基于聚类分析的福建省生态农业功能区划研究

　　摘要:生态农业是推动中国农业转型升级的有效途径,结合每个地区的发展现状并因地制宜地进行功能定位、明确建设重点对于生态农业效益的提升将有显著促进作用.本文以中国首个生态文明示范区福建省为研究区域,从自然资源、农业发展、城市建设3方面共15个指标构建福建省生态农业功能分区指标体系,结合各市公布的《统计年鉴》(2011—2018年)以及福建省自然资源厅、农业厅等相关部门所发布的政府统计公报,求取各指标数据均值,以此作为数据样本并运用系统聚类方法对福建省9个地级市进行生态农业功能区划.结果表明,福建省生态农业功能分区大致形成山区城市组合、沿海城市组合与经济特区分别聚合成类的三区布局,整体呈现“一心、两区、多翼”的生态农业功能分区格局.在此基础上,笔者根据大量指标数据变化规律来探讨福建省生态农业发展态势在时间维度上的总体特征,以及各功能区的区划成因.最后,基于聚类结果进一步将三区定义为沿海都市现代化生态农业功能区、山区城市特色生态农业功能区和滨海特区休闲生态农业功能区,并对各个功能区的优劣势及未来发展定位做深入分析,提出建设重点,以期能为福建省生态农业统筹规划、联动发展提供参考借鉴.

　　关键词:指标体系;聚类分析;生态农业;功能分区;福建省

　　农业作为福建省根基深厚的基础产业,其重要性不言而喻.随着人类经济活动的频繁扩张及社会生产技术的不断提升,农业已从原始的自然形态逐步向现代化迈进.然而在产量攀升的同时,却不得不正视因农用化学用品大量投入使用而引发的环境污染问题.根据《福建统计年鉴2018》数据显示,2018年福建省化肥施用量高达(折纯)116.32万t,究其原因,主要是因为福建省地形多为丘陵、可用耕地面积欠缺,农户只能通过施用更多的化肥以求在短期内获得高产量.长期掠夺式的农业生产方式对土地等不可再生资源都造成了难以挽回的危害,以发展的眼光来看,这种做法只能是饮鸩止渴.于是人们开始反思传统农业的可行性,经过多年的探索,生态农业逐渐进入人们的视野并发展成为当前主流.

　　1文献述评

　　如何在农业生产中协调环境与经济二者的平衡,一直是党和国家的重要任务,也是学术界聚焦的热点问题.方时姣呼吁学者们着重创新生态农业的新方向与理论[3].单玉丽则强调应从理念层面加强对台湾生态农业建设的优秀经验借鉴[4],申元村等基于对中国西部地区的经济水平、粮食产量以及生态环境基础等方面的分析,对中国西部地区进行了生态农业分区并指明其发展方向[5].及至今日,国内已有众多学者对生态农业展开全方位多方面的研究与探讨,内容涉及农业面源污染治理、发展模式探索、问题及对策、政策体系构建、国外优秀经验的总结及借鉴等[6-13].但是,生态农业研究的出路重点在于鼓励更多的“定量”研究[14].而目前基于省域视角的生态农业功能布局的研究还较少涉及,汤小华综合运用区划理论、现代生态学理论,结合GIS技术手段,揭示福建省区域分异规律,以此作为依据确定分区指标,将福建省划分为2个生态区,5个生态亚区和107个生态功能区[15].毛晓丹和冯中朝通过实地调研搜集数据,从资源循环利用条件、农业经济社会发展条件、农业资源条件、农业资源投入条件4方面构建指标体系,运用系统聚类将湖北省划分为4个农业循环经济发展区[16].许标文等深入总结福建省农业发展现状,以此为依据提出福建省生态农业经济区构建设想,并结合田园城市理念、工业化理念、包容性增长理念,围绕“生活圈”“生产圈”“生态圈”分别指出生态农业新业态模式的发展方向[17].唐丹等以生态文明理念为指导思想,基于对福建省农业区位条件的分析以及农业发展格局变迁的梳理,剖析当前存在的问题并提出优化路径[18].刘朋虎等聚焦于福建红壤丘陵山区,结合当地农业生产实际,综合考量其发展生态农业的优劣势,并在此基础上阐述区域高效生态农业划分的总体思路与战略思考[19].综合来看,此类研究大多是依赖经验而做的定性分析,带有较为浓厚的主观臆测色彩,客观性尚显不足.相比之下,定量分析则有较强的科学性作为支撑,其分区布局的依据更具客观性,结论也更具说服性.基于以上分析,笔者以福建省为研究区域,从自然资源、农业发展、城市建设3方面共15个指标构建福建省生态农业功能分区指标体系,运用系统聚类方法对福建省9个地级市进行生态农业功能分区,在此基础上,根据大量指标数据的动态变化来总结规律,以探讨福建省生态农业发展态势在时间维度上的总体特征以及各功能区的区划成因.最后,进一步对各个功能区发展生态农业的优劣势、发展方向等做深入的具体分析,提出未来建设重点,以期能为全省生态农业的统筹规划、联动发展提供参考建议.

　　2指标体系构建与数据来源

　　2.1指标体系的构建以评价指标体系构建的科学性、系统性、可操作性、因地制宜等基本原则为指导,参考国内外学者关于生态农业效益的研究,结合福建省实际情况,最终确立如表1所示的评价指标体系.一级指标为自然资源、农业发展、城市建设3个指标,二级指标则涵盖森林覆盖率、年均气温、年均日照时数、年均降水量、地表水资源总量、耕地面积、粮食总产量、农用化肥施用量、农业机械总动力、农林牧渔业总产值、污水处理率、生活垃圾无害化处理率、来反映各地区的农业基础及现代化水平,考核其生态农业的发展潜力.其三,城市的建设水平可以从侧面反映生态农业配套基础设施的完善程度,而一个文明、宜居、环保的环境无疑也是生态农业快速发展的有效催化剂.此外,地区的经济水平高低是居民消费水平的直观体现,也将创造一个广阔的农产品消费市场,从而解决生态农产品销售的后顾之忧,并且便捷的基础设施服务也是加快农村三产融合的有力支撑条件.因此,本文选取污水处理率、生活垃圾无害化处理率、年末实有道路长度(km)、农村居民人均可支配收入、居民消费价格指数5个指标来衡量生态农业发展的社会保障力度及可能达到的市场化程度.

　　2.2数据来源与整理

　　由于各指标数据每一年都会发生动态变化,为了更为准确地反映福建省9个地级市的自然资源状况、生态农业发展能力以及城市建设水平,为福建省生态农业功能区划的合理性、科学性提供更为有力的数据支撑,本文搜集了各指标在2010—2018年的全部数据,并求其均值,以此作为聚类分析的数据样本,以使得区划依据更具代表性、区划结果更为客观有效.根据所构建的福建省生态农业功能分区指标体系,选取福建省9个地级市作为此次分析的样本,对应的指标原始数据主要来源于各市公布的《统计年鉴》(2011—2018年)以及福建省自然资源厅、农业农村厅等相关部门所发布的政府统计公报.限于篇幅,经整理之后的数据在此略去.

　　3分区过程及结果分析

　　3.1分区过程

　　由于9个地级市以及所构建的指标之间存在着不同程度的相似性,而生态农业功能分区的目的则是根据地区之间的相似性将其进行归类分区,因此本文选择聚类分析法作为研究方法,以聚类结果作为分析的依据,进一步结合实际情况选择最佳分区模式.聚类分析的思想是在繁杂的指标体系中寻找能够衡量样本或指标之间相似程度的统计量,以此为依据,结合关系亲疏程度,进而将样本聚合为不同大小的分类单位,直至形成一个完全覆盖样本的大类.本文基于统计分析软件SPSS25.0对以上数据进行聚类分析,限于篇幅,本文在此将系统聚类的步骤简化如下.

　　3.2区划结果

　　根据输出的谱系可以看到,福建省的生态农业功能分区可以有不同类别的多种分法.但是,厦门市是福建省的经济特区,经济体量庞大,地位较为特殊,并且相对于其他各市,其城市面积较小,人口却更为集中,用地紧张.此外,宁德市虽为福建省的沿海城市,然而该市基础设施还有待完善,经济水平在省内还处于较为落后的位置,当前主要以山区特色农业作为支柱产业,相较于其他沿海城市,具有较大的异质性.因此,基于各市地域特征、自然资源与气候环境,同时结合其经济水平及未来发展定位,最终选择将其分为3类,经济特区厦门市单独成类,经济较不发达的龙岩市、三明市、南平市以及宁德市归为内陆山区城市组合,经济较为发达的福州市、漳州市、莆田市、泉州市则归为沿海都市组合.

　　4分区功能定位与建设重点

　　4.1滨海休闲生态农业功能区

　　土地后备资源稀缺,人均耕地稀少,这一自然资源的约束不仅直接致使厦门市难以开展大规模的机械农业活动,而且对农业适度规模经营也提出了更高的要求.自改革开放以来,持续高速的经济增长与日益紧张的土地资源利用二者之间的矛盾不断凸显,一味追求产量的攀升导致了农业化学用品的泛滥,2018年全市28.61万亩(1亩＝1/15hm2)的耕地面积施用了375500t农用化肥,大量农业废弃物不可避免地制造了严重的污染,环境的恶化又制约了农业的发展,这使得厦门生态农业在很长一段时间内陷入困境.近年来,厦门市虽然出台了多项政策鼓励耕地流转,但是却未能很好地激发农民的积极性,如何利用好越来越稀缺的耕地资源谋划生态农业且获得一席之地是生态农业发展战略规划的一项重要工作.

　　4.2沿海都市现代化生态农业功能区

　　沿海都市现代化生态农业功能区由福州市、莆田市、泉州市、漳州市组成,得益于沿海通商口岸的便利条件,该区城市群率先享受到了改革开放的红利,自此之后便一直步入高速发展的轨道,现代化都市的崛起使得该区城市群能够集聚省内大量的人才、资本、技术等稀缺资源,进而又推动了农业现代化水平的不断提升.2018年福州市、泉州市的农业机械总动力分别达到1198094kW、24832000kW.与此同时,该功能区二、三产业也发展迅速,福州市以电子信息产业见长,莆田市、泉州市是中国鞋服、纺织的主要生产基地,漳州市则为中国农业发达城市,如何充分利用手中的尖端资源优势,使二、三产业影响力辐射至农业,加快促进三产融合,是该功能区应深入探讨的问题.

　　参考文献

　　[1]叶谦吉.生态农业———农业的未来[M].重庆:重庆出版社,1988.

　　[2]赵明凤.税收政策在农业生态环境治理中的作用[J].农业经济,2018(11):90-91.

　　[3]方时姣.对我国生态农业研究的若干思考[J].农业经济问题,2003(11):39-42＋80.

《基于聚类分析的福建省生态农业功能区划研究》

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