河南省各地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)*
——基于聚類和主成分分析

彭博，羅澤舉

(重慶工商大學(xué)電子商務(wù)及供應(yīng)鏈系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400067）

河南省各地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)*
——基于聚類和主成分分析

彭博，羅澤舉＊＊

(重慶工商大學(xué)電子商務(wù)及供應(yīng)鏈系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400067）

綜合歷史文獻(xiàn)和河南省的基礎(chǔ)狀況，提出了評(píng)價(jià)河南省農(nóng)業(yè)的8項(xiàng)指標(biāo)，綜合運(yùn)用主成分分析法和聚類分析法，把河南省18個(gè)市的農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r劃分為3個(gè)梯度，并對(duì)每一個(gè)梯度提出相應(yīng)的發(fā)展策略，為河南省各地區(qū)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展做出理論支持。

聚類分析；主成分分析；農(nóng)業(yè)

1 研究概況

河南地處中原腹地，歷史上有“中原熟，天下定”的說法。河南是農(nóng)業(yè)第一大省，產(chǎn)糧第一大省，糧食轉(zhuǎn)化第一大省，勞務(wù)輸出第一大省。從地域分布看，20個(gè)糧食生產(chǎn)大市(縣)周口市占7個(gè)，駐馬店市占4個(gè)，商丘市占3個(gè)，南陽市、信陽市各占2個(gè)，安陽市、濮陽市各占1個(gè)。

2 指標(biāo)選擇與研究方法

2.1 指標(biāo)選擇

為準(zhǔn)確評(píng)估河南省各市農(nóng)業(yè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，必須構(gòu)建區(qū)域指標(biāo)體系。在各個(gè)具體指標(biāo)的設(shè)置上，針對(duì)指標(biāo)選擇的全面性、可操作性、簡潔性和可比性原則，參考已有研究的指標(biāo)體系，王爽英、李立輝、戴向洋設(shè)置了8項(xiàng)指標(biāo)，包括人均耕地面積、有效灌溉面積比例、單位面積機(jī)械動(dòng)力、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力比重、單位面積化肥使用量、單位勞動(dòng)力產(chǎn)值、糧食作物單位產(chǎn)量、農(nóng)民人均純收入［1］。此處結(jié)合河南省的實(shí)際情況，提出稍有不同的8項(xiàng)指標(biāo)，包括人均播種面積、有效灌溉面積比例、單位面積機(jī)械動(dòng)力、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力比重、單位面積化肥使用量、單位勞動(dòng)力產(chǎn)值、糧食作物單位產(chǎn)量、農(nóng)民人均純收入。這里采用人均播種面積而非人均耕地，能更切實(shí)際。本指標(biāo)體系原始數(shù)據(jù)均來自《2012年河南省統(tǒng)計(jì)年鑒》。

2.2 研究方法

聚類分析是依據(jù)研究對(duì)象(樣品或指標(biāo))的特征，對(duì)其進(jìn)行分類的方法，是一種非參數(shù)分析方法，數(shù)據(jù)總體無需作分布假設(shè)。

主成分分析(Principal components analysis，PCA)是一種分析、簡化數(shù)據(jù)集的技術(shù)，具有減少數(shù)據(jù)集的維數(shù)，同時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)集對(duì)方差貢獻(xiàn)最大的特征。這是通過保留低階主成分，忽略高階主成分做到的。由于主成分分析依賴所給數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)分析結(jié)果影響很大。

此處在采取聚類分析的同時(shí)采用了主成分分析，不但能夠重點(diǎn)把握區(qū)域優(yōu)勢(shì)，而且能夠在重點(diǎn)中把握重點(diǎn)。

3 數(shù)據(jù)處理及相關(guān)意義

3.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

對(duì)河南省農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展水平的研究情況利用8項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析。人均播種面積，反映了農(nóng)業(yè)的最本質(zhì)情況；有效灌溉面積，反映了該地農(nóng)業(yè)配套設(shè)施狀況；單位面積機(jī)械動(dòng)力，反映了該地機(jī)械化程度；農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力比重，反映了農(nóng)業(yè)的重要性程度；化肥施用量比重，反映了該地區(qū)的農(nóng)業(yè)化肥施用情況；糧食作物單產(chǎn)量，反映了農(nóng)業(yè)發(fā)展程度；農(nóng)民人均純收入經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，反映了農(nóng)民的收入程度；單位勞動(dòng)力產(chǎn)值，反映了農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。

選取2012年河南省18個(gè)市級(jí)區(qū)域農(nóng)業(yè)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)(表1)。

表1 河南省各地區(qū)農(nóng)業(yè)指標(biāo)值

3.2 聚類分析

此處采用系統(tǒng)聚類法，其基本思想就是，在聚類分析的開始，每個(gè)樣本自成一類，然后按照某種方法度量所有樣本之間的親疏程度，并把最相似的樣本首先聚成一小類；接下來，度量剩余的樣本和小類之間的親疏程度，并將當(dāng)前最接近的樣本或小類再聚成一類；再度量剩余的樣本和小類之間的親疏程度，并將當(dāng)前最接近的樣本或小類再聚成一類；如此反復(fù)，直到所有的樣本聚成一類為止。這個(gè)聚類過程可以用譜系聚類圖表達(dá)出來［6］。

利用SPSS軟件完成系統(tǒng)聚類分析過程。在這里，聚類方法選用的是聚類分析中的系統(tǒng)聚類法，距離采用離差平方和法。利用SPSS 21.0軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類，得到的系統(tǒng)聚類分析樹狀圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)聚類結(jié)果示意圖

結(jié)合圖1，根據(jù)具體情況，可將18個(gè)地區(qū)分為3個(gè)梯度。第一梯度為安陽、漯河、新鄉(xiāng)、洛陽、南陽、三門峽、開封、平頂山、濮陽、信陽、商丘、駐馬店、周口；第二梯度為焦作、許昌、鶴壁、濟(jì)源；第三梯度為鄭州。

3.3 主成分分析

各地區(qū)農(nóng)業(yè)指標(biāo)體系涉及面廣，所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)構(gòu)成了多元數(shù)據(jù)，如何對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行最佳綜合簡化，是一個(gè)至關(guān)重要的問題，因?yàn)橐环矫孢@些數(shù)據(jù)龐雜，另一方面它們之間往往具有多重線性相關(guān)性。利用SPSS 21.0軟件代替手工運(yùn)算，完成河南省各地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的主成分分析，結(jié)果輸出分析如表2。

表2 相關(guān)系數(shù)矩陣

由相關(guān)系數(shù)矩陣可以看出，一些指標(biāo)存在較高的正相關(guān)性，一些指標(biāo)存在較高的負(fù)相關(guān)性，說明其反映的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息有一定的重疊和錯(cuò)位。

表3 特征值及主成分的貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率

由特征值及主成分的貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率可以看出，前3個(gè)主成分已經(jīng)能達(dá)到78.378%了，這點(diǎn)雖說不是太高，但也能達(dá)到要求，基本能滿足它的代表作用。

表4 主成分載荷

由表4可知，農(nóng)村人均純收入、勞動(dòng)力產(chǎn)值、農(nóng)田機(jī)械動(dòng)力比重在第一主成分上均具有較高載荷，這說明第一主成分基本反映了這些指標(biāo)的信息；人均播種面積、有效灌溉面積比例和糧食作物單產(chǎn)在第二主成分上具有較高載荷；化肥使用量和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力比重在第三主成分上具有較高載荷。

表5 河南省18個(gè)市農(nóng)業(yè)發(fā)展綜合水平的主成分得分

續(xù)表

上述結(jié)果與現(xiàn)實(shí)情況基本相符，個(gè)別有出入的排名是由于主成分分析本質(zhì)上的缺陷造成的。由表5可以看出，綜合得分在全省平均水平以上的有濟(jì)源市、焦作市、鶴壁市、鄭州市、濮陽市、新鄉(xiāng)市、開封市、商丘市、安陽市、漯河市。鄭州市、三門峽市、濟(jì)源市分別在第一、第二、第三主成分排名第一，這符合實(shí)際。如鄭州市是河南省的省會(huì)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展好，這對(duì)第一主成分有大的影響；三門峽市雖然在第二主成分的排名靠前，但是綜合排名沒有達(dá)到省平均水平，影響它的主要是第一、第三主成分，即勞動(dòng)力產(chǎn)值和農(nóng)田機(jī)械動(dòng)力，該市的機(jī)械化程度低，勞動(dòng)產(chǎn)值低。其他8市的綜合得分均處于全國平均水平之下(＜0)，說明該省農(nóng)業(yè)發(fā)展不是很均衡，大部分城市農(nóng)業(yè)水平較低，亟待采取措施，加大農(nóng)業(yè)發(fā)展步伐。

4 區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展策略

綜合上述的聚類分析和主成分分析，結(jié)合實(shí)際情況和區(qū)域特色，可將河南省18個(gè)市分為3個(gè)等級(jí)。農(nóng)業(yè)先頭區(qū)：安陽、漯河、新鄉(xiāng)、開封、濮陽、信陽、商丘、駐馬店；農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)：焦作、許昌、鶴壁、濟(jì)源、三門峽、平頂山、南陽、周口；農(nóng)業(yè)后發(fā)區(qū)：鄭州市、洛陽。然后分別對(duì)應(yīng)每一個(gè)農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)行全面的策略分析。

4.1 農(nóng)業(yè)先頭區(qū)

對(duì)于安陽、漯河、新鄉(xiāng)、開封、濮陽、信陽、商丘、駐馬店這幾個(gè)農(nóng)業(yè)走在全省前列的市，應(yīng)該積極響應(yīng)國家農(nóng)業(yè)的政策，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化、集體化的步伐，積極向外省的農(nóng)業(yè)大市學(xué)習(xí)，取其精髓，去其糟粕；采取抱團(tuán)發(fā)展策略，形成規(guī)模效益，吸引大的食品加工企業(yè)進(jìn)入，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展。抱團(tuán)式發(fā)展不是要大家團(tuán)在一起發(fā)展，而是要團(tuán)中有競爭式的發(fā)展。應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)新品種的研發(fā)，培育一批高產(chǎn)的品種，加緊梳理農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。

4.2 農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)

對(duì)于焦作、許昌、鶴壁、濟(jì)源、三門峽、平頂山、南陽、周口這些市，農(nóng)業(yè)綜合實(shí)力在河南省隸屬中間地帶，這些地區(qū)在第一、第三主成分上得分不太高，即農(nóng)村人均純收入、農(nóng)田機(jī)械動(dòng)力比重低。這一區(qū)域占全省面積一半，它的農(nóng)業(yè)綜合實(shí)力的強(qiáng)弱決定了該省農(nóng)業(yè)綜合實(shí)力的強(qiáng)弱。政府應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展這一區(qū)域，政策上給予支持，加快該地區(qū)的機(jī)械化普及程度；多招商引資，加快農(nóng)產(chǎn)食品的加工發(fā)展，提高農(nóng)民收入；向兄弟省轄市的農(nóng)業(yè)優(yōu)勢(shì)學(xué)習(xí)。

4.3 農(nóng)業(yè)后發(fā)區(qū)

鄭州、洛陽，是該省經(jīng)濟(jì)最靠前的兩個(gè)省轄市，要在鄭州、洛陽重點(diǎn)培育一些農(nóng)業(yè)園區(qū)、農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)，為農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈做出貢獻(xiàn)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。這兩個(gè)城市應(yīng)該秉乘集中化的策略，即重點(diǎn)、集中地發(fā)展，這樣才能產(chǎn)生一批高產(chǎn)區(qū)域。集中化的策略并不是盲目地集中、擴(kuò)張，而是有特色的集中。只有這樣，才能促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

5 小結(jié)

通過對(duì)河南省2012年18個(gè)直轄市農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展水平的評(píng)價(jià)和分類，發(fā)現(xiàn)上述18個(gè)市農(nóng)業(yè)發(fā)展的區(qū)域差異十分明顯，綜合評(píng)價(jià)得分小于零的省份占到絕大多數(shù)；從聚類分析來看，上述18市中，絕大多數(shù)處于第二類；農(nóng)業(yè)發(fā)展層次以及速度也因所在區(qū)域的不同而呈現(xiàn)出明顯的差異。因此要加大對(duì)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施落后城市的投入力度，加強(qiáng)管理，逐步提升各市農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展水平。

［1］王爽英，李立輝，戴向洋.基于主成分分析方法的湖南省農(nóng)業(yè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及發(fā)展方向［J］.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2010，31(2)： 241－244

［2］黃季焜.中國農(nóng)業(yè)的過去和未來［J］.管理世界，2004(3)：95－111

［3］劉彥隨，吳傳鈞，魯奇.21世紀(jì)中國農(nóng)業(yè)與農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展方向和策略［J］.地理科學(xué)，2002(4)：23－56

［4］黨耀國，米傳民，錢吳永.應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2012

Economic Evaluation on Regions of Henan Province Based on Clustering and Principal Component Analysis

PENG Bo，LUO Ze-ju

(Chongqing Key Laboratory of Electronic Commerce and Supply Chain System，Chongqing Technology and Business University，Chongqing 400067，China)

In combination of historical literature and the situation of Henan Province，this paper puts forward 8evaluation indexes of agriculture in Henan Province.By the methods of principal components analysis and clustering analysis，this paper divide agriculture development of 18municipalities directly under Henan Province into three gradients，and designs corresponding strategies，which theoretically support rapid development of agriculture in Henan.

cluster analysis；principal component analysis；agriculture

F30

A

1672－058X(2015)04－0091－06

10.16055/j.issn.1672－058X.2015.0004.020

2014－10－28；

2014－11－20.

教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(10YJA630012)；重慶工商大學(xué)創(chuàng)新型項(xiàng)目(yjscxx2012－037－036；yjscxx2012－037－037).

彭博(1988－)，男，河南許昌人，碩士研究生，從事管理決策與技術(shù)研究.

＊＊通訊作者：羅澤舉(1965－)，男，重慶市人，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事數(shù)據(jù)挖掘研究.Email：luozeju@126.com.