基于主成分分析方法的生態(tài)經(jīng)濟效益評價

周 洋，侯淑婧，宗 科

（山東科技大學 經(jīng)濟管理系，山東 泰安 271000）

0 引言

近年來，由于全國生態(tài)農(nóng)業(yè)縣和生態(tài)示范區(qū)建設工作的開展和深入，各地區(qū)特色經(jīng)濟的迅速發(fā)展，區(qū)域經(jīng)濟成為影響當今國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要因素。生態(tài)文明理念的不斷重視、建立青山綠水美麗家園藍圖的提出，需要生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴峻形勢下大力發(fā)展經(jīng)濟的同時，兼顧生態(tài)效益，注重區(qū)域生態(tài)所帶來的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)的共同發(fā)展，提高區(qū)域的綜合競爭力。

現(xiàn)階段國內(nèi)外學者對于區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟的研究側(cè)重點不同，國外對其理論研究較為成熟，主要是對區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟模型的探索。而國內(nèi)對其研究仍處于初級階段，主要側(cè)重于理論研究以及效益評價方面。其中，對于區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟效益指標體系的評價方法以及指標權(quán)重的研究，學者們大都采用專家調(diào)查法、德爾菲法、層次分析法、因子分析等方法對特定區(qū)域的生態(tài)經(jīng)濟效益進行評價。但是，專家調(diào)查法與德爾菲法建立指標體系主觀因素較大，不能較好地對生態(tài)經(jīng)濟效益進行評價，而因子分析做定量研究則使結(jié)果相對客觀，具有一定的代表性。山東半島地理位置優(yōu)越，各類能源和物產(chǎn)儲存豐富，地區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值占全國的GDP總量的1/9，是我國名副其實的“經(jīng)濟大省”，2013年被評為中國最具綜合競爭力省區(qū)。本文以山東省的生態(tài)經(jīng)濟效益情況進行分析，通過建立合理的、科學的效益評價指標體系，為下一步提高區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟效益奠定基礎，使其在保持區(qū)域經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，擁有一個美麗健康的綠色家園。

1 評價模型的建立

主成分分析是將具有錯綜復雜關(guān)系的一系列指標，通過線性組合歸結(jié)為少數(shù)幾個綜合指標，它不僅可以運用在效益評價這一個方面，也可用于指標體系中權(quán)重的確定，用主成分分析法確定指標權(quán)重，會使得評價指標體系更加科學、客觀。

主成分分析可以通過下面的數(shù)學模型來表示：

其中，x1、x2、x3…、xp為p個原有變量，F(xiàn)1、F2、F3…、Fm為m個因子變量，當m小于p時，可以表示成以下矩陣形式：

X=AF+aε

F—公共因子；A—因子載荷矩陣；aij—因子載荷。

對于主成分分析中指標權(quán)重的確定，首先要計算指標在各主成分線性組合中的系數(shù)（bij）和主成分的方差貢獻率（cij）這兩個數(shù)據(jù)。各指標在不同主成分線性組合中的系數(shù)（bij）=各個指標的載荷數(shù)（aij）與各成分的特征值（λi）開方的商，即其次，指標系數(shù)（bi）等于以主成分方差貢獻率為權(quán)重，對指標在主成分線性組合中的系數(shù)做加權(quán)平均，即最后再將指標權(quán)重進行歸一化。

2 數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

對于評價指標體系的建立，采用的是區(qū)域GDP、綠色GDP、區(qū)域財政收入、第三產(chǎn)業(yè)對區(qū)域經(jīng)濟的貢獻率、綠色GDP占總體的百分比、符合生態(tài)條件的產(chǎn)業(yè)占區(qū)域產(chǎn)業(yè)的百分比、國家地方環(huán)保財政補貼、人均生態(tài)資本投入、人均綠色GDP、人均用水量、人均綠地面積、人均能源消費量、城鎮(zhèn)化率、人口密度、城市用地面積、公眾對其環(huán)境滿意度、公眾生態(tài)保護意識、單位GDP能耗、單位GDP水耗、單位GDP土地面積、三廢綜合治理投資、生活垃圾無害化率、區(qū)域生態(tài)效率、環(huán)保投資、環(huán)保投資指數(shù)、開發(fā)節(jié)約資源新技術(shù)的投資占總投資的百分比、節(jié)能減排的投入、三廢綜合利用產(chǎn)值、資金利用率、自然保護區(qū)占轄區(qū)面積的比重和突發(fā)自然災害損失這31項指標，數(shù)據(jù)大都來自《中國統(tǒng)計年鑒》和《山東統(tǒng)計年鑒》，有些指標需進行計算，例如綠色GDP為區(qū)域GDP減去生產(chǎn)生活中的環(huán)境資源消耗成本、環(huán)保投入以及節(jié)能減排設施的投入，節(jié)能減排的投入則用廢棄資源綜合利用業(yè)以及生態(tài)保護和環(huán)境治理的固定資產(chǎn)投入進行計算，生態(tài)投入則表示為環(huán)保投資和節(jié)能減排的投入之和，區(qū)域生態(tài)效率為生態(tài)投入與區(qū)域工業(yè)總產(chǎn)值的比值。將其通過主成分分析方法，利用SPSS21.0軟件，對山東近五年的生態(tài)經(jīng)濟效益進行分析評價。

從分析結(jié)果中得知，相關(guān)系數(shù)矩陣中的相關(guān)系數(shù)幾乎全都大于0.3，證明其運用主成分分析方法是可行的。生成四個主成分的特征值都是大于1的，所以選取四個主要因子是合理的。將31個具體指標分為四個主成分，其中F1（經(jīng)濟社會因素）包括區(qū)域GDP、綠色GDP、區(qū)域財政收入、第三產(chǎn)業(yè)對區(qū)域經(jīng)濟的貢獻率、綠色GDP占總體的百分比、人均綠色GDP、人均用水量、人均綠地面積、人均能源消費量、城鎮(zhèn)化率、人口密度、城市用地面積、公眾對其環(huán)境滿意度、公眾生態(tài)保護意識、單位GDP能耗、單位GDP水耗、單位GDP土地面積、三廢綜合治理投資、生活垃圾無害化率、區(qū)域生態(tài)效率這些指標。F2（生態(tài)環(huán)保因素）包括符合生態(tài)條件的產(chǎn)業(yè)占區(qū)域產(chǎn)業(yè)的百分比、國家地方環(huán)保財政補貼、人均生態(tài)資本投入、環(huán)保投資、環(huán)保投資指數(shù)這4個指標。F3（資源節(jié)約因素）包括開發(fā)節(jié)約資源新技術(shù)的投資占總投資的百分比、節(jié)能減排的投入、三廢綜合利用產(chǎn)值、資金利用率等指標。F4（自然影響因素）包括自然保護區(qū)占轄區(qū)面積的比重和突發(fā)自然災害損失這兩個指標。

由表1（見下頁）得：

另外由各個指標的載荷數(shù)、各成分的特征值以及主成分的方差貢獻率，根據(jù)主成分分析方法中的指標權(quán)重的確定方法，確定指標體系的權(quán)重，例如：

表1 成份得分系數(shù)矩陣

表2 具體得分

表3 綜合得分

然后按照此方法依次進行計算，然后再對其權(quán)重進行歸一化，結(jié)果如表4所示。

表3是近五年生態(tài)經(jīng)濟效益的綜合得分，可以看出從2010—2014年，山東省的生態(tài)經(jīng)濟效益的大體趨勢是越來越好，但是2012年生態(tài)經(jīng)濟效益有些下降。由表2可看出2014的生態(tài)經(jīng)濟效益受經(jīng)濟社會因素影響較大，環(huán)境保護因素對2013年的生態(tài)經(jīng)濟效益影響最大，資源節(jié)約因素影響2011年的效益，2012年的生態(tài)經(jīng)濟效益受自然影響因素較大。2012年的生態(tài)經(jīng)濟效益主要受自然影響（F4）和資源節(jié)約（F3）這兩個因素的影響，在從建立的指標體系（表4）中看到突發(fā)自然災害損失這一指標影響權(quán)重較大，節(jié)能減排設施投入和開發(fā)節(jié)約資源新技術(shù)的投資占總投資的百分比以及資金利用率都較為影響資源節(jié)約因素。對比原始數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)2012年山東省的突發(fā)自然災害損失在近五年內(nèi)損失最為嚴重，節(jié)能減排設施的投入、節(jié)約資源新技術(shù)的投資占總投資的百分比以及資金利用率也可達到近五年的最低值。2014年是該省生態(tài)經(jīng)濟效益最好的一年，影響其效益的主要因子是經(jīng)濟社會（F1）和環(huán)境保護（F2）這兩個因素，其中區(qū)域GDP、人均綠色GDP、人均能源利用量、國家地方環(huán)保政策補貼、環(huán)保投資以及符合生態(tài)條件的產(chǎn)業(yè)百分比幾乎都能達到這五年的最高值，這使得該年的生態(tài)經(jīng)濟效益較好。由此可說明建立的山東省生態(tài)經(jīng)濟效益評價指標體系較為合理，分析結(jié)果符合山東省的實際發(fā)展情況。

表4 指標體系權(quán)重

3 加強地區(qū)生態(tài)經(jīng)濟效益的措施

從前面分析結(jié)果可知，經(jīng)濟社會影響和環(huán)境保護是影響山東省生態(tài)經(jīng)濟效益的主要因素，資源節(jié)約和自然影響也對我省的生態(tài)經(jīng)濟效益造成一定程度的影響，應針對各指標對生態(tài)經(jīng)濟效益的影響程度，提出相關(guān)措施，加強該地區(qū)生態(tài)經(jīng)濟效益，提高區(qū)域綜合競爭力。

（1）加快城市化建設，縮小地區(qū)差異，促進經(jīng)濟全面發(fā)展

要加快其中西部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，充分發(fā)揮中西部平原的優(yōu)勢地勢和特色經(jīng)濟產(chǎn)品，加強政府引導扶持，不斷縮小東西部地區(qū)差距。對于較為落后的地區(qū)，政府給予一定的政策優(yōu)惠，加快其城市化建設的步伐，使得區(qū)域經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展。

（2）加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，增加環(huán)保資源設施投資，促進企業(yè)健康發(fā)展

大型企業(yè)應加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，加大資源節(jié)約、環(huán)境保護設施的投入，使其發(fā)展更加符合生態(tài)文明理念，使產(chǎn)業(yè)更加綠色化。大力提倡污染較為嚴重的企業(yè)購買節(jié)能減排以及環(huán)境保護設施，加強能源的綜合利用，變廢為寶，實現(xiàn)企業(yè)的長遠利益。另外政府對于符合生態(tài)理念的小型企業(yè)，應給予政策上的優(yōu)惠，使其快速發(fā)展，增強生態(tài)產(chǎn)業(yè)百分比，促進區(qū)域經(jīng)濟的綠色化發(fā)展。

（3）加大生態(tài)文明宣傳，提高公眾保護意識，促進生態(tài)經(jīng)濟建設

政府、學校、社區(qū)等應適當開展一些宣傳保護生態(tài)環(huán)境、節(jié)約能源的講座及活動，釆用多種形式和手段，全方位、多層次的指導和宣傳，倡導綠色、健康的生活方式和消費模式，增強公民的環(huán)保責任意識，從小事做起，從每個人做起，共同建設美好生態(tài)家園。

（4）加強高新技術(shù)研發(fā)，促進能源有效利用

應充分發(fā)揮山東區(qū)位、市場、綜合優(yōu)勢，抓住國內(nèi)外重視生態(tài)文明建設的有利時機，利用各種對外合作渠道和資源，重點引進發(fā)達國家節(jié)能減排技術(shù)，開展高新技術(shù)合作。鼓勵企業(yè)與高校之間的產(chǎn)學研合作，通過與各高校合作努力研發(fā)一些能源節(jié)約技術(shù)，加強地區(qū)科技創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高新技術(shù)人才，促進能源的有效利用。另外政府和各企業(yè)單位要做好應對突發(fā)事件以及自然災害的防范措施，減少突發(fā)損失，盡量縮小區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟效益受自然災害所帶來的影響。

4 結(jié)論

通過對山東省近五年生態(tài)經(jīng)濟效益的分析，可以更好的提高和改善目前該地區(qū)的生態(tài)經(jīng)濟效益，促使地區(qū)經(jīng)濟得到綜合發(fā)展，并進一步推進了我國生態(tài)文明建設的步伐。但是本文采用主成分分析這一研究方法也存在一定的局限性，研究樣本只選取了山東省近五年數(shù)據(jù)，樣本數(shù)太少。下一步在研究中應選取更多年份，擴大樣本數(shù)據(jù)，增強結(jié)果的說服力。

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