基于主成分分析的廣東糧食生產能力研究

巫偉峰 張磊 萬忠

關鍵詞：廣東??；糧食；主成分分析；聚類分析

一、引言

糧食安全事關全面推進鄉村振興重點工作大局。習近平總書記指出，中國人要牢牢端穩自己的飯碗，要求糧食安全主產區、主銷區糧食安全責任一起扛，提升糧食和重要農產品保障。廣東省內山地、丘陵地形多，平原地形少。適宜發展糧食生產的平原總面積僅占廣東省面積的20%，造成局部地區農業生產“人多地少”，出現全省糧食生產的不平衡現象。目前，廣東糧食自給率僅為23%，糧食產需缺口高達4000萬噸以上。2023年中央一號文件提出“各?。ㄗ灾螀^、直轄市）都要穩住面積、主攻單產、力爭多增產”的目標，對廣東省糧食生產提出了新要求。

主成分分析是農業經濟研究領域較為成熟的研究方法。姚曉萍（2018）運用主成分分析法對山西省農業循環經濟發展水平進行評價和分析。林漫婷（2019）等用主成分分析法研究廣東區域農業適宜產業。徐娜等（2020）用主成分分析方法研究了甘肅省水土資源匹配度特征。夏新燕（2021）運用主成分分析方法對廣東農業產業融合發展水平綜合評價指標進行實證分析。呂迎（2022）運用主成分分析法對甘肅省循環農業發展區域差異進行研究。

2022年，廣東省糧食產量、面積、單產增幅均高于全國平均水平，糧食產量為近10年來最高水平。為進一步分析廣東省糧食生產情況，本文將選取廣東省各地級市的糧食生產相關指標進行主成分分析并進行聚類分析，分析各地市糧食生產能力并進行比較。

二、數據來源、指標選擇及研究方法

本文根據研究內容依據指標選取的科學性、精簡性、可獲取性和可測量性的原則，確定一級指標為產出指標、農業經濟指標、產糧能力指標、農業能耗指標。二級指標分別對應為糧食作物總產量；第一產業產值、農業總產值；糧食作物播種面積、實有耕地面積（2018年）、農業機械總動力、第一產業從業人員、耕地有效灌溉面積、灌區數量、水庫數量；農村用電量．農用化肥施用量按折純、農藥使用量（表1）。

本文數據均來自于《廣東農業農村統計年鑒2021》，數據處理軟件為SPSS27。研究方法為主成分分析、回歸分析及聚類分析。

三、實證分析

（一）KMO和巴特利特檢驗

將21個地級市數據按所選指標輸入SPSS軟件進行KMO和巴特利特檢驗。得出KMO檢測結果為0.768，巴特利特檢驗概率為無限接近O，各指標間具有較強的相關性，適合進行因子分析（表2）。

（二）主成分分析

由碎石圖（圖1）可得，在得出2個公因子后，坡度趨于平緩，結合表3可知2個公因子累積方差達到87.21%，具有較高代表性，故提取出2個公因子用于主成分分析。得出主成分得分計算公式為：

由F1可知，除Ni變量系數較低外，各變量系數均處在較高水平，因此將其設置為糧食生產能力指數。由F2可知，除N1變量系數較高外，各變量系數較低，因此將其設置為產糧能耗指數。

通過代入數據得出21個地級市糧食生產能力指數、產糧能耗指數、主成分得分并將其按城市分布區域與得分排名進行排序如表5、圖2所示。

研究表明，位于珠三角區域的地市糧食產業收縮嚴重，粵東地區穩定發展，粵西地區擴張明顯，粵北山區生產波動程度最大。近20年來廣東省糧食產業大體以珠三角為中心，呈西、北方向放射狀移動演變。由主成分分析所得圖表可知，珠三角地區的肇慶、江門兩市主成分得分較高，表明其具有較強的糧食生產能力，其余各市區得分低，相應的糧食生產能力較弱?；洊|的各市糧食生產能力較低?；洷鄙絽^的糧食生產能力較強，如清遠、梅州、韶關三市得分較高?；浳鞯恼拷?、茂名兩市得分最高，表明其糧食生產能力最強。

觀察各地市得分分布情況，以（F1，F2）為坐標進行分布如圖3所示。假定，位于一、二、四象限的城市糧食綜合生產能力值大于產糧能耗指數，則產糧是有效率的，位于第三象限的城市糧食綜合生產能力指數絕對值小于產糧能耗指數絕對值，則產糧能耗是有效率的。則有13個城市產糧能耗是相對有效率的，8個城市產糧能耗是相對無效率（表6）。

相對有效率的地區多位于粵西地區、粵北山區及珠三角、粵東少部分城市?；洷鄙絽^各城市，具有大量的農業用地資源，適宜發展糧食生產?；浳鞯貐^的城市地理氣候條件好、土地資源豐裕，農業產業化水平、組織化、機械化程度較高，糧食生產能力強。

相對無效率的城市多分布在珠三角地區與粵東地區。珠三角地區城市農業生產主要集中在具有較高的附加值和科技含量的非糧農產品，粵東地區城市東主要位于潮汕平原，該地農業受制于“人多地少”的現狀，主要以精耕細作的方式從事農業生產。故此類地區農業能耗多用于生產非糧作物，導致產糧能耗相對無效率。

（三）聚類分析

將廣東省21個地級市的糧食相關二級指標輸入SPSS27軟件進行聚類分析。從聚類的結果看（圖4、表7），21個地市被聚類為4類。從各類城市的數量上看，第一類別有7個，第二類別6個，第三類別6個，第四類別2個。從第一類城市到第四類城市產糧能力逐步增強。第一類別城市涵蓋表6中產糧能耗相對無效率城市，第二類城市為產糧能力一般的城市，第三類城市為珠三角地區、粵北山區產糧條件較好的城市，第四類為產糧能力最強的湛江、茂名兩市。

可見，廣東省各地市糧食生產能力不平衡，由低到高呈現階梯式分布。從經濟發展的角度看，城市GDP越高，產糧能力弱的概率越大。產糧能力最高的是位于粵西的茂名、湛江兩市，兩市GDP占全省的5.9%，其次為粵北山區的河源、梅州等地市與珠三角地區的江門、肇慶兩市，之后為珠三角部分城市與粵東地區的城市，最低的為珠三角地區城市與潮州市。廣東省在城市化和工業化的發展過程中，耕地占用面積規模較大，稻谷播種面積明顯減少。珠三角地區是廣東省最發達的地區之一，隨著城市化進程，基礎設施建設占用土地增多，導致耕地日益萎縮，加之在農業產業結構調整、種糧比較效益低下等因素的影響下，糧食播種面積縮減，最終造成糧食生產能力的下降。

四、政策建議

（一）嚴守耕地底線，保障耕地現有存量

嚴格落實糧食生產“黨政同責”、“主銷區也要落實糧食生產”、“保護糧食和重要農產品供給”等中央文件精神與要求。保護耕地資源，強化土地管理，加大對土地的監管力度，對于農業用地的租賃，要嚴格加以控制，嚴格把關禁止“農用地非農化”，各基層土地管理部門應當加大執法力度，確保糧食用地得到有效保護。在城鎮規劃的編制和修訂中，要克服強調城鎮發展、忽視耕地保護的片面做法。提高復種指數，各地區要大力鼓勵提升農民早稻種植面積，落實雙季稻生產，在沿海等冬季積溫較好地區，推廣冬種馬鈴薯、番薯、玉米等。

（二）因地制宜，高質量建設糧食安全產業帶

高質量建設廣東省糧食安全產業帶，打造產業鏈、價值鏈、供應鏈“三鏈協同”的糧食產業體系，全面增強糧食安全綜合保障能力。根據全省不同地級市的糧食生產能力，結合各地市不同的資源稟賦及發展規劃，充分發揮全省糧食相關產業技術體系的崗位專家和綜合試驗站的功能和作用，在廣泛調研的基礎上，制訂“十四五”全省糧食產業發展規劃與實施方案，實現全省糧食產業發展一張圖，保障全省糧食產業高質量發展。

（三）科技引領，促進糧食生產提質增效

在未來糧食用地面積不能增加的條件下，必須通過發展新技術和提高效率以增加單位面積的產量。要根據廣東省實際建立先進適用農機具需求清單，加快補齊重點領域農機研制使用短板，分產業推廣先進機械裝備，培育壯大先進適用農機具產業集群，深化農機農藝融合，加大基礎設施宜機化改造，做大做強農機綜合社會化服務。結合基本農田改造的任務，大力推進中低產田改造，提高其單產能力。優化農業基礎設施建設，保障糧食生產的便利性。與此同時，還應當促進農業社會化服務體系的構建，通過完善的社會化服務，使糧食生產從以往的“小作坊”式的小農生產，轉變為與現代農業科技緊密結合的社會化生產，實現小農戶與現代農業的有機銜接。