基于主成分分析的浙江省生态农业综合效益评价

陈培彬，张精，曾芳芳，朱朝枝*

(福建农林大学 a经济学院，b金山学院，福建 福州 350002)

过去几十年，我国经济社会步入高速发展阶段，人们对自然资源无休止、无节制的开发，导致土地、空气等不可再生资源遭受严重的破坏[1-2]。2010年2月6日，国家统计局发布了《第一次全国污染源普查公报》，报告显示，我国农业源化学需氧量(COD)排放量高达1 324.09万t，占COD总排放量的43.7%；农业源总磷和总氮排放量分别为28.47万t和270.46万t，分别占总排放量的67.4%和57.2%[3]，生态文明建设所面临的形势不容乐观，治理与降低农业生态环境污染的脚步刻不容缓。

随着“生态文明”“绿色发展、生态优先”“绿水青山就是金山银山”“共抓大保护、不搞大开发”等系列国家战略发展理念的提出，对中国生态农业发展情况进行研究具有重要意义[4-5]。1980年，叶谦吉教授首次提出我国生态农业的概念[6]，此后学者们对此进行过诸多探讨。当前研究集中于生态农业的理论探析与发展模式探索，主要围绕生态农业的背景、驱动机制、困境对策及我国各省市不同生态农业发展模式的实践及应用[7-13]，对生态农业的发展水平及效益综合评价较少。此外，层次分析法是大多数生态农业效益评价采用的主要研究方法，但是此方法对于各个指标权重的赋值含有较多的主观色彩，导致结果有一定的主观性[14-22]。本研究首先将生态农业效益评价视为一个系统整体的工程，其次在现有的统计制度基础上构建涵盖生态、经济、社会3个子系统的生态农业效益综合评价指标体系，最后选取浙江省作为研究对象，利用因子分析法来对浙江省11个地级市的生态农业效益进行评价，以期为我国生态农业的发展建设提供参考借鉴。

1 指标构建、数据处理与方法选取

1.1 指标体系的构建

以评价指标体系构建的科学性、系统性、可操作性、因地制宜性等基本原则为指导，参考国内外学者的研究，结合浙江省实际情况，经过与专家反复商讨交流，最终确立以下评价指标体系。一级指标体系包括生态效益、经济效益、社会效益3个指标；二级指标体系包含森林覆盖率、有效灌溉面积、农用化肥施用量、农用塑料薄膜使用量、水资源总量、人均生产总值、农林牧渔总产值、农村居民人均可支配收入、农业机械总动力、年末城镇就业人员数、农林牧渔业服务业产值、粮食公顷产量、城乡居民人均生活消费支出等13个指标(表1)。

1.2 数据来源与无量纲化处理

选取浙江省11个地级市作为分析样本，结合浙江统计信息局发布的《2018年浙江统计年鉴》的统计数据，获取指标所需的原始数据，并对原始数据进行无量纲化处理(表2)。

表1 生态农业综合效益评价指标体系

表2 浙江省11个地级市生态农业综合效益评价指标数据

1.3 评价方法

为保留原始指标的绝大多数信息，尽可能避免指标体系权重赋值的主观性对结果造成干扰，选择主成分分析方法进行分析。在分析中，首先将原始数据进行无量纲化处理，然后根据初始变量特征判断主成分求取方法，再判定各个变量之间的相关关系并确定主成分个数，最后为主成分命名，并结合提取的主成分分析研究问题。

2 主成分提取与因子载荷计算

将无量纲化处理的数据录入SPSS 25.0，以特征值大于1且累计贡献率达85%作为主成分提取原则，共选取累积贡献率达90.212%的前4个主成分(表3)，作为综合指标来替代构建的13个原始评价指标。

但是，此时得到的未旋转的公共因子可能存在代表变量不突出的问题，难以解释其实际意义。因此，本研究进一步采用凯撒正态化最大方差法对以上因子载荷矩阵进行正交旋转，迭代7次后收敛，最终得到旋转后的因子载荷矩阵(表4)。

表3 提取的主成分特征信息

由表4可知，主成分1中，人均生产总值、农村居民人均可支配收入、年末城镇就业人员数、农林牧渔业服务业产值、城乡居民人均生活消费支出占比位居前列。发展生态农业所带来的直接效益是转移农村剩余劳动力，增加农民收入，这些指标反映了发展生态农业对社会就业的辐射带动力度，所以将主成分1定义为生态农业社会辐射因子。主成分2中，有效灌溉面积、农用化肥施用量、粮食公顷产量占比位居前列，这些指标主要与生态的投入产出效率密切相关，且粮食产量与安全更是涉及国家红线，所以将主成分2定义为生态农业生产效率因子。主成分3中，森林覆盖率、水资源总量占比位居前列，这2个指标是一个地区生态资源丰裕度的直观展示，丰富的森林资源及水资源极大地促进了生态农业发展，所以将主成分3定义为生态农业资源基础因子。主成分4中，农用塑料薄膜使用量、农林牧渔业总产值、农业机械总动力占比位居前列。随着科学技术的进步，农业生产过程的机械化程度也不断提升，对于农业机械的需求也越来越多，而农用薄膜则是设施农业的重要组成部分。换言之，这2个指标从侧面反映当地的农业现代化水平，农业现代化水平的提升也将直接带动生产效率提高并增加农业产值，所以将主成分4定义为农业现代化水平因子。

表4 旋转后的因子载荷矩阵

3 生态农业效益评价结果及分析

在构建4个主成分之后，根据所得的主成分系数构建回归方程，分别计算浙江省11个地级市的各个主成分得分。在此基础上，以各个主成分的方差贡献率作为权重，最终得到各市的综合得分和排名(表5)。

表5 浙江省11个地级市生态农业效益综合评价

由表5可知，浙江省11个地级市的生态农业效益排名由高到低分别是杭州市、宁波市、绍兴市、金华市、台州市、温州市、丽水市、嘉兴市、湖州市、衢州市、舟山市。杭州市是省会城市，其经济水平及生态资源与农业产出都遥遥领先于其他城市。但是杭州市整体农业现代化水平还有待提升，分析原因，可能是因为农业用地紧张，从而制约大规模的农业机械化生产与设施农业发展。宁波市的生态资源在浙江省虽处于中下水平，但是该市地形多为平原，适合开展大规模的农业机械化生产，农业现代化水平的不断提升也极大地带动了社会的总体就业。绍兴市的生态资源虽不具有优势，但是其生态农业的生产效率较高，拉动了整体排名的上升。

排名居中的地级市包括金华市、台州市、温州市、丽水市，嘉兴市。台州市的农业现代化水平最高，温州市在这方面也具备优势，但是二者却不能很好的发挥生态农业的辐射带动效应。衢州市与丽水市拥有丰富的生态资源，但受制于经济条件的制约，不完善的基础设施建设令现代农业发展受限，导致其生态农业生产效率较低。嘉兴市素有“鱼米之乡、丝绸之府”的美誉，是浙江省粮、油、畜、茧、鱼的重要产区，农民收入也常年占据浙江榜首，但是由于其水资源较为匮乏，并且是国家历史文化名城，为了更好的保护文化遗产，人们更多的是发展生态耕作模式(例如稻虾共生模式，水田水红菱-泥鳅立体种养模式等)，限制农业机械使用，产量有限，因此，综合得分并不理想。

排名靠后的是湖州市、衢州市、舟山市。舟山市是群岛城市，受制于地形地貌，岛与岛之间主要依靠跨海大桥联通，交通较为不便。此外，该市可用耕地稀少，生态资源基础薄弱，因而粮食产量较低。但是该市海域面积辽阔，渔业产业较为发达，在农业现代化水平、社会辐射2因子具有比较优势。

综上所述，浙江省生态农业效益大致呈现浙中最优，南北两面居中，东西两翼较弱的布局。其原因是多方面的，首先是生态资源不均衡，其次是各市的经济水平不同，导致的基础设施建设不均衡。浙江中部地区是全省主要的经济中心，杭州市巨大的经济体量对于周边各个城市具有极强的辐射效应，同时中部地区各市之间交通十分便捷，各市之间能够实现紧密的贸易活动，解决了农产品市场的后顾之忧。

4 建议

浙江省是我国面积较小的省份，且省内多为山地丘陵，耕地面积稀少，有“七山二水一分田”之说，但是其经济水平走在国家前列，基础设施配套完善，交通便捷，劳动力丰富，相较于土地等不可再生资源，其在资本、劳动力等方面具有比较优势。同时，浙江省自然气候及地理环境也为生态农业多样性提供了肥沃的土壤，农耕底蕴深厚。因此，在乡村振兴机遇下，浙江省发展生态农业大有可为。但针对各市，不可采用单一的生态农业发展模式，应因地制宜，以同质性、城乡统筹兼顾、主导与特色相结合为原则对各市进行分区规划。

4.1 经济较发达地区发展面向国际的都市型生态农业

杭州、嘉兴、宁波、绍兴、湖州地区应把握自身的农业经济发达优势，加强与长三角地区的接轨力度，积极承接上海大都市圈农业转移，不断释放社会辐射带动能力，加大对资本、劳动力等生产要素的投入，增强生态农业国际竞争力，着重发展绿色蔬菜、特种水产品、生态畜禽、蚕桑、花卉苗木等具有较高成长性和发展潜力的产业，积极建立面向国际市场和长三角地区城市群的都市型生态农业。

4.2 平原盆地地区加快推进各类立体种植模式

台州、温州地区是浙江省主要平原地区，光照充足、雨水充沛，适宜种植茶、果、林、竹笋、食用菌等特色农作物，应以发展特色生态农业为导向，建设特色优势农产品产业带，形成不同类型的立体种植模式。金华、衢州地区拥有全省最大的内陆盆地金衢盆地，区域内地形复杂多样，今后可在盆地周缘的江河上游农林区打造以林业及林特产品加工为依托的林业产业循环经济链，在低丘岗地发展能源与资源循环模式的生态农业，在中西部河谷平原发展立体循环高效农业。此外，以浙赣铁路和杭金衢高速公路为轴，金华、衢州二市为点，形成一轴两心的生态农业建设布局，优化生态农业的外部环境，大力推进配套基础设施建设，提升农业信息化水平，提高生产效率。

4.3 经济较落后地区立足生态资源优势

丽水市发展生态农业的重点是实现生产要素与资源的有效配置，加快替换资源耗费严重、生产效率低下的传统产业。同时，应重视对森林资源的保护，强化生态屏障，优化农业结构，推动林下经济发展，扶持林业创新性产业集群建设，建成区域特色明显、经济效益显著的珍稀干果、竹笋、木制品、花木、山地精品水果、木本粮油、木本药材等7大产业带。舟山市应立足海洋资源优势，实行开发与保护并重，加快培育海洋经济与产业的新增长点，大力发展浅海、滩涂立体海水产品养殖模式。同时，应结合海岛水资源短缺的状况，积极推广各类农业高效节水技术，提高农业用水利用效率，扩大抗旱作物种植面积，促进海岛经济持续发展。

综上，浙江省各市在生态农业发展上，应积极贯彻落实我国乡村振兴战略的主要思想，注重经济效益、生态效益、社会效益3者统筹兼顾，必须坚定不移走可持续发展道路，加强农业参与者的生态意识，推广农业科技成果的广泛应用，优化资源配置，最大化发挥生态效益，辐射社会效益，提升经济效益，实现农业有效转型升级。