多元统计分析在农业现代化水平评价中的应用 .docx

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1、多元统计分析在农业现代化水平评价中的应用摘要 本文从农业现代化投入、农业现代化产出、农业产业化、农民现代化生活和农业可持续发展水平五个方面出发，共选取12个指标，采用主成分分析法和聚类分析法分析评价江苏省农业现代化发展水平。首先，分析2003-2018年的江苏省农业现代化发展水平变化趋势并给出评价，得出结论:2010年以前江苏省农业现代化发展水平增速较大，几乎达到顶峰，其后历经三年的波折，直至2013年后农业现代化平稳发展；其次，通过分析江苏省13个地级市的农业现代化发展水平，发现宿迁市的农业现代化发展水平居于首位，无锡市、淮安市和徐州市次之，属于基本实现农业现代化阶段；连云港市、苏州市、南通

2、市、南京市、常州市和镇江市排名居中，处于农业现代化的初步实现阶段；扬州市、泰州市和盐城排名靠后，仍处在农业现代化起步阶段。关键词 江苏省 农业现代化 主成分分析 聚类分析 SPSSThe Application of Multivariate Statistical Analysis in Agricultural ModernizationAbstract This thesis adopts the method of both principal component analysis and cluster analysis to comprehensively measure the

3、growth level of agricultural modernization in Jiangsu Province from the dimensions of agricultural modernization input, agricultural modernization output, agricultural industrialization, farmers modern living standard and agricultural sustainable development, with 12 indicators. For one thing, it ev

4、aluates and analyzes the growth trend of agricultural modernization in Jiangsu Province from 2003 to 2018. The results show that years before 2010 have seen the modernized agriculture booming in Jiangsu Province, almost reaching the peak. Then it has experienced three years of fluctuation, and the d

5、evelopment level of agricultural modernization tends to be stable after 2013. For another, through the analysis of Jiangsus 13 prefecture level cities in terms of their agricultural modernized level, it is found that Suqian is on the top of the list, followed by Wuxi, Huaian and Xuzhou, which belong

6、 to the stage of basically realizing agricultural modernization; Lianyungang, Suzhou, Nantong, Nanjing，Changzhou and Zhenjiang occupy the middle level, which belongs to the stage of initially realizing agricultural modernization; Yangzhou, Taizhou and Yancheng still have an uphill battle to fight in

7、 achieving agricultural modernization.Key words Jiangsu Province Agricultural Modernization Principal Component Analysis Cluster Analysis SPSS目 录引 言11农业现代化相关理论21.1基本内涵21.2基本特征22多元统计分析在农业现代化水平中应用的方法22.1主成分分析法22.1.1基本思想22.1.2基本步骤22.2聚类分析方法42.2.1基本思想42.2.2基本步骤43江苏省农业现代化发展水平的实证分析53.1指标体系的构建53.2江苏省2003-2

8、018年农业现代化发展水平的综合分析53.2.1 KMO和Bartlett检验53.2.2主成分提取63.2.3因子载荷计算83.2.4计算因子得分83.2.5江苏省农业现代化发展水平的综合评价93.3江苏省各地级市间农业现代化发展水平分析113.3.1 KMO和Bartlett的检验113.3.2提取主成分113.3.3因子载荷计算133.3.4计算因子得分143.3.5各市间农业现代化发展水平的比较分析153.3.6系统聚类分析164结论与建议174.1结论174.2建议17参考文献19致 谢20引 言中国人口众多，人均耕地面积少，而江苏省情况更为突出，相比于全国水平，江苏省的人均耕地面积

9、不多，且在近几十年的发展中我省人口大大增长，而耕地面积却在缩减，现代农业的发展极具迫切性。虽然我省积极采取措施，促进农业转型，也取得了一些成绩，但身为农业现代化的后起之秀，我省的农业现代化是由传统的精耕细作逐步发展形成的，因而产生了当前经济社会发展无法满足于人民生活消费需求的矛盾，农业发展在节节攀升的同时也遇到很多瓶颈。江苏省人地关系紧张，人均耕地面积只有0.057公顷，农业产业化水平不高，农业资源匮乏且浪费现象严重，这无疑影响了我省现代农业的发展。在此情况下，分析江苏省农业现代化发展现状，找出影响其发展的主要因素，充分挖掘已有的以及潜在的优势，提出行之有效的建议，不仅在促进江苏省农业现代化水

10、平的优化有尤为重要的现实意义，并且更为迫切。通过翻阅相关文献，李黎明、袁兰建立了一套涵盖农业生产能力等四个维度，共22个指标的评价体系 1；单胜道等为考察浙江省新昌市的农业现代化发展水平用模糊评判法建立了农业现代化水平的评价模型 2；滕卫双以农民素质为起点，分析研究了河南农业现代化 3。从分析上述研究文献可以发现，虽然研究范围涉及省域或国家范围，但是却没有针对江苏省各地级市农业现代化水平的研究。本文在此背景下，分析借鉴前人的研究和经验，利用多元统计分析方法 4P110-113和联系江苏实际，建立江苏省农业现代化水平评价指标体系，对江苏省农业现代化水平的发展状况进行实证分析并对结果加以总结评价，

11、我们可以清楚地看到各个指标在江苏省各地区农业现代化中的地位和作用，从而找出影响农业现代化水平发展的关键要素，为江苏省农业现代化水平建设提供方向性的指导。1农业现代化相关理论1.1基本内涵农业现代化5指借助前沿高端科技让农业实现从传统到现代化的华丽蜕变过程。1.2基本特征1.前沿科技指引农业。使农业被前沿科技所覆盖，提高科学技术在农业生产中流砥柱的作用，降低生产成本。2.农业经营市场化。商品市场管理，实施产供销一体化战略，增加农业收入。3.农业服务社会化。让服务体系更加健全，注重农业结构协调发展，增进农业健康发展。4.农业劳动者高素质化。尽力提高劳动者的素质，让农业现代发展的需要得到满足。5.农

12、业发展可持续化。打造适宜的农业生态环境，理智利用自然资源，坚持农业生态循环发展，努力开辟出一条品质高而且可持续性强的农业发展道路。6.农业生产产业化。强化生产与土地管理的专业化和一体化，减少土地生产成本，有效利用土地。7.农民生活现代化。努力使农民获得更多收入，使农民物质、精神生活水平并驾齐驱。2多元统计分析在农业现代化水平中应用的方法2.1主成分分析法2.1.1基本思想主成分分析6P128-165的主要思想是降维，把最初很多个指标用屈指可数的新指标表示出来，这些新指标就称为主成分，涵盖了原本大多数信息，而且没有重叠的部分，以简化结构，直击实质。2.1.2基本步骤1原始数据标准化：Qij=Xi

13、j-Xjj,i=1,2,n;j=1,2,p其中 Xj=i=1nXijn,j2=i-1n(Xij-Xj)2n-1 (2-1)得标准化矩阵Z。 2.计算相关系数矩阵C。 R=rijp,Xp=ZTZZkjn-1,i,j=1,2,p (2-2)3.计算特征根i，满足特征根大于1，确定主成分。4.计算方差贡献率： 方差贡献率=ii (2-3)方差贡献率大于0.85就可确定为主成分。5.计算标准正交矩阵：通过构造矩阵方程 iI-CM=0 其中 M=m1,m2,mi,T 将其单位化得单位矩阵 ，则正交矩阵为 P=12i (2-4)6.计算对角阵： =PTCP (2-5)7.计算主成分载荷： A=P2/2 (

14、2-6)8.计算综合得分，做出评价。记提取的主成分为F1,F2,Fn，那么综合得分 Z=i=1niFi (2-7)其中权重i是第i个主成分的方差贡献率，等于第i个主成分的方差百分比与总方差百分比的比值。此外，主成分分析法中有一种KMO检验，当KMO值低于0.5的时候，就表示选取的资料不适宜做主成分分析。2.2聚类分析方法 2.2.1基本思想聚类7，即是把相似的东西放在一起，最小限度地减小各类别内部差异，增大类别间的差异。2.2.2基本步骤1.数据标准化。2.计算样本距离。（1）斯考夫斯基距离： dxi,xj=k=1pxki-xkjq1q (2-8)（2）欧氏距离： dxi,xj=k=1pxki

15、-xkj212 (2-9)（3）切比雪夫距离： dxi,xj=max1kPxki-xkj (2-10)3.计算类间距，进行样本归类。（1）最短距离法： DG1,G2=minxiG1,xjG2dxi,xj (2-11)（2）最长距离法： DG1,G2=maxxiG1,xjG2dxi,xj (2-12)（3）重心法： DG1,G2=dxi,xj (2-13)4.作谱系图。3江苏省农业现代化发展水平的实证分析3.1指标体系的构建基于江苏省实际，本文构建了一个涵盖农业现代化投入、农业现代化产出、农业产业化、农民现代化生活和农业可持续发展水平五个方面的由12个指标构成的指标体系8。如表1所示。表1 江苏

16、省农业现代化发展水平评价指标体系目标层一级指标二级指标计量单位变量江苏省农业现代化发展水平农业现代化投入水平农用化肥施用强度千克/公顷X1农药使用强度实证分析千克/公顷X2农用机械总动力千瓦/公顷X3农业现代化产出水平单位面积农业产值万元/公顷X4农业劳动生产率%X5农业产业化水平农业产业化总量亿元X6地均农林牧渔业增加值元/人X7人均粮食占有量千克/人X8农民现代化生活水平农村人均用电量千瓦时/人X9农民人均纯收入增长率%X10农业可持续发展水平有效灌溉率%X11土地利用率%X123.2江苏省2003-2018年农业现代化发展水平的综合分析根据上述所建评价体系，选择江苏省2003至2018年

17、的相关数据资料综合评价其农业现代化水平，数据全部来自江苏统计年鉴20199P345-398。3.2.1 KMO和Bartlett检验表2 KMO和Bartlett的检验KMO取样适切性量数.629 Bartlett球形度检验近似卡方332.377自由度66显著性.000由表2可知，KMO=0.629（0.6），说明各个指标间相关性较强， p值为0.000(0.6），这表明指标间相关性较强， p值是0.000(0.05)，通过检验，可以对该数据实行主成分分析。3.3.2提取主成分使用SPSS软件，得出的特征根和解释方差的结果如表9所示。表9 总方差解释表成分初始特征值提取载荷平方和总计方差百分比

18、累积%总计方差百分比累积%17.93166.09566.0957.93166.09566.09521.71814.31580.4101.71814.31580.41031.0708.91389.3241.0708.91389.3244.5374.47293.7965.2802.33096.1266.2572.14298.2687.1551.29398.5618.034.28499.4459.013.10799.65110.005.04199.80211.001.00899.970122.230E-71.858E-6100.000图3 碎石图由特征值大于1和特征值累计贡献率大于85%的原则，以及

19、通过观察碎石图，可知前三个成分的特征值大于1，累积方差贡献率达89.324%，且斜率较大，说明前三个成分解释了原始变量大部分信息，因此提取了3个主成分，分别记为Y1、Y2、Y3。由上述所选主成分，利用主成分分析法可得系数矩阵如表10所示。表10 主成分系数矩阵成分123X1.974.076-.016X2.840-.338.140X3.957.150-.032X4.931-.116-.011X5.915-.263.218X6.935-.280-.084X7.641.218.580X8.939.051-.089X9-.455-.680.425X10.542.729-.198X11-.209.601

20、.655X12.974-.092-.0353.3.3因子载荷计算利用最大方差法对变量进行旋转，结果如表11。通过观察表中各成分的系数即因子载荷量的大小可以发现，第一主成分与X1、X2、X3、X11的相关性较大，因此把第一主成分解释为农业现代化投入水平；同理，第二主成分与X5、X6、X8的相关系数较大，因此可表示为农业产业化水平；第三主成分与X7、X12、的关系密切，体现了农业可持续发展水平。表11 旋转后的因子载荷矩阵成分123X1.879.425.036X2.915-.030-.043X3.837.485.060X4-.902.252-.059X5-.975.820.063X6-.945.1

21、59-.205X7.630.131.617X8.842.426-.040X9-.130-.913.013X10.236.874.208X11.870.090.868X12-.929.299-.0663.3.4计算因子得分根据回归算法，利用SPSS软件求出各个成分的得分系数，可得得分系数矩阵，如表12所示。 表12 得分系数矩阵成分123X1.097.088.011X2.185-.181.013X3.079.128.020X4.129-.006-.042X5.193-.178.098X6.148-.049-.150X7.131-.128.532X8.086.107-.055X9.144-.527

22、.139X10-.105.452.058X11-.027-.023.705X12.126.018-.054从而可以建立出得分模型如下： F1=(0.097)X1+(0.185)X2+0.126X12 F2=0.088X1+-0.181X2+(0.018)X12F3=0.011X1+0.013X2+-0.054X12 (3-2)3.3.5各市间农业现代化发展水平的比较分析利用2.3.2中的步骤（8）中的公式（2-7），可求得江苏省各地级市间农业现代化发展水平的综合得分及排名，具体如表13所示。表13 江苏省各市农业现代化发展水平综合得分及排名地区Y1Y2Y3综合得分排名宿迁市1.325751.2

23、38151.012341.475991无锡市1.10268.46681.610761.456302淮安市.41712.78309.07910.466713徐州市1.93998-.05140.27571.451754连云港-.01219.97388-.28584-.208305苏州市-.02352-2.66615.32633-.014716南通市.93164-.98656-.17228-.040907南京市-.97313.46552-.64636-.184368常州市-1.06468.12176-.84408-.304539镇江市-.42969.38317-1.13073-.4100810扬州市

24、-1.18000-.03277.93310-.7923211泰州市-.14020-.193461.52032-.9017612盐城市-1.51159-.43159-1.29865-.9779313通过分析表13可以发现：在江苏省的13个地级市中，宿迁市农业产业化水平和农业可持续发展水平皆居榜首，该市农业现代化发展水平综合排名位列第一；无锡市、淮安市和徐州市分别位列第二、三、四位，而且只有这四个市的综合得分是大于零的，说明它们的农业现代化发展水平比平均水平要高。相对来说农业现代化发展比较均衡的有无锡市和淮安市，农业现代化投入、农业产业化和农业可持续发展水平都要比平均水平高；扬州、泰州市和盐城的农

25、业现代化水平较低，列后三位，在农业投入、农业产出、和农业可持续发展三个方面的得分都不高。整体来说，江苏省各地区的农业现代化水平仍有很大的上升空间。3.3.6系统聚类分析运用SPSS软件，将江苏省农业现代化水平相似的地区聚为一类，结果如图4。图4 谱系图分析上图，所得结果与主成分分析结果大致相同，综合以上两法，将江苏省13个地（县）级市的农业现代化发展水平依据12个指标分为三个等级，结果见表14.表14 分类结果表水平城市基本实现农业现代化宿迁市、无锡市、淮安市、徐州市初步实现农业现代化连云港市、苏州市、南通市、南京、常州市、镇江市农业现代化起步阶段扬州市、泰州市、盐城市4结论与建议4.1结论本

26、文运用主成分分析法和聚类分析法，通过建立包括12个指标的综合评价体系，涵盖农业现代化投入、农业现代化产出、农业可持续发展、农业产业化和农民现代化生活水平五个方面，分析评价了江苏省农业现代化发展水平。 首先评析江苏省2003-2018年的农业现代化发展水平的变化趋势，发现2010年以前是江苏省农业现代化发展水平增长势头的蓬勃期，然后历经了三年的波折，2013年以后农业现代化开始平稳地发展。经过分析影响其现代化发展的因素，发现农业产出水平的发展趋势同农民生活水平大致是相同的，一直处于稳步增长的状态，农业可持续发展与综合得分发展趋势大致相同，由此发现农业可持续发展水平是江苏省农业现代化水平的关键因素

27、。其次比较分析了江苏省各地级市的农业现代化水平，通过分析发现在农业投入、农业产出和农业可持续发展水平三个方面，发现各地级市间的差距甚为突出。宿迁市的农业现代化水平居于首位，其次是无锡市、淮安市和徐州市，农业现代化基本实现。其中宿迁市主要得益于较高的农业产业化水平，相对来说农业现代化发展比较平衡的是淮安市和无锡市，其农业现代化投入、农业产业化和农业可持续发展水平都比平均水平高，淮安市是因为农业产出水平位列榜首,而且农业可持续发展水平也较高，而无锡市的优势是三个方面都发展得比较均衡。连云港市、苏州市、南通市、南京市、常州市和镇江市排名居中，处于初步实现农业现代化；扬州市、泰州市和盐城，在农业投入、

28、农业产出、和农业可持续发展三个方面水平都不是很突出，可以说仍处在农业现代化发展起步阶段。综上分析，虽然在农业现代化建设方面江苏省已有一定建树，但总体水平仍有很大的增长空间，全面实现我省农业现代化、完成乡村振兴仍任重道远。4.2建议根据上述分析，现就提高我省农业现代化水平提出以下几点建议：1宿迁等市应充分发挥自身优势，继续持续向好发展，并积极发挥辐射作用，带动和支持周边城市的农业现代化建设和发展，同其他城市携手走好农业现代化之路。2对于处在农业现代化初级阶段的城市来说，应大力改观农业生产基本条件，提高农业生产力。首先必须改良土塘，致力建成产量高且稳的田地；其次要因地制宜，根据当地自然资源条件和地

29、域农业发展优势，大力开发新产品新产业。3仍处在农业现代化起步阶段的城市应致力于提高农业可持续发展水平。根据生态和社会目标探索经济发展方式。进行农业综合开发的同时力争最大限度地减少对环境的伤害，力求农业生产能够在生态环境可承受范围内不断增产满足社会需求的农产品；4致力构建城乡融合先行区，实施省级城乡一体化发展试点。积极推进社会流动机制改革，大力试点省城乡一体化，促进资源合理配置，构筑城乡协调发展机制。5充分利用我省科研院所具有的在前沿科技方面的优势，各方通力合作研究城镇乡村融合一体发展等相关工作，供给科技支持和理论指导以促进江苏省农业现代化水平的发展壮大。参考文献1 李黎明,袁兰.我国的农业现代化评价指标体系J.南京农业大学学报,2004(2).2 单胜道,黄祖辉.农业现代化模糊综合定级法研究以浙江省新昌县为例J.农业技术经济,2000(6).3 滕卫双.河南农民素质探究与农业现代化建设J.党史文苑,2010. 4 于秀林、任雪松.多元统计分析M.北京:中国统计出版社,1999. 5 刘敏华,田永明,马永耀.发达国家