京津冀經濟發展與環境污染的實證分析

雷鵬英;周潔;王鵬振;霍永峰

摘 要：經濟發展與環境污染總是密不可分的，京津冀地區的經濟發展也有著密切的聯系，有著聯動作用。本文通過主成分和聚類分析方法，對2016年京津冀地區的經濟發展與環境污染狀況進行了分析，并根據分析的結果提出合理性建議，以促進京津冀地區經濟與環境的可持續發展。

關鍵詞：主成分分析? 聚類分析? 經濟發展? 環境污染

中圖分類號：F061.5 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2020）04（a）--02

改革開放以來，我國的經濟發展是比較迅速的，但是經濟的增長是粗放式的。工業企業數量在不斷擴大，是我國經濟發展的重要組成部分。但工業經濟發展的同時環境污染物的排放也是十分嚴重的，京津冀地區的發展也是如此，這嚴重阻礙了京津冀地區經濟與環境的可持續發展。因此研究京津冀經濟與環境污染的關系，具有重要意義。

本文采用了主成分分析、聚類分析法，將2016年京津冀13個城市根據經濟發展和環境污染的綜合情況劃分為3個區位，呈現不同區位的特征，結合所給分類的地區特征及產業結構狀況提出合理的建議，使京津冀地區在經濟發展持續增加的情況下可以保證經濟的高質量發展，促進生態環境的和諧，促進京津冀地區的共同發展。

1 研究方法

首先，當選取的指標較多時，為更好地反映經濟發展與環境污染的關系，需要將多個指標轉化為可用主成分代替的較少指標，主成分分析可以很好的表示。其次，將主成分分析得到的得分情況，采用聚類分析，將京津冀的這幾個城市進行分類，并對這些城市的發展提出發展性建議。

1.1 主成分分析

主成分分析也稱主分量分析，是將多個指標轉化為較少的綜合指標，通過轉化生成的綜合指標稱為主成分，且各主成分間為不相關關系。然后通過KMO檢驗分析其合理性，具體步驟：

步驟1： 將原始數據標準化。

其中表示第i個指標第j個分區的原始數據和分別為第i個指標的樣本平均值和標準差。

步驟2：。計算相關系數矩陣。其中。

步驟3：計算對應的特征值與特征向量。

由計算求得每一個特征值λi，從而求得每一個特征向量μ1，μ2，…μn。

步驟4：計算方差貢獻率和累計貢獻率。

步驟5：計算最終要保留的主成分，。

1.2 聚類分析法

本文采用K-Means聚類，K-Means聚類的特點是多次迭代。在聚類過程中，觀測所屬的類會不斷進行自我調整，最后會形成一個穩定的狀態。

2 數據指標

在本文中研究的是京津冀地區經濟發展與環境狀況，對于經濟狀況采用經濟實力、經濟活力與產業結構這三個方面，如表1所示。

而對于環境污染，由于數據整理有限，只采用了工業廢水、工業廢氣和工業粉塵排放量這幾個指標。這些數據都是采用2016年的數據，均來自京津冀各個城市的《統計年鑒》《中國城市統計年鑒》。

3 實證分析

3.1 京津冀經濟主成分分析及其檢驗

本文通過計算經濟發展原始數據的相關矩陣，通過SPSS進行主成分分析得出：提取出3個主成分的累計貢獻率達到90%以上，并且主成分1中固定資產投資總額的系數要高于公共財政收入和規模以上工業總產值的系數，所以主成分1中的固定資產投資總額可以用來表示經濟實力的指標;主成分2中第三產業占GDP的比重的系數要高于第二產業占GDP比重的系數，所以主成分2中的第三產業占GDP的比重的系數可以用來表示經濟結構的指標;主成分3中的GDP增速的系數高于社會消費零售總額和GDP的系數，所以主成分3中的GDP可以用來表示經濟活力的指標。

我們知道在主成分分析中KMO的檢驗值越大表明此主成分分析是合適的，當檢驗值在小于0.5的時候我們不采用這個主成分分析，當大于0.5的時候才會使用這個主成分分析，當大于0.6的時候達到了接受層面。通過KMO檢驗，overall值為0.703達到接受層面，所以這個主成分分析是合適的，即我們可以采用這三個指標來表示經濟情況。

3.2 京津冀環境污染的主成分分析及其檢驗

同樣通過SPSS分析環境污染原始數據的相關矩陣，我們可以發現所選取的環境污染的數據都是主成分，主成分1、主成分2與主成分3分布代表著我們所選取的關于環境污染的三個指標，這幾個指標在環境污染中都占據著很大的比重，所以這三個指標都對京津冀的環境污染有很大的關系。

同樣為了使得分析可靠，在這里做KMO檢驗和Bartlett檢驗，因為其overall值為0.568，表明這個主成分分析合適。

根據上面所提取的主成分，計算了京津冀的經濟發展綜合得分與環境污染的綜合得分，并將它們進行排名情況，結果如表2所示。

由表2可以看出，北京、天津、石家莊的經濟排名位列前三，但是天津與石家莊的環境污染排名是靠前的，說明天津與石家莊在發展經濟的同時沒有注重污染物的排放，北京的情況就相對比較好;唐山的環境污染排名第一與其有豐富的礦產資源有關系，邯鄲、邢臺與承德的經濟排名靠后，但是邯鄲地區的環境污染排名是靠后的，其他地區的經濟與環境污染排名都是比較居中的。

4 聚類分析

將上面的得分情況用SPSS軟件進行系統聚類的分析方法，把京津冀這幾個城市分為三類，可以得到以下的分類結果：

第一類：北京，天津，石家莊;

第二類：秦皇島，張家口，承德，滄州，廊坊，衡水;

第三類：唐山，邢臺，邯鄲，保定。

根據聚類分析的結果可以看出，北京、天津、石家莊為一類，這三個城市屬于經濟發展較好，環境污染比較嚴重的，這與第三類形成了鮮明的對比，第三類中的城市的經濟發展相對不是那么發達，但是所造成的工業污染是很嚴重的，這與唐山、邢臺等地的產業結構有很大的關系，這里有豐富的煤炭資源，是重工業城市基地，其帶來的污染是相當嚴重的，這些城市在發展經濟的同時沒有注重環境的保護，以犧牲環境為代價促進本地的經濟發展，這種發展模式應該及時轉變，第二類中的6個城市的經濟發展狀況一般，但是環境污染狀況不嚴重，這種與當地的資源、交通等客觀因素有很大的關系。

5 結論與對策建議

本文通過選取代表經濟發展的8個指標和代表環境污染的3個指標，通過主成分分析法和聚類分析法，將京津冀的13個城市劃分為三類地區，并對每個地區今后的發展提出有效的發展性建議。

第一類地區是經濟發展比較好的地區。北京在經濟發展的同時注重環境的保護，這種模式值得提倡，需要繼續堅持這種友好的發展的模式，其他在工業發展好但是環境不友好的地區需要向北京學習。天津、石家莊就要注重這些，在發展經濟的同時，保護好環境;工業企業引進先進的技術，改善企業發展模式，做到經濟既發展了，環境也是十分友好的，這樣才能夠得到持續的發展。

第二類地區要注重經濟的發展。可以充分利用自己的地理位置多開發一些新型的產業，多發展第三產業，比如旅游業、服務業等，通過新型產業來刺激就業、消費等來提升自己的經濟實力，同時在提升自己經濟實力的過程中也要注重環境的保護，切不可一味地為了發展自己的經濟而以犧牲環境為代價。

第三類地區我們需要在發展經濟的同時注重環境的保護，轉變產業結構發展模式，第三類地區的礦產資源豐富，我們在利用自然資源的時候，貫徹執行經濟與環境的可持續發展理念，多引入一些無害化的技術來提高經濟的發展降低環境的污染，同時可以借鑒國外的政策，政府也應該給予更多的支持，引入高技術人才與高效率、低污染的技術與設備，以此來促進這些城市的可持續發展;同時也要制定一些嚴標準對于污染排放比較多的企業令其強制關閉或改進、引進技術來降低環境的污染，切不可心慈手軟。

總之，河北省是我國的工業大省，近幾年經濟雖然發展了，但是環境污染相當嚴重，要充分重視環境保護，引進新的技術，同時研發綠色排污技術，以此促進京津冀城市群體協同發展。京津冀各個城市要勇于創新，要及時地調整自己的產業結構，多發展一些新型的產業來促進經濟的發展，注重環境的保護與生態環境的建設，這樣才能夠更好地帶動京津冀地區經濟的不斷發展。

參考文獻

韓天天.京津冀地區經濟增長與環境關系的對比分析[J].統計與管理，2016.

秦炳濤，葛力明.我國區域工業經濟與環境污染的實證分析[J].統計與決策，2019（04）.

薛薇.SPSS統計分析方法及應用[M].北京：電子工業出版社.2018.

作者簡介：雷鵬英（1995-），女，漢族，山西平遙人，碩士研究生在讀，河北師范大學商學院。