基于主成分分析法对湖南农业可持续发展水平的评价.doc

1、1基于主成分分析法对湖南农业可持续发展水平的评价摘要：农业可持续性发展用生态学、经济学、社会学等学科来评价农业系统是否持续、协调地发展，是一种把产量、质量、效益与环境综合起来安排农业生产的农业模式。以此为依据构建湖南农业可持续发展水平评价指标体系，该体系包括农业生态可持续发展、农业经济可持续发展和农业社会可持续发展三个子系统。采用主成分分析法综合评价分析湖南省 20012011 年农业可持续发展综合情况。 关键词：主成分分析；湖南；农业；可持续发展 中图分类号：F320 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）16-0031-02 湖南是全国的农业大省，其位于长江中游以南，土地

2、面积 21.18 万平方公里，占全国国土面积的 2.2%，2011 年末户籍人口 7 110.34 万，常住人口 6 568.37 万，总人口年平均增长率为 0.2%0.5%。湖南属亚热带湿润季风气候，全年日照 1 3001 900h，年平均气温在 1518之间，不低于 10的活动积温为 5 0005 800，年降水量 1 200mm1 700mm，无霜期 260310 天。优良的自然条件使得湖南农业的发展具有得天独厚的优势。本文拟通过构建湖南农业可持续发展的指标体系，采用主成分分析方法，对 20012011 年期间湖南农业发展可持续能力进行评价，全面体现各个系统在可持续农业符合系统中的相对重

3、要性，从而能更好地反映可持续农业发展的目标。 2一、湖南省农业可持续发展评价指标体系的构建 世界环境与发展委员会在我们共同的未来中，将可持续发展定义为：在满足当代人需要的同时，不损害人类后代满足其自身需要和发展的能力。而可持续发展指标体系是可持续发展项目设计与评估的标准和关键。本文根据 1996 年由联合国可持续发展委员会等机构提出的可持续发展指标体系框架中第三类环境类反映促进农业和农村的可持续发展的指标构建了适合湖南省农业可持续发展评价的指标体系。 结合湖南地区特点及自然资源条件和社会经济状况等，遵循整体性、动态性、稳定性和可操作性等原则，该指标体系分别通过农业的生态可持续性、农业的社会可持

4、续性和农业的经济可持续性三个子系统 18 个评价指标较为全面的反映湖南省农业可持续发展现状。其中，评价农业生态可持续性的指标包括人均耕地面积、有效灌溉面积、农业机械总动力、农用化肥施用量、森林覆盖率、农作物总播种面积、农业总产值、自然灾害面积及农药使用量等。评价农业社会可持续性的指标包括农村人均纯收入发展速度、人口自然增长率、农村恩格尔系数、农业劳动力等。评价农业经济可持续性的指标包括人均粮食产量、人均棉花产量、人均猪肉产量、农村用电量、农村通电话村数等。 二、研究方法及分析结果 （一）评价方法及其基本原理 主成分分析是考察多个变量间相关性的一种多元统计方法，其目的可以被简单归纳为：数据的压缩

5、和数据的解释。该方法被用来寻找判断某种事物或现象点综合指标，并且给综合指标所包含的信息以适当的解3释，从而更加深刻地揭示事物内在规律。主成分分析是一种通过降维来简化数据结构的方法：如何把多个变量化为少数几个综合变量（综合指标） ，而这几个综合变量可以反映原来多个变量的大部分信息，所含的信息又互不重叠，即它们之间要相互独立，互不相关。 （二）湖南省农业可持续发展能力主成分分析 1.数据标准化处理。首先将 20012011 年间 18 个指标数据综合录入 Excel 表格中，然后将此表格导入到 spss 软件，spss 在调用因子分析过程时会自动对原始变量进行标准化，因此在通常情况下以后的输出结果

6、中都是指标准化后的变量。由于所选取的各指标的计量单位不同，而且数值差异较大，依此得到的评分将毫无意义，此步骤就是为了消除这一影响。 2.根据软件结果计算综合得分。由软件计算结果可以得出当主成分数为 3 时其累积贡献率已经达到 98.179%，因此提取的 3 个主成分完全能够代表原来指标的全部信息量，根据相关数据就可计算得出特征向量 u从而可以得到各主成分表达式： 第一主成分 F1=-0.0078X1+0.3712X2-0.8418X3+0.4059X18 第二主成分 F2=0.3055X1-0.1876X2+0.1031X3+0.9131X18 第三主成分 F3=-0.0138X1+0.051

7、X2+0.0496X3+0.0068X18 根据主成分分析成分得分系数可以得到因子得分模型： f1=-0.002X1+0.083X2-0.09X3-0.091X4+0.038X18 f2=0.176X1-0.079X2+0.021X3-0.039X4+0.0161X18 f3=-0.034X1+0.092X2+0.043X3-0.011X4+0.005X18 4我们以前 3 个特征根百分比作加权系数计算其综合得分，即： f=0.604f1+0.321f2+0.075f3 根据上述函数式将数据录入 Excel 表格中可以得到湖南农业可持续发展的综合评价表，由于从数值难以看出变化，将数据代入软件得

8、到图1。 三、结论与讨论 （一）农业社会子系统发展态势 农业社会子系统呈波动发展态势，大致可分为三个阶段：第一阶段，20012004 年为农业社会子系统稳定发展阶段，该阶段湖南省农村人均纯收入发展速度由 110.15%上升到 112.04%上升了 2 个百分点，人口自然增长率由 5.08下降到 4.95，表明 20012004 年农民生活质量有所提高。第二阶段，20052008 年为快速发展阶段，此阶段农村人均纯收入发展速度由 107.2%上升到 115.6%，上升了 8 个百分点，但人口自然增长率居高不下。第三阶段，20082011 年为急剧衰退阶段，此阶段农村人均纯收入发展速度由 115.

9、6%下降到 110.6%，下降了 5 个百分点，人口自然增长率由 5.15上升到 6.55。 （二）农业经济子系统发展态势 农业经济子系统呈稳定发展态势，大致可分为三个阶段：第一阶段，20012004 年为农业经济子系统持续下降阶段，该阶段湖南省人均粮食产量由 410.4 公斤/人下降到 366.62 公斤/人，但农村用电量和农村通电话村数都有所增加，表明 20012004 年虽然整体经济有所下降，但农民生活质量并没有较大幅度的下降。第二阶段，20052008 年为稳定上升5阶段，此阶段没有较大波动，整体呈现上升趋势，人均粮食产量由420.65 公斤/人上升到 435.05 公斤/人，人均棉花

10、产量由 3.06 公斤/人上升到 3.54 公斤/人，说明农业经济系统已经进入稳步发展的阶段。第三阶段，20092011 年为波动下降阶段，中间虽有所上升但总体趋势在下降，人均粮食产量由 435.04 公斤/人下降到 413.26 公斤/人，热军猪肉产量由 79.66 公斤/人下降到 57.1 公斤/人。其原因与 2008 年的金融危机也有着根本联系，2008 年前农业经济系统已经缓慢进入上升阶段，由于金融危机的撞击在一定程度上还是影响了经济系统的发展，不过从总体趋势而言 2009 年、2010 年、2011 年都是要高于 2004 年的。 （三）农业生态子系统发展态势 农业生态子系统呈缓慢发

11、展态势，大致可分为二个阶段：第一阶段，20012004 年为农业生态子系统持续下降阶段，该阶段湖南人均耕地面积由 0.0593 公顷下降到 0.0575 公顷。第二阶段，20052011 年为直线式发展阶段，此阶段森林覆盖率由 55%上升到 57.13%，上升了 2 个百分点，农业总产值由 947.7 亿元上升到 2 391.67 亿元，尤其是 2008 年以后农业生态系统曲线与整个湖南农业系统曲线几乎重叠，说明湖南加大农业结构调整力度，大力发展绿色产品，促进了农业生态系统的发展。 湖南省农业可持续发展的主成分分析结果表明，2001 年以来，湖南农业及其子系统发展状况良好，稳步上升，但仍然存在

12、一些具体的不容忽视的问题，以至于 2008 年后整个系统受到了较大波动，好在政府及时调控，并没有使得波动年限较长，现在已处于复苏阶段。 6参考文献： 1王镇龙.湖南省农业可持续发展研究D.长沙：湖南大学，2006. 2国家统计局.中国统计年鉴K.北京：中国统计出版社，2011. 3湖南统计年鉴编辑委员会.湖南统计年鉴K.北京：中国统计出版社，2011. 4中国农村统计年鉴编辑委员会.中国农村统计年鉴K.北京：中国统计出版社，2011. 5张文彤.SPSS 统计分析高级教程Z.2004：9. 责任编辑 吴高君 收稿日期：2014-03-08 作者简介：余倩瑜（1990-） ，女，湖南岳阳人，硕士研究生，从事产业生态与管理研究。