基于SPSS聚类分析的中国废气污染物排放研究

吴天慧

(安徽大学 社会与政治学院，安徽 合肥　230000)



基于SPSS聚类分析的中国废气污染物排放研究

吴天慧

(安徽大学 社会与政治学院，安徽 合肥230000)

当前，我国的大气环境污染的形势越来越严峻，通过利用SPSS的聚类分析功能对全国31个省市废气中的污染物排放情况进行分类，选取其中的二氧化硫、氮氧化物以及烟(粉)尘三个指标进行分析研究，比较分析后根据所给出数据对各地区污染物排放情况进行分类，分析造成各地区污染物排放差异的原因，同时为我国大气环境改善提出一些建议。

SPSS； 聚类分析； 废气污染物

一　选题背景及意义

环境与发展问题一直是世界各国普遍关注的焦点，实现环境与经济的协调发展是国际社会共同的责任与追求。中国作为世界上最大的发展中国家，自改革开放以来的30多年里以年均9.8%的高经济增长率创造了“中国奇迹”，经济总量已经超过日本，成为仅次于美国的世界第二大经济体。中国经济发展虽然取得了巨大成就，但长期以来“高投入、高消耗、高排放、不协调、难循环、低效率”的经济增长方式让我们付出了巨大的资源与环境代价。

据英国石油(BP)《世界能源统计年鉴》显示，2010年我国能源消费总量占全球的20.3%，超过美国成为世界第一大能源消费国。我国经济增长引发的环境问题己经引起越来越多的国际关注，面临的国际压力也越来越大。当前，我国大气污染物排放总量居高不下，SO2(二氧化硫)、CO2(二氧化碳)、CO(一氧化碳)、NO2(二氧化氮)、HC(碳氢化合物)及工业烟粉尘等排放量严重超标，每年排放的二氧化硫和烟尘分别为近2000万吨和1200万吨，是世界排放量最大的国家。

改革开放后的几十年里，我国的经济取得了飞速的发展。但是我们在取得发展的同时，也付出了沉重的代价，环境问题已经成为21世纪中国必须重视的问题。大气环境与人们生活息息相关，雾霾、酸雨等极端天气已经严重影响到人们的日常生活。因此，本文希望通过对全国31个省市地区废气中的污染物排放量进行聚类分析，分析影响这些污染物排放量的主要因素以及各地区污染物排放存在差异的原因，通过对这些影响因素的分析，为大气环境的改善提出一些建议。

二　数据来源及描述

本文的数据来源于《2015中国统计年鉴》，研究对象主要是2014年全国31个省市地区废气中污染物排放量，主要包含二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘三个指标的排放量数据。本文以2014年全国各地区废气中主要污染物排放量的数据为例，利用SPSS的聚类分析功能对全国31个省市的废气中主要污染物排放情况进行分类。基本单位为万吨，如表1所示。

表1　2014年全国各地区废气中主要污染物排放情况单位：万吨

三　聚类分析过程

1.个案描述及汇总。

首先打开spss(统计产品与服务解决方案)软件，建立数据文件，确定变量二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘，然后输入原始数据，数据输入完毕后，点击“分析”—选择“报告”—选择“个案汇总”，将所有变量和数据进行汇总，得到表2，从表中我们可以看出共有31个个案，数据完整没有缺损。

表2　个案处理摘要

2.相关性分析。

在将个案进行汇总之后，我们需要对变量之间的相关性进行检验，点击“相关”—选择“双变量”，然后将二氧化硫，氮氧化物和烟(粉)尘三个变量添加进去，得出各变量之间的显著性均为.000，从而可以得知各变量之间的相关性是显著的，可以进行聚类分析，见表3。

表3　相关性

在置信度(双测)为 0.01 时，相关性是显著的。

3.系统聚类分析。

接下来开始对变量数据进行分类，点击“分析”—选择“分类”—选择“系统聚类分析”，将二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘三个变量放入变量框中，将地区放入标注个案框中，在绘图中选择谱系图，选择 “Ward的方法”确定类别数，进行Z分数标准化，对全国31个省市进行归类汇总。各省市地区的废气污染物排放差异性越小，在谱系图中表现为距离越短，从而越容易聚为一类。而不同的标度值就有不同的分类，在综合考虑之后，我们选择在标度值6处进行归类，最终确定将这31个省市分为3类，见图1。

图1　聚类分析谱系图

4.K平均值聚类分析。

在已知类别数的情况下，我们可以选择K平均值聚类，将所有个案分为三类，得到全国31个省市地区废气污染物排放聚类分析的结果：其中属于一级污染的省市地区有9个，二级污染的省市地区有15个，三级污染的省市地区有7个，见表4。

表4　全国31个省市地区废气污染物排放聚类分析结果

四　聚类结果分析及建议

1.结果分析。

本文通过SPSS聚类分析主要将全国31个省市地区依据污染程度划分为三类，第一类地区废气中污染物的排放量相对较少，污染等级属于一级污染，其中大多数地区为国家直辖市或经济欠发达省市。例如，北京、天津、上海和重庆是直辖市，是我国的政治经济中心，而排放二氧化硫、氮氧化物和粉(烟)尘等废气污染物的大部分是化工型企业，而这些化工型企业大部分是不被允许进入这些地区的。但其中也有特例现象，北京地区虽然废气中二氧化硫、烟(粉)尘污染物排放较少，但是却经常性出现雾霾现象，究其原因在于北京位于河北省内，被河北省所环绕，河北污染较为严重，其大气污染物吹入京津冀区域。

至于青海、宁夏等地区则是经济欠发达地区，地理位置较为偏远，且当地多为游牧经济，以畜牧业为主，而工业发展较为落后。而海南地区，它作为我国著名的旅游大省，以发展旅游业为主，第三产业较为发达，而工业发展较少，因此，废气中的二氧化硫等污染物排放也相对较少。福建位于我国东南沿海地区，是我国重要的渔场之一，渔业资源丰富，主要以发展海上贸易和港口贸易为主，并不是我国的工业中心，因此，当地的废气污染物排放也相对较少。

第二类地区污染较为严重，大多为我国的内陆地区，随着东部地区的产业升级，一些具有重污染的产业转移到内陆地区，这些污染企业往往能带来巨大经济效益，而内陆地区由于经济长期落后于东南沿海地区，迫切希望经济实现增长，因此不计后果的大力吸引重工企业来本地办厂，因此，众多重工业企业集聚于此，导致废气中二氧化硫等污染物排放量的增多，造成环境污染。

第三类地区污染最为严重，大部分产业结构都是以煤炭资源为主，主要集中于我国的东北和华北地区。如山西省作为我国资源型发展地区，煤炭资源丰富，因此大力发展重工业，污染物排放较多，造成环境污染。河南省的能源消费也是以煤炭为主，省内存在较多的靠煤炭兴起的大型工厂，导致二氧化硫等大气污染物排放较多，造成环境污染。内蒙古是国家重要的能源、新型化工、有色金属生产加工基地，传统工业所占比重较高，排污强度大。随着火电、煤化工等产业发展壮大，内蒙古煤炭消耗量不断增加，给当地环境质量带来压力。

而河北省的产业结构不合理，偏重工业，导致排放的污染物总量大，甚至于经常影响到其周围的京津冀地区的环境。江苏省的污染严重主要在于当地主要发展炼钢和化工产业，其钢产量全国第二，仅次于河北省，超过美国。而黑龙江、辽宁地区则是由于作为建国以来的老重工业基地，以炼钢和冶铁为主，其环境污染严重有其自身的历史性和客观性。

2.建议。

(1)法律措施。

法律是有效治理污染的保证，政府应该建立健全相关法律，制定严格的法律条文，规定企业排污量的合法界限，对于严重超出排污界限的企业，给与严厉的法律惩处，追究其相应的法律责任。但是由于法律的强制性，即只能制定一个排污标准，因此，有可能造成某些企业失去进一步治理或彻底治理污染的信心。在这种情况下，我们可以通过制定法规和管理条例对“普遍条款法”的环境标准进行具体化。法规也具有法律约束力，且弥补了法律的不确定性缺憾。

(2)经济措施。

第一，在税收政策上，由国家通过税收的金额来对污染排放进行限制，污染排放量大的企业相对于普通企业承担的税要重，而且可以针对污染比较严重的企业征收污染特别税。而对那些对污染排放治理较好的企业可以通过减免税收来鼓励其发展。这样可以使企业在进行生产的时候更加重视污染的治理，达到治污防污的目的。

第二，在财政政策上，首先可以通过信贷杠杆来调整企业防治环境污染的行为，对于那些采取技术升级防治污染而申请银行贷款的企业，银行可以给予低息或免息的优惠，开通信贷绿色通道，给予其政策上的优惠；而对于那些污染比较严重的企业，控制其信贷的规模，在其申请贷款时进行严格考察，制定严厉的信贷要求。与此同时，中央和地方政府都要对积极进行环境治理的企业进行财政补贴，大力扶持具有绿色发展理念的企业。此外，国家和政府可要求排污企业必须参与投保，在投保时，保险公司应当向其征收较高的环境保证金，一旦出现污染事故，由保险公司向排污的企业提供赔偿以及污染治理金。

(3)产业结构优化。

从根本上来说，要想实现产业结构的优化，我们必须转变发展观念，坚持科学发展、绿色发展和可持续发展。我国产业结构中资源能源消耗过高，能源结构以燃煤为主，造成的环境污染严重。因此，我们要加快产业结构的优化升级，对污染严重的企业坚决实行关、停、并、转，大力提倡清洁生产。同时，国家和企业也应该大力发展低碳产业，构建科学绿色的产业结构，只有这样才能在治理污染的同时保持经济发展。

(4)环境质量排名公开制。

政府应该建立环境质量排名公开制度，逐级往下推行。中央环境部门对全国各个省和直辖市进行环境质量评估排名，对于连续三次排在后三名的省市，全国通报批评；省级环境部门都对于省辖市进行环境评估排名，对于连续三次排在后三名的市，进行全省通报批评，实施公开的约谈和涉污染项目的限批。同时，将环境质量“不降反升”作为刚性约束条件。对污染物浓度居高不下、环境持续恶化、年度目标任务没有完成的地方主要领导、责任领导和部门负责人，实行诫勉谈话、党纪政纪处分、降职免职，直至依法追究失职渎职刑事责任。只有通过从上到下的逐级问责，对各地领导施加环境保护的压力，才能有效的改善我国环境污染的现状。

(5)监控措施。

第一，大众媒体要强化责任担当，充分发挥舆论监督作用，对于违法排污的企业予以媒体曝光。同时，我们可以充分利用环保非政府组织的监督作用，一方面对污染企业进行民间监督，另一方面也可为我国政府的环保工作提供建设性的意见。

第二，有关部门应当重视设施防控，采取环境质量管理措施，在各个省市地区设置环境监测站、环境监察机构，随时随地掌握全国各地区的环境污染情况。根据污染情况制定一系列的整治措施，达到全面有效的防控作用，实现对污染的有效监控。

总之，我国的环境问题已经非常严重，而改善环境问题的关键就在于政府要发挥好主体作用，转变发展理念，从宏观上把握经济的科学、绿色发展，不断完善相关法律法规，实现可持续发展；而地方企业更应该强化自身的责任意识，“谁污染谁治理”；大众传媒、民间组织以及普通大众也要发挥自己的监督作用。只有纵向管理和横向监督相结合起来，我国的环境污染问题才能得到有效控制，我国生态文明建设和环境保护的事业才能取得更大、更快、更好发展。

[1]唐李伟.污染物排放环境治理与经济增长——机理、模型与实证[D].湖南大学，2015.

[2]翟全军，李慧.西部地区新型城镇化建设进程中生态环境问题的法治对策[J].西安电子科技大学学报(社会科学版)，2015(1).

[3]李西建.城市环境污染的根源及治理措施[J].西安工程学院学报，2002(3).

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[5]李平.中国环境污染问题成为中国社会症结[J].资源再生，2013(2).

Class No.:C913.9Document Mark：A

(责任编辑：蔡雪岚)

Exhaust Pollutant Emission in China Based on Clustering Analysis of SPSS题

Wu Tianhui

(School of Sociology and Political Science, Anhui University, Hefei, Anhui 230000，China)

At present, our country's situation of the atmospheric environment pollution is more and more serious. We classified exhaust pollutant emission of 31 provinces and cities by using the cluster analysis of SPSS functions, taking the sulfur dioxide and nitrogen oxides smoke and dust (powder) as the indexes to analyze. After the comparative analysis of regional pollutant emission ,we analyzed the reasons of different regional pollutant emission and put forward some proposals for improving the atmospheric environment in China.

SPSS；cluster analysis；exhaust-emission

吴天慧，在读硕士，安徽大学社会与政治学院社会学专业。

1672-6758(2016)10-0039-4

C913.9

A