中国区域经济环境系统综合发展水平与协调度分析.docx

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中国区域经济环境系统综合发展水平与协调度分析

中国区域经济-环境系统综合发展水平与协调度分析

李雪萍尹晓波

（华侨大学数量经济研究院）

【摘要】本文利用经济系统协调分析的理论与方法，构建了一套可行可比的区域经济、环境系统的综合评价指标体系。

通过主成分分析法，计算出30个地区1998～2005年间的综合发展指数。

并采用个体时刻固定效应模型对两系统综合发展状况的协调度做了定量分析，得出了不同地区的经济－环境系统协调指数。

研究结果表明，在当前阶段，提高经济系统对环境系统的协调度对实现两系统间的相互协调，缩小区域差距具有决定性意义。

关键词：

省级区域经济-环境系统协调水平指标体系主成分分析法固定效应模型

TheSyntheticEvaluationonRegionalDevelopingandCoordinationLevelofEconomicandEnvironmentalsystems

LiXueping,YinXiaobo

（EconometricResearchInstitute ofHuaqiaoUniversity）

Abstract:

Inthispaper,basedontheEconomicSystemtheories,theauthorsbuildaviableindexsystemoftheeconomicandenvironmentalsystemsandgiveasyntheticevaluationondevelopingandCoordinationlevelofthetwoSystemsof30Provincesform1998to2005.Thebasicconclusionofthisarticleisthatimprovingthecoordinationdegreeoftheeconomicsystemtoontheenvironmentalsystemiscrucialtotheachievementofthemutualcoordinationbetweenthetwosystemsandnarrowtheregionalgap.

Keywords:

Province;Economic&EnvironmentalSystemCoordinationdegree;IndexSystem;Principalcomponentanalysis;Fixedeffectmodel

引言

中国有31个省，自治区，直辖市，在中国区域协调发展不仅是经济问题,也是政治问题；不仅关系到现代化建设的全局，也关系到社会稳定和国家的长治久安。

缩小区域差距、实现区域统筹和协调发展，是增进民族团结，保持社会稳定和边疆安全，改革生态环境，最终实现社会和谐的重要条件。

然而，由于各个地区间存在的自然条件、发展历史、文化背景等诸多因素的差异，各地区间的发展的不平衡客观存在。

改革开放以来,我国各个地区的经济发展呈现出百花齐放之势。

但各地区之间发展水平的差距非但没有缩小，反而呈现出不断拉大的局面。

区域差距的重要表现之一，就是不同地区间经济，环境系统综合发展水平和两系统协调性程度的差距。

经济、环境系统之间存在着复杂的相互作用，只有它们之间相互作用达到协调状态时,才能推动经济－环境系统健康，有序地发展。

协调的本意为“和谐一致,配合得当”，它描述

李雪萍女1984年3月华侨大学数量经济研究院在读研究生

尹晓波男1957年1月华侨大学数量经济研究院教授

了系统内部各要素的良性相互关系。

[1]系统协调,是指系统之间以及系统组成要素之间在发展演化过程中彼此的和谐一致。

[2]经济环境系统的协调度是对区域在一定的经济发展阶段,经济系统与环境系统的综合发展水平之间耦合程度的定量描述。

大多数发展中国家及新兴工业化国家的发展实践表明,当经济－环境系统实现协调发展时,必然会达到经济稳定发展,资源合理高效利用、环境状况良好的双赢局面；反之，则会出现经济增长导致环境质量下降、资源耗竭的无序状态，以及资源的可耗竭性、环境退化反过来抑制经济的长期持续增长的恶性循环。

因此，实现经济—环境系统的协调发展，对我国这样一个地域辽阔，自然条件复杂的多民族大国，有着深远的意义。

近年来,国内外学者对环境—经济协调发展的定量评价进行了一定的研究。

凌亢（2000）[3]应用层次分析法（AHP法）基本原理对各类指标赋权，并对南京市可持续发展进行综合评价与分析。

叶民强和张世英（2001）[4]通过几何空间描述和弹性分析两角度的研究，提出区域经济、社会、资源和环境系统协调发展衡量的静态和动态评价模型，张晓东,朱德海（2003）[5]运用灰色系统GM（1,1）模型对90年代我国省级区域的经济与环境协调度进行了计算,李　艳（2003）[6]提出了两系统间相互协调发展程度的动态协调度的算法并进行了实证研究，柯健和李超（2005）[7]将数据包络分析（DEA）理论及DEA—最优分割聚类分析方法应用于中国各地区资源、环境与经济的协调发展评价中。

但由于各位学者所使用的方法不同或者横截面和时间序列选择的差异，对我国不同地区两系统间的协调状况还没有取得统一的认识。

本文对我国30个省、自治区和直辖市的经济，环境系统的综合发展水平和两系统协调度进行评价，旨在发现各地区两系统间是处于矛盾状态，还是和谐一致；揭示系统发展状态与系统间协调水平的关系。

以此比较不同地区发展的潜力和发展模式的合理性,指明各地改进的空间和方向。

一评价指标与研究路径

1．指标选取

　在考虑到指标的可行性、代表性，层次性和动态发展性的基础上，构建了中国区域经济、环境系统的综合评价指标体系。

本文在建立两个系统的指标体系时，尽量选取在各地区统计口径统一，并且在时间具有延续的指标（例如森林覆盖率和固定资产投资由于数据缺乏时间延续性而没有入选）。

具体如下：

经济系统指标体系：

环境系统指标体系

GDP工业二氧化硫排放量

人均GDP工业二氧化硫去处量

固定资产投资总额工业废水排放达标量（％）

财政收入污染治理项目本年完成投资

基本建设拨款钢产量

第一产业增加值发电量

第二产业增加值灌溉面积

第三产业增加值建成区绿化覆盖率（%）

出口商品总值（按经营单位所在地分）耕地面积（总资源）

社会消费品零售总额园林绿地面积

居民消费价格指数（上年=100）

2．数据处理与综合发展指数的计算

本文的数据来源为：

国家统计年鉴，各地区统计年鉴，中国环境统计年鉴，中经网，中国经济景气月报。

由于在中国环境统计年鉴中无法查到污染治理项目污染治理项目本年完成投资1996年、1997年的数据，且由于重庆1997年才建市，数据也不全面，因此本文舍去了这两年的数据，选取了中国30个地区1998年—2005年8年间的相关数据（未包括西藏地区）。

由于经济、环境系统涉及的指标变量较多，本文在进行综合评价的过程中，选取了较为成熟，常用的主成分分析法，对多维变量进行降维，使降维后的变量能反映原变量绝大部分的信息，并尽可能地减少重叠信息的不良影响，克服变量之间的多重相关性。

（1）原始指标数据的正向化：

在环境系统有两类指标,一类是正指标，有利于系统发展的指标,其值越大,系统发展越好,如工业废水排放达标率、耕地面积；另一类为逆指标，不利于系统的整体发展,其值越小越好,如工业二氧化硫排放量。

故各指标由要用公式

（1）和

（2）先进行正向化处理：

[8]

Xi=Xi/λmax　　　　　　（正指标）

（1）

Xi=λmin/Xi　　　　　（逆指标）

（2）

（2）数据的标准化：

进行主成分分析时，原始数据各指标的量纲不同，分析时需进行标准化处理，本文采用直线型Z-score法,即原始数据与处理后的数据属于线性关系。

其标准化处理计算公式为:

（3）

　　其中

，

（4）

　（3）对标准化阵Z求相关系数矩阵：

　　（5）

式中

。

　（4）解样本相关矩阵R的特征方程

得p个特征根,矩阵R的特征根为:

λ1≥λ2≥λ3≥λ4≥λp≥0，相应各分量的方差贡献率

（6）按

（7）确定m值，使信息的利用率达85%以上。

本文在SPSS软件中进行主成分分析，得到相关系数矩阵的主成分贡献率，在经济系统中前三个主成分的累计方差贡献率已达到92.26874％，且由初始因子荷载表中可以看出无变量丢失，故选取3个主成分。

在环境系统，前六个主成分的累计方差贡献率已达到85.79913％，且无变量丢失，故选取6个主成分。

（5）计算主成分：

利用前m个因子荷载矩阵A通过公式

（8）求出相应的标准正交特征向量βj=（βj1，βj2，…，βjn），然后即可计算得到头m个主成分

（9）

（6）计算中国经济、资源系统的综合发展指数。

对m个主成分进Fj加权求和，权数为每个主成分的方差贡献率Pj。

可以得到中国经济、资源系统的综合发展水平值

（10）

下表给出了1998年、2002年、2005年三个年份中国30个省市区的经济、资源系统综合发展指数。

中国30省市区经济、环境系统综合发展指数

年份

地区

1998

2002

2005

F经济

F环境

F经济

F环境

F经济

F环境

北京

-0.3345

0.2398

1.2968

-0.0345

2.8976

-0.2824

天津

-1.2648

-0.7017

-0.1621

-0.3053

0.7789

-0.1977

河北

-0.5947

0.7869

0.8771

1.4068

2.3627

1.5876

山西

-1.6813

-0.5180

-0.7598

-0.0234

0.1454

0.1604

内蒙古

-1.7223

-0.4267

-0.5990

-0.1951

0.5498

-0.1907

辽宁

-0.3660

1.0701

0.9976

0.8631

2.5268

0.8334

吉林

-1.5763

-0.4050

-0.7731

-0.2387

-0.1196

-0.2526

黑龙江

-1.0122

-0.0856

-0.2666

0.0465

0.4743

0.0084

上海

0.6911

-0.0235

3.4209

0.3176

5.8187

-0.1336

江苏

0.6925

1.3520

3.7171

1.3359

7.3608

1.6768

浙江

-0.0734

-0.1680

2.8907

0.2170

5.0804

0.2974

安徽

-1.1104

0.3713

-0.2823

0.3905

0.5090

0.2383

福建

-0.6789

-0.4785

0.3264

-0.0022

1.3706

0.1832

江西

-1.4423

-0.2749

-0.8082

0.0503

-0.0957

0.0606

山东

0.5365

1.3598

3.2769

1.7971

6.2920

1.9011

河南

-0.7441

0.6228

0.7838

0.8335

2.6505

0.8645

湖北

-0.8817

0.7322

0.1917

0.4648

1.1129

0.4672

湖南

-0.9141

0.0712

0.1319

0.0370

1.1163

0.2645

广东

2.3544

0.5276

6.7270

1.0613

10.3286

1.1282

广西

-1.6363

-0.2912

-0.7908

-0.2098

0.0913

-0.2132

海南

-2.1676

-0.6187

-1.7600

-0.7553

-1.4745

-0.2826

重庆

-1.8696

-0.6585

-0.8238

-0.6543

-0.2103

-0.5526

四川

-0.7667

-0.2515

0.5497

0.1165

1.7339

0.2157

贵州

-1.8834

-0.8022

-1.3802

-0.5117

-1.0748

-0.4502

云南

-1.1492

-1.2417

-0.6958

-0.5441

-0.0917

-0.6127

陕西

-1.7172

-0.4673

-0.7657

-0.3659

-0.1454

-0.2822

甘肃

-1.9331

-0.9944

-1.4009

-0.6053

-1.0172

-0.4734

青海

-2.0725

-1.2544

-1.6916

-1.1802

-1.6631

-1.2256

宁夏

-2.1022

-1.4410

-1.7427

-1.1149

-1.4966

-1.1374

新疆

-1.6529

-0.3257

-0.9736

-0.5763

-0.4595

-0.5650

二定量模型

为了定量计算描述中国经济、资源系统的协调发展状况,运用EVIEWS软件对经济与环境系统的综合发展指数进行回归分析,得出二者之间的拟合方程,然后将各自的综合发展指数带入相应的拟合方程,便可得到经济、环境系统当年各自的协调值。

在拟合方程的设定方面，由于本文的两个系统中每个系统都有30个地区8年共计240个数据，同时含有横截面和时间序列的两维特性,因此可考虑使用面板模型。

模型设定直接决定了参数估计的有效性,因此首先必须对模型设定形式进行假设检验,主要是检验模型参数在所有截面、时序样本点上是否具有相同的参数[9]。

面板数据的估计有混合估计模型、固定效应模型（fixedeffectmodel,FE）和随机效应模型（randomeffectmodel,RE）。

根据Hausman检验在固定效应模型和随机效应模型中进行选择,同时根据F-test来判断究竟选用齐性参数模型还是变截距模型。

在Hausman检验中，两个系统的Hausman值分别为17.079389（F环境为因变量）和3.511872（F经济为因变量）,分别在1％和10％的显著水平下拒绝了原假设，所以选择固定效应模型。

固定效应模型有三种类型：

个体固定效应模型、时刻固定效应模型和个体时刻固定效应模型，其F-test统计量构造分别如下:

（个体固定）（11）

（时刻固定）（12）

（个体时刻固定）（13）

式中

，

分别表示齐性参数模型（混合估计模型）和变截距模型的残差平方和。

以上三个F检验中除第二个外，第一，三个都拒绝了原假设，在综合考虑方程的拟合程度以及现实意义等各方面因素后，选择了个体时刻固定效应模型。

（13）

表示随机误差项，

，

（

；

）分别表示被解释变量与解释变量。

下表给出了分别以经济系统综合发展指数和环境系统综合发展指数为因变量的拟合方程（在EVIEWS中实现）

中国30省市区1998－2005年间经济、环境系统综合发展指数的拟合关系

因变量

F经济

参数

t统

计量

因变量

F环境

参数

t统

计量

F环境

0.595643***

1.924211

F经济

0.030219***

1.924211

D1999

0.056921

0.335072

D1999

0.036463

0.954826

D2000

0.292475***

1.671368

D2000

0.129746*

3.359335

D2001

0.738899*

4.324736

D2001

-0.09166**

-2.30847

D2002

0.722417*

4.055805

D2002

0.1523*

3.777132

D2003

1.177501*

6.586521

D2003

0.145178*

3.361403

D2004

1.793495*

8.875714

D2004

0.295016*

5.96202

D2005

2.336607*

12.73023

D2005

0.153176*

2.813393

固定效应

北京

0.081003

北京

-0.152425

天津

-1.101738

天津

-0.523882

河北

-1.079912

河北

1.091696

山西

-1.658345

山西

-0.498466

内蒙古

-1.632222

内蒙古

-0.309028

辽宁

-0.766307

辽宁

0.812456

吉林

-1.697703

吉林

-0.353224

黑龙江

-1.388183

黑龙江

-0.044089

上海

1.791807

上海

-0.136261

江苏

1.314171

江苏

1.151642

浙江

1.010834

浙江

-0.040044

安徽

-1.591017

安徽

0.270495

福建

-0.735618

福建

-0.171322

江西

-1.786224

江西

-0.184203

山东

0.723636

山东

1.482063

河南

-0.844908

河南

0.639905

湖北

-1.264641

湖北

0.454323

湖南

-1.093924

湖南

0.017602

广东

4.1415

广东

0.602708

广西

-1.707047

广西

-0.233742

海南

-2.426285

海南

-0.500132

重庆

-1.623043

重庆

-0.678406

四川

-0.636556

四川

-0.121881

贵州

-2.007738

贵州

-0.704623

云南

-1.257132

云南

-0.794553

陕西

-1.658345

陕西

-0.498466

甘肃

-1.938893

甘肃

-0.836004

青海

-2.005512

青海

-1.245304

宁夏

-2.048217

宁夏

-1.219559

新疆

-1.694434

新疆

-0.641392

拟合

优度

0.88907

0.958569

F统

计量

26.38152

79.79329

注：

*为1％水平上显著，**为在5％水平上显著，***为在10％水平上显著。

三协调指数的计算

根据模糊数学建模方法，借用隶属度函数中的分布密度函数对协调性进行描述：

（14）

　式中：

表示第i系统对第j系统的协调系数；

表示第i系统的实际发展水平；

表示第i系统与第j系统协调发展时第i系统的发展水平；

是

的方差。

两个系统间综合发展协调指数

的计算公式为[10]：

（15）

式中，

为经济系统对环境系统的协调系数，

为环境系统对经济系统的协调系数。

根据上述方法和模型，模型，可以计算出我国各地区1998-2005年间两系统间的协调性指数，限于篇幅给出五年的结果如下表所示。

中国省市区经济－环境系统综合发展协调指数

年份地区

1998

2000

2002

2004

2005

北京

0.7956

0.9182

0.8468

0.9417

0.8572

天津

0.9797

0.9985

0.9959

0.9946

0.9869

河北

0.8548

0.8375

0.9696

0.8622

0.8747

山西

0.9810

0.9753

0.7350

0.6745

0.6852

内蒙古

0.9987

0.9648

0.9999

0.9902

0.9954

辽宁

0.8840

0.9821

0.9722

0.9874

0.9719

吉林

0.9667

0.9681

0.9996

0.9728

0.9133

黑龙江

0.9543

0.9723

0.9286

0.9944

0.9667

上海

0.7497

0.9573

0.9996

0.7980

0.5468

江苏

0.6294

0.8776

0.9926

0.5993

0.1571

浙江

0.8031

0.9099

0.9891

0.7209

0.5371

安徽

0.9830

0.9940

0.9997

0.9900

0.9608

福建

0.8809

0.9834

0.9939

0.9484

0.9811

江西

0.9397

0.9993

0.9866

0.9720

0.9023

山东

0.8029

0.8411

0.9636

0.7094

0.3248

河南

0.9814

0.9937

0.9984

0.9834

0.8989

湖北

0.8384

0.9777

0.9987

0.9899

0.9577

湖南

0.9923

0.9920

0.9913

0.9965

0.9862

广东

0.3340

0.7216

0.9896

0.4030

0.0746

广西

0.9849

0.9755

0.9984

0.9930

0.9914

海南

0.9085

0.9625

0.9606

0.9328

0.6987

重庆

0.9944

0.9993

0.9905

0.9807

0.9137

四川

0.9787

0.9784

0.9979

0.8270

0.9695

贵州

0.9137

0.9764