基于主成分分析的黑龙江垦区农业循环经济发展评价的研究

金光春，单忠纪，翟绪军，刘睿思

（1.黑龙江八一农垦大学经济管理学院，大庆163319；2.北京邮电大学经济管理学院）

2011年，黑龙江垦区现有耕地面积28538.85 km2[1]，经过三代北大荒人的艰苦奋斗，垦区已成为我国耕地规模最大、现代化程度最高、综合生产能力最强的国家重要商品粮基地和粮食战略后备基地。六十多年来，虽然黑龙江垦区已累计生产粮食2 252亿kg，累计向国家交售商品粮1 667亿kg[2]，但是垦区内普遍受到生活环境、饮用水、农场工业企业、畜禽养殖业等污染，甚至局部地区农田连年施用化肥农药超标，对土壤造成一定污染。尽管垦区在循环经济发展上取得了一些成就，但从总体上看，局部地区（如场部、管理区）的生态环境依然存在许多问题，环境改造与污染治理速度不适应发展需要。特别是随着垦区经济的快速发展，区域内生活污水、生活垃圾、农业生产及畜禽养殖废弃物排放量增大，使垦区对环境质量的改善面临巨大挑战。因此，研究黑龙江垦区的农业循环经济发展是十分必要的。

1 农业循环经济综合评价体系的实证研究

1.1 综合评价指标体系的建立

根据《黑龙江垦区环境保护“十二五”规划》，遵循循环经济的“3R原则”，建立了黑龙江垦区的农业循环经济评价指标体系，具体如下：

表1 黑龙江垦区农业循环经济发展评价指标体系Table1 Evaluation index of the agricultural circular economy development in Heilongjiang reclamation area

1.2 评价指标体系方法的确定

黑龙江省垦区农业循环经济评价指标体系中各指标间存在一定的相关性，并且选用的指标较多，增加了计算量和分析问题的复杂性，因而需要对指标体系进行筛选、简化，找出其主要的影响因子。

主成分分析是一种广泛应用的多元统计分析方法，其考虑各指标间的相互关系，采用降维的方法，在众多变量指标中找出几个综合因子，使其尽可能地反映原来变量的信息，而且彼此之间互不相关，使得评价结果具有全面性、可比性和客观性。应用该方法对农业循环经济进行综合评价，不仅使计算简单化，而且避免了主观随意性，使得分析结果更加准确、合理和客观[3-4]。本研究运用主成分分析法对黑龙江垦区农业循环经济发展水平进行综合评价。

1.3 数据来源与无量纲化处理

1.3.1 数据来源

黑龙江垦区从2005年开始贯彻落实《生态省建设规划纲要》，因此，研究采用的数据来源于2005年至2011年的《黑龙江垦区统计年鉴》[1]。

1.3.2 指标的无量纲化

在垦区农业循环经济评价指标体系中，由于原始数据存在负作用指标，因此将“资源减量投入指标”中的SO2排放强度、COD排放强度、化肥施用强度、单位GDP能耗、单位GDP水耗的原始数据，采用模糊隶属度函数对原始数据进行无量纲化处理。公式[5]如下：

（1）正向指标利用半升梯形隶属度函数：

式中：M（Ni）为第i个指标实际数值的隶属度值；Ni为第i个指标的实际数值；Nim为此类指标的最大值（上限值），Nin为此类指标的最小值（下限值）。由于已规定Ni≤Nim，Nin=0，上式可以简化为M（Ni）=Ni/Nim。

（2）逆向指标利用半升梯形隶属度函数：

将指标标准化以后，不受量纲的影响，使各指标间有了可比性，指标量化值越大，表明该指标实际值接近最先进值的程度。

1.4 计算结果与分析

利用SAS 9.3.1统计分析系统软件，对黑龙江垦区农业循环经济发展水平进行了主成分分析，得到方差分解主成分提取分析表（如表2）。由于前4个主成分的特征值大于1，且累积贡献率达到95.28%，表明原有变量信息的绝大部分可被这4个因子解释。

表2 特征值、贡献率、累计贡献率Table2 Factors of eigenvalue，contribution rate and accumulation contribution rate

在初始因子载荷矩阵中，公因子在大多数变量上数值大小一般比较平均，不容易说明每个公因子的意义，不便于对实际问题进行分析说明。出于这种考虑，对初始公因子进行线性组合，即进行因子旋转，以期找到实际意义更为明显的公因子。在经过VARIMAX正交旋转（正交旋转得到的新公因子仍然保持彼此独立的性质）后，载荷矩阵发生了很大变化，如表3。

表3 旋转后的因子载荷矩阵Table3 Initial factor loadingmatrix

根据因子载荷数值大小可以判断出来，第一主成分F1在农场家庭年人均纯收入、城市化水平、化肥施用强度、农用塑料薄膜回收率、秸秆综合利用率、森林覆盖率、城市噪声满足功能区要求率、城镇人均公共绿地面积上信息含量较高，因此可解释为农业循环经济发展总体水平因子；第二主成分F2在集中供热普及率、主要污染物排放强度SO2、主要污染物排放强度COD、单位GDP能耗、规模化畜禽养殖场粪便综合利用率上载荷较大，可作为垦区资源减量投入方面的表征因子；第三主成分F3在规模化畜禽养殖场粪便综合利用率、集中式饮用水源水质达标率、绿色食品种植面积比率、城镇生活垃圾无害化处理率上载荷较大，其他方面反映程度较小，可作为资源环境安全方面的因子；第四主成分F4主要反映了环保投入占GDP比例、受保护地区占国土面积比例、工业用水重复利用率方面的信息，作为生态保护政策因子。

表4为用原始变量表示主成分的系数信息。由此可得出4个主成分的表达式。应当注意，此处SAS统计系统软件给出的是用原始变量表示的主成分表达式，得到的是标准化后的主成分因子，要得到与原始变量的关系，还要乘以主成分因子方差的平方根，即：

至此，可建立黑龙江垦区农业循环经济评价的计量模型为：

F=（3.169f1+2.726f 2+1.874f 3+1.373f 4）/0.953

表4 主成分得分矩阵Table4 Component score coefficientmatrix

综上，从分析结果可以看出，黑龙江垦区要发展农业循环经济，实现经济、社会、环境的协调发展，就首先要在政策上强化生态垦区建设，在垦区环境保护取得一定成效的基础上，建立健全环保法规、政策和标准，加大生态垦区、环境优美乡镇和生态文明农场建设[6]，积极开展垦区环境综合整治工作，全力构建和谐垦区。其次，在资源减量投入方面，把农业循环经济、生态保护科学纳入科技发展规划目标当中，重点扶持，鼓励科技创新，推广先进适用的科技成果，有利于生态环境的可行性、实用性和经济性的技术给予优惠政策，最终减少或杜绝污染源。最后，在资源环境安全方面，加大对环境保护资金的投入，建设生态垦区、生态居住区、绿色生活方式和绿色生产方式等，加强对工业污染源的防治，继续推进特殊生态功能保护区的保护，发展循环经济。

2 政策建议

2.1 强化政府行政和执法力度，全面贯彻国家环境保护方针政策

黑龙江垦区应建立高效的环境监督管理体制，强化执法检查和监督管理，依法严肃查处各种环境违法行为和生态破坏现象，对不符合国家产业政策和环境要求、污染严重的企业，坚决予以关闭，并适时组织开展专项整治活动，解决突出的环境污染问题。对各种破坏生态环境的违法行为及时严肃查处，坚决打击认为破坏生态环境的违法犯罪行为。增强环保部门对环保工作统一监督管理的有效性。要加强环境保护部门的建设，对环保干部进行岗位培训，提高环境管理队伍的素质，定期开展环保执法大检查，加强监测、监理站建设，强化环境微观管理。要加强环保基本国策、环保法及可持续发展思想及典型案例的宣传，提高垦区全民生态保护意识，推动生态垦区建设走上法制化轨道。

2.2 积极促进环境科技环保产业的建设，加大科技的投入

科技是推动社会发展的第一生产力，通过把生态保护科学研究纳入科技发展计划，给予重点扶持，鼓励科技创新，逐步建立起适应市场经济的现代研究体系、技术开发体系、科技管理体系、社会化服务体系，对科技含量较高的生态产业项目和有利于改善生态环境的适用技术，应当给予有关优惠政策。在清洁生产、生态环境保护、资源综合利用与废弃物资源化、生态产业等方面，积极开发、引进和推广应用各种新技术、新工艺、新产品，并建立生态环境信息网络，加强生态环境资料数据的收集和分析，及时跟踪环境变化趋势，提出对策措施。因此，应该主要关注集中供热普及、SO2排放强度、COD排放强度、单位GDP能耗、规模化畜禽养殖场粪便、秸秆的投入情况，大力推进资源循环利用技术的研究与开发，促使资源高效利用，为垦区环境保护建设提供科学化决策支持。

2.3 加强国内外引资和国际合作，建设生态垦区

在建设生态垦区，发展农业循环经济方面，要加强国内外引资和国际合作。一方面，积极开展国内外交流活动，开拓广泛的引资渠道，在生态保护盒环境保护能力建设等方面寻求可能的资金支持。另一方面，以三江平原湿地和生物多样性保护为依托，积极进行国际间的技术交流与合作，引进信息和技术，提高垦区环境保护的整体水平和知名度。另外，也鼓励民间投资参与农业循环经济发展的基础设施建设和社会公益性建设，多渠道筹措资金，保障农业循环经济发展的顺利实施。

[1]黑龙江农垦统计局.黑龙江垦区统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2012.

[2]黑龙江农垦总局.黑龙江垦区经济和社会发展第十二个五年规划—粮食行业“十二五”发展规划[M].哈尔滨：黑龙江人民出版社，2011.

[3]翁梅，王甲甲.基于主成分分析的河南省农业循环经济发展评价研究[J].河南农业大学学报，2012，46（2）：228-230.

[4]安海燕，李翠霞，田德斌.基于主成分分析的农业循环经济发展综合评价—以黑龙江省泰来县为例[J].农机化研究，2009，31（12）：19-20.

[5]冯华，宋振湖.山东省农业循环经济发展评价[J].中国人口·资源与环境，2008，18（4）：95-96.

[6]王宁，杨学丽，齐瑛，等.黑龙江垦区生态林经营者低风险规避度原因分析[J].黑龙江八一农垦大学学报，2013，25（4）：78-80.