張世昌，李　丁*，惠　丹

(蘭州大學資源環(huán)境學院，甘肅蘭州　730000)

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甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化質量空間分異研究

張世昌，李丁*，惠丹

(蘭州大學資源環(huán)境學院，甘肅蘭州730000)

通過因子分析方法和ESDA相結合，從全局和局部研究了甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化的空間分布特征與空間關聯(lián)特征.結果表明，甘肅省縣域農業(yè)現(xiàn)代化綜合評價由農業(yè)物質裝備因子和農業(yè)勞動力技術水平因子、農村社會發(fā)展水平因子、農業(yè)可持續(xù)發(fā)展4大因子所決定.甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化在空間上形成了以酒泉-嘉峪關-張掖為代表的高-高型集聚區(qū)和以中南部包含天水市、隴南市、甘南州、臨夏州為代表的低-低型集聚區(qū).

農業(yè)現(xiàn)代化；空間關聯(lián)；ESDA；甘肅省

農業(yè)現(xiàn)代化是指現(xiàn)代化的物質裝備條件，現(xiàn)代化的農業(yè)技術手段，現(xiàn)代化的農業(yè)產業(yè)體系，現(xiàn)代化的農業(yè)經營手段，現(xiàn)代化的農業(yè)發(fā)展理念，以及現(xiàn)代化的新型農民[1-3].目前，不少學者賦予了農業(yè)現(xiàn)代化不同層面的內涵.柯炳生認為農業(yè)現(xiàn)代化的一大特征就是一個人依靠機械，可以生產出遠遠超過自身需要的農產品，但農業(yè)機械化并不等于農業(yè)現(xiàn)代化[4-5];舒爾茨認為發(fā)展中國家農業(yè)的迅速增長將會帶動經濟的增長，而這種農業(yè)的迅速增長不是發(fā)展傳統(tǒng)農業(yè)，而是將傳統(tǒng)農業(yè)改造成現(xiàn)代農業(yè)[6];方姝亞等則指出，農業(yè)現(xiàn)代化建設是一個不斷發(fā)展的過程，是傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)轉變的過程和手段，是我國農業(yè)發(fā)展的目標和方向[7]；蔣和平等將農業(yè)現(xiàn)代化評價指標分為農業(yè)投入、農業(yè)產出、農村社會發(fā)展水平、農業(yè)可持續(xù)發(fā)展等4個維度，并采用專家評價法和層次分析法確定各個指標的權重[8-9].上述農業(yè)現(xiàn)代化研究的分歧在于評價指標體系和權重的確定.目前已經有研究提出全國農業(yè)現(xiàn)代化的空間分異，但是研究區(qū)域多為全國或東部發(fā)達地區(qū)省域內部，而甘肅省的農業(yè)現(xiàn)代化空間分異的研究仍是空白.文中運用ESDA與GIS相結合的方法[10]，從2006，2012年兩個時間截面上，分析甘肅省縣域農業(yè)現(xiàn)代化物質裝備水平、農業(yè)技術水平、農村發(fā)展水平、農業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平4個維度空間分異的變化趨勢和特征.

1　研究區(qū)域與研究方法

1.1研究區(qū)域概況

甘肅省位于我國黃土高原、青藏高原、內蒙古高原交匯地帶，形成了高原、山地為主的地貌類型，區(qū)域內部農業(yè)經營類型多樣，是旱作農業(yè)與牧業(yè)交錯的干旱半干旱區(qū)農業(yè)類型.甘肅省第一產業(yè)產值占地區(qū)GDP的比重從2006年的47.35%下降到2012年的22.36%，與此同時，農業(yè)從業(yè)人員占農村從業(yè)人員比重從2006年的90.13%下降到2012年的62.17%.文中以甘肅省13個地州市的4個縣級市、11個區(qū)、65個縣(其中將蘭州市城關區(qū)、七里河區(qū)、西固區(qū)、安寧區(qū)、紅古區(qū)作為1個研究單元，天水市麥積區(qū)、秦州區(qū)作為1個研究單元，白銀市白銀區(qū)、平川區(qū)作為1個研究單元)和嘉峪關市作為基本研究單元，共計81個研究單元.

1.2數(shù)據(jù)來源及處理

根據(jù)已有的農業(yè)現(xiàn)代化的研究，可以了解區(qū)域間農業(yè)現(xiàn)代化的空間差異主要體現(xiàn)在農業(yè)投入、產出水平、農業(yè)機械化水平、農村建設等方面，因此文中采用多層級指標數(shù)據(jù)評價體系對甘肅省縣域農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平進行測度.遵循代表性、可比性、可獲得性等原則選擇了20項農業(yè)現(xiàn)代化相關指標[11-15]：機收面積比重、設施農業(yè)覆蓋率、機播面積比重、農村人均用電量、機耕面積比重、農業(yè)機械化水平、耕地有效灌溉面積、人均農業(yè)固定資產投資(元)、農業(yè)人口初中以上比重、土地產出率(萬元)、人均科技人員配置率、農業(yè)勞動生產率(元)、農業(yè)從業(yè)人員占農村從業(yè)人員比重、一產業(yè)比重、農民人均收入(元)、城鎮(zhèn)化率、土地流轉比重、單位面積(1 hm2)農藥使用量(kg)、單位面積(1 hm2)化肥使用量(t)、成災面積占受災面積比重(表1).所有數(shù)據(jù)來源于2006年《甘肅省第二次全國農業(yè)普查資料匯編》，2007，2013年《甘肅發(fā)展年鑒》.邊界信息來源于國家基礎地理信息中心1∶100萬數(shù)據(jù).

表1　農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綜合評價指標體系

1.3研究方法

1.3.1數(shù)據(jù)標準化處理對于農業(yè)現(xiàn)代化評價體系，由于數(shù)據(jù)單位、量綱、數(shù)量級差別很大，故需進行標準化處理.文中采取極值標準化方法，計算公式如下[3]35,對正向指標：

(1)

對負向指標：

(2)

其中，xij是第i地區(qū)第j項指標的原始值；max xj與min xj分別為xj的最大值和最小值.

1.3.2因子分析通過SPSS軟件對甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化綜合發(fā)展水平指標進行主因子提取，并確定權重.

1)因子分析確定權重，計算公式為[16]56

(3)

其中，Aij為i個主因子對第j個評價參數(shù)的權系數(shù)；Fi為第i個主因子所占百分比；m為主因子數(shù).

(4)

其中，Wj為評價指標j的權重系數(shù)；n為評價參數(shù)個數(shù).通過(4)式計算每個評價指標的實際權重.

2)綜合得分計算，計算公式為[17]4

(5)

(6)

其中，Sij為第i個地區(qū)第j項指標評價值；Si為i地區(qū)的總評價值.

1.3.3空間權重矩陣空間權重矩陣用于表達多個空間位置的鄰近關系，是空間自相關分析的前提.文中采用鄰接標準，空間單元i和j相鄰時，Wij=1;否則,Wij=0[18]23.

1.3.4空間自相關

1)全局空間自相關．引用全局空間自相關Moran’s I描述甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化的空間特征，以及是否存在集聚現(xiàn)象，計算公式為[19]33

(7)

其中，N為空間單元數(shù)；xi和xj分別為空間單元i和j上的觀測值；

Moran’s I的取值范圍為[-1,1]，在給定顯著性水平下，當 Moran’s I=0時，表明空間單元呈隨機分布，不存在關聯(lián)性；當值為正時，表明空間單元趨于集聚；當值為負時，表明空間單元趨于離散.

2)局部空間自相關.局部空間自相關可以很好地揭示事物的局部特征，引入指標Li，計算公式為[20]112

(8)

2　主因子提取和命名

對標準化后的數(shù)據(jù)做KMO和Bartlett 球度檢驗，得到 2006年和2012年的 KMO 值分別為0.841和0.783，根據(jù)KMO的度量標準可知原變量適合做因子分析.根據(jù)特征值大于1的原則提取主因子，共提取4個主因子，累計貢獻率72.037%.然后采用采用方差最大正交旋轉法旋轉，旋轉后的各因子可以更好地解釋(表1).其中，主因子1側重于現(xiàn)代工業(yè)技術在農業(yè)生產中的應用，實現(xiàn)生產手段的現(xiàn)代化，命名為農業(yè)生產物質裝備水平.主因子2側重于勞動力素質、技術投入，實現(xiàn)勞動者的現(xiàn)代化，而人均農業(yè)固定資產投資指標經過因子分析可以很好地被解釋為主因子2，農業(yè)生產過程中固定資產的投入也與勞動者素質密切相關，命名為農業(yè)勞動力技術水平.主因子3側重于農村發(fā)展，命名為農村社會發(fā)展水平.主因子4側重于農業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平，命名為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平.因子得分越高表明地區(qū)化肥、農藥的使用量越少，成災率低.根據(jù)(3),(4)式求得各個指標的權重，(5),(6)式計算出甘肅省縣域農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平(表2).

3　農業(yè)現(xiàn)代化縣域差異演變

3.1全局空間自相關分析

由(7)式計算可得區(qū)域的Moran’s I值(表3)，可見甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化以及各個主因子Moran’s I值都為正，而且Z值在3以上，表明這些因子在空間上都存在顯著的正相關關系，在空間上表現(xiàn)為集聚.

各主因子的空間自相關程度存在顯著的差異.其中以物質裝備水平和勞動力技術水平的Moran’s I值較大，約0.6；而農村社會發(fā)展水平以及農業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平的Moran’s I值相對較小，約0.3.表明全局空間自相關程度為物質裝備水平>勞動力技術水平>社會發(fā)展水平>農業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平.

與2006年相比，2012年全局空間自相關程度依然為物質裝備水平>勞動力技術水平>社會發(fā)展水平>農業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平，但是可以清楚地看到甘肅省縣域農業(yè)現(xiàn)代化水平Moran’s I值在減小，表明甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化在總體上的空間自相關程度有減弱趨勢；與此同時，減小的還有物質裝備水平、農業(yè)勞動力技術水平，但是這些因子的Moran’s I值依舊較大，約0.6；而農村社會發(fā)展水平和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的Moran’s I值在增大，說明甘肅省區(qū)域的社會發(fā)展水平與農業(yè)可持續(xù)發(fā)展條件總體上的空間自相關程度在增大，但是這些值仍相對較小，約0.3.

3.2局部空間自相關分析

根據(jù)式(8)可以求得Li值，利用Geoda軟件可以直接得出研究單元的空間集聚類型，并將其可視化輸出(圖1-5).

表2　甘肅省各縣市區(qū)農業(yè)現(xiàn)代綜合水平評價結果

表3　全局空間自相關及檢驗統(tǒng)計

3.2.1農業(yè)現(xiàn)代化綜合發(fā)展水平空間分異從圖1可以看出，甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化綜合發(fā)展水平在空間上的高-高和低-低型分布非常明顯，而且還存在高-低型的集聚分布.

1)高-高型的縣域逐漸增多，主要分布在以酒泉-嘉峪關-金昌為核心的河西地區(qū)，高-高型2006年包含酒泉市的阿克塞縣、肅北縣、肅州區(qū)、玉門市、金塔縣、瓜州縣、敦煌市，張掖市的肅南縣、甘州區(qū)、山丹縣、民樂縣，金昌市的金昌區(qū)、永昌縣以及嘉峪關市，共計14個統(tǒng)計單元.而2012年新增了武威市民勤縣、張掖市臨澤縣2個統(tǒng)計單元，達到16個.

2)高-低型在空間上屬于零星分布. 2006年該類型只有臨夏州的臨夏市，2012年新增了蘭州市城區(qū)和甘南州舟曲縣.

3)低-低型縣域在逐漸減少，主要以定西、隴南、天水等地為核心.2006年低-低型有29個縣域，包含白銀市會寧縣、靜寧縣，天水市秦安縣、張家川縣、甘谷縣、天水市城區(qū)，定西市通渭縣、安定區(qū)、渭源縣、隴西縣、漳縣、臨洮縣、岷縣，隴南市宕昌縣、武都區(qū)、西和縣、禮縣、康縣、成縣、文縣，甘南州舟曲縣、迭部縣、卓尼縣、臨潭縣，臨夏州康樂縣、和政縣、廣河縣、東鄉(xiāng)縣.2012年低-低型有20個縣域，包含天水市城關區(qū)、張家川縣，定西市臨洮縣、安定區(qū)，隴南市武都區(qū)、文縣、康縣、成縣，甘南州迭部縣、舟曲縣，臨夏州東鄉(xiāng)縣、廣和縣、康樂縣、和政縣退出了該集聚區(qū).新增集聚區(qū)主要在甘南州瑪曲縣、碌曲縣、夏河縣等以畜牧業(yè)為主的區(qū)域.

3.2.2農業(yè)物質裝備水平因子分析從圖2可以看出，甘肅省物質裝備水平的空間分布同農業(yè)現(xiàn)代化綜合發(fā)展水平的空間分布有著高度趨同性，高-高型縣域在以酒泉、嘉峪關、金昌、武威為中心的核心地區(qū)集聚，低-低型空間集聚在以定西、隴南、天水等地為核心的甘肅省中南部，高-低和低-高型空間分布并不明顯.

1)高-高型的縣域并沒有隨著時間改變，主要在以酒泉、嘉峪關、金昌、武威為中心的核心地區(qū)集聚，包含了酒泉市阿克塞縣、肅北縣、肅州區(qū)、玉門市、金塔縣、瓜州縣、敦煌市，張掖市肅南縣、甘州區(qū)、山丹縣、民樂縣、高臺縣，金昌市金昌區(qū)、永昌縣，武威市民勤縣、涼州區(qū)，以及嘉峪關市，共計14個統(tǒng)計單元.

圖1　甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化綜合發(fā)展水平空間聚類

2)低-低型縣域隨著時間增多.2006年包含了平涼市靜寧縣，天水市秦安縣、甘谷縣、天水市城區(qū)，定西市通渭縣、安定區(qū)、渭源縣、隴西縣、岷縣、漳縣，隴南市禮縣、宕昌縣、西和縣，甘南州舟曲縣、迭部縣、卓尼縣、臨潭縣，共計17個統(tǒng)計單元.到2012年，低-低型縣域變成了21個，新增縣域為甘南州瑪曲縣、碌曲縣、夏河縣，臨夏州和政縣.

3)高-低型在空間分布并不明顯，2012年只有臨夏州臨夏市為這一類型.

3.2.3農業(yè)勞動力技術水平因子分析由圖3可以看出，甘肅省關于農業(yè)勞動力技術投入在空間的分布同綜合發(fā)展水平的分布有著一定趨同性，高-高型縣域在以酒泉-嘉峪關-張掖為中心的核心地區(qū)集聚，低-低型縣域在以定西、隴南、天水等地為核心的甘肅省中南部集聚，高-低和低-高型空間分布并不明顯.

1)高-高型縣域隨著時間增多.2006該類型包含酒泉市阿克塞縣、肅北縣、肅州區(qū)、玉門市、金塔縣、瓜州縣、敦煌市，張掖市肅南縣、高臺縣、臨澤縣，以及嘉峪關市，共計10個統(tǒng)計單元.2012年，增至13個統(tǒng)計單元，新增了武威市民勤縣，金昌市金昌區(qū)、永昌縣.

圖2　物質裝備水平空間自相關聚類

2)低-低型縣域伴隨著時間在減少.2006該類型包含了隴南市宕昌縣、禮縣、西和縣，定西市通渭縣、隴西縣、渭源縣、漳縣、岷縣，甘南州舟曲縣、迭部縣、臨潭縣、卓尼縣；臨夏州康樂縣、積石山縣、廣河縣、和政縣、東鄉(xiāng)縣，共計17個統(tǒng)計單元.到了2012年，低-低型空間集聚單元變成了12個縣域，其中，定西市隴西縣、漳縣，隴南市西和縣，甘南州舟曲縣，臨夏州積石山縣退出了該集聚區(qū).

3)高-低型縣域在空間分布并不明顯，2006年僅臨夏州臨夏市1個區(qū)域，到了2012年新增蘭州市城區(qū).

4)低-高型縣域在空間分布并不明顯，僅僅只在2012年出現(xiàn)在河西地區(qū)的民樂縣.

3.2.4農村發(fā)展水平因子分析由圖4可以看出：

1)高-高型縣域主要集中在河西地區(qū)，2006年包含酒泉市阿克塞縣、肅北縣、玉門市、瓜州縣、敦煌市，金昌市金昌區(qū)、永昌縣，蘭州市城區(qū)和皋蘭縣，以及嘉峪關市共計10個統(tǒng)計單元.到了2012年，新增了酒泉市肅州區(qū)、金塔縣，張掖市肅南縣、山丹縣，白銀市城區(qū).

圖3　農業(yè)勞動力技術水平局部空間自相關聚類

2)低-低型縣域主要集中分布在甘肅省中南部地區(qū)，2006年包含天水市武山縣，隴南市宕昌縣、禮縣，定西市通渭縣、渭源縣、漳縣、岷縣，甘南州舟曲縣、卓尼縣，共計9個統(tǒng)計單元.到了2012年新增了平涼市靜寧縣和天水市秦安縣等縣域.

3)高-低型縣域2006年僅臨夏州臨夏市1個縣域，到了2012年新增蘭州市城區(qū)、白銀市城區(qū).

3.2.5農業(yè)可持續(xù)發(fā)展因子分析從圖5可以看出：

1)高-高型縣域主要集中在碌曲縣和迭部縣.

2)2006年，低-低型縣域包含了酒泉市金塔縣，張掖市甘州區(qū)、臨澤縣、高臺縣；武威市民勤縣.到2012年，低-低型空間集聚單元增加了酒泉市阿克塞縣、肅北縣、肅州區(qū)、玉門市、瓜州縣、敦煌市，嘉峪關市.

圖4　農村發(fā)展水平局部空間自相關聚類

圖5　農業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平局部空間自相關聚類

4　結論

文中采用2006年和2012年的數(shù)據(jù)對甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化進行評價，得到如下結論：

1)縣域農業(yè)現(xiàn)代化綜合發(fā)展水平南北空間分異特征顯著，表現(xiàn)為高-高型縣域處于甘肅省西北部的河西走廊平原區(qū)，并不斷趨于向南部擴展，低-低型縣域處于甘肅省的中南部，并在不斷萎縮，趨于向西部以牧業(yè)為主的縣域集聚.

2)甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化綜合發(fā)展水平在相似的縣域在空間上表現(xiàn)出來較強的空間相關性，但是這個趨勢在減弱.主要體現(xiàn)在高-高型縣域不變，低-低型縣域減少，以及高-低、低-高、不顯著區(qū)域增多.這和物質裝備水平和勞動力技術水平因子在空間上的集聚減弱有關，表明甘肅省農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平的低值集聚區(qū)縣域的農業(yè)物質裝備水平和農業(yè)勞動力技術水平有了較大的提高，打破了原來的低值區(qū)的集聚.

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(責任編輯惠松騏)

Research on the spatial distribution and types of the development level of agricultural modernization in Gansu Province

ZHANG Shi-chang,LI Ding,HUI Dan

(College of Earth and Environmental Sciences，Lanzhou University，Lanzhou 730000，Gansu，China)

From the global and local dimensions,spatial association characteristic of agricultural modernization of Gansu Province are studied by using the methods of the spatial analysis of ESDA and factor analysis in this paper.The analysis show that,the agricultural organization of Gansu Province is at a low level,while the evaluation of agricultural modernization is determined by the four main factors included agricultural equipment,the labor technology,the level of social development of rural,and the level of a sustainable agricultural development.The high-high category of the agricultural modernization agglomeration is located in the Jiuquan-Jiayuguan-Zhangye of the Hexi Corridor,while the low-low category is located in the Tianshui-Longnan-Gannan-Linxia of the middle southern of Gansu Province.

agricultural modernization；spatial association；ESDA；Gansu Province

10.16783/j.cnki.nwnuz.2016.02.021

2015-10-09;修改稿收到日期:2015-11-04

國家自然科學基金資助項目(41271141)；科技部重大專項國家科技支撐計劃資助項目(2012BAC19B09)

張世昌(1991—)，男，河南濟源人，碩士研究生.主要研究方向為農村社區(qū)發(fā)展.

E-mail:zhangshchoak@163.com

*通訊聯(lián)系人，男，教授，博士，碩士研究生導師.主要研究方向為資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展.E-mail:liding@lzu.edu.cn

F 303.3;K 921/927

A

1001-988Ⅹ(2016)02-0107-07