱產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)發(fā)展較弱，所以農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程不快。綜上所述，除個(gè)別地區(qū)特殊原因外，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和人均GDP有著密切聯(lián)系（表6）。

4.2 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平與地處區(qū)域的關(guān)系 從表中可以看出綜合得分前八名的地級(jí)市有6個(gè)沿海城市，分別是東營(yíng)、威海、煙臺(tái)、青島、濰坊、濱州。這說(shuō)明了沿海城市的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，沿海城市受改革開(kāi)放浪潮影響，是最先發(fā)展起來(lái)的城市，工業(yè)化率高，擁有良好的工業(yè)基礎(chǔ)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化的發(fā)展過(guò)程中，占據(jù)有利態(tài)勢(shì)，利用良好的工業(yè)基礎(chǔ)，可以迅速發(fā)展農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。同時(shí)這幾個(gè)城市基本都是平原地區(qū)，煙臺(tái)、威海、青島雖有丘陵地區(qū)，但是交通設(shè)施良好，對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化設(shè)備的運(yùn)輸幾乎沒(méi)有影響。平原地區(qū)適合農(nóng)作物的大面積種植和收割，適合大型農(nóng)業(yè)機(jī)器設(shè)備的使用，擁有充足的水資源適合灌溉，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，這6個(gè)沿海城市的有效灌溉率、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力都排在全省前列，不得不說(shuō)城市的區(qū)位優(yōu)勢(shì)為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了良好的基礎(chǔ)。而農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化綜合得分最低的4個(gè)城市：德州、臨沂、聊城、菏澤，都不是沿海城市，經(jīng)濟(jì)實(shí)力在山東省排名靠后，而且身處山東腹地，多是山川丘陵地區(qū)，難以實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的大面積種植及農(nóng)業(yè)設(shè)備的大規(guī)模運(yùn)作。

5 結(jié)論與討論

農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是分不開(kāi)的，在山東各市發(fā)展較為均衡的省份，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展也是存在著差異，經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的沿海城市與經(jīng)濟(jì)較為薄弱的內(nèi)陸城市之間還是存在著明顯的差異，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，引起城市之間農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的主要差異是城鎮(zhèn)化率、恩格爾系數(shù)、農(nóng)民人均可支配收入三項(xiàng)。加大對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是解決農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平差異最強(qiáng)有力的舉措。

要大力發(fā)展魯西、魯南地區(qū)的經(jīng)濟(jì)。從以上可以看出，經(jīng)濟(jì)實(shí)力決定了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的水平，山東省西部和南部的經(jīng)濟(jì)相比沿海各市要弱很多，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平也就低了很多。加大對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平低地區(qū)的農(nóng)業(yè)投資，魯南有很多山區(qū)，溝壑縱橫，交通不便，農(nóng)民生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)不出，先進(jìn)的農(nóng)業(yè)設(shè)備無(wú)法運(yùn)進(jìn)山里，這在一定程度上限制了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。只有完善交通基礎(chǔ)設(shè)施，才能更好地發(fā)展當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。

不足之處，本文所選數(shù)據(jù)只有11項(xiàng)，有一定局限性，不能完全顯示山東省各市的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平。

參考文獻(xiàn)

[1]魏婷婷，林英華.山東省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平測(cè)評(píng)與對(duì)策研究[J].北京農(nóng)業(yè)，2014（24）：228-229.

[2]孫燕.基于主成分分析法的信陽(yáng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013（22）：14-17+31.

[3]丁慧媛.沿海地區(qū)適度規(guī)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)主要約束體制評(píng)判——基于主成分分析法的研究[J].山西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，（02）：56-71.

[4]辛嶺，蔣和平.我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建和測(cè)算[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2010（06）：646-650.

（責(zé)編：張長(zhǎng)青）endprint