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        基于K均值聚類的湖北農(nóng)村減貧成效評價研究

        2023-03-14 04:25:30張佳慧
        科技創(chuàng)業(yè)月刊 2023年2期
        關(guān)鍵詞:市州貧困村湖北省

        張佳慧,詹 英

        (武漢商學(xué)院 工商管理學(xué)院,湖北 武漢 430056)

        0 引言

        我國于2021年完成了消除絕對貧困的艱巨任務(wù),9899萬農(nóng)村貧困人口在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)下全部脫貧,832個貧困縣全部摘帽,12.8萬個建檔立卡貧困村均出列,解決了區(qū)域性整體貧困[1]。這為全球反貧困作出了巨大貢獻(xiàn),比聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展議程的減貧目標(biāo)時間提前了10年,在中國減貧史乃至人類減貧史上創(chuàng)造了奇跡,為推進(jìn)全球減貧事業(yè)注入了更多信心與動力[2]。

        湖北省作為我國的重點(diǎn)減貧省份之一,有四大集中的連片特困地區(qū),貧困縣37個、貧困村4 821個。2013年末全省建檔立卡貧困人口581萬,貧困發(fā)生率14.4%,2020年湖北省順利完成了減貧任務(wù),全省37個貧困縣全部實(shí)現(xiàn)脫貧摘帽[3]。但是,消除絕對貧困決不是終點(diǎn),湖北省如何鞏固拓展目前減貧成果,防止規(guī)模性返貧?中國的貧困主要是農(nóng)村貧困[4],如何科學(xué)評價湖北省農(nóng)村減貧成效是本文關(guān)注的焦點(diǎn)。

        針對農(nóng)村減貧成效評價,大量文獻(xiàn)選取多個省或某個省的某個地區(qū)作為研究對象,鮮少深入到單個省的所有市州,且大多進(jìn)行靜態(tài)分析,缺乏動態(tài)探析?;诖耍疚氖紫葘笔?4個市州2014-2020年農(nóng)村減貧成效開展綜合評價研究,其次將綜合評價結(jié)果進(jìn)行K均值聚類,確定各市州聚類歸屬,剖析類與類之間的差別,對各市州農(nóng)村減貧成效進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)分析,旨在為后續(xù)的減貧提供參考或思路。

        1 湖北省各市州農(nóng)村減貧成效評價模型

        1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

        我國現(xiàn)行脫貧標(biāo)準(zhǔn)是“一達(dá)標(biāo)兩不愁三保障”?!耙贿_(dá)標(biāo)”:農(nóng)村建檔立卡貧困戶家庭年人均可支配收入穩(wěn)定超過當(dāng)年全國扶貧標(biāo)準(zhǔn),這是脫貧的先決條件?!皟刹怀睢保撼燥?含安全飲水)與穿衣兩不愁?!叭U稀保毫x務(wù)教育的保障、安全住房的保障、基本醫(yī)療的保障。該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)貧困主體在吃穿用度、義務(wù)教育、基本醫(yī)療以及住房安全方面的保障。因此,本文根據(jù)現(xiàn)行脫貧標(biāo)準(zhǔn)從健康水平、教育水平、生活水平、經(jīng)濟(jì)水平4個維度構(gòu)建農(nóng)村減貧效果的評價指標(biāo)體系(表1)。

        表1 農(nóng)村減貧評價指標(biāo)體系

        1.2 綜合評價方法

        1.2.1 基于全局熵值法的湖北省各市州農(nóng)村減貧成效綜合評價

        熵值法基于各項(xiàng)指標(biāo)值所包含的信息來確定指標(biāo)權(quán)重,不受人為因素干擾,一般采用截面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。為動態(tài)分析湖北省各市州農(nóng)村減貧水平,本文擬運(yùn)用全局熵值法,即在一般截面數(shù)據(jù)中引入時序,建立“區(qū)域—時間—指標(biāo)”的立體時序數(shù)據(jù)表來進(jìn)行各市州農(nóng)村減貧的動態(tài)測度[5]。具體步驟如下:

        (1)設(shè)定指標(biāo)。設(shè)有省市m個,評價指標(biāo)n個,年份T個,共同構(gòu)成初始全局評價矩陣:

        (1)

        (2)處理數(shù)據(jù)。對正向指標(biāo)采用公式(2):

        (2)

        式中 :i=1, 2, …,m;j=1, 2, …,n;t=1, 2, …,T。

        對負(fù)向指標(biāo)采用公式(3):

        (3)

        式中:i=1, 2, …,m;j=1, 2, …,n;t=1, 2, …,T。

        (3)計(jì)算熵值。公式為:

        (4)

        式中:ej為第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值,

        (4)確定權(quán)重。公式為:

        (5)

        (5)測算得分。公式為:

        (6)

        式中:si為綜合評價得分,wj為第四步求得的指標(biāo)權(quán)重。

        1.2.2 基于K-means聚類的湖北省各市州農(nóng)村減貧成效聚類

        利用K均值聚類算法對全局熵值法所得評價結(jié)果進(jìn)行聚類分析,明確各市州在類別中的歸屬,使得評估結(jié)果相識度較高的市州歸為一類,明確各市州農(nóng)村減貧成效結(jié)構(gòu)差距?;舅枷胧牵涸诳臻g中選取k個點(diǎn)作為初始聚類中心,計(jì)算其他數(shù)據(jù)點(diǎn)到原型的距離,并將數(shù)據(jù)點(diǎn)劃分到離其最近中心所在域,劃分好后分別計(jì)算每個聚類中數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值,該平均值為更新后的聚類中心。進(jìn)行多次迭代,直至連續(xù)兩次各簇中心值不再變化,此時獲得最佳的聚類結(jié)果[6]。算法具體流程如下:

        (1)從評價結(jié)果數(shù)據(jù)集中隨機(jī)選取k個樣本點(diǎn)作為初始形心ai(i=1,2,…,k)。

        (2)在第t次迭代中,分別計(jì)算所有樣本點(diǎn)bj(j=1,2,…,n)到ai的歐氏距離

        (1)

        (3)將該樣本點(diǎn)劃分到與其距離最小的ai所在簇。

        (4)用平均值代表更新后各簇的形心值

        (2)

        式中ni表示簇序號

        (5)重復(fù)步驟(2)~(4),直到各簇的形心值不再變化。

        1.3 數(shù)據(jù)說明

        為確保數(shù)據(jù)的權(quán)威和真實(shí)性,本文收集的湖北省12個地級市,1個自治州,4個省直管縣2014—2020年的9項(xiàng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),均來自歷年各市州統(tǒng)計(jì)年鑒、政府工作報(bào)告和官方文件。

        2 實(shí)證研究

        2.1 綜合評價

        基于全局熵值法與基礎(chǔ)數(shù)據(jù),本文首先得到各類指標(biāo)的信息熵、差異性系數(shù)和權(quán)重(表2),然后通過加權(quán)求和得到2014—2020年湖北省農(nóng)村減貧水平的綜合得分(表3)以及湖北省農(nóng)村減貧綜合得分年均提高值與排名(表4)。

        如表2所示,在一級指標(biāo)中,權(quán)重由大到小依次為:健康水平(A1)、生活水平(A3)、經(jīng)濟(jì)水平(A4)、教育水平(A2)。在二級指標(biāo)中,貧困村千人衛(wèi)生室個數(shù)(B2)、貧困村年收入5 000元以上占比(B9)、貧困村千人執(zhí)業(yè)醫(yī)師數(shù)(B1)、各市農(nóng)村居民初中以上學(xué)歷所占比例(B3)4個指標(biāo)權(quán)重較大,而貧困村有文化(圖書)占比(B4)1個指標(biāo)權(quán)重較小。

        表2 湖北省農(nóng)村減貧水平動態(tài)評價指標(biāo)測算結(jié)果

        如表3所示,湖北省各市農(nóng)村減貧總體水平有所提升,綜合得分從2014年的0.364 5逐年上升到2020年的0.658 9,累計(jì)提高0.294 4,年均提高10.75%。歷年排名中,襄陽和荊門市穩(wěn)居前2,恩施常年位于第14。如表4所示,恩施、孝感、武漢、黃岡、十堰、隨州和省直管縣7個地區(qū)綜合得分年均增速均超過了湖北省各市州農(nóng)村減貧的平均水平。不難發(fā)現(xiàn),雖然宜昌農(nóng)村減貧水平得分增速最慢,但其得分總值排名一直處于歷年前5;恩施農(nóng)村減貧水平雖得分總值排名一直處于最末位,但其得分增速最快??偟膩碚f,近7年,雖湖北省大部分市州由于疫情影響在2020年有所下降,但14個地區(qū)的農(nóng)村減貧總體得分逐年上升。

        表3 湖北省農(nóng)村減貧綜合得分與排名

        2.1 聚類分析結(jié)果

        采用K-means聚類算法對湖北省14個市州2014-2020年的評價結(jié)果進(jìn)行聚類分類,將湖北省各市州農(nóng)村減貧成效等級分成3等。在聚類方法方面,采用歐氏距離,選擇迭代最大次數(shù)為10,經(jīng)聚類后的結(jié)果見表5-表8。

        如表5所示,14個市州農(nóng)村減貧成效被聚為3類,3類的中心分別為0.503 3、0.352 2、0.747 9,聚成的3類分別按照優(yōu)、良、一般3個等級劃分,Cluster1為良,Cluster2為一般,Cluster3為優(yōu)。

        表4 湖北省農(nóng)村減貧綜合得分年均提高

        表5 湖北省農(nóng)村減貧成效聚類中心

        表6表示2014-2020年各市州農(nóng)村減貧成效等級分布。從2014-2020年7年的總體情況來看,宜昌、襄陽和荊門屬于農(nóng)村減貧成效為優(yōu)的地區(qū),武漢、隨州、孝感、十堰、咸寧、黃石、黃岡、鄂州、荊州和省直管縣屬于農(nóng)村減貧成效為良的地區(qū),恩施的農(nóng)村減貧成效一般。

        表6 2014-2020年湖北省農(nóng)村減貧成效等級

        如表7所示,2014年,3個地區(qū)農(nóng)村減貧成效為優(yōu),占總數(shù)21.43%;10個地區(qū)農(nóng)村減貧成效為良,占總數(shù)71.43%;1個地區(qū)農(nóng)村減貧成效一般,占總數(shù)7.14%。2015年和2016年的各地區(qū)農(nóng)村減貧成效分布與2014年保持一致。與2016年相比,2017年有1個地區(qū)農(nóng)村減貧成效從“一般”升為“良”。與2017年相比,2018年有1個地區(qū)農(nóng)村減貧成效從“優(yōu)”降為“良”、5個地區(qū)農(nóng)村減貧成效從“良”降為“一般”。2019年各地區(qū)農(nóng)村減貧成效分布與2018年保持一致。與2019年相比,2020年有1個地區(qū)農(nóng)村減貧成效從“良”升為“優(yōu)”、1個地區(qū)農(nóng)村減貧成效從“良”降為“一般”。從7年整體情況來看,大部分市州農(nóng)村減貧成效處于“優(yōu)”與“良”,僅有恩施被聚為“一般”。究其原因是其農(nóng)村減貧評價指標(biāo)基礎(chǔ)與其他市州差異較大,即使是在2014年農(nóng)村減貧水平同位于“一般”的孝感,孝感綜合評價得分卻是恩施的1倍多。從這7年的變化來看,湖北省各市州農(nóng)村減貧成效顯著提升。

        表7 2014-2020年各聚類中地區(qū)數(shù)量及占比

        如表8所示,農(nóng)村減貧成效“一般”與農(nóng)村減貧成效“良”的類距離是0.151,說明農(nóng)村減貧成效“一般”的地區(qū)與農(nóng)村減貧成效為“良”的地區(qū)之間的差距較小,通過努力比較容易實(shí)現(xiàn)減貧水平再上一個臺階。農(nóng)村減貧成效“一般”與農(nóng)村減貧成效“優(yōu)”的類距離是0.396,農(nóng)村減貧成效“良”與農(nóng)村減貧成效“優(yōu)”的類距離是0.245,說明農(nóng)村減貧成效“一般”與“優(yōu)”的地區(qū)、“良”與“優(yōu)”地區(qū)之間存在較大差距,這類地區(qū)的減貧成效若想提升一個等級必須付出較大努力。

        表8 聚類中心的歐式距離

        3 結(jié)論及啟示

        3.1 研究結(jié)論

        本文基于農(nóng)村減貧的內(nèi)涵與特征,從健康水平、教育水平、生活水平和經(jīng)濟(jì)水平4個維度,構(gòu)建農(nóng)村減貧水平評價的9項(xiàng)指標(biāo)體系,采集2014-2020年相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),選擇加入時序的全局熵值法對湖北省各市州農(nóng)村減貧水平進(jìn)行了動態(tài)測度與比較,最后將綜合結(jié)果進(jìn)行K均值聚類,確定各市州聚類歸屬,得到以下結(jié)論:①從綜合得分看,湖北省農(nóng)村減貧水平在2014-2019年呈現(xiàn)逐年上升趨勢,在2020年呈現(xiàn)下降趨勢;市域?qū)用?,排除疫情影響因素,僅宜昌市在2019年有略微下降。②從動態(tài)排名看,襄陽、荊門和恩施相對保持穩(wěn)定,前兩者持續(xù)保持在前兩名,后者持續(xù)保持在最后一名,其他市州的歷年排名變動較大,呈現(xiàn)你追我趕的態(tài)勢。③從指標(biāo)權(quán)重看,健康水平和生活水平對農(nóng)村減貧水平提升的貢獻(xiàn)度相對較大,而經(jīng)濟(jì)水平和教育水平的貢獻(xiàn)度相對較小。由此表明,健康水平和生活水平的高低是決定農(nóng)村減貧水平高低的關(guān)鍵所在。④從一級指標(biāo)得分趨勢看,大部分市州健康水平、教育水平和生活水平在2014-2019年均呈現(xiàn)上升趨勢,小部分市州波動甚至呈現(xiàn)下降趨勢,2020年大部分市州均受疫情影響,得分略微下降。總的來說,湖北省各市州的一級指標(biāo)綜合得分基本呈現(xiàn)上升趨勢,但市州得分的非均衡性特征也較為明顯。⑤從一級指標(biāo)動態(tài)排名看,除個別市州在某項(xiàng)一級指標(biāo)下的動態(tài)排名優(yōu)勢明顯,大部分市州的排名波動均較大。由此表明,湖北省各市州一級指標(biāo)的動態(tài)排名存在非平穩(wěn)性特征。⑥根據(jù)K-means聚類可將湖北省市州聚為3類,各市州農(nóng)村減貧成效“一般”地區(qū)和“良”地區(qū),差距較小,在此范圍內(nèi)提升較易,而農(nóng)村減貧成效“一般”地區(qū)和“優(yōu)”地區(qū),以及“良”地區(qū)和“優(yōu)”地區(qū)差距較大,在此范圍內(nèi)提升存在較大的困難。

        3.2 政策啟示

        為進(jìn)一步鞏固拓展農(nóng)村減貧成果,在脫貧摘帽基礎(chǔ)上助力鄉(xiāng)村振興,本文提出如下建議:①應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌疫情防控和鄉(xiāng)村振興各項(xiàng)工作保障農(nóng)村減貧工作的持續(xù)鞏固,促進(jìn)鄉(xiāng)村振興。②把握關(guān)鍵點(diǎn)。由于健康水平和生活水平的高低是決定農(nóng)村減貧水平高低的關(guān)鍵所在,因此要繼續(xù)增強(qiáng)醫(yī)療保障水平,完善基礎(chǔ)設(shè)施,加強(qiáng)農(nóng)村公路建設(shè)等。③合理分配資源,因地制宜促進(jìn)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)升級。④及時統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),設(shè)立反饋機(jī)制。鄉(xiāng)村振興是一項(xiàng)長期的工作,每一步的結(jié)果都將影響最后的成效,設(shè)立反饋機(jī)制,定期核查,及時發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興過程中的不足,以便達(dá)到高效做好“三農(nóng)”工作。

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