基于主成分分析的廣東糧食生產(chǎn)能力研究

巫偉峰 張磊 萬忠

關(guān)鍵詞：廣東省；糧食；主成分分析；聚類分析

一、引言

糧食安全事關(guān)全面推進鄉(xiāng)村振興重點工作大局。習(xí)近平總書記指出，中國人要牢牢端穩(wěn)自己的飯碗，要求糧食安全主產(chǎn)區(qū)、主銷區(qū)糧食安全責任一起扛，提升糧食和重要農(nóng)產(chǎn)品保障。廣東省內(nèi)山地、丘陵地形多，平原地形少。適宜發(fā)展糧食生產(chǎn)的平原總面積僅占廣東省面積的20%，造成局部地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“人多地少”，出現(xiàn)全省糧食生產(chǎn)的不平衡現(xiàn)象。目前，廣東糧食自給率僅為23%，糧食產(chǎn)需缺口高達4000萬噸以上。2023年中央一號文件提出“各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）都要穩(wěn)住面積、主攻單產(chǎn)、力爭多增產(chǎn)”的目標，對廣東省糧食生產(chǎn)提出了新要求。

主成分分析是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟研究領(lǐng)域較為成熟的研究方法。姚曉萍（2018）運用主成分分析法對山西省農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展水平進行評價和分析。林漫婷（2019）等用主成分分析法研究廣東區(qū)域農(nóng)業(yè)適宜產(chǎn)業(yè)。徐娜等（2020）用主成分分析方法研究了甘肅省水土資源匹配度特征。夏新燕（2021）運用主成分分析方法對廣東農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展水平綜合評價指標進行實證分析。呂迎（2022）運用主成分分析法對甘肅省循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)域差異進行研究。

2022年，廣東省糧食產(chǎn)量、面積、單產(chǎn)增幅均高于全國平均水平，糧食產(chǎn)量為近10年來最高水平。為進一步分析廣東省糧食生產(chǎn)情況，本文將選取廣東省各地級市的糧食生產(chǎn)相關(guān)指標進行主成分分析并進行聚類分析，分析各地市糧食生產(chǎn)能力并進行比較。

二、數(shù)據(jù)來源、指標選擇及研究方法

本文根據(jù)研究內(nèi)容依據(jù)指標選取的科學(xué)性、精簡性、可獲取性和可測量性的原則，確定一級指標為產(chǎn)出指標、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟指標、產(chǎn)糧能力指標、農(nóng)業(yè)能耗指標。二級指標分別對應(yīng)為糧食作物總產(chǎn)量；第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值；糧食作物播種面積、實有耕地面積（2018年）、農(nóng)業(yè)機械總動力、第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員、耕地有效灌溉面積、灌區(qū)數(shù)量、水庫數(shù)量；農(nóng)村用電量．農(nóng)用化肥施用量按折純、農(nóng)藥使用量（表1）。

本文數(shù)據(jù)均來自于《廣東農(nóng)業(yè)農(nóng)村統(tǒng)計年鑒2021》，數(shù)據(jù)處理軟件為SPSS27。研究方法為主成分分析、回歸分析及聚類分析。

三、實證分析

（一）KMO和巴特利特檢驗

將21個地級市數(shù)據(jù)按所選指標輸入SPSS軟件進行KMO和巴特利特檢驗。得出KMO檢測結(jié)果為0.768，巴特利特檢驗概率為無限接近O，各指標間具有較強的相關(guān)性，適合進行因子分析（表2）。

（二）主成分分析

由碎石圖（圖1）可得，在得出2個公因子后，坡度趨于平緩，結(jié)合表3可知2個公因子累積方差達到87.21%，具有較高代表性，故提取出2個公因子用于主成分分析。得出主成分得分計算公式為：

由F1可知，除Ni變量系數(shù)較低外，各變量系數(shù)均處在較高水平，因此將其設(shè)置為糧食生產(chǎn)能力指數(shù)。由F2可知，除N1變量系數(shù)較高外，各變量系數(shù)較低，因此將其設(shè)置為產(chǎn)糧能耗指數(shù)。

通過代入數(shù)據(jù)得出21個地級市糧食生產(chǎn)能力指數(shù)、產(chǎn)糧能耗指數(shù)、主成分得分并將其按城市分布區(qū)域與得分排名進行排序如表5、圖2所示。

研究表明，位于珠三角區(qū)域的地市糧食產(chǎn)業(yè)收縮嚴重，粵東地區(qū)穩(wěn)定發(fā)展，粵西地區(qū)擴張明顯，粵北山區(qū)生產(chǎn)波動程度最大。近20年來廣東省糧食產(chǎn)業(yè)大體以珠三角為中心，呈西、北方向放射狀移動演變。由主成分分析所得圖表可知，珠三角地區(qū)的肇慶、江門兩市主成分得分較高，表明其具有較強的糧食生產(chǎn)能力，其余各市區(qū)得分低，相應(yīng)的糧食生產(chǎn)能力較弱。粵東的各市糧食生產(chǎn)能力較低?；洷鄙絽^(qū)的糧食生產(chǎn)能力較強，如清遠、梅州、韶關(guān)三市得分較高。粵西的湛江、茂名兩市得分最高，表明其糧食生產(chǎn)能力最強。

觀察各地市得分分布情況，以（F1，F(xiàn)2）為坐標進行分布如圖3所示。假定，位于一、二、四象限的城市糧食綜合生產(chǎn)能力值大于產(chǎn)糧能耗指數(shù)，則產(chǎn)糧是有效率的，位于第三象限的城市糧食綜合生產(chǎn)能力指數(shù)絕對值小于產(chǎn)糧能耗指數(shù)絕對值，則產(chǎn)糧能耗是有效率的。則有13個城市產(chǎn)糧能耗是相對有效率的，8個城市產(chǎn)糧能耗是相對無效率（表6）。

相對有效率的地區(qū)多位于粵西地區(qū)、粵北山區(qū)及珠三角、粵東少部分城市?；洷鄙絽^(qū)各城市，具有大量的農(nóng)業(yè)用地資源，適宜發(fā)展糧食生產(chǎn)。粵西地區(qū)的城市地理氣候條件好、土地資源豐裕，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平、組織化、機械化程度較高，糧食生產(chǎn)能力強。

相對無效率的城市多分布在珠三角地區(qū)與粵東地區(qū)。珠三角地區(qū)城市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要集中在具有較高的附加值和科技含量的非糧農(nóng)產(chǎn)品，粵東地區(qū)城市東主要位于潮汕平原，該地農(nóng)業(yè)受制于“人多地少”的現(xiàn)狀，主要以精耕細作的方式從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。故此類地區(qū)農(nóng)業(yè)能耗多用于生產(chǎn)非糧作物，導(dǎo)致產(chǎn)糧能耗相對無效率。

（三）聚類分析

將廣東省21個地級市的糧食相關(guān)二級指標輸入SPSS27軟件進行聚類分析。從聚類的結(jié)果看（圖4、表7），21個地市被聚類為4類。從各類城市的數(shù)量上看，第一類別有7個，第二類別6個，第三類別6個，第四類別2個。從第一類城市到第四類城市產(chǎn)糧能力逐步增強。第一類別城市涵蓋表6中產(chǎn)糧能耗相對無效率城市，第二類城市為產(chǎn)糧能力一般的城市，第三類城市為珠三角地區(qū)、粵北山區(qū)產(chǎn)糧條件較好的城市，第四類為產(chǎn)糧能力最強的湛江、茂名兩市。

可見，廣東省各地市糧食生產(chǎn)能力不平衡，由低到高呈現(xiàn)階梯式分布。從經(jīng)濟發(fā)展的角度看，城市GDP越高，產(chǎn)糧能力弱的概率越大。產(chǎn)糧能力最高的是位于粵西的茂名、湛江兩市，兩市GDP占全省的5.9%，其次為粵北山區(qū)的河源、梅州等地市與珠三角地區(qū)的江門、肇慶兩市，之后為珠三角部分城市與粵東地區(qū)的城市，最低的為珠三角地區(qū)城市與潮州市。廣東省在城市化和工業(yè)化的發(fā)展過程中，耕地占用面積規(guī)模較大，稻谷播種面積明顯減少。珠三角地區(qū)是廣東省最發(fā)達的地區(qū)之一，隨著城市化進程，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)占用土地增多，導(dǎo)致耕地日益萎縮，加之在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、種糧比較效益低下等因素的影響下，糧食播種面積縮減，最終造成糧食生產(chǎn)能力的下降。

四、政策建議

（一）嚴守耕地底線，保障耕地現(xiàn)有存量

嚴格落實糧食生產(chǎn)“黨政同責”、“主銷區(qū)也要落實糧食生產(chǎn)”、“保護糧食和重要農(nóng)產(chǎn)品供給”等中央文件精神與要求。保護耕地資源，強化土地管理，加大對土地的監(jiān)管力度，對于農(nóng)業(yè)用地的租賃，要嚴格加以控制，嚴格把關(guān)禁止“農(nóng)用地非農(nóng)化”，各基層土地管理部門應(yīng)當加大執(zhí)法力度，確保糧食用地得到有效保護。在城鎮(zhèn)規(guī)劃的編制和修訂中，要克服強調(diào)城鎮(zhèn)發(fā)展、忽視耕地保護的片面做法。提高復(fù)種指數(shù)，各地區(qū)要大力鼓勵提升農(nóng)民早稻種植面積，落實雙季稻生產(chǎn)，在沿海等冬季積溫較好地區(qū)，推廣冬種馬鈴薯、番薯、玉米等。

（二）因地制宜，高質(zhì)量建設(shè)糧食安全產(chǎn)業(yè)帶

高質(zhì)量建設(shè)廣東省糧食安全產(chǎn)業(yè)帶，打造產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈、供應(yīng)鏈“三鏈協(xié)同”的糧食產(chǎn)業(yè)體系，全面增強糧食安全綜合保障能力。根據(jù)全省不同地級市的糧食生產(chǎn)能力，結(jié)合各地市不同的資源稟賦及發(fā)展規(guī)劃，充分發(fā)揮全省糧食相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的崗位專家和綜合試驗站的功能和作用，在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，制訂“十四五”全省糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與實施方案，實現(xiàn)全省糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展一張圖，保障全省糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

（三）科技引領(lǐng)，促進糧食生產(chǎn)提質(zhì)增效

在未來糧食用地面積不能增加的條件下，必須通過發(fā)展新技術(shù)和提高效率以增加單位面積的產(chǎn)量。要根據(jù)廣東省實際建立先進適用農(nóng)機具需求清單，加快補齊重點領(lǐng)域農(nóng)機研制使用短板，分產(chǎn)業(yè)推廣先進機械裝備，培育壯大先進適用農(nóng)機具產(chǎn)業(yè)集群，深化農(nóng)機農(nóng)藝融合，加大基礎(chǔ)設(shè)施宜機化改造，做大做強農(nóng)機綜合社會化服務(wù)。結(jié)合基本農(nóng)田改造的任務(wù)，大力推進中低產(chǎn)田改造，提高其單產(chǎn)能力。優(yōu)化農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保障糧食生產(chǎn)的便利性。與此同時，還應(yīng)當促進農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)體系的構(gòu)建，通過完善的社會化服務(wù)，使糧食生產(chǎn)從以往的“小作坊”式的小農(nóng)生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)榕c現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技緊密結(jié)合的社會化生產(chǎn)，實現(xiàn)小農(nóng)戶與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的有機銜接。