1、基于主成分分析的甘肃省区域可持续发展能力研究摘要：区域可持续发展能力是一种综合能力，它体现为区域复合系统（包括经济、社会、人口、资源与环境等子系统）既满足当代人的需要又不削弱子孙后代满足其需要的能力。本文从四个子系统中选取十二个指标，运用主成分分析法对甘肃省各市州的区域可持续发展水平进行分析和评价。分析结果显示，甘肃省各市州的区域可持续发展能力和水平存在明显差异，其中，嘉峪关市、兰州市、金昌市、酒泉市等城市的区域可持续发展能力较强，而其余城市的可持续发展能力则偏弱。 关键词：甘肃省；可持续发展；主成分分析 甘肃省地处黄河的上游，是中国西北内陆黄土高原与内蒙古高原、青藏高原的交汇地带，国土资源丰
2、富。全省有兰州、嘉峪关、金昌、酒泉、张掖、武威、白银、天水、平凉、庆阳、定西、陇南 12 个地级市，临夏、甘南 2 个自治州。自 2000 年国家西部大开发战略实施以来，甘肃省经济增长明显加快，社会发展迅速，但各市州的经济社会发展却呈现不平衡现象。此外，在经济社会发展的同时，资源环境问题日益突出。因而，实现甘肃省区域可持续发展显得尤为重要。本文通过对甘肃省 14个市州的区域可持续发展能力进行分析，得出其区域可持续发展能力的得分和排名，为今后制定甘肃省区域可持续发展实施方案提供参考意见。一、文献综述 对区域可持续发展能力的界定要综合考虑“区域”和“可持续发展”两个概念。区域是一个复杂的多层次的空
3、间系统，它包括经济、社会、人口、资源与环境等子系统。1987 年，世界环境与发展委员会出版我们共同的未来报告，将可持续发展定义为：“既能满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。 ”因而，区域可持续发展能力是一种综合实力，表现为区域的“经济、社会、人口、资源与环境”复合系统在既满足当代人的需要又不削弱子孙后代满足其需要的能力。 目前，国内学术界对区域可持续发展能力的研究主要是实证研究，根据对区域可持续发展的认识选取指标或构建指标体系，并运用各种的统计研究方法对一定区域范围的区域可持续发展能力进行分析和评价。现有实证研究的不同之处在于指标的选取、评价方法的运用以及区域的选定。
4、闵庆文、李文华利用区域复合生态系统场力分析理论，构造用于区域可持续发展评价的综合评价指数可持续发展度以及其计算公式，并以山东省五莲县为例，对区域可持续发展能力的变化及其原因进行了分析；覃成林、刘迎霞从区域可持续发展系统的角度构建了区域可持续发展能力评价指标体系，并运用主成分分析、Mapinfo 技术等方法对河南区域可持续发展能力进行分析，最终得出河南各区域之间可持续发展能力出现明显的分层，各区域可持续发展总体能力形成了以西北区域为中心，向东南递减的圈层结构；胡安俊、沈山以江苏省市区和县域为研究单元，从经济发展推动力、社会发展支撑力、资源环境承载力 3 个方面构建区域发展能力指标体系，采用熵值法
5、进行量化分析并对发展能力进行评价，得出综合发展能力优势集中在东陇海产业带的增长极核区域；朱玉林等构建包含 3 个一级指标、7 个二级指标、32 个三级指标的区域可持续发展能力评价指标体系，并运用灰色综合评价方法对湖南 14 个市州的可持续发展能力进行综合评价和差异分析，总结出目前湖南省区域可持续发展能力总体水平不高，经济、社会和生态系统可持续发展能力不协调；陈慕文从经济、社会、生态子系统的角度构建了区域可持续发展水平评价指标体系，并运用主成分分析法对福建省的区域可持续发展水平进行分析，结果显示福建省各城市可持续发展水平差异明显，其中厦门、泉州、福州可持续发展水平较高，其余城市均在平均水平之下。
6、 二、指标选取与研究方法 1.指标选取与数据来源 本文参考国内区域可持续发展能力相关研究的文献资料，根据各种指标影响力的大小、数据的可得性以及模型的需要，选取了十二个指标作为模型的解释变量，分别是 X1 人均 GDP（万元） 、X2 第三产业占比（%） 、X3 城镇化率（%） 、X4 人口密度（人/平方公里） 、X5 进出口总额（万美元） 、X6 城镇失业率（%） 、X7 单位 GDP 工业废水排放量（吨/万元）、X8 人均耕地面积（平方米/人） 、X9 城镇居民人均可支配收入（元） 、X10 农民人均纯收入（元） 、X11 人均公园绿地面积（m2） 、X12R&D 人员（人） 。样本选择甘肃
7、省 14 个市州，样本数据全部从甘肃发展年鉴2011获取。 2.研究方法 本文将采用主成分分析法，利用统计分析软件 SPSS19.0，对甘肃省区域可持续发展能力进行实证分析。 主成分分析概念首先由皮尔逊（1901）引入，它是利用降维的思想，把多指标转化为少数几个综合指标的一种多元统计分析方法。主成分分析的数学模型如下： 三、甘肃省区域可持续发展能力综合评价 1.相关性分析 在进行分析之前，首先对各原始数据进行标准化处理，以消除量纲的影响。对各变量的相关性分析得出表 1，从表中可以看出，多个变量之间的相关系数较大，且其对应的 Sig 值普遍较小，说明这些变量所反映的信息存在重叠，意味着这些变量之
8、间存在着较为显著的相关性，进而也说明有进行因子分析的必要。 表 1 初始变量相关系数矩 2.主成分分析 在一定程度上可以把特征值看做是衡量主成分因子影响力大小的指标，如果特征值小于 1，则说明该主成分因子的解释力小，反之亦然。因此，一般将特征值大于 1 作为提取主成分因子的标准，提取出对应特征值大于 1 的前 n 个主成分因子。 表 2 将各主成分因子对应的特征根降序排列，并列出各主成分因子的方差贡献率和累积方差贡献率。 “提取平方和载入”表示在未经旋转时，被提取的 4 个主成分因子各自的方差贡献信息， “旋转平方和载入”表示经过因子旋转后得到的新主成分因子的方差贡献信息。本文采用旋转平方和载
9、入的方差贡献信息计算。从表中可以看出第 1 主成分因子的特征根为 3.687，方差贡献率为 30.727%；第 2 主成分因子的特征根为3.071，方差贡献率为 25.588%；第 3 主成分因子的特征根为 1.880，方差贡献率为 15.666，第 4 主成分因子的特征根为 1.848，方差贡献率为15.399%。这 4 个主成分因子的特征根均大于 1，累积方差贡献率达到了87.381%，因此提取这 4 个主成分因子就能够比较好地解释原有变量所包含的信息，即 n =4。 表 2 方差解释表 表 3 是主成分分析的初始因子载荷矩阵。因子载荷是变量与公因子的相关系数，载荷绝对值较大的因子与变量的
10、关系更为密切，也更能代表这个变量。从表中可以看出，第 1 个主成分因子更能代表 X5（进出口总额） 、X9（城镇居民人均可支配收入） 、X2（第三产业占比） 、X1（人均GDP）这几个变量；第 2 个主成分因子更适合代表 X6（城镇失业率） 、X10（农民人均纯收入） 、X11（人均公园绿地面积） 、X3（城镇化率）这几个变量；第 3 个主成分因子较好地代表 X8（人均耕地面积） 、X7（单位GDP 工业废水排放量）这 2 个变量；第 4 个主成分因子则代表 X12（R&D人员） 、X4（人口密度）这个 2 个变量。根据各个变量的特点，可以把第1 个主成分因子解释为经济因素，把第 2 个主成分
11、因子解释为社会因素（排除人口因素） ，把第 3 个主成分因子解释为资源环境因素，把第 4 个主成分因子解释为人口因素。这样就可以利用新提取的 4 个潜在因素（经济因素、社会因素、资源环境因素、人口因素）对样本中的 14 个市州的区域可持续发展能力加以描述了。 用表 3 中的数据（记为 B1、B2、B3、B4） 除以每一个主成分因子对应的特征值的平方根，计算出两个主成分中每个指标相对应的系数（记为 A1、A2、A3、A4） 。计算公式分别为 这里，F1 为第一主成分因子，即经济因子；F2 为第二主成分因子，即社会因子；F3 为第三主成分因子，即资源环境因子；F4 为第四主成分因子，即人口因子。以
12、每个主成分因子的特征值占所提取的四个主成分因子总特征值的比例作为权重就可计算主成分综合模型： 根据主成分综合模型就可以计算出综合主成分值 F，排序后就可以对甘肃省 14 个市州的区域可持续发展能力进行综合评价比较，结果如表 5 所示。 3.结果分析 从表 5 中可以看出，综合主成分 F 的得分排名依次是嘉峪关市、兰州市、金昌市、酒泉市、白银市、张掖市、天水市、武威市、庆阳市、甘南州、平凉市、陇南市、临夏州、定西市。这意味着（1）嘉峪关市的综合主成分 F 得分最高，在甘肃省内区域可持续发展能力最强，省会兰州市的综合主成分得分位居第 2，区域可持续发展能力次强，而定西市的主成分得分最低，区域可持续
13、发展能力最弱。 （2）甘肃省 14 个市州的区域可持续发展能力不均等，差异明显，出现明显的分层。 四、结论与建议 从以上分析结果可以看出，甘肃省各市州的区域可持续发展水平和能力参差不齐。导致这种差异的原因有很多，但基本上都可以归结为区域内部的单个子系统（包括经济子系统、社会子系统、人口子系统、资源与环境子系统）自身可持续发展能力存在差异及子系统间的协调发展存在缺陷。因而，要解决目前甘肃省区域可持续发展能力存在明显差异的问题，全面提升整体区域可持续发展水平，可以从提升甘肃省各市州这四个子系统的可持续发展能力和促进各子系统的协调发展着手。 首先，经济系统方面。加快产业结构调整的步伐，推进产业结构优
14、化升级，提高国有经济的整体素质和运行效率，充分利用各地区的资源优势，发展相应的产业经济。其次，社会系统方面。扎实推进社会主义新农村建设，缩小城乡收入差距。加大科技投入和基础设施建设，创造良好的社会发展条件。再次，资源与环境系统方面。完善资源环境管理体制，从源头上防治污染，严格污染物总量控制，积极推进环境影响评价，坚持环境信息公开，加大环境执法力度，完善环保产业准入制度。最后，人口系统方面。控制人口增长，提高人口素质，减轻人口压力。特别是强化基础教育，全面提高高等教育质量，积极提倡继续教育和终生教育。总之，结合区域发展的具体实际，各市州应发挥自身的优势，采取具体措施提高其可持续发展能力。在发展经
15、济的同时，不能忽视社会、环境、人口的发展，要做到各子系统的全面协调发展。经济可持续发展能力落后的市州，在不对社会、资源环境的发展造成压力的前提下，要加快发展区域经济，为区域的可持续发展提供强大的经济基础。 参考文献： 1冯 颖 类延忠：基于因子分析法及聚类分析法的区域可持续发展能力评价研究J.经济研究导刊，2012， （20）：62-65. 2闵庆文 李文华：区域可持续发展能力评价及其在山东五莲的应用J.生态学报，2002， （1）：1-9. 3覃成林 刘迎霞：河南区域可持续发展能力实证分析J.地域研究与开发，2005， （3）：11-15. 4胡安俊 沈 山：江苏省东陇海产业带区域发展能力评价与提升策略J.国土与自然资源研究，2008（4）：16-18. 5朱玉林：湖南省区域可持续发展能力实证分析J.经济问题，2010， （10）：122-124. 6陈慕文：福建省区域可持续发展能力综合评价J.商场现代化，2012， （2）：43-44. 7汪慧玲 刘淑萍：基于主成分分析的西部地区农业经济发展水平研究J.天津商业大学学报，2012（5）：56-61. 8杨盛菁：甘肃省区域经济发展能力的比较分析J.甘肃科技，2009（3）：3-6.
