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资源环境-34-农村经济与科技 2023 年第 34 卷第 13 期（总第 561 期）“三农”问题是指农业、农村、农民问题。随着乡村振兴的深入推进，“三农”问题也日益凸显出来，在国家经济建设与社会发展中占有重要地位。现阶段，我国“三农”问题形势表现为总体稳定，趋于好转的发展趋势和严峻的现状并存。2014年一号文件确定了“三农”方面的八大重点任务，其中第一部分就是完善国家粮食安全保障体系 1。2023年中央一号文件强调保障国家粮食安全是“三农”工作的头等大事。解决“三农”问题，尤其是粮食安全问题，对“三农”自身发展乃至国民经济发展至关重要。随着人口的持续增长和生活水平的不断提升，粮食需求量呈现出明显的上升趋势，产需缺口也在不断扩大，而国际市场调剂余缺的空间有限，使得我国粮食安全形势变得更加严峻。然而，当前粮食问题不仅是由供需关系引起的，粮食生产能力也从中发挥着不可或缺的作用 2。因此，解决粮食增产问题是解决粮食安全问题的先决条件。中共二十大报告指出要筑牢粮食安全防线，把饭碗牢牢端在自己手中，通过“藏粮于地，藏粮于技”的战略途径全方位夯实粮食安全根基，严守18亿亩耕地红线，确保粮食播种面积稳定、粮食产量保持在0.65万亿kg以上，提高我国粮食的生产能力和生产效率，优化粮食产业结构 3。当前我国经济呈现恢复向好态势，经济发展又重新按下了“快进键”，稳定发展山东农村地区粮食生产，提高粮食综合生产能力，扛牢粮食安全责任，做大做强粮食产业，对确保国家粮食安全和解决“三农”问题具有重要的战略意义和现实意义。山东省是粮食生产大省，是保障全国粮源供应的重要“根据地”和“大粮仓”，近5年来粮食产量稳定在500亿kg以上，耕地面积和粮食总产量在全国位居前列 4。又因山东是农业和人口大省，故山东农村地区的粮食生产事关全国粮食生产大局。2003年以来，山东省积极调整粮食政策，与大数据相结合，单产水平不断提高，粮田基础设施不断完善，科技支撑能力不断增强，机械化作业水平大幅度提高。但是，近几年来，受自然因素和国内外社会因素的影响，我国粮食产需仍处于“紧平衡”态势，又因我国人多地少，一些地区“非农化”“非粮化”等问题加剧 5。同时山东农村地区的粮食生产出现了波动起伏的现象，粮食产量不稳定，增速放缓，对山东省粮食生产的稳定性构成了威胁和挑战。本研究以山东省农村地区为研究单元，利用主成分分析法，将影响粮食生产的多个指标转换为三个互不相关的主要影响因子的综合指标，并分析各影响因素对粮食生产发展的影响程度，以期为山东农村地区粮食生产提供建议，并为其他地区作参考。1数据选取粮食生产问题近年来一直备受学者的关注，许多学者针对粮食产量的影响因素进行了分析研究并提出许多实用性建议。石敏 6运用主成分分析法和聚类分析法从资源禀赋、农业投入水平、农业资源转化水平方面对山东省17个地级市进行可持续发展评价。曹永强等 7针对作物产量与不同灾害类型之间的相关性，利用灰色关联分析将气象灾害对粮食产量的影响分为3个阶段，探究了时段内受灾范围和受灾强度对粮食产量的影响整体呈现下降趋势。吕晓虎等 8从粮食自给率、人均粮食产量、粮食单产水平等方面构建粮食安全综合系数，采用粮食安全系数评价法对陕西省11个地市19982007年的粮食安全状况进行定量评价研究。石奇等 9利用主成分分析法分析耕地面积与水资源、农业基础设施建设、农业政策等因素对粮食生产的影响，并根据粮食综合优势评价值提出针对性建议。收稿日期 2023-04-10 作者简介 杨智琦（2001），女，山省聊城人，在读本科生。基于主成分分析的粮食生产影响因素分析以山东农村地区为例杨智琦（山东农业大学经济管理学院，山东泰安271000）摘要“民以食为天”，粮食安全问题始终是“三农”问题的核心。为了研究影响山东农村地区粮食生产的因素，主要运用主成分分析法实证研究粮食作物播种总面积、有效灌溉面积、农业机械总动力等因素对山东农村地区粮食生产的贡献程度，并在确保信息量的基础上提取了三个主成分因子。结果表明，物质生产资料投入因子对山东省粮食生产起着非常显著的影响作用，劳动生产资料投入状况和社会经济发展水平是影响山东粮食生产的关键因素。通过对影响山东粮食生产的因素分析，结合“三农”角度提出促进山东农村地区粮食生产的可行性建议。关键词 粮食安全；“三农”；主成分分析；可行性建议 中图分类号 F302.2；G646 文献标识码 A资源环境-35-基于以上研究成果，本研究主要从土地、劳动力、资本投入、社会经济条件4个方面运用主成分分析法分析20172021年山东省粮食产量波动的主要因素，以期了解山东省粮食生产现状以及影响因素。数据（20172021年）主要来源于山东统计年鉴 10，其中大部分来自年鉴中的“农业“条目。本研究在结合山东省的实际情况的基础上，考虑资料收集的完整性和数据的可获得性、可持续性，并结合相关文献研究成果 11，主要选取了10个有代表性的影响因素作为研究指标（表1）。表 1粮食生产影响指标类别指标及类别指标土地粮食作物播种总面积(hm2)X1有效灌溉面积(hm2)X2劳动力农业从业人数(万人)X3资本投入农业机械总动力(kW）X4农用化肥折纯量(施用量)(t)X5农村用电量(万kWh)X6农药施用量(t)X7农用地膜使用量(t)X8农用柴油量(t)X9社会经济条件GDP(亿元）X102模型选取主成分分析法（PCA）是指利用降维思想，将大量数据提炼成有代表性的，综合的、少数的几个不相关的综合变量。主成分分析法经常被用于做多变量的时间序列预测或寻找有显著贡献的因子 12。本研究基于寻找对粮食生产有显著贡献因子出发，利用主成分分析法对山东省粮食生产的影响因素进行实证研究。根据山东农村地区粮食生产20172021年实际情况，调查研究了10个指标的原始数据（表1）以后，建立PCA模型，借助SPSS 27.0软件，运用降维-因子分析法对影响山东粮食生产的因素进行了主成分研究。3 实证分析3.1山东省粮食生产发展概况为了了解山东农村地区粮食的生产现状，本研究绘制了山东省粮食总产量变化趋势图和山东省播种面积、单产趋势图（图1、图2）。由图1和图2可以看出，山东省的粮食总产量在2018年出现低谷期，之后又稳步上升。同时粮食耕种面积和粮食单产也与2017年相比出现下降趋势。这主要是因为2018年山东省在党中央、国务院的领导下，进行农业种植结构调整优化的结果,深入推进农业供给侧结构性改革，主动调减库存较多的玉米种植，扩大大豆种植，减少粮食播种面积，因地制宜地发展粮食作物。20182020年我国粮食播种面积呈下降趋势但是粮食单产和总产量却呈稳步上升趋势。这主要是因为我国粮食种植结构调整取得了良好的成效，大豆、杂粮等优质高效作物的种植规模提升，加上近年来玉米价格上涨带来的玉米种植意愿加强，使得我国粮食单产不断提升，粮食总产量没有受到播种面积下降的影响，反而逐年增加。2021年山东省粮食播种面积又出现小幅回升，这主要是因为山东省严格实施耕地保护制度，坚决遏制耕地“非农化“、防止”非粮化“，进一步加大粮食生产扶持力度，积极落实各项惠农政策，提高农民的积极性。由图1可以看出，山东省粮食发展呈现向好态势，应继续改进粮食供给结构，加大扶持力度，促进粮食生产“稳中向好、进中提质”。图 1山东省粮食总产量变化趋势6 5776 584粮食单产图 220172021 年山东省粮食播种面积、单产趋势3.2主成分分析结果3.2.1相关系数显著性分析用KMO统计量和Bartlett球体形度检验的显著性水平进行检验。KMO统计量根据Kaiser给出的度量标准，0.7以上是比较合适的标准 13。或者Bartlett证明对应的P值小于0.05，拒绝原假设，可以做主成分分析。该组数据KMO值为0.704，大于0.7，相关性较强，效果较好。Bartlett球形检验卡方值为132.993，数值较大，所对应的P值（为0.000）小于0.05，Bartlett具有显著意义。由此而知，适合进行主成分分析。杨智琦：基于主成分分析的粮食生产影响因素分析资源环境-36-农村经济与科技 2023 年第 34 卷第 13 期（总第 561 期）3.2.2主成分总方差解释方差贡献率可以反映主成分的相对重要性，方差贡献率的大小代表各主成分对粮食生产的影响程度。从表2可以看出，第一至第三个主成分对应的方差贡献率分别为52.218%、22.268%和10.339%。前3个主成分特征值均大于1，且累积方差贡献率达到84.825%，大于80%，综合了有关粮食生产影响因素的绝大部分信息，因此提取3个主成分是合适的，其载荷矩阵如表3所示 14。表 2总方差解释主成分特征值方差贡献率/%累积方差贡献率/%15.22252.21852.21822.22722.26874.48631.03410.33984.82540.5535.52790.35250.373.70394.05560.2742.74196.79670.2072.07298.86980.0560.56299.4390.0430.43299.863100.0140.1371003.2.3主成分载荷分析由3可以看出，主成分y1在X1（粮食作物播种总面积）、X2（有效灌溉面积）、X4（农业机械总动力）、X5（农用化肥折纯量）、X6（农村用电量）、X7（农药施用量）、X8（农用地膜使用量）7个指标上有较大程度的正载荷，主要反映山东农村地区粮食生产的物质生产资料投入情况；主成分y2在X3（农业从业人数）、X9（农用柴油量）上载荷值较大，从一定程度上反映了山东农村地区粮食生产的劳动力投入状况；主成分y3在X10（GDP）上载荷值较大，从一定程度上反映出山东省的社会经济状况。主成分y1、y2和y3分别代表着每一个方面的重要影响，更直观地反映了山东农村地区粮食生产的主要因素。表 3主成分因子载荷矩阵指标变量 主成分y1主成分y2主成分y3粮食作物播种总面积X10.79-0.5580.057有效灌溉面积X20.853-0.481-0.015农业从业人数X30.5110.730-0.192农业机械总动力X40.917-0.186-0.140农用化肥折纯量（施用量）X50.959-0.1440.026农村用电量X60.5900.4860.389农药施用量X70.8180.254-0.281农用地膜使用量X80.8680.0560.160农用柴油量X90.2000.708-0.499GDPX100.1900.5390.684由表2和表3可知，第一个主成分，即物质生产资料投入因子对粮食生产的影响力最大,其余2个主成分的影响力明显减弱。这充分说明，提高粮食产量首要工作是加大对农业的物质生产资料投入水平。第二个主成分反映了劳动生产资料的投入状况，也是影响粮食生产的关键因素，必须吸引更多的劳动力从事现代农业。第三个主成分反映了社会经济发展状况，社会经济发展水平的高低影响粮食生产。这意味着应该在物质生产资料投入、劳动力生产资料投入、社会经济水平之间形成协调一致的体系，保证山东省各农村地区充分发挥优势，促进粮食生产。4 研究结论与建议4.1结论2018年山东粮食产量经历低谷，20182021年山东省粮食产量稳步上升。同时20172020年山东省粮食播种面积出现持续下降趋势，从 8 455.601 hm2下降到8 281.54 hm2。2021年粮食播种面积又出现回升现象。主成分分析中，只有确保了物质生产资料方面的足够投入，粮食生产综合优势才能得到充分发挥，粮食产量才能有所保障；劳动力生产资料的投入也是粮食生产综合优势的重要因素，是确保一切条件得以实施的主体性因素。因此，山东农村地区应该在保证对粮食生产物质生产资料投入的同时，培育新型农民主体，引进农业专业人才。另外，实现国民生产总值与粮食生产平衡发展。4.2可行性建议4.2.1对不同区域采取差异化对策，充分发挥其比较优势青岛、淄博、潍坊、烟台等大部分靠近沿海的地区属于胶潍、登莱地区，尤其是胶东地区，城市化和工业化较为发达，市场广阔，但耕地面积较少，应积极利用经济环境和优越的市场条件发展满足市场需求的高质、高优农产品，实现经济建设与粮食生产的平衡。中部地区地形以丘陵为主，缺乏粮食生产的有利条件，应因地制宜、合理调整农业产业结构。鲁西地区以平原为主，耕地面积广阔，气候适宜，应继续发展和巩固粮食生产，确保粮食产量的稳步提高。4.2.2加大物质资料投入，优化农业资源配置通过主成分分析得出，提高山东农村地区粮食产量首当其冲的是加大对农业的物质生产资料投入力度，因此优化物质生产资料资源配置是促进山东农村粮食生产的首要条件。本研究主要从耕地、有效灌溉、化肥农药、农业机械化等方面提出建议。要想提高粮食综合生产能力，首先要严格执行耕地保护政策。应继续实行严格的耕地保护制度，在退耕还资源环境-37-林还草的同时，防止现有耕地“非农化”，建设高标准农田，提高耕地质量。由图3可以看出，山东农村地区的有效灌溉面积逐步上升，但是，有效灌溉率（注：有效灌溉率指有效灌溉面积与粮食播种总面积之比）仅在60%左右，山东省农田水利仍存在农田水利工程灌溉设施不完善、灌溉技术相对落后、灌溉效益低等问题。因此，应加大对农田水利设施的资金倾斜，改造升级或重新建造水利设施，增加水利灌溉面积，保障粮食生长所需水分，提高粮食产量 15。由图4可以看出，当前山东农村地区近5年已在逐步减少农药化肥的使用量，但每年化肥农药的使用基数仍然庞大，仍需继续减少化肥农药的施用量。同时，应当积极研发化肥农药的有机替代品，政府部门也应当加大对有机化肥农药的研发和补贴力度。还可以鼓励专家走进田垄对农户进行种粮指导和培训，适当使用农药和化肥，提高生产效率。除此以外，应继续推进粮食生产机械化进程，大力推广适合不同土地类型和经营方式的实用机械，提高粮食生产效率，提高农民的种粮积极性，促进农田设备现代化。图 3山东农村有效灌溉现状图 4农用化肥与农药投入对比4.2.3培育高素质农民，引进农业专业人才研究发现，山东农村地区农业从业人数在不断减少，越来越多的农民弃耕奔城，因此改善农民认知、提升农民专业技能，吸引农业专业人才变得至关重要。一方面，加强农业宣传，转变农民思维，培养高技能、爱农业、愿意为农业付出的人才。另一方面，加快培育新型职业农民，加强农业专业人才培养。创新职业农民培训机制，与涉农学院合作，建立新型农业实习基地，加大对农业主体的培训力度，打造高素质的现代职业农民 16。此外，加大人才引进力度，深入推进“三乡”工程。建立全面高效的返乡创业激励制度，改善农村地区基础设施和居住环境，吸引更多高素质人才为现代化农业生产建设做出贡献。4.2.4 强化政府扶持力度，保障粮食生产粮食生产投入大、效益低、抵御自然风险的能力差，仅仅靠农民自己很容易挫伤农民的生产积极性，因此要强化政府保障粮食生产稳步发展。一是规定粮食最低收购价格，进一步激发农民种粮积极性。二是加大种粮补贴额度，确保农业支持保护额度、种粮补贴、农机补贴等一次性补贴足额发到农户手中，保障农民收益，调动农民的生产积极性。三是进一步完善产粮大县奖励政策，加大对产粮大县财政奖励和粮食产业建设项目扶持力度，健全完善奖励资金动态调整机制，逐步提高产粮大县的财政保障能力。四是实行“米袋子”省长责任制，做到粮食安全党政同责。进一步强化组织领导，严格粮食安全责任制考核，牢守粮食播种面积，建立覆盖生产、收购、储备、加工、销售的粮食安全保障体系。参考文献1 蒋 霞.我国粮食安全和“三农问题”研究J.山西农业科学，2014，42（8）：771-785，791.2 高照良，彭珂珊.现阶段我国粮食安全形势和目标及途径研究J.粮食经济研究，2015，1（2）：1-16.3 袁卫兵，汪于启.制约粮食生产的因素及应对举措J.现代农业科技，2023（2）：197-200.4 李福君，李 可，刘博文，等.扬帆奋楫勇当先山东省大力推动粮食产业经济高质量发展综述J.中国粮食经济，2019（8）：14-21.5 杨 彬，高冰珂.夯实粮食安全助力乡村振兴J.农家参谋，2023（4）：16-18.6 石 敏.基于主成分分析和聚类分析的山东省粮食可持续发展评价J.南方农业，2020，14（11）：124-125，130.7 曹永强，冯兴兴，王 菲，等.农业气象灾害对辽宁省粮食产量的影响J.灾害学，2020，35（2）：1-7.8 吕晓虎，赵景波 陕西省粮食安全定量评价研究J 干旱地区农业研究，2010，28（2）：219-2259 石 奇，武同华.我国粮食主产区粮食生产影响因素的主成分分析J.南京财经大学学报，2012（5）：20-25.10 山东统计局.山东统计年鉴M.北京：中国统计出版社，2019.11 杨 娟，王 帅，骆云中.基于主成分分析的河南省粮食产量影响因素研究J.湖北农业科学，2017，56（13）：2587-2592.12 梅雪萍.基于主成分分析的四川省经济发展影响因素评价研究J.中国集体经济，2023（5）：33-36.13 武同华.中国13个粮食主产区的比较优势及影响因素分析D.南京：南京财经大学，2012.14 徐 英，黄凯美.基于主成分分析的山东省粮食生产影响因素J.青岛农业大学学报（自然科学版），2021，38（2）：153-156.15 张 涛，田东林，杨进敏.基于多元线性回归的山东省粮食生产影响因素分析J.粮食科技与经济，2021，46（2）：16-21.16 张月玲，张江波，王利君.深入推进农业供给侧结构性改革的研究J.中国集体经济，2023（4）：78-81.杨智琦：基于主成分分析的粮食生产影响因素分析