长江经济带农业现代化水平统计测度及时空演变

施嘉仪，郑圣超

(嘉兴大学 数据科学学院，浙江嘉兴 314001)

长江经济带是我国农业生产、农业科技创新和农业现代化建设的重要引领地区。在长江经济带建设上升为国家战略的新时期，国务院陆续发布了一系列农业发展政策，明确提出了发展区域农业现代化的目标。农业现代化作为国家现代化进程的重要组成部分，在新发展阶段建立农业现代化的指标体系，准确地评价与分析长江经济带农业现代化的发展水平，对政府制定农业现代化政策和管理机制、明确今后的主攻方向具有重要的理论和现实意义。

农业现代化是利用现代工业装备、现代科技和现代管理方法改造农业，建立健全社会化服务体系以推动农业质量、效率和动力的变革，提升农业的创新力和生产效率的全过程。[1]现阶段，提升新型农业经营主体质量、完善农业基础设施是推进中国式农业现代化发展应着重突破的重点。[2]采用熵权法评估我国农业现代化发展水平并探讨农业现代化的空间结构演变及溢出效应发现，农业现代化具备空间集聚性；[3]通过建立空间计量模型探究我国农业现代化的空间格局演变，除了观察到正向的空间溢出效应外，还观察到“高高”集聚和“低低”集聚的局部空间自相关特点；[4]我国农业现代化的发展水平整体是上升的，但区域内部之间发展速度差异较大，各地区在农业现代化方面具备不同的优势和短板。[5]

目前，对农业现代化的研究大多是基于区域之间相互独立的假设前提下进行的，[6-10]虽然从不同角度对农业现代化进行了探讨，但缺乏对农业现代化水平的趋同研究，农业现代化水平的测度也主要集中在农业现代化要素层面。随着农业现代化进程的深入，其内涵发生了深刻的变化，文献研究中所选用的农业现代化指标就显得有些滞后，应该进一步从区域维度的农业现代化发展水平时空趋同演变的角度进行深入研究。

本文基于新发展阶段农业现代化的目标要求和发展内涵构建了农业现代化水平的综合评价指标体系，运用熵权TOPSIS法评估长江经济带11个省(市)农业现代化水平，突破了原有文献中区域之间相互独立的假设前提，利用探索性空间数据分析和核密度估计对其时空演变特征进行实证分析，深入了解长江经济带农业现代化的现状和发展趋势，从区域协调发展的角度探究限制长江经济带农业现代化发展的因素，为制定长江经济带农业现代化发展战略提供科学的理论参考。

一、长江经济带农业现代化水平评价指标体系

(一)指标体系的框架和内容

借鉴已有的研究成果，遵循指标体系构建的系统性、科学性和可比性，结合 《“十四五”长江经济带发展实施方案》，设定了农业投入水平、农业产出水平、农业发展与经营水平、农业可持续能力4个一级指标。在充分考虑指标设计的合理性和数据的可获得性基础上，最终选取了20个指标构建符合农业现代化内涵以及农业现代化高质量发展内在要求的指标体系，如表1所示。

表1 长江经济带农业现代化水平评价指标体系

(二)数据来源

指标数据来源于2017-2021年《中国统计年鉴》和《中国农垦统计年鉴》以及各省份的统计年鉴、《中国农业与经济发展统计数据库》，空间数据则是利用 ArcGIS10.8软件对中国国家地理信息公共服务平台最新公布的中国行政区划地图进行矢量化处理得到。

(三)测度方法

1.熵权TOPSIS法

借鉴文献[11]，使用熵权TOPSIS法，确定农业现代化各个指标的权重，比较决策选项与理想解和负理想解之间的相似度并确定指标的排序。利用该方法测算农业现代化综合发展水平，既可以避免因主观赋权造成的权重臆断，又能有效地评判各观测对象的相对优劣，提高农业现代化综合发展指数测算结果的合理性和客观性。

第一步，各指标的标准化处理

正向指标：

(1)

负向指标：

(2)

其中Xij'表示第i个对象第j个指标标准化后的数值，max{Xj}和min{Xj}分别表示所有对象第j个指标的最大值和最小值。

第二步，计算各指标的信息熵

(3)

其中k=1/lnn，Er表示第r个指标的信息熵。

第三步，获取各指标的权重值

(4)

其中R表示指标总数，Wr表示第r个指标的权重值。

第四步，得到各指标加权指数

Qir=Wr×Xij'

(5)

其中Qir表示第i个对象第r个指标的加权指数。

(6)

第六步，判定各观测对象与理想对象的相对接近程度Ci

(7)

其中Ci越大，意味着观测对象i与理想对象越近，该观测对象相对较优。

2.探索性空间数据分析

探索性空间数据分析(Exploring Spatial Data Analysis，即ESDA)是一系列基于空间数据的分析方法和技术的综合，以空间相关性测度为基础和核心，通过描述和分析各种事物或者现象的空间分布格局，发现各种空间的集聚和异常，揭示各种研究对象之间的空间相互作用的机制。本文采用衡量空间相关性的常用方法--Moran's I全局自相关指数来检验长江经济带各省市之间农业现代化水平的空间关联度，并借助ArcGIS软件进行空间可视化呈现，以此来揭示各省市之间的空间相互作用机制。

全局莫兰指数的表达式为：

(8)

3.核密度估计

通过对各省市各个年份的农业现代化水平进行核密度估计，得到了一系列概率密度曲线。将这些曲线组合在一起，形成了连续的密度曲线并用于描述分布形态，考察长江经济带农业现代化发展的动态演变趋势。

设f(u，v)是二维随机变量(u，v)的联合核密度估计函数，计算公式为：

(9)

其中n为观测对象个数，hu、hv为带宽，Ku(·)、Kv(·)为核函数。

二、长江经济带农业现代化水平统计测度及时空演变分析

(一)长江经济带农业现代化水平统计测度

1.结构特征分析

基于表1的农业现代化水平评价指标体系，测算长江经济带上游(重庆、四川、贵州、云南)、中游(江西、湖北、湖南)、下游(上海、江苏、浙江、安徽)各省市农业现代化发展水平二级指标的年均值和年均增长率(如表2)，分析2017-2021年长江经济带11个省(市)4个维度农业现代化水平特征，以此了解长江经济带农业现代化水平结构特征。

表2 2017-2021年长江经济带农业现代化发展的二级指标水平

由测算结果可知，长江经济带农业投入水平在上、中、下游地区的年均值分别为0.449、0.496、0.423，差异性不大。这是因为整个长江经济带都是我国重点开发的地区，政府给予了相应的政策支持且支持力度较为均衡，促进了农业现代化的发展。同时，长江经济带各地区之间进行了较为频繁的技术交流和合作，有助于农业现代化水平的均衡提升。

农业产出水平自上游地区至下游地区整体呈现出渐进性的优化态势，但内部各省市间存在明显的差异。上游地区受地理因素和资源禀赋的差异影响，农业产出水平较为落后；中游地区如湖北、湖南的种植业、养殖业和水产业等较为发达，对农业产出水平的贡献较高。下游地区如江苏、浙江由于地理位置和气候条件等有利因素，享有更为丰富的农业资源和较好的自然环境，同时下游地区在农业产业结构方面更加多元化，涵盖了高附加值的农产品种植和精深加工等领域，其农业产出水平相对较高。

长江经济带农业发展与经营水平整体呈现上升趋势，上、中、下游地区的年均值分别0.283、0.427、0.585，下游地区农业发展与经营水平普遍较高。下游地区如浙江的经济发展水平较高，且近几年大力推进“未来乡村”建设，拥有更多的社会资源、公共服务分配以及资金投入，使农业发展与经营水平得到提升。而贵州、云南等上游地区经济发展起步晚，基础设施落后，农村公共服务也相对滞后，农业发展与经营水平相对较低。

农业可持续能力在上、中、下游地区的年均值分别为0.490、0.498、0.559，下游地区农业现代化的可持续能力相对较高。这是因为下游地区在农业技术和管理方面拥有更丰富的经验和知识，包括节水灌溉、高效施肥、病虫害防控等，并且在农业科技研发和应用方面具有较高的水平，能够有效提高农作物的产量和质量，减少农药和化肥的使用，提高农业系统的可持续性。

2.长江经济带农业现代化综合水平

运用熵权TOPSIS法测算出2017-2021年农业现代化的年均值和年几何增长率，并分析长江经济带农业现代化的综合水平，如表3所示。

表3 2017-2021年长江经济带农业现代化的综合水平数据

由表3测算结果可知，农业现代化综合水平年均值排名前5的省(市)依次是江苏(0.595)、浙江(0.531)、湖北(0.510)、湖南(0.485)、安徽(0.475)，其农业现代化综合水平的年均值都高于或接近0.500；而年均值最低的省份只有0.353，最高省份为最低省份的1.7倍。

上述结果说明，长江经济带农业现代化水平存在较明显的区域差异。上游、中游、下游地区农业现代化综合水平的年均值分别是0.379、0.470、0.515，这表明长江经济带上游地区农业现代化的发展水平落后于中、下游地区农业现代化的发展水平。长江经济带下游地区经济相对发达，在引进先进技术提高农业发展方面具有显著优势，农业现代化水平较高。中游地区受下游地区辐射带动影响，在地理位置、水资源、交通、技术和人才支持以及市场需求潜力等方面具有独特的优势，该地区的农业现代化水平相对较高；上游地区经济发展相对滞后，农业技术水平和农业知识更新滞后于中游和下游地区，且由于地形复杂、土地利用率较低、农业基础设施不足、缺乏先进的农业技术和管理经验，农业生产面临一定的困难，在一定程度上限制了农业现代化的推进。

(二)长江经济带农业现代化时空演变特征分析

1.农业生态效率空间自相关分析

基于2017-2021年农业现代化综合水平的数据，通过全局空间自相关分析计算研究期内长江经济带农业现代化水平的Moran's I指数，最终得到长江经济带农业现代化水平的全局空间自相关莫兰散点图，如图1所示。

图1 全局空间自相关莫兰散点图

图1表明，长江经济带农业现代化水平的 Moran's I指数在各年份均为正值且大于0.5，Moran's I指数的综合年均值为0.696；莫兰散点大部分位于第一、三象限。这表明长江经济带各区域的农业现代化水平有较为显著的空间正相关性，故进行农业现代化时空演变分析时，需要考虑空间因素。

2.农业现代化水平空间分布

为了进一步识别长江经济带各省市农业现代化是否存在空间集聚性，以2017-2021年的样本数据利用自然断点法将长江经济带农业现代化水平划分为低水平、较低水平、中等水平、较高水平4个等级，选取样本期的起止年份，即2017年和2021年的数据，并通过ArcGIS进行空间可视化呈现，如图2所示：长江经济带上游地区农业现代化水平较低，大多数省份农业现代化处于初步实现阶段；中游地区农业现代化整体属于中等水平，农业现代化整体上处于初步完成阶段；下游地区农业现代化整体水平较高，农业现代化进入基本完成阶段，其中江苏和浙江基本实现了农业现代化。

图2 长江经济带各省市农业现代化水平空间分布

由上可知，农业现代化水平高低的地区在地理空间上呈现一定的集聚特点，即农业现代化水平在地理空间上表现“高高”集聚或“低低”集聚。由于相邻地区在区位优势、产业链完善、技术创新、政策支持和投入以及经济规模等有近似特征，这些因素相互作用，促使高水平农业现代化地区在空间上形成集聚效应，推动农业现代化的快速发展。此外，农业现代化水平高的地区对相邻的农业现代化水平低的地区具有一定的辐射带动作用，长江经济带农业现代化发展格局存在空间集聚效应。

3.农业现代化水平的时空演变特征分析

基于长江经济带农业现代化发展格局存在空间集聚性，为了更加直观地展示长江经济带不同地区、不同时段农业现代化水平的总体分布和变化趋势，根据表3分别绘制了2017-2021年长江经济带11省(市)和长江经济带上、中、下游地区农业现代化水平的三维核密度估计曲线图，如图3。

图3 长江经济带及上中下游地区农业现代化水平的核密度估计曲线图

如图3(A)，从分布位置来看，核密度曲线的增速波动较小，呈单峰右倾趋势，表明长江经济带农业现代化发展水平较为稳定，各省市农业现代化发展水平在不断提升。如图3(B)，从分布位置来看，核密度曲线有向右移动的趋势。从曲线数量看，核密度曲线多峰形态明显，且左边峰值较高、右边峰值较低，呈极化态势，且两个峰的高度不断降低。这说明上游地区农业现代化发展水平相对不均衡，随着时间的推移，各省份间差异存在扩大趋势。如图3(C)，从波峰数目来看，样本期内存在双峰现象，曲线的峰值上升；波峰形状逐渐变窄，由宽峰转变为尖峰。这说明在2017-2021年期间，长江经济带中游地区的农业现代化发展水平不均衡，但表现为稳步上升的趋势，中游地区农业现代化发展水平差距在缩小，且朝着更均衡和高水平的发展方向迈进。如图3(D)，从分布位置来看，核密度曲线波形向左移动，波峰的垂直高度整体是上升的，这表明长江经济带各省市的农业现代化发展水平整体上较为稳定，且农业现代化发展水平不断提高，呈现出较高水平的均衡发展态势。

由上可知，长江经济带的农业现代化水平整体呈现正增长趋势，但区域内部之间存在发展不平衡现象，中游和下游地区的农业现代化发展水平较高且增长速度明显，而上游地区的农业现代化发展相对不平衡且落后于中游和下游地区，区域内发展不均衡现象更显著，长江经济带区域内部农业现代化水平差距逐年扩大。

三、结论与对策建议

(一)结论

第一，在空间分布上，长江经济带农业现代化区域差异显著，且区域农业现代化发展具有空间集聚性，主要表现为高水平发展向中下游地区集聚的特点；第二，在时间维度上，长江经济带各区域农业现代化整体朝着更高、更均衡的方向迈进，但区域内发展程度不一，下游地区已进入成熟期，中游地区正处于发展期，上游地区的现代农业正处于成长期；第三，长江经济带农业现代化要素发展不均衡，各省市农业现代化水平存在各自的竞争优势和发展瓶颈。

(二)对策建议

为推进农业现代化建设，长江经济带应以效益为导向，不仅要精准发力补短板、促进农业提速发展，还要优势互补协调，实现长江经济带的协同并进。

1.农业投入

一是要加大农业科技研发投入。积极投资农业科研机构，激励农业科研人员和企业进行技术研究，引入智能农业技术、精准农业技术、农业物联网等现代化农业实践等。二是要提供培训和技术支持。政府帮助农民学习和掌握现代农业技术、管理知识和最佳种植方法，促进农业科技水平的增长。三是要优化农业金融支持政策。银行应对农村发展提供针对性的金融支持，建立农业贷款和信用保障机制、提供低息贷款和金融服务，鼓励投资农业生产。

2.农业产出

一是要推广先进的种植、养殖技术和管理模式。通过智能农业、精准农业等现代农业技术的应用，在农业种植选取方向、农产品养殖和加工技术水平以及智能管控等方面增加高附加值农产品的种植。二是要促进农产品加工和品牌建设。上游地区着重投资农产品初加工设施，中游地区鼓励农产品加工企业的发展，下游地区鼓励高附加值农产品加工和生产。三是要加强农产品出售渠道建设。上游地区鼓励农民成立农产品合作社进行协同生产和销售，中游地区建设高效的农产品物流网络，确保农产品能快速运输到市场，下游地区寻找新的市场机会，支持中游和上游地区的农产品销售，发挥高水平发展地区的带动作用。

3.农业发展和经营

一是要鼓励多元化农产品种植。政府应特别关注与扶持特色农产品、有机农产品的生产加工，满足多样化的市场需求。二是要发展特色产业链。建立包括生产、加工、包装、物流和销售等环节的完整特色农产品产业链，以确保农产品的流通顺畅和质量可控。三是要推动农业产业集聚和一体化发展，建立农业园区、农业产业集群和农业合作社，提高农业生产的规模化、标准化和集约化水平。

4. 农业可持续性

一要投资绿色农业实践。鼓励企业和农民减少农药和化肥的使用，降低农田污染，推进农田水利建设和水资源管理，通过滴灌、雨水收集等农业节水技术，确保农业用水的高效安全。二要促进生态保护与农业协同发展。推广绿色生产技术和可持续农业模式保护水资源、土壤和生态系统，确保农业政策与生态环境政策之间的协调。三要加强跨区域合作。农业现代化建设应注重建立合作伙伴关系，共同解决跨区域的农业均衡性发展问题，提高农业生产的效率和可持续发展性。