1、安徽省农业可持续发展能力主成分分析州院JournalofChizhouCollege2010 年 12 月第 24 卷第 6 期Dee.2010Vo1.24No.6安徽省农业可持续发展能力主成分分析荣慧芳,胡文海,陈怀录(1.池州学院资源环境与旅游系,安徽池州 247000;2.兰州大学资源环境学院,“肃兰州 730000)【摘要】安徽省是我国重要的农业生产基地,农业在安徽经济中占有重要地位,安徽农,可持续发展对于安徽省乃至整个社会的发展意义重大文章通过对农业可持续发展设定的几个指标,运用主成分分析法对安徽省20O0 丘以来农,可持续发展能力及其障碍因素进行了定性和定量分析,在此分析基础上,针
2、对主要障碍因素提出了相应的发展对策和建议,以期促进安徽农业的可持续发展关键字】农业可持续发展;安徽;主成分分析中图分类号】K901【文章标识码】A【文章编号】l67411O2(20l0)O6 0O76一 O4农业可持续发展是人类在农业现代化过程中产生的种种弊端进行深刻反思的基础上提的一种新的战略构思【ll 从其产生背景看.农业可持续发展的兴起与现代农业发展所带来的一系列生态环境问题密切相关.总体上讲,农业可持续发展是在现代农业发展到较高水平,农业自然资源被过度利用,农业环境和农业牛态遭到破坏,人类同自然环境和农业生态问的关系变得越来越不协调的现实情况下,为寻求一种更适合人类持久生存与发展提出的
3、农业发展理论.农业的可持续发展问题是一个世界性的重大课题,近年来受到国内外学者的关注.戈登?K?道格拉斯首先于 1984 年提出了“ 农业的可持续性“概念.随后在 1992 年的环境发展大会上通过了21 世纪议程,把农业和农村可持续发展作为可持续发展的根本保证和优先发展领域写入了议程的第 41 章.同年,中国政府做出了履行该议程的庄严承诺,并于 1994 年发表了中国 2l 世纪议程,该议程把持续农业作为实施中国 21 世纪议程的优先领域.党的十六大报告指出,必须把可持续发展放在十分突出的地位.而农业作为我国国民经济的基础,实施可持续发展战略尤其具有深远的意义,它既是我国人多耕地少,资源相对不
4、足的基本国情所决定的,也是我们树立和落实科学的发展观,实现社会主义现代化的需要.安徽省地处华东腹地,农业资源丰富,是我国中部地区重要的农业大省.全省现有 6600 多万人口中,农业人口占 80%,农业在安徽经济中占有重要地位.安徽是全国 13 个粮食主产区和 6 个粮食调出省之一,在全国农业布局中占据重要地位.为保障国家粮食安全做出了重要贡献.但近几年随着人口的增长,生态环境恶化等,农业可持续发展面临着严峻考验目前理论界埘于安徽农业可持续发展的研究大多停留于 2000 年以前,对其近年来的农业可持续发展情况的变化研究较少.本文在参考全国及其他地区农业可持续发展研究成果的基础上,对安徽省 200
5、0 年以来农业可持续发展能力及其障碍因素进行了实证分析.为今后安徽农业可持续发展相关对策的制定提供一定依据,对安徽省的农业可持续发展具有实际的指导意义.1 安徽农业可持续发展障碍因素的分析指标体系安徽农业可持续发展障碍因素分析指标体系的构建过程,除了遵循目的性,客观性,可比性等一般原则外 l2_,还主要遵循了科学性,动态性,适度性原则.农业可持续发展具体指标的选取应根据其实现的目标进行选择.按照丹波宣言的定义,可持续农业要实现的三个战略指标是:f11 积极增加粮食生产,妥善解决粮食问题,保障粮食安全;(2)积极促进农业综合发展.扩大农村劳动力的就业机会,增加农民收入;f31 合理利用,保护与改
6、善自然资源,创造良好的生态环境,以利于子孙后代生存与发展的收稿日期:20100909基金项目:池州学院引进研究生科研启动项目(XYK200807);安徽教育厅自然科学研究项目(KJ2008Bj53).作者简介:荣慧芳(1984 一),女,河南商丘人,池卅学院资源环境与旅游系教师,硕士,研究方向为城盯与区域规划第 6 期荣慧芳,胡义海,陈怀录:安徽省农业可持续发展能力主成分分析 77长远利益.据此,本文在结合 2000 年以来关于农业可持续发展指标体系研究成果的基础上,构建出了包括社会指标,农业经济指标,生态指标 3 大系统共 20 个指标的安徽农业可持续发展障碍因素分析指标体系(表 1).表
7、1 安徽省农业可持续发展障碍因素分析指标体系子系统名称社会指标 x 人口自然增长率;X 农业人口比重;人均粮食产量;x4 农民恩格尔系数;X 人口密度;x6 农村人均居住面积:农业经济指标 x 农业土地生产率;x8 农业人均纯收入 ;x 第一产业从业人广 I 比重;x 农业单位面积机械总动力;X 人均农业总产值;生态指标 x 人均耕地面积;x 人均水资源占有量;x 耕地有效灌溉率;x 年平均降水量;森林覆盖率;X自然灾害成灾率;x 单位耕地化肥施用量;x 单位耕地农药施用量;X 水土流失率.2 安徽省农业可持续发展主要障碍因素的量化分析本研究采用主成分分析法对安徽省农业可持续发展的主要障碍因素
8、进行分析.2.1 主成分分析法的原理及分析步骤主成分分析也称主分量分析,旨在利用降维的思想,把多指标转化为少数几个综合指标.该方法利用数学变换的方法.把给定的一组相关变量通过线性变换转成另一组不相关的变量,这些新的变量按照方差递减的顺序排列,依次成为第一主成分,第二主成分,依次类推.其实现步骤为:(1)数据标准化.数据标准化主要功能就是消除变量间的量纲关系,从而使数据具有可比性.在主成分分析法中需要在分析进行前对数据进行标准化,这是由于大量原始数据取自不同的评价指标,指标问存在较大的量纲差异.如果不进行标准化,各数据之间的关联无法衡量.数据标准化方法有很多种,常用的有 Minmax 标准化,Z
9、score 标准化和按小数定标标准化等.本文采用 ZScore 数据标准化方法,其公式为:Z,=盟S上式中,C. 为被评价指标原始数据值,C 为该项指标的平均值,S 为标准差 ,Z 为被评价指标得分值(即评定系数).(2)求相关系数矩阵,判断能否进行主成分分析 l1】.(3)求取特征方程的非特征根及特征向量.(4)通过计算各主成分的贡献率,其计算公式为:入gF.L.i其中,g 为第 i 个主成分的贡献率;ITI 为全部主成分的个数(5)确定主成分个数.主成分个数 K(k20),值由累积方差贡献率85%决定.可以认为前个主成分的信息量已达到全部信息量的绝大部分,故提取前 k 个主成分已足够说明问
10、题.因此可确定该系统指标的主成分(新变量)为 y=(y一,yk),新变量的权重为 g一,gk.(6)计算综合得分值,其计算公式为:F=glyl+g2y2?gkyk式中,F 为该系统的综合得分值.从上述主成分分析法的实现步骤可以看出,方法比较规范,而且整个过程通过 SPSS 软件实现,在处理庞大数据方面优势明显.随着数据的增多,优势更加明显.各原始数据指标的权属不带人为的主观意识,便于提高分析结果的可靠性和准确性.2.2 安徽省农业可持续发展能力及其影响因素测算本研究以 2000 年以来的十年的农业资料作为基础数据,从选人运算的 20 个指标的相关系数矩阵可以看出,许多指标存在显着的相关性,且相
11、关性大小不一.因此,可以采用主成分分析法对安徽农业可持续发展的障碍因素进行分析.2.2.1 可持续发展影响因素的测算从相关系数矩阵出发,用 SPSS 软件求出总方差解释表( 见表 2)和主成分系数矩阵(见表 3),从而得到各个主成分的特征值,方差贡献率,累积方差贡献率和主成分得分系数.表 2 总方差解释表安徽省农业可持续发展的影响因素的确定即主成分分析法中主成分的确定.主成分个数提取原则为主成分对应的特征值大于 1 的前 m 个主成78 池州学院第 24 卷分.特征值在某种程度上可以被看成是表示主成分影响力度大小的指标,如果特征值小于 1,说明该主成分的解释力度还不如直接引入一个原变量的平均解
12、释力度大,因此一般可以用特征值大于 1 作为纳入标准.方差贡献率反映的是某一主成分描述的方差占原有变量总方差的比例;累积方差贡献率表示前 n 个主成分的总方差占原有变量的总方差的比例.从上述方差解释表可以看出,前 3 个主成分的累积方差贡献率达到了 90.73%,已经超过85%,反映了原有 20 个变量 90.73%的变异信息,故选取前 3 个主成分作为影响安徽省农业可持续发展障碍因素的新变量来进行分析.表 3 主成分得分系数矩阵从表 2 和表 3 可以看出,安徽农业可持续发展障碍因素的相关因素第一主成分对应的方差贡献率为 46.668%,其主成分系数绝对值较大的农村人均居住面积(0.979)
13、, 人口密度(0.948), 第一产业从业人员比重(0.939), 农业土地生产率(0.897). 因此.第一主成分主要由社会和农业经济组成的障碍因子.第二主成分对应的方差贡献率为 33.561%,其中以人均耕地面积(一 0.980),有效灌溉率(0.988),化肥施用量 (0.955),水土治理率(0.960)为代表的生态障碍因子,与其他因素的系数相比要大的多,说明这四项指标对第二主成分起着决定性的作用,虽然人均耕地面积的系数为负数,但其绝对值相对来说较大.它起的负作用也就较大.第 i主成分是以人均水资源占有量,年平均降水量为主的生态障碍因子,其方差贡献率为 10.500%,两个因子的系数分
14、别为 0.780 和 0.859,说明它们对第三三主成分起的作用很大.2.2.2 可持续发展能力测算为了更好地比较安徽省各年农业可持续发展能力的优劣,以及其与影响因素的关系,本文将上述得出的各主成分的方差贡献率作为权重,得出的评价函数如下式:F=0.467F1+0.336F2+0.105F3由评价函数计算得安徽省 2000 年以来农业可持续发展能力的各个主成分得分和综合得分.结果如表 4.同样的方法,可以计算出农业可持续发展系统中经济,社会和生态各个子系统的可持续发展能力和变化趋势(如图 1)表 4 安徽省 2000 年以来的农业可持续发展能力综合得分图 1 安徽省农业 n-I 持续总趋势以及
15、各子系统 n-f 持续发展趋势根据上述测算结果,对安徽省农业可持续发展力分析如下:(1)近十年来, 安徽省农业可持续发展能力综合得分有了明显的提高,由 2000 年的一 3.758 增加到2007 年 2.206,但从图 1 可以看出.近两年来可持续发展能力出现了很明显的下降幅度.由 2007 年的 2.206 下降到 2009 年 0.884f2)由图 1 可以看出 ,虽然各社会,经济和生态各子系统的发展变化趋势与农业可持续发展的总趋势基本一致,但各子系统的发展变化趋势出现了上下波动的情况,其中生态可持续性的波动最明显.说明了安徽农业生态可持续性方面存在着不稳定因素,这也和近年来安徽省农业生
16、态环境的现状基本一致.因此,必须采取相应措施,以合理开发利用农业资源,保护和改善农业生态环境,促进农业可持续发展.3 结论与建议本研究通过主成分分析法对安徽省农业可持第 6 期荣慧芳,胡文海,陈怀录:安徽省农业可持续发展能力主成分分析 79续发展影响因素进行了定量分析,结合目前安徽省农业发展的现状进行定性分析,得出安徽省农业可持续发展障碍因素主要有:农业有效灌溉率低,人均耕地面积逐年下降,农业人口过大,农民收入增加缓慢,水土流失日益严重,区域水资源不足.据此对安徽省农业可持续发展提出如下建议和对策.3.1 完善农田水利基本设施,改善农业生产条件安徽现有的农田水利设施大都是 20 世纪 70年代
17、留下来的.标准低,年久失修,设施不配套,到2008 年底,全省共有水库 4797 座,其中病险水库占到三分之一,现有水利设施已难以满足农业生产的正常需要;旱涝保收面积仅占耕地面积的61.8%.低于河南和江西.因此,应加快农田水利基本建设和病险水库除险加固步伐,大力整治中小河道,推进大中型灌区节水改造,实施大型排灌泵站和小型排涝设施建设,完善农田灌溉系统,提高农田水分利用率,改善农业生产条件.3.2 采取有效措施,切实保护好耕地2000 年以来,由于种种原因,安徽省耕地面积年减少速度逐年递增.国家实行了严格的耕地保护政策之后,安徽省严格执行土地用途管制制度,增加造地投入,去年全省耕地面积首次实现
18、 10 年来的净增加.由此可见,耕地面积的减少在很大程度上属政策性减少12-13.因此,有效保护耕地应从政府行为人手,改进和加强用地计划的管理,实行对耕地的计划控制.各级政府应全面贯彻“在保护中开发,在开发中保护“的工作方针 ,切实转变经济发展方式,依法管地,合法用地,集约节约利用土地.采取切实措施保证各项耕地保护制度落到实处.3.3 合理开发利用农业资源,保护农村生态环境安徽地处南北过渡带,年际间气候变化大,加上长江,淮河流域地势低洼,生态恶化,造成自然灾害发生频度高,地域广,危害大.因此,农业能否实现可持续发展,在很大程度上取决于提高防灾抗灾能力和加强生态环境建设.一是加强大江大河治理.在
19、巩固长江综合治理的同时,抓紧完成治淮骨干丁程建设,努力建立较为完善的流域防洪排涝减灾体系,确保淮河流域防洪安全.二是实施资源有偿使用制度,明确资源产权,强化资源管理.采取生物措施,工程措施和农业耕作措施相结合的办法积极开展小流域综合治理,防治水土流失,加速山区生态环境的良性循环.三是合理利用和保护水资源,节约用水,充分发挥水资源的效益,发展节水农业,生态农业.3.4 统筹城乡协调发展,促进农村劳动力合理流动当前转移出去的农村劳动力多为青壮年和文化相对较高的农民,农村留守生产者主要是年龄大,文化程度低的农民,使得农民在提高农业生产经营能力.开展农业技术传播等方面都受到了极大的限制地方政府有关部门
20、应从实现社会经济全面,协调,可持续发展的高度出发,一方面,出台相关政策和措施,进一步加大对农业的扶持力度,使高素质劳动力在农村也不难找到致富途径,从而留住人才,吸引人才,实现农业发展的良性循环.另一方面,加强对中小企业发展的政策支持,逐步完善中小氽业的体制和机制,提高中小企业创新能力,创造中小企业良好的农村剩余劳动力资源的就业环境,缓解农村劳动力转移对农业持续发展所带来的影响,增强农业可持续发展能力参考文献:【1王洁莉 ,强林豹.农业可持续发展问题研究J.地质技术经济管理 200426f61:1720.【2曹玉华 .论农业可持续发展的支撑体系和指标体系 lJ1.成都行政学院,2003,10(4):33 35.31 林道辉 .可持续发展的定量评价与限制因子分析 fJ1.农业经济问题.2002:2529.4柴彭颐,周洁红 .农业可持续发展特征及指标结构 IJJ.浙江社会科学,1999,27(2):2022.51 康涛 ,刘冬梅,陈永青.农业可持续发展评价的探讨.江西社会科学,2000,(3):74 77.61t 道龙,羊文超,任天志等.町持续农业概论M.北京: 气象出版社 2004:199205.
