主成分分析法评价我国各地区循环经济发展水平

主成分分析法评价我国各地区循环经济发展水平摘要循环经济是基于系统生态原理和市场经济规律组织起来的，具有高效的资源代谢过程、完整的系统耦合结构及整体、协同、循环、自生功能的网络型、进化型复合生态经济。我国地域辽阔，各地区在自然条件、资源禀赋、经济发展水平上存在着较大的差异，因而各地区循环经济发展水平存在较大的差异性，各地区发展循环经济的对策也应有所区别。为全面评价分析我国2011-2012年各地区循环经济发展水平，根据我国地理位置和区域经济发展状况，在东部、中部和西部各选取3个省份作为评价对象，同时为了与全国平均水平比较也将全国平均作为一个评价对象。使用主成分分析法对各地区循环经济发展情况进行分类与评价。结果表明：甘肃省循环经济水平最差。上海市循环经济水平最高。上海、北京、广东、重庆、安徽五省市的循环经济水平位于全国前列，超过了全国的平均水平。而山西、湖北、内蒙古、甘肃四省循环经济水平较差，低于全国平均水平。关键词：主成分分析，循环经济，评价1.引言循环经济是基于系统生态原理和市场经济规律组织起来的，具有高效的资源代谢过程、完整的系统耦合结构及整体、协同、循环、自生功能的网络型、进化型复合生态经济。作为一种新的经济发展模式，其推行和应用受到政策、经济实力、科技发展水平等方面的制约。我国地域辽阔，各地区在自然条件、资源禀赋、经济发展水平上存在着较大的差异，因而各地区循环经济发展水平存在较大的差异性，各地区发展循环经济的对策也应有所区别。为全面评价分析我国2011-2012年各地区循环经济发展水平，根据我国地理位置和区域经济发展状况，在东部、中部和西部各选取3个省份作为评价对象，如表1。同时为了与全国平均水平比较也将全国平均作为一个评价对象。使用主成分分析法对各地区循环经济发展情况进行分类与评价。表1原始数据省份单位GDP能耗（吨标煤/万元）万元GDP用水量（m3/万元）单位面积土地GDP产出（万元/km2）三废综合利用产品产值占工业产值比例%环境污染治理投资占GDP比例（%）北京1.2980.782610.020.371.53上海1.07158.529042.690.220.94广东0.96289.79892.290.380.70山西4.23183.74194.140.831.48安徽1.47435.72343.450.670.86湖北1.42384.63339.451.450.71重庆1.32253.25323.980.541.81内蒙古2.43632.3623.680.611.63甘肃2.70781.3138.580.761.06全国平均1.43405.32143.980.641.402.数据标准化由于影响各城市循环发展的各指标的浓度不同，需要将数据进行标准化。将原始数据导入SPSS，通过SPSS-分析-描述统计-描述选项选择将结果另存为标准差标准化数据如表2。表2标准差标准化数据省份单位GDP能耗万元GDP用水量三废综合利用产品产值占工业产值比例单位面积土地GDP产出环境污染治理投资占GDP比例北京-0.53547-1.28586-0.81690.434620.78531上海-0.75282-0.92855-1.259272.73608-0.67171广东-0.8615-0.32519-0.78741-0.17994-1.2644山西2.36912-0.812630.53969-0.429720.66183安徽-0.357640.345540.06783-0.3763-0.86927湖北-0.407040.110712.36814-0.37773-1.2397重庆-0.50583-0.49314-0.31555-0.383271.47678内蒙古0.59081.24935-0.10912-0.490711.03226甘肃0.857551.933960.33325-0.48537-0.37537全国平均-0.397160.20581-0.02064-0.447670.464273.主成分分析利用SPSS-分析-降维-因子分析，将单位GDP能耗、万元GDP用水量、三废综合利用产品产值占工业产值比例、单位面积土地GDP产出、环境污染治理投资占GDP比例这5个变量标准差标准化后的结果作为变量，并选择积累贡献率超过75%的主成分。3.1相关系数矩阵通过运用SPSS软件中的因子分析功能求出相关系数矩阵，如表3所示。表3相关矩阵单位万元三废利单位面积环境污染GDP能耗GDP用水量用产值比例土地GDP产出治理投资比例相关单位GDP能耗1.000.238.305-.356.324万元GDP用水量.2381.000.331-.480-.113三废利用产值比例.305.3311.000-.532-.239单位面积土地GDP产出-.356-.480-.5321.000-.206环境污染治理投资比例.324-.113-.239-.2061.0003.2主成份列表运用SPSS软件中因子分析的描述功能得出解释的总方差，如表4所示。表4解释的总方差3.3载荷矩阵由表4得到主成份1、2、3累积贡献率已经超过75%，因此，抽取这三个成分作为主成分，载荷矩阵如表5所示。表5载荷矩阵a成份123共同度单位GDP能耗.655.090.5460.736万元GDP用水量.106.938-.0790.897三废利用产值比例.864.249-.2870.891单位面积土地GDP产出-.512-.647-.2460.742环境污染治理投资比例-.084-.002.9430.8963.4各个公因子对所有变量的贡献设单位GDP能耗、万元GDP用水量、三废综合利用产品产值占工业产值比例、单位面积土地GDP产出、环境污染治理投资占GDP比例分别是X1、X2、成份初始特征值提取平方和载入旋转平方和载入合计方差的%累积%合计方差的%累积%合计方差的%累积%12.14642.91942.9192.14642.91942.9191.45729.13929.13921.31526.29569.2141.31526.29569.2141.36727.35056.4893.70114.01883.232.70114.01883.2321.33726.74383.2324.58711.74594.9775.2515.023100.000X3、X4、X5,由上表可以得出前三个主成份Y1,Y2,Y3的线性表达式。Y1=0.655*X1+0.106*X2+0.864*X3-0.512*X4-0.084*X5Y2=0.090*X1-0.938*X2+0.249*X3-0.647*X4-0.002*X5Y3=0.546*X1-0.079*X2-0.287*X3-0.246*X4-0.943*X5与第一主成份密切相关的是单位GDP能耗(X1)、三废综合利用产品产值占土地产值比例(X3)，它们与第一组分的相关系数都超过了0.6。说明第一主成份反映了单位GDP能耗、三废综合利用产品产值占工业产值比例对循环经济的发展至关重要。与第二主成分密切相关的是万元GDP用水量（X2），该主成分在第一主成分的基础上反映了万元GDP用水量对发展循环经济的影响越来越大。与第三主成份密切相关的是单位GDP能耗（X1）、环境污染治理投资GDP比例（X5），说明第三主成份主要反映了发展循环经济所带来的能源消耗和环境污染治理投资的力度对发展循环经济的影响越来越大。3.5因子得分及其结果分析第一主成份贡献率=0.42919/0.83232=0.51565第二主成份贡献率=(0.69214-0.42919)/0.83232=0.315924第二主成份贡献率=(0.83232-0.69214)/0.83232=0.168421运用Y1、Y2、Y3的线性表达式求出各地点的Y1、Y2、Y3，并乘以相应的贡献率得出综合得分，如表6所示。表6综合得分地点Y1Y2Y3综合得分排名北京-1.481-1.7410.677-1.2009上海-3.024-3.021-1.283-2.73010广东-1.081-0.460-1.367-0.9338山西2.096-0.1381.9331.3632安徽0.1270.554-0.9690.0776湖北2.0890.904-1.9871.0283重庆-0.584-0.3421.340-0.1837内蒙古0.5901.5131.3491.0094甘肃1.3352.289-0.0151.4091全国平均-0.0660.4410.3210.1595表6的综合得分定性的描述了各地的循环经济发展情况，综合得分分数越高表明该地区的循环经济水平越低。由表6可以看出，甘肃省循环经济水平最差。上海市循环经济水平最高。上海、北京、广东、重庆、安徽四省市的循环经济水平位于全国前列，超过了全国的平均水平。而山西、湖北、内蒙古、甘肃四省循环经济水平较差，低于全国平均水平。4.结论我国地域辽阔，各地区在自然条件、资源禀赋、经济发展水平上存在着较大的差异，因而各地区循环经济发展水平存在较大的差异性，各地区发展循环经济的对策也应有所区别。为全面评价分析我国2011-2012年各地区循环经济发展水平，根据我国地理位置和区域经济发展状况，在东部、中部和西部各选取3个省份作为评价对象，同时为了与全国平均水平比较也将全国平均作为一个评价对象。使用主成份分析法对各地区循环经济发展情况进行分类与评价。结果表明：甘肃省循环经济水平最差。上海市循环经济水平最高。上海、北京、广东、重庆、安徽五省市的循环经济水平位于全国前列，超过了全国的平均水平。而山西、湖北、内蒙古、甘肃四省循环经济水平较差，低于全国平均水平。参考文献[1]王如松.循环经济建设的生态误区、整合途径和潜势产业辨析.应用生态学报,2005,16(12):243922446.[2]杜春丽,成金华,我国各地区循环经济发展水平软聚类分析研究,运筹与管理,Vo.l18,No.3Jun.2009[3]严刚，基于主成分分析方法探讨区域循环经济评价研究，再生资源研究，2007.05[4]杨竞，童祯恭，刘玉哲，SPSS软件对饮用水水质进行主成分分析评价的运用，环境科学与技术，2011.07[5]吉祝美，方里，张俊，马晶晶，环境研究与监测，2012.04