基于主成分分析法评价重庆市农业机械化发展情况

1、 基于主成分分析法评价重庆市农业机械化发展情况 王船 张凤Summary：文章基于2008-2016年重庆市面板数据，利用主成分分析法评价重庆市农业机械化发展情况。结果表明：农机系统机构数量每增加1%，指标得分增加0.27%;农用拖拉机数量每增加1%，指标得分增加0.335%;农机户数量每增加1%，指标得分增加0.392%;乡村农机从业人员数量每增加1%，指标得分增加0.395%;机耕作业面积每增加1%，指标得分增加0.415%。农机化系统机构、农机社会化服务体系、农业装备和作业水平等方面的发展对农业机械化发展具有显著的促进作用。Key：农业机械化;重庆市;主成分分析0 引言近年来，我国农业生

2、产已进入了机械化为主导的新阶段，但地区发展不平衡的情况仍广泛存在，2015年全国主要农作物耕种收综合机械化率为63.82%，重庆市同期仅为42%。重庆市作为西部地区唯一的直辖市，农村地域广阔，耕地类型以山地丘陵为主，相比全国农业机械化综合发展水平较发达的省份，仍然存在较大差距。本文选取2008-2016年重庆市面板数据，基于主成分分析法，从农业机械化系统机构、农业装备水平、农业生产者、社会化服务组织、农机作业水平等视角对重庆市农业机械化的发展进行综合评价。1 文献综述关于我国农业机械化的发展研究中，王升升、耿令新（2016）、蔡邦国（2016）认为我国农业机械化发展在平原地区和丘陵山区存在不平

3、衡现状1，2。周晶、陈玉萍等（2013）3通过理论分析、金宁、包从望等（2018）4通过回归模型提出地形差异是引发我国现阶段农业机械结构不协调的主要原因。为丰富丘陵地区农业机械化发展理论，减缓区域间不平衡发展，本文通过主成分分析法，多指标综合分析2008-2016年重庆市农业机械化发展情况。2 研究方法与数据处理2.1 研究方法与指标构建主成分分析法的原理是利用降维的思维，在信息量损失最小的前提下将多个因素转化为较少的综合因素，作为代表原有变量的总体性指标的多元统计方法。其优点是消除了指标间的相关性。本文从多角度反应重庆市农业机械化发展的综合水平，从政府系统机构建设水平、农业装备水平、农业生产

4、者水平、社会化服务水平和农机作业水平等不同视角选取了5个代表性指标，建立综合评价体系，统计指标如表1所示。2.2 数据选取与标准化处理本文数据选取2008-2016年重庆市面板数据，数据来源于中国农业机械化年鉴、中国农业机械工业年鉴和重庆统计年鉴。选取的指标间存在着量纲和数量级上的差距，需要对原始数据进行标准化处理，基于SPSS 23.0进行数据标准化处理，表2为原始数据标准化的结果，计算方法如下：式中，x为原始数据，为平均数，为标准差。2.3 农业机械化发展水平指标相关性分析为检验各变量之间是否存在相关性，进行相关系数检验，检验结果如表3所示。通过变量相关系数矩阵表可以看出，表中大多数变量之

5、间的相关系数在0.3以上，具有较强的相关关系：农用拖拉机数量ZX2与农机户数量ZX3、乡村农机从业人员数量ZX4、机耕作业面积ZX5的相关系数分别为0.967、0.956、0.89，农机户数量ZX3与乡村农机从业人员数量ZX4、机耕作业面积ZX5的相关系数分别为0.984、0.956，乡村农机从业人员数量ZX4与机耕作业面积ZX5的相关系数为0.974;说明变量间存在着显著相关和高度相关，变量间存在着数量上的依存关系，适合进一步对各组变量进行主成分提取。为判定变量是否能进行主成分分析，进行KMO和巴特利特球形度检验，检验结果如表4所示。输出结果表明KMO值为0.696，球形检验的近似卡方值为6

6、0.070，sig值为0.000;说明在5%的显著性水平下，农业机械化系统机构数量XZ1、农用拖拉机数量XZ2、农机户数量XZ3、乡村农机从业人员数量XZ4和机耕作业面积XZ5存在显著的相关关系，适合进行主成分分析。2.4 农业机械化发展水平主成分提取与模型构建运用主成分分析法提取主成分，变量特征值数值的大小反应出变量在解释中的重要程度，当特征值大于1并累积百分比达到85%，则保留相对应的主成分，提取结果如表5所示。本次提取结果保留第一主成分特征值为3.884，方差贡献率为77.688%;第二个主成分特征值为1.042，方差贡献率为20.838%。前两个主成分累积贡献率达到98.526%，根据

7、变量较少、损失较少的原则，保留两个主成分，记为F1和F2。表5为原始载荷因子和得分系数结果表，原始载荷矩阵反应主成分和原始变量之間的相关性。第一主成分和农用拖拉机数量、农机户数量、乡村农机从业人员数量和机耕作业面积具有极高的相关性，记为农机人员和装备综合指标F1;第二主成分同农业机械化系统机构数量存在着极高的相关性，记为农机政府机构指标F2。主成分的特征向量值由原始载荷矩阵得到的相关系数Q除以对应主成分特征值的平方根计算所得，计算方法如下：经计算，得到特征向量表示主成分F1（农机人员和装备综合指标）和F2（农机政府机构指标）和5个变量属性间的关系：农业机械化发展指标综合主成分得分的由各主成分特

8、征根所占权重乘特征向量所得，计算方法如下：经计算，农机化发展指标综合主成分得分计算公式为：据公式（6）可知，农机系统机构数量每增加1%，农业机械化发展指标综合主成分得分增加0.27%;农用拖拉机数量每增加1%，农业机械化发展指标综合主成分得分增加0.335%;农机户数量每增加1%，农业机械化发展指标综合主成分得分增加0.392%;乡村农机从业人员数量每增加1%，农业机械化发展指标综合主成分得分增加0.395%;机耕作业面积每增加1%，农业机械化发展指标综合主成分得分增加0.415%。3 重庆市农业机械化发展水平的主成分得分评价将特征向量与标准化后的数据相乘，得到主成分得分，计算结果如表7所示。

9、由表中数据可知，农机人员和装备综合指标得分为逐年递增的趋势，表明重庆市农业机械保有量、农业机械劳动力水平和农业机械作业水平持续增长，发展趋势向好。农机政府机构指标得分呈现先增加后减少的趋势，表明重庆市政府机构建设处于调整状态。3.1 农机人员和装备综合指标得分评价2008-2016年重庆市农机人员和装备综合指标得分逐年递增，指标得分从-2.52959增加至2.03198，反映出重庆市农机人员和装备综合水平稳步提升。由公式（3）可知，重庆市农机人员和装备综合指标同各变量均呈正相关关系;其中，农用拖拉机数量、农机户数量、乡村农机从业人员数量和机耕作业面积影响程度较大，农业机械化系统机构数量影响程度

10、较小。重庆市农业机械化系统机构数量减少导致变量得分降低，变量得分从-0.04228减少至-0.12747;重庆市农用拖拉机数量增加导致变量得分增加，变量得分从-0.48469增长至0.70747;重庆市农机户数量增加导致变量得分增加，变量得分从-0.60468增长至0.54657;重庆市乡村农机从业人员数量增加导致变量得分增加，变量得分从-0.63348增长至0.53091;重庆市机耕作业面积扩大导致变量得分增加，变量得分从-0.76447增长至0.37450。3.2 农机政府机构指标得分评价2008-2016年重庆市农机政府机构指标得分整体上呈先增加后减少的趋势，2008-2012年为增长阶

11、段，指标得分从-0.10167增长至0.19997;2012-2016年为负增长阶段，指标得分从0.19997降低至-0.47731。这种趋势表明重庆市农机事业单位尚处于调整阶段，与我国机构改革的现实情况相吻合。重庆市农机政府机构指标同农业机械化系统机构数量和机耕作业面积变量呈正相关关系，同农用拖拉机数量、农机户数量和乡村农机从业人员数量变量呈负相关关系;其中，农业机械化系统机构数量影响程度较大，农用拖拉机数量、农机户数量、乡村农机从业人员数量和机耕作业面积影响程度较小。重庆市农机事业单位数量减少导致变量得分降低，变量得分从-0.10167减少至-0.477313;重庆市农用拖拉机数量增加导致

12、变量得分减少，变量得分从0.06244减少至-0.09113;重庆市农机户数量增加导致变量得分减少，变量得分从0.00851减少至-0.00769;重庆市乡村农机从业人员数量增加导致变量得分减少，变量得分从0.00593减少至-0.00497;重庆市机耕作业面积扩大导致变量得分增加，变量得分从-0.04701增长至0.02303。3.3 重庆市农业机械化发展综合主成分指标得分评价2008-2016年重庆市农业机械化发展综合主成分得分逐年递增，指标得分从-2.63126增加至1.55467，反映出重庆市农业机械化综合发展水平稳步提升。重庆市农业机械化发展综合主成分指标同各变量均呈正相关关系;其中

13、，农用农机户数量、乡村农机从业人员数量和机耕作业面积影响程度较大，农业机械化系统机构数量、农用拖拉机数量影响程度较小。重庆市农业机械化系统机构数量减少导致变量得分降低，变量得分从-0.17381减少至-0.52402;重庆市农用拖拉机数量增加导致变量得分增加，变量得分从-0.42225增长至0.61633;重庆市农机户数量增加导致变量得分增加，变量得分从-0.59617增长至0.53888;重庆市乡村农机从业人员数量增加导致变量得分增加，变量得分从-0.62755增长至0.52594;重庆市机耕作业面积扩大导致变量得分增加，变量得分从-0.81148增长至0.39753。4 主要结论及启示通过

14、主成分综合指标体系分析，结果表明重庆市农业机械化系统机构、农业装备水平、农业生产者、社会化服务组织、农机作业水平等方面的发展对重庆市农业机械化的发展具有显著的促进作用。在此基础上，笔者对推进重庆市农业机械化的发展的提出以下建议：加强农机系统机构队伍建设。重庆市农机系统机构数量持续降低，在此情况下，重庆市各级农业机械化主管部门应当加强农机系统机构队伍建设，提高工作质量，保质保量完成工作任务。切实履行安全监理、质量监督和农业机械化技术推广等职能，扎实推进重庆市农业机械化发展工作。发挥农机社会化服务体系优势。重庆市农机户和农机从业人员数量持续增加，农机服务市场不断扩大。重庆市各级农机主管部门应当充分发挥农机服务市场的数量优势，提升农机社会化服务的能力和水平。引导和对接农户和农机服务业从业者，拓宽服务市场。加强对农业机械化技术推广和信息宣传等公益性设施建设，完善农业机械化信息服务体系。坚持宜机化和扶持政策。坚持宜机化整治工程，整合地块，进而适合大中型拖拉机进行机械作业，实现规模化经营，推进农业机械化进程。认真贯彻促进农机化发展的法律法规和政策措施，落实农机购置补贴政策，扶持农机合作社等专业服务组