基于主成分分析的宁夏可持续消费水平评价

2016-01-15杨丽娜米文宝2宋永永

环境与可持续发展 2015年5期

关键词：主成分分析宁夏影响因素

杨丽娜　米文宝，2宋永永

(1.宁夏大学资源环境学院，宁夏银川　750021；

2.宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室，宁夏银川　750021)

基于主成分分析的宁夏可持续消费水平评价

杨丽娜1米文宝1，2宋永永1

(1.宁夏大学资源环境学院，宁夏银川750021；

2.宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室，宁夏银川750021)

【摘要】可持续消费是可持续发展战略的一个重要组成部分，是可持续发展的实现机制。以宁夏回族自治区为例，依据宁夏统计年鉴等相关资料数据，利用SPSS19.0主成分分析方法，构建包含消费经济系统、消费社会系统、消费资源与环境系统等3个系统21项指标的可持续消费水平评价指标体系，对宁夏可持续消费水平进行时间序列评价并分析影响因素。结果显示：宁夏可持续消费水平综合得分呈现波动上升趋势；社会经济因子是影响宁夏可持续消费水平的主导因子，生态环境因子和居民消费结构因子对宁夏可持续消费水平具有显著影响。

【关键词】可持续消费；主成分分析；影响因素；宁夏

中图分类号：F063.2

文献标识码：码：A

文章编号：号：1673-288X(2015)05-0177-05

Abstract：Sustainable consumption is a significant part of the strategy of sustainable development，and also the implementation mechanism for sustainable development. According to Ningxia Statistical Yearbook data and other relevant information，using SPSS19.0 principal component analysis and building contains 21 indicators and three systems sustainable consumer evaluation index system，which including consumer economic system，the social system of consumption，consumption of resources and environmental system，evaluate the time series change and analyze factors of sustainable consumption levels in Ningxia. The results show：the composite score of Sustainable consumption in Ningxia fluctuated upward trend；the social and economic factor is the dominant factor affecting the level of sustainable consumption，environmental factor and consumption structure factor have an important impact on sustainable consumption in Ningxia.

Keywords：Sustainable consumption；Principal component analysis；Affect factors；Ningxia

作者简介：马恒，环境工程硕士，主要从事环境政策、环境标准等方面研究工作

1引言

随着人口-资源-环境-发展(PRED)之间的矛盾日益严峻，可持续发展已经成为全球公认的发展战略。发展与生产和消费是密不可分的，因此可持续生产和可持续消费构成了可持续发展的两个基本方面[1]。可持续消费是可持续发展的实现机制，也是可持续发展的保证，只有遏制人类不当的消费欲望，改变传统的消费观念、消费模式和消费行为，在可持续消费理念指导科学消费和合理消费，才能真正实现可持续发展。

自1994年联合国环境署在内罗毕发表《可持续消费的政策因素》报告中首次提出 “可持续消费”概念以来，可持续消费引起了各国政府和专家学者的广泛关注。在政府层面，“里约+ 20”峰会通过的“马拉喀什进程”建立了一个在全球范围内推广可持续消费与生产的多方对话与合作平台；欧洲制定了《欧盟可持续消费生产和产业行动计划》[2]；拉丁美洲及加勒比海地区各国以及欧洲许多国家制定出了可持续消费行动方案[3]；我国在《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》[4]中阐述了可持续消费的含义并提倡和鼓励可持续消费。在学术界，国内外专家学者关于可持续消费研究内容主要有可持续消费概念和内涵的讨论[4-8]，消费者选择行为及其影响因素研究[9-17]以及可持续消费评价[18-22]；研究方法以定性分析和问卷调查为主，近年来也有一些学者尝试构建指标体系，但没有统一规范的标准；研究对象多以家庭或大学生等特殊群体为切入点，对地区尤其是以省域为单位的综合评价研究较少。

宁夏是我国生态脆弱地区，涵盖了西部地区几乎所有的生态环境问题，水土流失、土地沙质荒漠化、土壤盐渍化、水资源匮乏等问题十分突出，根据《宁夏回族自治区主体功能区规划》，限制开发生态区面积占到了国土面积的57.38%。近年来工业化、城镇化进程不断加快，虽然使宁夏社会经济发展水平有了明显提高，但同时资源耗竭和环境污染等问题日益突出。面对这些严峻的形势，走“先污染后治理”的道路是行不通的，准确把握宁夏可持续消费现状、加快实施可持续消费模式，对于宁夏缓解生态环境问题、提高生态产品的供给能力、实现经济社会的可持续发展具有积极的现实意义。基于可持续消费研究现状以及宁夏区域实际，本研究拟通过构建宁夏可持续消费水平评价指标体系，运用主成分分析方法，对宁夏2005-2012年可持续消费水平进行测算和判定，旨在揭示宁夏可持续消费水平动态演变过程及其影响因素，为政府把握消费方向、制定消费政策、改善消费结构提供参考和依据，同时丰富可持续消费评价研究的理论和实践。

2研究区概况

宁夏回族自治区地处黄河上游地区，位于35°14′-39°23′N，104°17′-107°39′E之间，东邻陕西省，北接内蒙古自治区，南连甘肃省，总面积5.19万km2，素有“塞上江南”之美誉。依据自然地理特征分为北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区三大区域。其中，北部引黄灌区自然地理条件优越，是全国4大灌区和12个商品粮基地之一，集中了全区57%的人口和90%以上的财政收入；中部干旱带以山地和山间盆地为主，自然环境条件恶劣，主要作为重要的矿产资源存储地和移民开发区；南部山区以黄土丘陵沟壑为主，生态脆弱，自然条件严酷，区域经济发展滞后。2012年，宁夏实现地区生产总值全2326.64亿元，同比增长11.5%；人均生产总值36166元，增长10.3%；居民消费价格总水平比上年上涨2.0%。社会经济水平不断提高的同时，资源与环境问题日益显现。

3 数据来源与研究方法

3.1　可持续消费内涵

结合国内外学者对可持续消费概念和内涵的讨论，笔者认为应从以下三方面进行理解：①可持续消费的核心理念是更优质的满足人类的消费需要，包括物质需要、精神需要和生态需要；②可持续消费的核心原则是消费的可持续性，即消费过程中建立一种人-自然-社会互相协调的和谐关系，实现人-自然-社会持续发展，可持续消费既要满足当今人类社会的发展需求，又要兼顾人类生存繁衍的长远利益，既要在生产过程中贯彻低碳经济、循环经济的消费理念，又要在日常生活中鼓励适度消费、绿色消费；③可持续消费的终极目标是消耗最少的资源，产出最优的效益，产生最少的污染。

3.2　指标体系建立

区域可持续消费评价指标体系的建立不仅要考虑消费的经济支撑，同时要考虑消费的社会发展水平和资源环境的承载能力。参考国内外可持续消费水平评价指标体系，结合宁夏区域实际，依据可持续消费的内涵，遵循科学性、系统性、针对性、发展性、简洁性和可得性六大原则[23]，分别选取消费经济系统、消费社会系统、消费资源与环境系统3个系统、共计21个指标，构建宁夏可持续消费水平评价指标体系，以较为全面地反映宁夏可持续消费的实际情况。所选取的指标体系见表1。

3.3　研究方法

主成分分析是通过研究指标体系的内在结构关系，把多指标转化成少数几个互相独立而且包含原有指标大部分信息(80%-85%以上)综合指标的多元统计方法。它确定的权数是基于数据分析而得到的指标之间的内在结构关系，不受主观因素的影响；得到的综合指标(主成分)之间彼此独立，具有科学性和客观性[24]。主成分分析可以实现变量约减和系统降维，从而将复杂的分析过程简化，还可以对系统的发展进行综合评价，或者寻找某种隐含的因果关系[25]。

3.4　数据来源与处理

本研究所涉及的数据来源于《宁夏统计年鉴》(2006-2013)[26]，《宁夏国民经济和社会发展统计公报》(2005-2012)、《宁夏政府工作报告》(2005-2012)，部分数据由计算整理所得。利用SPSS19.0进行数据标准化处理和主成分分析。

表1　宁夏可持续消费水平评价指标体系

4结果与分析

4.1　主成分分析的过程和结果

本研究涉及8个样本(n=1，2，3，…，8)，每个样本中有21个指标(p=1，2，3，…，21)，用X1，X2，X3，…，Xp描述样本的指标值，运用统计分析软件SPSS19.0输入上述21个指标的原始数据，建立一个n×p的原始数据矩阵X。首先采用Z-Score法对原始数据进行标准化处理，以消除不同量纲数据对计算结果的影响，得到原始数据的标准化数据矩阵Z。随后计算相关系数矩阵R和公因子方差，大部分相关系数大于0.3、提取的公因子能解释各个指标80%以上的信息即可提取主成分，大部分相关系数小于0.3或提取的公因子使部分指标信息流失超过30%，则需要通过限定抽取特征值的范围或因子个数或最大收敛性迭代次数来进行调试；最后对应于解释的总方差数据，公因子累计贡献率达到85%以上才可以提取主成分，随之可确定主成分的特征值、贡献率和累计贡献率(见表2)；采用最大方差法对初始因子载荷矩阵进行旋转能使载荷系数更加明显，利用原始变量旋转前后的主成分矩阵(见表3)提取主成分含义，利用成分得分系数和主成分的贡献率计算指标的主成分得分和样本的综合得分(见表4)。

表2　主成分的特征值和贡献率

由表2可知，第一个成分的方差贡献率为75.667%，是最重要的影响因子；第一、二、三成分的特征值均大于1，且累计贡献率达到90. 927%，即这三个成分所包括的信息占原始变量所包含总信息的90.927%，其余18个成分对方差影响很小，因此提取前三个公因子作为主成分。

表3　原始变量旋转前后的主成分矩阵

从表3可以看出，第一主成分在人口密度、中等和高等学校数、城镇居民人均可支配收入、单位产值消耗、年均CPI、农民人均纯收入、城镇居民住房面积、人均GDP、城镇人口比例、每万人拥有床位数、城乡居民储蓄存款余额、农民人均生活消费、专业技术人员、人口自然增长率、城镇居民与农村居民消费支出之比、失业率、工业固废综合利用率、每万人在普通中学人数等有绝对值较大的载荷系数，这些指标分别反映了宁夏经济、生产消费、生活消费、人口控制、社会保障等方面的可持续水平，可将其定为社会经济因子。第二主成分荷载系数较大的是自然保护区面积、污染治理投资，反映了宁夏在生态环境保护方面的可持续性，可将其定为生态环境因子。第三主成分载荷系数较大的是恩格尔系数，反映了居民生活的消费结构，可将其定为居民消费结构因子。

根据原始数据的标准化数据矩阵和成分得分系数矩阵，建立主成分得分函数(公式1)，得到各指标的前三个主成分分值。以各主成分的方差贡献率为权重，采用加权算术平均建立综合评价函数(公式2)，得到各样本的主成分综合评价值，从而进行综合评价和分析排序。

(1)

(2)

其中，Fi为主成分得分分值，Znp为原始变量的标准化值，Yip为成分得分系数，F为各样本的综合评价值，αi为主成分贡献率。如果综合得分为正，表明该主成分或地区的可持续消费综合水平处于可持续状态，且得分越高表明可持续性越强；反之，综合得分为负，表明该主成分或地区的可持续消费综合水平处于不可持续状态，且得分越低表明可持续性越弱。各主成分得分、综合得分及排名情况见表4。

4.2　可持续消费变化分析

根据宁夏可持续消费水平综合得分(见表4和图1)，2005-2012年宁夏可持续消费水平整体呈现出波动上升的趋势，且2009年以前宁夏可持续消费水平综合得分都小于0，呈不可持续性，2009年以后宁夏可持续消费水平综合得分均为正值，进入可持续消费时代。具体可分为四个时段：①2005-2006年，可持续消费综合得分有所上升，由2005年的-1.1392上升到2006年的-0.8117，表明区域可持续消费水平有所提高；②2006-2008年，可持续消费综合得分大幅下降，由2006年的-0.8117下降到2008年的-2.0755，表明区域可持续消费水平明显降低；③2008-2010年，可持续消费综合得分大幅提升，并在2009年突破负值变为正值，由2008年的-2.0755上升到2010年2.0429，表明在此期间区域可持续消费水平大幅提升；④2010-2012年，可持续消费综合得分波动下降，由2010年的2.0429降到2011年的0.9206又上升到2012年的1.9311，表明区域可持续消费水平还没有稳定，处于动态变化之中。

表4　2005-2012年宁夏可持续消费水平分值及排名

图1　2005-2012年宁夏可持续消费水平变化图

4.3　影响因素分析

可持续消费是一个综合的消费系统，可持续消费水平的演变是系统内每一个要素演变的综合结果。影响宁夏可持续消费的三个因子分别为社会经济因子、生态环境因子和居民消费结构因子。根据三个因子的方差贡献率可知，社会经济因子对宁夏可持续消费水平的影响最大，占到75.67%；其次为生态环境因子，比重为8.601%；居民消费结构因子对可持续消费水平也有较大影响，比重为6.659%。三个系统的可持续水平变化如下：

(1)研究期内，宁夏社会经济系统得分不断提高(见表4和图1)，由2005年的-1.4721上升到2012年的1.6507，表明宁夏社会经济系统可持续性稳定提升。对社会经济系统贡献大的指标主要包括人口密度、中等和高等学校数、城镇居民人均可支配收入和单位产值消耗，其中中等和高等学校数贡献为负值(见表3)，表明随着宁夏社会经济的稳定发展，居民收入不断增加，能源消耗越来越大；作为回族自治区宁夏拥有特殊的区域优惠政策和文化环境，区域投资潜力大，吸引了大量的外来人口前来创业、定居、旅游，使得宁夏虽然人口自然增长率基本稳定，但人口密度却在逐年增加；中等和高等学校数贡献为负值是因为其数量在逐年减少，减少的原因可能是农村实施“撤点并校”政策撤销大量原有的中小学，同时许多学生为获得更优质的教育资源已经走出家门走向全国或世界舞台。

(2)研究期内，宁夏生态环境系统得分基本稳定(见表4和图1)，由2005年的-0.3660变化为2012年的-0.6403，且得分为负值的年份居多，表明宁夏生态环境系统可持续性一直偏弱。生态环境系统的两个指标分别是自然保护区面积和污染治理投资(见表3)，表明宁夏在生态环境建设方面还做得不够，经济的发展没有很好的与环境保护相协调。

(3)研究期内，宁夏居民消费结构系统得分较低且波动起伏较大(见表4和图1)，由2005年的0.6989下降到2008年的-1.6471又波动上升至2012年的0.9206，表明宁夏居民消费结构系统可持续性较弱且不稳定。从2005-2012年宁夏城镇居民消费结构图(见图2)可以看出，宁夏城镇居民消费中食品方面消费一直都占最大比重；衣着、交通通讯所占比重为其次且逐年有所提高；教育文化和居住所占比重位居第三且逐年有下降趋势；家庭设备、医疗保健、其他商品和服务所占比重较低且较稳定。因此，宁夏居民消费结构可持续性不稳定是多种消费类型波动变化的结果，可持续性较弱是因为城镇居民虽然在生活品质和娱乐休闲方面的消费有一定程度的提高，但整体仍以“生存型”消费为主。

图2　2005-2012年宁夏城镇居民消费结构图

5结论

(1)研究期内，宁夏可持续消费水平综合得分呈现波动上升趋势，可持续消费水平正在逐渐提高，但整体的可持续消费水平依然较低。

(2)社会经济因子是影响宁夏可持续消费水平的主导因子，生态环境因子和居民消费结构因子对宁夏可持续消费水平具有显著影响。因此，促进社会经济健康稳定发展是提高宁夏可持续消费水平的主要手段，但同时也应注意不断优化生态环境，努力改善居民消费结构。

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