基于因子分析的區域兩型農業科技創新評價指標體系研究

經濟增長受到多種因素的影響，如自然資源、自然環境、社會制度、人才、科學研究和發展水平。因此，將科技貢獻的比例減少為困難。要定量分析技術進步對經濟增長的作用,必須在影響經濟增長的諸多因素中分離出技術進步的作用。1927年美國芝加哥大學數學家柯布和經濟學家道格拉斯提出生產函數理論(以下簡稱CD生產函數)以來,此后描述產出量與投入量之間關系的理論和方法有了很大的發展。1957年美國經濟學家索羅對CD生產函數作了重大改進,定量分離出技術進步在經濟增長中的作用。此后測算技術進步對經濟增長的作用成為經濟學領域的重要論題,至今仍持續不衰。生產函數作為反映生產過程中投入和產出關系的一種方法,具有通用性,但必須注意使用的前提假設。資源節約型與環境友好型農業(以下簡稱“兩型農業”)科技創新進步類型不同,生產函數的具體形式或參數在應用生產函數定量測算科技進步時必須考慮到經濟方面的前提假設以及數學方面的約束條件,同時又不能完全為這些假設和條件所束縛。兩型農業科技創新的測度通常是指創新變量在生態環境、資源節約、經濟增長中的作用,狹義的測度是物化形態的科技創新變化的硬件性指標,廣義測度不僅包括物化的變化內容,還包括政策、管理、服務、智力投資等的軟性指標,兩型農業科技創新測度是硬指標與軟指標二者的結合,密不可分、相輔相成,交織在一起組成復雜的測度系統性工程。1測量原理1.1模型a:平臺經濟增長率模型兩型農業科技創新對生態環境、自然資源、經濟增長的作用主要在于生成新的生產函數與新的成本函數,也變成產出比增高和生產成本下降。設時間連續變量為T來反映創新,生產函數可表達為:Y表示產出,X表示各投入要素組合,Z表示環境友好與資源節約要素組織,不隨時間變化而變化,F(X,Z,T)是連續二次可導函數,對T求導,有:上式兩邊同時除以Y,則有:成本函數與生產函數相對應,是投入產出變化的另一種表達方式,成本最小原則是指投入價格為W時生產一定數量Y的成本最小,表達式為:λ是拉格朗日常數,上式兩邊分別對(Xi,Zi)和λ求偏導,則有:θ為成本變化率,ψ為規模彈性,T為科技創新進步率。說明兩型農業科技創新進步率的絕對值是單位成本變化率與規模彈性的乘積。1.2科技創新進步呈希克斯中性進步在現實經濟活動中,經濟數據一般都是離散的。因此,研究探討變量是離散情況下的兩型農業科技創新測度問題顯然更具有現實意義。假如生產函數Y=F(X,Z,T)是線性齊次函數,且科技創新進步呈希克斯中性進步。則函數可寫為:Y=F(X,Z,T)=A(T)H(X)式中,A(T)為創新進步因子,H(X)是線性齊次函數。對于此類函數,定義一個與創新增長率相類似的指標T*,稱為創新進步指數,則T*(X,Z,T)=A(T)/A(0),A(T),A(0)分別表示基期與報告期的創新進步因子。2基于因素分析法的兩型農業創新評價體系的建設2.1我國兩型農業科技創新評價的層次評價指標體系評價指標系統的指標確定方法常用的有經驗確定法和數學方法兩種,但普遍均采用經驗確定法與數學確定法相結合。也稱之為定性和定量兩大類方法,定性的方法主要有專家咨詢評估法、頻度統計法和理論分析法等幾種。本研究在借鑒前人研究成果的基礎上,根據兩型農業科技創新評價指標系統的現實情況,結合上述理論,構建我國兩型農業科技創新評價遞進的層次指標系統,包括目標級、系統級、層次級與指標級(表1)。目標級是建立在兩型農業發展與經濟社會發展相統籌協調、兩型農業產業發展與社會和諧發展及生態環境改善、資源節約利用與開發相統籌的兩型農業科技創新發展評價與對策研究協調,能夠彰顯我國兩型社會建設、兩型農業建設、我國農業科技創新綜合實力以及國民經濟社會發展和特點的綜合表達兩型農業科技創新的總體能力,代表著兩型農業科技創新總體運行態勢。2.2因子分析方法評價理論模型力求還原實踐,對兩型農業科技創新的研發系統、生態系統、環境系統內的科技要素、生物要素、非生物要素和經濟系統要素進行合理、有序地立體、平面布局,實現社會效益、經濟效益和生態環境效益的最佳統一。利用兩型農業科技創新綜合評價總指數衡量一個地區或一個國家的兩型農業科技創新建設和發展的程度。兩型農業科技創新綜合評價總指數越高,說明該區域兩型農業科技創新綜合發展越好;反之,則較差。因子分析法是利用降維來研究原始變量相關矩陣內部依賴關系,把一些具有錯綜復雜關系的變量歸結為少數幾個綜合因子的一種多變量統計分析方法。根據變量相關性大小把變量分組,使組內的變量之間相關性較高,但不同組的變量相關性較低。每組變量代表一個基本結構,這個基本結構稱為公共因子。對于所研究的問題就可以試圖用最少個數并且不可測的公共因子的線性函數與特殊因子之和來描述原來觀測的每一分量,從錯綜復雜的系統中找出關鍵性因子。每一個主要因子就代表反映經濟變量間相互依賴的創新作用,抓住這些主要因子就可對復雜的科技創新問題及所涉及的經濟社會問題進行分析和解釋。優點是其確定的權數是基于數據分析而得到的指標之間的內在結構關系,不受主觀因素的影響,而得到的綜合指標之間彼此獨立,減少信息的交叉,使得分析評價結果具有客觀性和準確性。因子分析方法能把多個指標簡化為少數指標,并且這些指標能夠反映原始指標的絕大部分信息,具體而言,80%以上的原始信息均能用這些簡化的少數指標來概括。一般而言,當KMO(Kaiser-meryer-olkin)的值大于0.50,巴特萊特(Bartlett)統計值小于a,各題項的載荷系數均大于0.50時,可以通過因子分析將同一變量的各測試項合并為一個因子并進行后續分析。通過計算因子得分來獲得復雜變量的單一度量值,因子得分可以通過題項原始得分乘以估計的因子載荷而后加總來獲得。第一,對樣本數據進行標準化處理以消除由于量綱的不同而可能帶來的一些不合理的影響。計算公式為Xij=(Xij-Xi)/ai,其中Xij為原始數據,Xi為第i個指標的均值,ai為第i個指標的標準差,i=1,2,3,…。如果指標系統設置的評價指標(變量)為:X=(x1,x2,x3,…,xM)T,則n個樣本標準化后的數據矩陣為:第二,計算m個標準化指標的相關系數矩陣(R)。相關矩陣是因子分析直接要用的數據,根據計算出的相關矩陣進一步判斷應用因子分析是否合適,主要運用KMO和Bartlett球形檢驗等指標進行判斷。第三,求相關系數矩陣R的特征根。相關矩陣R的特征方程|R-λj|=0,其m個特征值為λ1>λ2>λ3>…>λm,相應的標準化特征向量為0(j=1,2,…,m),并使F=AX′,其中F為主因子陣。第四,確定因子貢獻率及累積貢獻率。第i個因子的貢獻率為Gi為第i個主成分的貢獻率,該值越大,則說明該主成分概括各指標數據的能力越強。第五,因子的信息量。若該信息量已達到全部信息量的絕大部分(80%)時,可以認為前k個主成分已基本反映了原始變量的主要信息;或者取大于等于1的特征根所對應的主成分。第六,因子載荷矩陣的變換。由因子模型陣得到的初始因子載荷陣,如果因子負荷的大小相差不大,對因子的解釋可能有困難,因此,為得出較明確的分析結果,通過旋轉坐標軸,使每個因子負荷在新的坐標軸中能按列向0或1兩極分化,同時也包含了按行向兩極分化。第七,建立主因子得分模型:其中,Fi為因子得分函數,βj=XR-1αj為計算因子值的系數,X為標準化數據;R為標準化數據的相關系數矩陣,αj為負載矩陣A的第j列。第八,以各個主成分的方差貢獻率為權數,對因子得分進行加權求和。綜合得分模型為:得分模型以0為界,分值越高,說明樣本可持續發展水平越高;反之,則越弱,等于0則說明兩型農業科技創新能力等于平均水平。2.3以兩型農業科技創新為依托,構建評價體系根據華東地區2009年兩型農業科技創新層次灰色綜合評價法評價結果可知,該區域兩型農業科技創新屬于“較強”灰類,說明華東地區兩型農業科技創新系統具有良好的發展水平與效能水平。在育化和發展兩型農業科技創新的過程中,該區域應根據在評價中所得到的各指標權重的大小確定要重點加強的方面。在該體系中主要是科技基礎資源系統、兩型農業科技創新產出能力和資源節約科技創新應用系統,華東地區應在這方面進一步加強建設和育化。依此類推,對于其他區域的6個維度指標作為評價指標,以各地區其他年份兩型農業科技創新相關指標的專家咨詢數據作為原始評價數據,必要時對數據進行處理。選擇合適的灰度評價模型,明確相應的評價灰度強弱及各項評價指標所屬灰度,從而可以得到2005-2009年各地區兩型農業科技創新的綜合評價結果(圖1)。3兩型農業科技創新績效比較按照上述評價模型和評價指標灰度的分類標準對我國兩型農業科技創新水平進行評價可知,華東、西南地區兩型農業科技創新發展水平相對較好,而華中和華北地區兩型農業科技創新狀況處于中等水平,西北地區、東北地區兩型農業科技創新的整體發展狀態相對較差。各區域按時間序列來分析逐年提高,特別是中部地區發展較快。綜合來看,各地區的兩型農業科技創新的發展和運行受到區域性影響較大,各地區要根據本地區實際情況對兩型農業科技創新相關方面進行調整。從各區域6個評價維度來看,各地區兩型農業科技創新的發展呈現出不同的發展趨勢和發展特征。1)從兩型農業科技創新中基礎資源支撐系統育化來看,經濟發達地區兩型農業科技投入大、研發力度大、教育與育化機制相對完善并有一定的實效、農業行為主體的參與意識較高、兩型科技創新成果播散效率較好、兩型農業科技創新成果信息交流平臺較完善、居民參與兩型農業科技創新建設的意識與素質較高。2)從兩型農業科技創新中的制度創新環境系統育化來看,模型所分析的6大地區差別不明顯,但是受國家政策導向影響,中部地區的兩型示范試驗區對制度環境的創新力度較大,對兩型農業科技創新起著顯著促進作用。3)從兩型農業科技創新中的運行系統育化來分析,華北、華東、華中地區明顯優于其他地區,特別是在公共研究機構與私人研究機構的合作以及合作的成果方面取得了顯著成效,有力地證明企業、民間社團協會等參與兩型農業科技創新建設的意識與能力在逐步增強,政府、企業、民間社團協會、科研院所、高等院校等創新主體之間的橫向與縱向聯合機制正在形成,基礎研究、應用研究、開發研究到生產、生活實際等各個創新環節的創新效率都得到了提高。4)從兩型農業科技創新中的產出能力系統育化情況來分析,華北地區的兩型農業科技創新產出理論較強、反映出華北地區基礎性研發能力優于其他區域,但播散系統、教育與培訓系統、信息平臺系統、民眾的接受能力與認知度都與研發能力不匹配;華東地區的兩型農業科技創新產出的實踐成果較強、反映出經濟較發達、對兩型農業科技創新的認知度與接受能力較強,但基礎性研發能力較弱,短期內特別是需加強對知識溢出效應的利用;華中地區的兩型科技創新系統產出能力近年的發展速度較快,反映出中部湖南長株潭地區、湖北武漢經濟圈的兩型示范區的“引擎效應”在發生作用,但是中部地區發展不平衡,經濟水平相比華東、華北地區落后,因此,利用政策創新優勢,采用“彎道超車”戰略與“后發優勢”加強基礎性研發能力提高與實踐性產出效率與效能是當前的重要任務,其他地區相對產出較差。5)從兩型農業科技創新中的資源節約系統育化來分析,東北地區、華北地區的節水、節地、節勞與節能效果相對明顯,反映出該區域的資源節約科技創新成果