1、 本科 毕业 论文 (设计 ) （二零 届） 嘉兴市生态环境统计分析 所在学院 专业班级 统计学 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘要： 为了客观、科学地分析嘉兴市生态环境的状况，文章运用主成分分析的方法来衡量嘉兴市生态环境现状与治理情况、生态 环境与经济发展的协调性。本文首先阐述了嘉兴生态环境的背景和内容，然后 采用一套反映嘉兴市生态环境水平，经济水平的统计指标体系，运用主成分分析、回归分析的方法，针对嘉兴市生态环境现状，对嘉兴市生态环境治理情况和经济可持续发展情况进行评价分析，并针对嘉兴市生态环境的特点，提出了进一步优化治理和可持续发展的建议。 关键词： 嘉兴市；生态环境
2、；协调性 STATISTICAL ANALYSIS OF THE ECOLOGICAL ENVIRONMENT IN JIANXING CITY Abstract: For an objective, scientific analysis of the situation of ecological environment in Jiaxing City, the article using principal component analysis method to measure the status of Jiaxing City and the governance environm
3、ent, ecological environment and economic development coordination. This paper describes the background and the ecological environment in Jiaxing, and then adopt a reflection of the level of the ecological environment in Jiaxing City, the statistical index system of economic level, the use of princip
4、al component analysis, regression analysis, for the present situation of ecological environment in Jiaxing City, Jiaxing City Environmental governance and sustainable economic development for evaluation and analysis, and ecological environment for Jiaxing, we proposed to further optimize the managem
5、ent and sustainable development proposals. Keywords: Jiaxing City； ecological environment； Coordination 目 录 前言 3 1 生态环境状况分析 4 1.1 生态环境背景 4 1.2 生态环境内涵 5 2 生态环境评价指标体系 5 2.1 指标体系的构建原则 5 2.2 指标体系的构建 . 6 3 生态环境统计分析相关方法理论概述 7 3.1 主成分分析 7 3.2 系统间协调度分析 9 4 生态 环境的评价过程 10 4.1 生态环境质量与生态环境治理 10 4.2 生态环境与经济发展 11
6、 5 结论与建议 13 5.1关于嘉兴市生态环境的结论 13 5.2对改善嘉兴市生态环境的建议 14 参考文献 14 致 谢 错误 !未定义书签。 前言 改革开放以来，我国在经济建设方面取得了巨大成就， 2009年 GDP增长率达到 8.7，但同时存在大规模的生态破坏和严重的环境污染。特别是一些由于短期经济利益的驱动，滥砍滥伐、过度开发、乱占耕地以及“三废”排放等现象严重，给国家和社会造成了巨额的经济损失。生态环境的破坏导致环境质量的严重恶化，不仅影响到国民经济的快速增长，更会给子孙后代的生存构成威胁。所以，我国 在 1999年提出可持续发展观，已经充分表明中央政府对环境问题的关注和重视，但是
7、我国目前的环境问题还是相当严重，为了能够更好地解决我国的环境问题，我们应该对所处的生态环境进行统计分析，以达到生态环境与 经济、社会、资源 协调发展 的目的。 嘉兴市是浙江省的直辖市，地处长江三角洲的杭嘉湖平原。东北邻上海，西南连杭州，西北接湖州、苏州，东南濒杭州湾、钱塘江口，北倚太湖，拥有 121公里 海岸线，可建港口的海岸线达数十公里，是上海经济区的黄金地带之一。其经济发展前景广阔，更应进行生态环境的统计研究，以达到可持续发展。 1 生态环境状况分析 1.1 生态环境背景 长三角地区是我国人口最密集、能源消费密度最高、各种资源消耗最集中、工业和生活废弃物排放强度最大的地区之一 ,也是我国新
8、的环境和生态相对脆弱的地区。如果举措失当 ,将严重威胁到人民生存质量和区域环境安全。近年来 ,长三角地区各级政府积极调整发展战略思路 ,重视生态和经济发展的环境支撑 ,加大环境保护 ,力争创造良好的区域发展环境 ,成效显著 ,但生态环境仍然面临严峻的考验。 而地处长三角地区中心的嘉兴，与长三角地区具有相类似的生态环境现状。 浙江省生态环境质量评 价报告 显示 2008年度 浙江 省 11个区市生态环境状况指数 嘉兴市为 64.1，排名全省最后。 嘉兴生态环境问题不容忽视。 1.2 生态环境内涵 生态环境（ ecological environment） 是以人类为中心的各种自然要素 (生物要素
9、和非生物要素 )和社会要素的综合体。 就是 “ 由生态关系组成的环境 ” 的简称，是指与人类密切相关的，影响人类生活和生产活动的各种自然 (包括人工干预下形成的第二自然 )力量 (物质和能量 )或作用的总和。 自然要素在人类活动的影响下 ,不再是原始的、纯粹的自然 ,而是人化的自然。 它不仅包括 各种自然要素的组合，还包括人类与自然要素间相互形成的各种生态关系的组合。 而若以人类为主体 , 生态环境可定义为“对人类生存和发展有影响的自然因子的综合”。生态环境显然不同于生活环境 , 前者显然更富自然色彩。以人为主体的生态环境概念是从人与自然界的关系为基本出发点 , 强调人与自然相互联系、相互依赖
10、和相互作用的整体性 , 主张人与自然和谐相处 , 从而实现人类社会的可持续发展。因此 ,与人类中心主义价值观有根本区别。目前媒体、公众、法律等所称“生态环境” , 可以认为多半是以人类为主体而言。 生态环境与自然环境是两个在 含义上十分相近的概念，有时人们将其混用，但严格说来，生态环境并不等同于自然环境。自然环境的外延比较广，各种天然因素的总体都可以说是自然环境，但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境。仅有非生物因素组成的整体，虽然可以称为自然环境，但并不能叫做生态环境。从这个意义上说，生态环境仅是自然环境的一种，二者具有包含关系。 2 生态环境评价指标体系 2.1 指标体系的构
11、建原则 (一 )全面性原则。指标体系必须能够全面反映嘉兴市生态环境状况。在实践中，全面性原则并不是要求指标要包罗万象，有些指标在 统计上无法进行量化，如思想道德、社会制度等因素可暂不列入指标体系中。而有些指标之间存在必然的关联性，在这种情况下，则可略去一部分指标，选择经济、环境各方面有代表性指标或者主要指标，以力求简洁，保持必要的独立性，同时也可以减少额外数据搜集等不必要的成本耗费， 这些都是对全面性原则的灵活运用。 (二 )可操作性原则。构造指标体系的目的是为研究生态环境的发展提供一套标准，以实际获得的数据并采用合适的数理方法来评价某个具体城市的发展状况。倘若指标体系中有太多指标数据无法实际
12、获得，该指标体系也就失去了现实的意义。因此，在 构造城市人居环境系统评价指标体系时，应在现有可获得的数据资料前提下，进行指标的优化筛选。 (三 )可比性原则。指标体系数据的选取应当遵循时间可比和空间可比原则。前者主要是指基于不同指标变量之间的数据比较应当归属于同一个时间区域；后者则是指基于不同时间之间的数据比较应当基于同一指标变量。同时，指标数据所采用的计算方法以及指标的概念内涵应当前后一致，避免因为指标数据本身概念内涵或计算方法前后不一而导致评价的误差。 (四 )层次性原则。指标体系应该根据所研究对象的特点分出层次，从宏观到微观、由整体到局部，建立起目标层 一准则层一指标层的结构体系，并在此
13、基础上进行分析。这样才能使指标体系结构清晰，一目了然。 (五 )稳定性原则。对于特定时期的生态环境评价指标，则应当具备相对稳定性，避免同一时期由于指标选取的频繁变化导致评价结果的不可比性。 (六 )动态性原则。由于生态环境发展本身就是一个动态的过程。不同时期赋予其含义是不尽相同的，其内涵随着不同的历史阶段而有所变化。稳定性只是针对特定时期而言。从更长远角度看，指标体系应具备一定的弹性，以反映出不同时期人们对于城市人居环境的期望标准，从而反映出人居城市发展的趋势及特点。 2.2 指标体系的构建 . 本文主要从生态环境质量与治理、生态环境与经济发展之间的关系两方面来进行统计分析。由于一些数据的缺乏
14、，本文根据上述六大原则，客观的选取了重点指标进行分析。选取清楚反应生态环境质量与治理、经济发展状况的指标共 20项（表 2-1），其中 10项为经济指标， 10项为环境指标，环境指标中 5项为环境质量指标、 5项为环境治理指标。其原始数据均为正值，主要来源于 2003 2010年嘉兴市统计年鉴。 生态环境与经济发展系统 经济发展子系统 人均 GDP 第三产业占 GDP 比重 全社会固定资产投 资 人均农业总产值 人均财政收入 农民人均纯收入 城市人均可支配收入 在岗职工人均工资 社会消费品零售总额 实际利用外资数 生态系统子系统 环境质量 人均绿地面积 工业烟尘排放量（吨） 工业废水排放量（万
15、吨） 空气指数 API 优良比例 废气排放总量 环境治理 “三废”综合利用产值 工业废水排放达标量（万吨） 工业烟尘去除量（吨） 工业固体废物综合利用量 生活垃圾清运量 表 2-1 生态系统与经济系统指标体系 3 生态环境统计分析相关方法理论概述 3.1 主成分分析 主成分分析法 (Principal Component Analysis)简称 PCA法，是利用线性代数的相关理论，将原来众多指标转换为几项相互独立的综合指标，而各综合指标则由各单项指标的线性组合来表示。最后根据各个综合指标的贡献率大小对研究对象进行加权评分的一种统计处理方法，有效避免了主观赋权的随意性。 (1) 数据标准化与正向
16、化。 由于每个指标均有正指标或者逆指标之分，如果将正逆指标混合在 一起评价，必定会造成评价结果的模糊性，所以对于逆指标，则先将其正向化， 再进行标准化处理。这里采取的逆指标正向化的方法是取负。 00 xxij （ 1） 式中 0x 为原始数据 , ijx 为修正后的数据。 由于每个指标都有各自的计量单位，为了可比和综合，需要进行无量纲化 处理。 jjijij xxx /)( （ 2） 式中 ijx 为 j 系统的第 i 个指标 , jx 为 j 系统平均值 , j 为 j 系统标准差 , ijx 为标准化值。 (2)模型建立 假设 ).,( 21 pxxxx 为经过标准化后的 P维随机向量，并
17、假定二阶矩存在。 )(xV 为向量 X的协方差矩阵。考虑如下的线性变换： xaxaxaxayxaxaxaxayxaxaxaxayppppppppppp2211222221212112121111（ 3） 其中， iy 的方差逐渐递减，且当 i=j时， iy 和 jy 相互独立， pij ija 1（ i=1,2 ,p）。 iy称为第 i个主成分分量。根据线性代数的基本理论，可以 证明如下结论： 设 021 p (因为非负定 )为的特征值， pttt , 21 为相 应的单位特征向量，且相互正交。则 xty ii 即为所求的第 i个主成分分量，其 方差大小为 1 。 因此，总方差中第 i个主成分
18、分量 iy 所占 (或被 iy 所解释 )的比例为： pi iiik1 （ 4） （ 4）式也称为主成分 iy 的贡献率最大，表明其解释原始变量 pxxx , 21 的能力最强。第一主成分 1y 的贡献率最大，表明其解释原始变量 pxxx , 21 的能力最强，而 pyyy , 32 的解释能力逐渐递减。 根据每个主成分 iy 的贡献率的大小作为权数，构造系统综合评价函数： pp ykykykF 2211 （ 5） 根据（ 5）式计算出系统的综合发展水平。很明显，计算出来的综合发展值是一个以 0为基准的评价指标。数值小于零，说明系统发展水平低于基准水平。而数值大于零，则说明系统发 展水平高于基
19、准水平。这里以历年对应指标的平均数作为基准水平来衡量。利用主成分分析法计算出的生态和经济系统的综合发展值是进行后续数量分析的基础。 3.2 系统间协调度分析 协调系数能很好地反映系统的协调度。当协调系数等于 1 时 ,说明系统完全协调 ;协调系数等于 0时 ,说明系统完全不协调 ,协调系数计算公式； (1) 描述两个系统之间相互协调发展的协调系数方程 : ijcjicijcjicjic,m a x,m in),( （ 6） 其中 22)(exps xxjic（ 7） 式中： c(i,j)表示 i系统与 j系统的协调发展系数； jic表示 i系统对 j系统的协调发展系数；ijc 表示 j系统对 i系统的协调发展系数； x表示 i系统综合发展指数； x 表示 j系统对 i系统要求的综合发展协调值； 2s 表示 i系统要求的综合发展指数的均方差。其中 j系统对 i系统的综合发展协调值 x 的定量计算可以采用回归分析法获得，以 i系统为因变量， j系统为自变量，进行线性方程biaj 拟合、 2cibiaj 拟合以及三次以上多项式的回归拟合，从中选择残差平方和拟合曲线较小的方程作为最佳拟合方程。
