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农业现代化发展水平时空特征：分异性与集聚性

基于山东省2010—2019年数据分析

- ORCID：
张志新 ¹
- ORCID：
孟晓 ²
✉

1. 山东理工大学经济学院，淄博 255022； 2. 北京林业大学经济管理学院，北京 100083

中图分类号： F320.1

最近更新：2022-12-28

DOI：10.7621/cjarrp.1005-9121.20221120

摘要

目的

探索农业现代化发展水平时空特征以利于加快推进农业现代化进程，全面推进乡村振兴。

方法

文章构建包含农业物质装备、科技信息、产业建设、经营管理建设、绿色发展、产出效益和农村现代化七方面的指标体系，运用TOPSIS-ESDA方法，基于2010—2019年山东省数据，研究农业现代化发展水平的时空特征。

结果

（1）时间维度上，农业现代化发展水平指数高值地区波动性较大，低值地区则陷入“低水平陷阱”；（2）空间层面上，呈现从高值向低值地区梯次转移，低值地区长期处于锁定状态；（3）时空角度上，整体呈现显著的同类集聚，但高值和低值接壤区域存在“空心”和“极化”现象。

结论

可以在高值地区发展资金和技术集约化、信息化、知识化农业；低值地区继续完善基础设施建设，根据因地制宜原则提高农业现代化发展水平；同时，增强区域间交流合作，积极培育低值集聚区域增长极。

关键词

农业现代化; 同类集聚; 空间异常; 低水平陷阱; 区域增长极

0 引言

农业现代化是国家现代化的重要组成部分，是“十四五”时期全面推进乡村振兴的目标，是新时代党和国家核心任务之一。2021年“中央一号文件”明确提出“举全党全社会之力加快农业农村现代化”，因此，不断提高农业现代化发展水平是农业农村工作的重中之重。农业现代化发展水平可以通过提高农业综合生产力、创造良好农村生态环境、提升农民生活质量的关键指标得到体现。“十三五”期间我国农业现代化发展水平大幅提升，“十三五”末我国蔬菜、水果、禽蛋、水产品产量分别比“十二五”末增长8.5、11.7、8.6、4.3个百分点，粮食单产提升12.1kg/hm²，农业科技进步贡献率提高4个百分点；农作物秸秆综合利用率提高将近13个百分点；人均可支配收入突破1.6万元，提前一年实现比2010年翻一番的目标

；但不可否认的是，我国农业现代化发展水平不仅与发达国家存在较大差距，也明显滞后于工业化和城镇化，更是“四化”同步中的短腿。譬如，2018年美国的粮食单产为6 885.7kg/hm²，是我国同期的1.22倍；另外，发达国家的农业科技贡献率一般在70%~80%，德国、英国、法国等超过了90%，而2020年我国农业科技贡献率刚刚突破60%^{[参考文献 1

百度学术}1]。不仅如此，我国农业现代化发展水平整体上以“胡焕庸线”为界，呈现出东南高、西北低的空间分异^{[参考文献 2

百度学术}2]。

2020年山东省成为全国首个农业林牧渔总产值（数值为10 190.6亿元）突破万亿元的省份，“十三五”末山东省农业现代化发展水平走在全国前列，但各地区农业现代化发展水平差异明显。譬如，鲁西北、鲁南地区基本形成以土地流转、新型经营主体培育、农业机械跨区联合作业等方式以提升农业种植业现代化发展水平；鲁东地区则以普惠金融、农村经济人引领、“互联网+”等方式以提升经济作物现代化发展水平。截止2020年，鲁西、鲁南地区农业综合生产能力仅为4.7，鲁东地区则高达7.3，高出55.32%；鲁西北、鲁南地区农民人均纯收入为1.465 7万元，而鲁东地区则为1.963 3万元，是鲁西北、鲁南的1.34倍

。农业现代化是实现从农业大省蜕变为农业强省的关键，但现阶段农业现代化发展水平存在较大区域差异和空间分异，空间非均衡问题日益突出^{[参考文献 3-5}3-5]，对实现农业现代化全面快速推进和协调发展极为不利。因此，文章以山东省为例研究农业现代化发展水平的时空特征，不仅具有的代表性，还具有典型性，也有较强的示范效应，能够为全国推进农业现代化全面、协调发展提供借鉴，以利于加快推进我国农业现代化进程。

1 相关文献回顾

关于农业现代化发展水平的研究由来已久，国内外专家学者主要在以下方面进行了大量有益的探索。

农业现代化发展水平的定量评价。农业现代化定量评价方法主要包括多指标综合测度法、重点参数比较法、DEA结合熵值法等^[

7,8]。多指标综合测度法是目前被认为评价农业现代化发展水平最为合理、应用最多的方法^{[参考文献 9

百度学术}9]，由于可持续发展和环境保护在农业现代化发展的重要性已得到国内外学者的关注和认可^{[参考文献 10-12}10-12]，基于农业可持续发展视角构建的包含经济、环境、污染、发展4个层面的指标体系得到广泛应用^{[参考文献 13

百度学术}13,14]，还有在参考国际标准、总结专家讨论结果和相关文献基础上构建的以农业投入、农业产出、农村社会和农业可持续发展为一级指标的指标体系和推敲农业现代化的内涵和特征基础上构建的指标体系^{[参考文献 15

百度学术}15,16]。2016年《全国农业现代化检测评价指标体系方案》颁布后有学者以此为据构建一级指标为产业体系、生产体系、经营体系、质量效益、绿色发展、支持保护的指标体系^{[参考文献 17

百度学术}17,18]。指标权重的分配也是定量评价农业现代化发展水平的重要环节，现有研究的赋权方法和其应用的研究层面如表1所示。

表1 现有研究中赋权方法和研究层面汇总

研究方法/研究层面		国家层面	区域层面
主观赋权法	专家打分法	邸菲，2020	汤瑛芳，2020
主观赋权法	德尔菲结合层次分析法	辛岭，2010；王国敏，2012	张萌，2017
客观赋权法	熵值法	王永华，2018	刘世薇，2018；赵颖文，2018
	灰色优势分析法	李丽纯，2013	—
	变异系数法	安晓宁，2020	陈强强，2018

农业现代化发展水平的空间分异研究。专家学者们通过绘制Kernel密度曲线，计算Dagum基尼系数、泰尔指数等方式发现不同研究尺度的农业现代化发展水平都存在明显差异，区域间和区域内部差异对整体差异扩大的贡献度不同，而且我国农业现代化发展水平短期内空间流动性不明显存在“俱乐部趋同”现象，但随时间延长不同俱乐部成员之间流动性增强，而且考虑空间效应时，高水平地区对其邻居还可以起到一定的带动作用^[

5,25,26]。以全国为研究对象，农业现代化发展水平的呈现东部、东北部、中部、西部农业现代化发展水平水平依次递减的空间分异，也有学者的出东北地区农业现代化发展水平高于东部地区的结论^{[参考文献 28

百度学术}28]，可能是由于评价时指标选择侧重点不同导致；细化研究层面到省域尺度，孙晓欣^{[参考文献 29

百度学术}29]指出江苏省呈现高水平集聚于苏南地区低水平集聚于苏北地区的空间分异，陕西省则在空间上呈现为中部水平高、南北水平低^{[参考文献 26

百度学术}26]。对于形成空间分异的原因，专家学者们或从定性角度，通过对比不同时间段、不同区域的地理区位、产业结构、区域资源和区域政策分析农业现代化发展水平时空分异形成原因；或从定性角度，通过对数据的整合计算，发现农业现代化发展水平提升速度是由农业现代化发展水平评价指标体系的各个子系统协调度决定，各地区农业现代化发展空间非均衡是由农业现代化发展贡献率及带动作用的差异造成^{[参考文献 28

百度学术}28,30]。

综上，已有文献在农业现代化发展水平定量评价、空间分异方面取得了一定的成果，但是也存在一些不足：（1）现有研究定量评价农业现代化发展水平时多使用简单的加权平均，结果缺乏说服力；（2）大多数农业现代化发展水平时空分析都假设区域之间相互独立，考虑空间作用力的研究以分析全局空间集聚为主，忽略局部空间异常；（3）现有文献以对研究层面农业现代化发展水平时空特征结果陈述为主，鲜有时空规律探析。因此，该文构建全面的评价指标体系对山东省农业现代化发展水平进行合理评价，采用以空间关联测度为核心的探索性空间数据分析方法分析农业现代化发展水平的时空特征，深入探索农业现代化发展的时空规律，以期为农业现代化发展规划及相关战略决策提供参考。

2 研究区概况

山东省以占全国6%的耕地和1%的淡水资源，贡献了8%的粮食产量、9%的肉类产量、12%的水果产量、13%的蔬菜产量，农产品出口总额占全国的24%

，这都与农业现代化发展息息相关。该文从以下几个方面阐述山东省农业现代化发展情况。

（1）农业物质装备：农业机械化是农业现代化重要体现，2020年山东省农作物耕种收综合机械化率达到89.0%；2010—2019年山东省农业有效灌溉面积以0.61%的年均增长率稳步增加，山东省农业灌溉装备普及和利用程度不断提高。

（2）农业科技研发应用：山东省农业林牧渔业R&D科研经费由2010年1.077 9亿元增加至2019年2.388 7亿元，R&D人员折合当时全量由671人增加到780人，截止2020年全省共组建26个农业科技创新团队，各级农机推广机构4 771个，农业技术人员2.9万人，致力打通农业科技研发应用的“最后一公里”。

（3）农业产业建设：山东省十分重视养殖业类高附加值产业的发展，畜禽标准化程度在很多方面都高于全国平均水平，猪牛羊禽肉产量达721.8万t，禽蛋产量480.9万t，牛奶产量241.4万t，水产品总产量790.2万t；作为“新六产”模式提出者和践行者，山东省鼓励农业与其他产业融合发展，国家级农业产业化龙头企业数量从60家上升至79家（表2），建成诸城得利斯、临沂金锣、阳谷凤翔等畜产品加工龙头企业，与第三产业融合发展的休闲农业持续升温，截止2020年全省共创建各类省级休闲农业示范669个

。

表2 2010—2019年山东省农业现代化发展部分情况

年份	养殖业产值（亿元）	国家级龙头企业数量（个）	农林牧渔服务业增加值（亿元）	初中以上农村劳动力人数（万个）	土地产出率（万元/hm²）	农村恩格尔系数	每万人拥有医护人员（人）
2010	2 621.828 9	60	3 588.284 3	2. 592 2	4.777 5	0.38	61
2011	3 171.033 1	60	3 973.845 9	2.196 6	5.290 9	0.36	67
2012	3 552.987 7	60	4 281.709 5	2.132 6	5.607 5	0.34	73
2013	3 756.405 0	61	4 742.632 6	2.051 4	6.212 9	0.32	84
2014	3 900.049 4	89	4 992.878 9	2.079 1	6.551 8	0.31	85
2015	4 047.977 4	88	5 182.897 8	2.001 0	6.809 8	0.30	86
2016	4 026.401 1	86	5 171.134 1	1.922 9	6.797 9	0.30	89
2017	3 977.330 0	85	5 114.703 3	1.808 5	6.738 9	0.29	100
2018	3 858.582 3	84	5 272.533 3	1.730 9	6.962 8	0.28	108
2019	3 809.473 7	79	5 476.467 9	1.630 5	7.232 1	0.26	116

注：养殖业产值=（畜）牧业产值+渔业产值；数据来源于《山东省统计年鉴》（2011—2020）

（4）经营管理建设：截止2020年，山东省累计培育家庭农场8.7万家、专业合作社23.6万个、高素质农民52万人，农林牧渔服务业增加值由3 588.284 2亿元增加至5 476.467 9亿元，年均增长率4.32%，农业向着规模化、专业化方向发展。但据表2数据，2010—2019年山东省农村初中以上文化程度劳动力数量从2.592 2万人下降至1.630 5万人，农村优质劳动力当前仍存在流失严重的问题。

（5）农业可持续发展：2010—2019年山东省地均化肥和农药使用量分别以年均1.93%和3.18%速度不断下降，减少了农业生产过程中由于使用过量的农药和化肥而导致的土壤板结、水资源污染问题。2020年山东省共计开工建设45项抗旱水源工程，累计受益农田面积超过200万hm²（3 000万亩），重点林业生态工程建设1.465 1万hm²；森林覆盖率达18.25%，但是不及全国平均水平（23%）

。

（6）农业产出效益：山东省农业产出效益高且提升速度快，农林牧渔业增加值在2010—2019年由3 588.284 3亿元上升到5 476.467 9亿元，年均增长率达4.37%；农业土地生产率由2010年的4.777 5万元/hm²上升到2019年的72.332 1万元/hm²，年均增长率7.66%；农民人均纯收入以9.78%的年均增长率稳步上升。

（7）农村现代化：据表2可知，山东省农村恩格尔系数由2010年0.38逐步下降至2019年0.26，农村生活水平稳步提升；农民每万人配备医护人员数量从61人以7.28%的年均增长率增加到116人，农村医疗条件不断改善。

3 数据来源、指标选取和体系构建及研究方法

3.1　数据来源

该文以2010—2019年山东省各地市的农业现代化发展水平为研究对象，所用数据主要来源于《山东省统计年鉴》（2011—2020）、各地级市统计年鉴和统计公报，部分缺失数据使用平均值法补齐。所使用的图形基础数据来自全国地理信息资源目录服务系统1∶100万全国基础地理数据库。

为了保证最终计算结果的真实性和合理性，需对原始数据进行标准化处理。该文运用极值法处理原始数据，解决不同指标在量纲、单位、数量级和正负属性有差异的问题。

对于正向指标，原始数据标准化公式为：

X_{i j}^{'} = \frac{X_{i j} - m i n X_{j}}{m a x X_{j} - m i n X_{j}}

（1）

对于负向指标，原始数据标准化公式为：

X_{i j}^{'} = \frac{m a x X_{j} - X_{i j}}{m a x X_{j} - m i n X_{j}}

（2）

式（1）（2）中 $， X_{i j}$ 中代表指标的原始值， $X_{i j}^{'}$ 代表标准化数值， $m a x X_{j}$ 代表第j项指标中的最大值， $m i n X_{j}$ 为最小值。

3.2　指标选取和体系构建

农业现代化是一个发展的概念，现阶段农业现代化是指由现代物质条件装备、现代科技信息改造、现代产业体系提升、现代经营模式管理、现代发展理念指导，提高农业综合生产力、创造良好农村生态环境、提升农民生活质量，实现农业强、农村美、农民富、可持续的系统工程，以此根本依据，参考《全国农业现代化检测评价指标体系方案》和18篇相关文献^[

15-31,36-37]，遵循系统性、代表性、数据可得性原则，构建农业现代化发展水平评价指标体系，指标计算公式和属性见表3。

表3 山东省农业现代化发展水平评价指标体系及指标计算公式

准则层	指标层	计算公式	权重	属性
农业物质装备	单位耕地机械总动力	机械总动力/耕地总面积	0.052 7	正
	有效灌溉率	有效灌溉面积/耕地总面积	0.028 3	正
	农村人均用电量	农村用电总量/乡村人口数	0.082 5	正
农业科技信息	农林牧渔业R&D经费投入效率	农林牧渔业R&D经费/农林牧渔增加值	0.067 0	正
	农村居民每百户计算机拥有量	统计年鉴直接获得	0.063 0	正
	农民人均通讯交通消费	统计年鉴直接获得	0.057 8	正
农业产业建设	养殖业产值占比	（牧业产值+渔业产值）/农林牧渔总产值	0.056 7	正
	农业产业化组织水平	国家级重点农业产业化龙头企业数量	0.092 5	正
	农林牧渔服务业产值占比	农林牧渔服务业增加值/农林牧渔业增加值	0.036 9	正
经营管理建设	农民人均文教娱支出	统计年鉴直接获得	0.031 4	正
	劳动力素质劳动力素质一般由农业劳动力受教育程度代表，由于数据的不可获得性，该文借鉴高雪（2019）构建的指标体系，以普通高中在校学生数和中等职业学校在校人数的总和反映农业劳动力素质	普通高中+中等职业学校在校人数	0.037 0	正
	户均耕地面积	耕地总面积/农村家庭户数	0.063 0	正
农业可持续发展	防护林建设率	防护林建设面积/造林总面积	0.045 0	正
	地均化肥使用量	化肥使用总量/耕地总面积	0.021 6	负
	地均农药使用量	农药使用总量/耕地总面积	0.021 3	负
农业产出效益	土地产出率	农林牧渔增加值/耕地总面积	0.038 0	正
	粮食单产	统计年鉴直接获得	0.035 5	正
	农民人均纯收入	统计年鉴直接获得	0.036 2	正
农村现代化	乡村人口就业率	乡村从业人员/乡村总人口	0.037 2	正
	农民每万人拥有医护人员数	统计年鉴直接获得	0.069 4	正
	公路网密度	统计年鉴直接获得	0.026 9	正

注：表3中“正”“负”属性代表指标对农业现代化发展水平的正向、负向影响

借鉴张香玲的做法权重值取各年份二级权重计算结果的平均值。由于行政区变化，2019年莱芜市划入济南市，但计算每年各地市权重时k值与当年地市总数有关，所以在计算农业现代化发展水平时，2019年按16地市计算，其余年份均按17地市计算。

3.3　研究方法

该文采用熵值法对指标赋权。熵值法是一种客观赋权方法，它通过计算指标的信息熵，根据指标的相对变化程度对系统整体的影响来决定指标的权重，是一个比较成熟的赋权方法，计算过程不再赘述。

TOPSIS法可以解决熵值法中因某个指标的数值离散程度较大导致的指标权重偏误问题，更准确地表达农业现代化发展水平的变动趋势与地区差异^[

32]。i市第j项指标得分：

e_{i j} = X'_{i j} \cdot w_{j}

，按照顺序然后构建一个n行m列的矩阵

E_{n m} = {(e_{i j})}_{n m}

。找出每列的最大值

m a x_{i j}

和最小值

m i n_{i j}

，为正理想值

V_{j}^{+} = m a x_{i j} (j = 1 ， 2 ， 3 ， \dots ， m)

和负理想值

V_{j}^{-} = m i n_{i j} (j = 1 ， 2 ， 3 ， \dots ， m)

。计算评价对象与理想解之间的欧式距离为：

D_{i}^{+} = \sqrt[]{\sum_{j = 1}^{m} {(V_{i j} - V_{j}^{+})}^{2}}

（i=1，2，3，…，n）

（3）

D_{i}^{-} = \sqrt[]{\sum_{j = 1}^{m} {(V_{j}^{-} - V_{i j})}^{2}}

（i=1，2，3，…，n）

（4）

最后计算评价对象与最优方案的相对贴近度，公式为：

Q_{i} = D_{i}^{-} / (D_{i}^{+} + D_{i}^{-})

（5）

$Q_{i}$ 值越接近于1（0< $Q_{i}$ <1)，说明i市的农业现代化发展水平越高。

ESDA以空间关联度为核心，是一系列空间数据分析方法和技术的合集，可以发现空间集聚和空间异常^[

32]，揭示差异变化的空间相互作用机制^{[参考文献 34

百度学术}34]，目前多应用于区域经济、能源效率的空间探索^{[参考文献 34

百度学术}34,35]。该文选择Global Moran' s I和Local Moran's I指数分别计算全局和局部自相关程度，并借助Moran散点图和LISA值进一步揭示局部空间聚集、异常状态和显著程度。其中全局莫兰指数Global Moran's I（GMI）的计算公式为：

G M I = \frac{\sum_{i = 1}^{n} \sum_{j \neq 1}^{n} W_{i j} (X_{i} - \bar{X}) (X_{j} - \bar{X})}{S^{2} \sum_{i = 1}^{n} \sum_{j \neq 1}^{n} W_{i j}}

（6）

式（6）中，n是地级市总数， $X_{i}$ 和 $X_{j}$ 是地级市i和j的农业现代化发展水平综合评价值， $\bar{X}$ 是其均值； $S^{2} = \frac{1}{n} \sum_{i}^{n} {(X_{i} - \bar{X})}^{2}$ ； $W_{i j}$ 为空间权重，该文先使用GeoDa软件按照Queen Contiguity原则创造空间权重，在此基础上采用Stata15.1导出n行n列的空间权重矩阵 $W_{i j} = {(w_{i j})}_{n \times n} ，即区域之间边、角、点相邻则 W_{i j} = 1 ，否则 W_{i j} = 0 ，其中矩阵中区域与自身的 W_{i j} = 0$ 。给定显著性水平时，GMI为正且越接近1说明全局聚集程度越高，即高值与高值或低值与低值聚集；GMI为负且越接近-1则说明全局差异越明显，即高值与低值交叉分布；GMI=0说明高值低值无规律分布。

局部莫兰指数Local Moran's I（LMI）的计算公式为：

L M I = \frac{x_{i} - \bar{x}}{S^{2}} \sum_{j = 1}^{n} w_{i j} (x_{j} - \bar{x})

（7）

LMI>0表示空间单元的农业现代化发展水平高值或低值聚集，LMI<0则表示空间单元高值被低值包围或低值被高值包围。局部自相关检验中，经常用Moran散点图体现各地市与其周边地市的空间分布情况。Moran散点图中的第一象限（HH）表示空间单元的农业现代化发展水平高值被高值包围，属于扩散型分布；第三象限（LL）表示低值被低值包围，属于萧索型分布；第二象限（LH）表示低值被高值包围，属于空心型分布；第四象限（HL）表示高值被低值包围，属于极化型分布。但是Moran散点图不能显示局部空间单元聚集或异常的显著性，LISA值恰好可以弥补这个不足^[

32]。

4 结果与分析

4.1　时序特征分析

根据式（3）至（5）测度2010—2019年山东省各地市农业现代化发展水平，据此对各地市进行排名，根据表4结果，山东省各地市10年间农业现代化发展水平在0.2~0.6内变动。2010—2019年山东省各地级市农业现代化发展水平变化趋势如图1所示，具体特征有以下几点。

表4 2010—2019年山东省各地市部分年份农业现代化发展水平得分及排名

排名	2010		2013		2015		2017		2019
1	青岛市	0.595 2	青岛市	0.571 2	东营市	0.564 9	东营市	0.524 9	青岛市	0.557 3
2	烟台市	0.558 1	东营市	0.545 8	烟台市	0.548 3	青岛市	0.510 8	东营市	0.508 4
3	威海市	0.533 6	潍坊市	0.535 5	青岛市	0.545 3	烟台市	0.503 4	潍坊市	0.503 5
4	淄博市	0.516 6	淄博市	0.494 4	威海市	0.494 7	威海市	0.481 5	淄博市	0.503 1
5	济南市	0.510 9	威海市	0.478 0	潍坊市	0.492 7	淄博市	0.471 3	威海市	0.490 6
6	潍坊市	0.508 6	烟台市	0.450 5	淄博市	0.457 4	潍坊市	0.471 1	济南市	0.441 7
7	东营市	0.491 2	济南市	0.445 1	济南市	0.437 3	济南市	0.417 3	烟台市	0.440 3
8	莱芜市	0.379 2	滨州市	0.391 8	德州市	0.404 8	德州市	0.409 8	德州市	0.417 1
9	德州市	0.358 8	德州市	0.371 5	滨州市	0.392 9	滨州市	0.342 4	滨州市	0.352 7
10	枣庄市	0.357 3	莱芜市	0.321 8	泰安市	0.315 1	泰安市	0.317 5	枣庄市	0.334 7
11	滨州市	0.356 0	泰安市	0.319 6	济宁市	0.314 9	枣庄市	0.308 1	泰安市	0.319 1
12	泰安市	0.313 7	聊城市	0.299 0	枣庄市	0.312 8	聊城市	0.293 5	济宁市	0.297 3
13	聊城市	0.282 1	枣庄市	0.291 9	聊城市	0.299 6	济宁市	0.287 4	聊城市	0.288 2
14	济宁市	0.272 1	济宁市	0.272 7	莱芜市	0.290 4	莱芜市	0.268 9	日照市	0.268 3
15	日照市	0.252 4	临沂市	0.237 8	菏泽市	0.252 9	菏泽市	0.249 6	菏泽市	0.260 3
16	临沂市	0.247 1	菏泽市	0.233 6	临沂市	0.242 4	日照市	0.240 2	临沂市	0.246 8
17	菏泽市	0.217 4	日照市	0.218 2	日照市	0.206 9	临沂市	0.235 1	—	—

图1 2010—2019年山东省各地市部分年份农业现代化发展水平得分及平均值

（1）各地市农业现代化发展水平的平均值有较明显的差异。青岛、淄博、东营、烟台、潍坊、威海6个地市农业现代化发展水平平均值都高于其他地市，排名均在前1/3；济南、德州、滨州的平均值和排名略低于上述地市，剩余8个地市的平均值和排名则明显低于其他级市。

（2）高值地区农业现代化发展水平发展不稳定。据图1可知，农业现代化发展水平得分平均值高于0.4且排名位于1~9名的地市农业现代化发展水平不稳定。青岛、淄博、潍坊、济南呈现中间低两边高的“凹”状趋势；东营和滨州则呈现中间高两边低的“凸”状趋势；威海农业现代化发展水平自0.533 6下降至0.478 0后一直稳定0.47~0.49；烟台农业现代化发展水平随时间变动最大，由2010年0.558 1波动下降至2019年0.440 3。德州农业现代化发展水平虽然随时间推进不断提升，但幅度较小，年均增长率仅1.69%。

（3）低值地区陷入“低水平陷阱”。如表4和图1所示，低值地区是指农业现代化发展水平平均值低于0.4且排名基本都在后8名的地市。枣庄和日照呈幅度较小的“凹”型趋势变动、菏泽以年均2.02%的增长率略微提升，莱芜以年均4.79%的速度持续下降，泰安、临沂、聊城、济宁的农业现代化发展水平无明显变化。以上地市农业现代化发展水平的平均值低于0.4，无法突破在低水平停滞不前的状态。

4.2　空间分布特征分析

该文选择2010年、2015年和2019年数据对比探索山东省农业现代化发展水平的空间分布特征。利用ArcGIS10.8软件，运用自然断点法生成山东省农业现代化发展水平空间变化图，并将农业现代化发展水平划分为高水平、较高水平、较低水平、低水平4个等级（图2）。按农业现代化发展水平的分类，山东省农业现代化发展水平空间分布有以下特征。

图2 2010年、2015年和2019年山东省农业现代化发展水平的空间分布

（1）高水平地市的数量占比从2010年11.76%提升至2019年的31.25%，并且与经济发展水平较高地区在空间上有一定耦合。由东部沿海的半岛区域逐渐向西扩张至内陆的鲁中地区，青岛在3个时间点都属于高水平地区。

（2）较高水平地市数量占比由2010年29.41%下降至2019年的18.75%，主要是因为升级为高水平地市数量多于保持较高水平和由较低水平升级而来的地市数量。表现为由沿渤海地区和鲁中内陆地区逐渐向鲁西北地区转移，济南在3个时间点上始终属于较高水平地区。

（3）较低和低水平区域由环济南鲁西北和鲁南地区转移至鲁南地区，且地市数量也由2010年10个下降至2015年8个，但是2019年滨州由较高水平降低为较低水平，济宁、聊城也由较低水平下降为低水平，较2015年出现“返低”现象。除此之外，2019年与2010年相比除了德州由较低水平升级为较高水平，莱芜归入济南之外，农业现代化发展水平较低和低水平的地市在数量和分布上相同。

4.3　空间自相关分析

4.3.1　全局自相关分析

为了判断山东省农业现代发展水平在在空间上是否存在全局和局部的空间集聚或空间异常现象，进一步探索山东省农业现代化发展水平的时空格局演变情况，该文利用Stata15.1计算出山东省农业现代化发展水平的Global Moran'I指数。

表5显示山东省农业现代化发展水平的全局自相关指数以及对应的P值。表中所有年份的P值均小于0.05，拒绝原假设且在95%水平下显著性，说明山东省农业现代化发展水平空间分布不是随机的，表现出显著的空间聚集性；Global Moran'I指数均大于0.2，表示存在高水平与高水平地区和低水平与低水平的空间显著性聚集；山东省农业现代化发展水平的Global Moran'I指数随时间推进呈“凸”状，2015年的空间聚集状态达到10年来的顶峰；随后指数由2015年的0.277下降到2019年的0.225，整体空间分异即高水平地区与低水平地区的聚集程度增强。

表5 2010—2019年山东省农业现代化发展水平部分年份的Global Moran′ I指数

参数	2010	2013	2015	2017	2019
Global Moran′ I指数	0.261	0.271	0.277	0.251	0.225
P-value*	0.015	0.013	0.011	0.019	0.033

注： P-value*<0.05，说明结果拒绝原假设并在5%水平显著

4.3.2　局部自相关分析

Global Moran'I指数大于0只能反映全局同质聚集程度，不能体现是高水平与高水平地区聚集还是低水平与低水平地区聚集，且无法反映局部空间聚集特征，Local Global Moran'I指数可以弥补这一不足，并通过Moran散点图和LISA分析展示局部空间的聚集情况，而且LISA值可以赋予Moran散点图统计意义、深化空间统计的结果。

根据表6可知，2010—2019年落入第一象限（HH）和第三象限（LL）的地市数量明显多于第二象限（LH）、第四象限（HL），说明大部分地市呈局部空间正相关，聚类特征相似；但落入局部正相关象限的地市数量占比从2010年的76.47%下降至2019年的68.75%，说明局部空间聚集程度减弱，局部空间差异增强。为了更直观展示空间局部聚集类型和显著性，该文利用ArcGIS10.8软件将表6结果可视化，如图3。

表6 2010年、2015年和2019年山东省农业现代化发展水平Moran散点-LISA分布

聚集类型	2010	2015	2019
第一象限（HH）	烟台*、威海、东营、潍坊、青岛、淄博	烟台、东营、威海、潍坊、青岛、淄博、滨州	烟台、东营、威海、潍坊、淄博、青岛
第二象限（LH）	日照、滨州、莱芜	日照、莱芜	聊城、滨州、日照
第三象限（LL）	济宁*、临沂、聊城、泰安、德州、菏泽、枣庄	济宁、聊城、临沂、泰安、菏泽、枣庄	济宁*、临沂、泰安、菏泽、枣庄
第四象限（HL）	济南	德州、济南	德州、济南

注： “*”是该地市指在LISA分析中P<0.05，即在当前聚集类型5%的水平下显著

图3 2010年、2015年和2019年山东省农业现代化发展水平的Moran散点-LISA分布

结合表6，图2、3不难发现2010年、2015年和2019年的局部空间聚集呈明显的南北分异，且趋势不断增强。

（1）表现为空间集聚的HH型和显著HH型一直位于鲁东地区和鲁中地区。沿海的鲁东地区交通便利、经济发达又有发展渔业的天然优势；鲁中地区的淄博是山东老牌工业区，工业反哺农业程度较高，潍坊提出和引领农业产业化这样的现代化经营方式和产业组织形式，开辟农业现代化发展的新道路。显著HH型之间的相互作用力逐渐增强，2010—2015年农业现代化发展水平显著高值区域不断向鲁中区域扩展；2019年无显著HH型区域，说明高值区域之间的扩散作用减弱，这可能是由于高值地区农业现代化发展水平下降导致。

（2）同为空间集聚的LL型区域范围不断缩小，从2010年鲁西北和鲁南地区逐渐缩小至鲁南地区。显著LL型地市数量除了在2015年为零之外，2010年和2019年都仅有济宁，这说明2015年低水平聚集显著性有所缓解，但2019年空间上与2010年在鲁南地区的低水平显著聚集现象一致，与上文所述农业现代化发展水平在较低和低值区域出现“返低”现象相吻合。

（3）表现为空间异常的LH和HL型的地市数量占比由23.52%增加到31.25%，位于高值聚集（HH型）和低值聚集（LL型）聚集交界处。据图4可知空间异常分布鲁西北“环济南”区域和以及东南沿海的日照。日照属于LH“空心型”，虽与HH型区域相连但农业现代化发展水平仍低于HH型区域，说明非显著HH型区域扩散作用不明显，现阶段还无法惠及四邻。济南属于HL“极化型”，作为鲁中核心区域对周边地区的辐射带动能力有限，还可能与周边区域存在极化作用，所以济南周边仅有德州逐渐发展为HL型，其他与济南接壤的地市如滨州、聊城则发展为LH型。

5 结论及建议

5.1　结论

该文运用TOPSIS-ESDA方法，基于2010—2019年山东省数据，研究农业现代化发展水平的时空特征，主要结论如下。

（1）时间维度上，农业现代化发展水平指数高值地区波动性较大，低值地区则陷入“低水平陷阱”。以时间为序，山东省农业现代化发展水平平均值高于0.4且排名上位于中上游的地市大多随时间推进有较大程度的波动；而农业现代化发展水平平均值低于0.4且排名处于下游的8个地市则一直停滞在较低水平。

（2）空间层面上，呈现从高值向低值地区梯次转移，低值地区长期处于锁定状态。观察2010年、2015年和2019年3个时间点的空间分布不难发现，高水平地区逐渐由东部沿海地区向鲁中地区扩张，较高水平地区由鲁中地区扩张至鲁西北地区；较低水平地市在空间上逐渐在鲁南地区转移，低水平地区则在鲁南地区锁定，而且2019年与2015年相比与滨州和鲁南地区的聊城、济宁出现“返低”现象，同一时间农业现代化发展水平落后于其他地市。

（3）时空角度上，整体呈现显著的同类集聚，但高值和低值接壤区域存在“空心”和“极化”现象。山东省农业现代化发展水平Global Moran'I指数均大于0.2，呈现显著的同类集聚但集聚程度自2015年起不断下降。2010年、2015年和2019年3个时间点上各地市聚集类型特征也以同类集聚为主，表现为空间集聚的“扩散型”HH始终集中在东部沿海和鲁中地区，“萧索型”LL型区域范围不断至鲁南5地市；表现为空间异常的“空心型”LH主要为日照和滨州，“极化型”HL由济南扩张至德州，从空间上看位于高值集聚区与低值集聚区的交界处。

5.2　建议

基于该文实证结果和主要结论，为进一步提高各地区农业现代化发展水平、实现全面协调发展提出以下对策建议。

（1）高值地区应立足于资金充裕、高素质劳动力流入、基础设施完善、科研环境良好等优势，发展资金和技术集约化、信息化、知识化农业。首先，政府可采取直接农户补贴等形式加大对农业的资金扶持力度，并主导构建农业科研机构与农业类高校—农业专业合作社和集体—农户的农业科技研发与应用渠道打通农业技术变为生产力的最后一公里；其次，以互联网为媒介、信息技术为支撑，推进云上农业发展，实现市场导向、精准投入、高效产出、反馈及时的信息化农业良性循环；最后，政府应联合专业合作社积极引导、鼓励农业类品牌打造、专利申请和标识认证，推进发展以农业类知识产权的创造、运用和保护为特征的知识化农业，在保证通过质量的基础上尽量简化申请或认证的程序。

（2）低值地区应继续完善基础设施建设，根据因地制宜原则提高农业现代化发展水平，逐步打破“低水平陷阱”。首先，农业现代化发展水平低值地区尤其要重视农业机械、电力、水利工程等生产基础设施建设，同时也要重视农村、农民生活环境和质量，如道路、医疗和教育等方面的提升，为突破“低水平陷阱”打下坚实基础。其次，根据因地制宜原则形成优势产业，充分发挥区域重点农业产业化龙头企业的模范带动作用，推动“一村一品”“一县一业”和“一村一韵”“一村一景”的建设。

（3）增加区域间交流与合作，增强高值集聚区域的辐射带动效果，同时培育低值同类集聚区域的增长极。首先，要加强区域间在先进技术、管理经验等方面的交流，避免高值集聚区与低值集聚区交界处的“空心”和“极化”现象。其次，低值集聚区不能仅靠辐射作用被动提升农业现代化发展水平，可以通过加大财政的转移支付力度，引导农业科技人才的回归，为资金、科学技术内生的农业现代化发展提供必要支持。

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农业现代化发展水平时空特征：分异性与集聚性

基于山东省2010—2019年数据分析

摘要

目的

方法

结果

结论

关键词

0 引言

1 相关文献回顾

2 研究区概况

3 数据来源、指标选取和体系构建及研究方法

3.1 数据来源

3.2 指标选取和体系构建

3.3 研究方法

4 结果与分析

4.1 时序特征分析

4.2 空间分布特征分析

4.3 空间自相关分析