基于主成分Topsis分析法的县域经济发展差异综合评价研究——以新疆南疆地区为例

柴春梅,王宏卫,刘 勤,赵 喆

(新疆大学a.资源与环境科学学院,b.绿洲生态教育部重点实验室,中国 乌鲁木齐 830046)



基于主成分Topsis分析法的县域经济发展差异综合评价研究
——以新疆南疆地区为例

柴春梅a,b,王宏卫a,b*,刘 勤a,b,赵 喆a,b

(新疆大学a.资源与环境科学学院,b.绿洲生态教育部重点实验室,中国 乌鲁木齐 830046)

利用2010年统计数据对新疆南疆地区县域经济发展差异进行实证分析，运用主成分的Topsis分析法对南疆地区42个县域区经济发展进行排序和综合评价，利用GIS软件制出南疆地区县域区经济综合实力空间分布图.结果表明：南疆地区县域经济差异较大，其县域经济发展水平分为4类，库尔勒市经济发展水平最高，阿克苏市、喀什市、库车县域等8个县域区次之，伽师县、轮台县、疏附县等25个县域为中等水平，策勒县、乌什县、岳普湖县等8个县域相对较差.

新疆南疆地区；经济发展差异；主成分Topsis法；GIS

改革开放以来，中国经济迅速发展，但受自然环境、资源禀赋、区位条件、历史文化及国家经济非均衡战略因素的影响，也表现出区域发展的不平衡性[1].从空间来看，主要聚焦在东中西地带间差异、南北差异、省区间差异、市或县域单元的区域差异等[2].县域经济是整个国民经济的重要经济基础，也是国家政权得以稳固的基石，日益成为区域经济学和经济地理学研究的热点[3].

区域经济发展不平衡，严重制约社会的快速发展及稳定，因此研究特定区域的经济发展得到国内外学者的关注.国外学者西奥多·舒尔茨提出发展中国家农业经济增长得益于改造传统农业，并实现农业现代化，这一理论为县域经济的现代化发展提供依据[4]；Rozelle分析发现东部沿海省际差异扩大的主要原因是农村工业化[5]；弗德劳研究俄罗斯区域经济极化的驱动因素[6].国内学者的研究集中在研究方法和区域，方法主要采用主成分分析法[7-9]、聚类分析法[10]、Topsis法[11]和GIS空间分析[12]等；研究区域包括发达地区[13-14]和西部落后地区[15-16].近年来，南疆县域经济研究主要集中在贫困县域[17-18]和三地州地区[19-21]，对整个南疆县域经济研究甚少[22].为此，本文选择地理位置特殊的新疆南疆地区进行研究分析，通过资料查阅和实际调研发现该区经济发展极不平衡，即农牧业所占比例极高，第二、三产业都很落后，固定资产投资比例小，人口增长率过快等.因此，本文利用主成分的Topsis分析法，对南疆42个县域的经济发展水平进行研究，分析阻碍南疆经济发展的不利因素，以期进一步探寻经济发展策略，旨在为南疆经济快速发展和全面实现小康社会提供理论依据.

1 指标体系构建和数据整理

1.1 指标体系构建

由于影响县域经济综合发展水平评价的指标具有复杂性和多样性特征，为了客观评价县域经济的发展水平，指标的选取遵循科学性、客观性、关联性和向导性等原则，并依据刘湘辉等[23-24]县域经济评价指标体系选取和对当地的实际情况的掌握，构建了新疆南疆地区县域经济综合发展水平评价指标体系(表1).目标层反映新疆南疆地区县域经济发展水平，指标层选取了能够准确反映目标层的特性，使用频率较高和易获得的指标.

表1 南疆县域经济发展水平评价指标体系

1.2 数据整理

本文利用中国经济与社会发展统计数据库，以及《新疆2011年统计年鉴》，得到2010年南疆地区县域经济发展评价指标体系中16个相关指标的原始数据.

2 研究方法

通过结合主成分和Topsis两种方法分析新疆南疆地区的县域经济发展.主成分分析法是利用降维思想，把多个指标转化为少数几个综合指标的多元统计分析方法，通过少量的综合指标能够反映原来多个指标所反映的绝大部分信息，提高了评价的客观性[25].Topsis法是基于归一化的原始数据矩阵中确定有限方案中的最优方案和最劣方案间的距离，获得该评价对象与最优方案的相对接近度，以此作为评价最优劣的依据，更能说明县域经济的发展.本文将两种评价法合二为一，对新疆南疆地区县域经济综合发展水平进行评价.

计算步骤为：

(1)设有n个待评价对象，每个评价对象有m个评价指标，构建原始数据矩阵

(3)运用权重wi计算加权规范化决策矩阵Z=(zij)m×n，其zij=wi*Rij，i∈M,j∈N.

(4)选择m(m

(5)基于步骤(4)计算所得的主成分得分，确定最优方案和最劣方案分别是:

F+=max(F1j,F2j,…,Fij),F-=min(F1j,F2j,…,Fij).

(7)计算每个评价对象接近最优方案的贴近度：

(1)

式(1)中值越大表征评价对象越优.依据专家对县域经济发展水平的分类[25-26]，当地实际情况及理想值的贴近度，将南疆县域经济综合发展水平分为4类，见表2.

表2 南疆县域经济发展水平分类

3 南疆县域经济总体概况

南疆地处我国西北边陲，新疆天山以南，昆仑山以北地区，包括巴音郭楞蒙古自治州、克孜勒苏柯尔克孜自治州、阿克苏地区、和田地区和喀什地区等两州三个地区的42个县(市)，不包括2个自治区直辖市(阿克苏地区的阿拉尔市、喀什地区的图木舒克市).与吉尔吉斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗和巴基斯坦等国接壤.到2010年，南疆人口占新疆总人口的47.5%，县域人均GDP最高和最低分别为80 340元和3 599元.库尔勒市的经济密度分别是克州、阿克苏地区和和田地区的27.55,2.42和1.07倍，疏附县、乌什县、和田县和墨玉县等17个县域的人均社会消费总额低于1 000元，而阿克苏市、喀什市和库尔勒市人均社会消费总额分别是6 698,7 352和8 025元，并且南疆县域人均财政收入低于全疆312.71元，说明南疆各县域之间经济差距大、发展缓慢.由于南疆地处西北内陆，年平均降水量50～100 mm，环境恶劣，95%以上是沙漠和戈壁，人类能够生活的只有塔克拉玛干沙漠周围的小绿洲，恶劣的自然条件成为制约经济发展的障碍因素.该区可以利用充足的光热资源，大力发展棉花、特色林果基地和太阳能产业，同时，丰富的自然资源、国家和政府的投资与支持、外资的注入、加强对口岸的开发等成为促进经济发展的驱动因子.

4 南疆县域经济发展水平指标权重分析

本文通过变异系数法求得客观的指标权重，由表1可知，南疆县域经济发展水平指标权重范围在0.016 1～0.135 9之间波动，其中在岗职工平均工资所占权重比例最大(0.135 9)，表明职工工资的高低对经济发展有重要的作用；其次为人均耕地面积(0.093 8)和农林牧渔业总产值(0.087 1)，说明南疆经济的发展主要依赖于农业，为此，要加大科学技术的投入带动经济的发展；第二产业增加值(0.016 1)的权重值最小，说明该地区的工业发展缓慢，严重制约当地的经济发展.

5 基于主成分分析的南疆县域经济指标发展

5.1 主成分特征值及累计贡献率

利用新疆2011年的统计数据，将42个县域的16个指标进行标准化处理，通过SPSS 19.0软件进行分析，计算得到主成分的特征值、方差贡献率和累积方差贡献率(表3).

表3 解释的总方差

对南疆地区县域经济综合评价水平做主成分分析，由表3可见，前4个主成分特征值均大于1，其分别是6.489，3.835，1.981和1.182，方差贡献率分别为29.483，23.861，19.775和11.180，累计贡献率分别是29.483，53.344，73.119和84.299，满足累计贡献率大于80%的要求.因此，前4个主成分反映全部指标的所有信息，可以描述南疆地区县域经济发展水平.

5.2 旋转后的因子载荷矩阵

为了反映各主因子对各变量的影响程度，必须计算因子载荷矩阵.由于初始因子载荷矩阵结构不够简明，因此，利用最大方差对初始因子载荷矩阵进行旋转得到表4.由表4可见，第一主成分在第二产业增加值、第三产业增加值、人均GDP、人均财政收入、人均固定资产投资总额、人均社会消费总额、非农人口占总人口比、人均城乡居民储蓄存款余额、GDP密度和农民人均纯收入等变量上载荷较大，反映了经济发展的总体实力，可定义为经济综合实力的影响因子；第二主成分在普通中学在校学生数、乡村从业人员数、医院、卫生院床位数等变量上载荷较大，体现了当地居民对教育事业和卫生服务的要求，可命名为生活质量影响因子；第三主成分在农林牧渔业总产值和人均耕地面积等变量上载荷较大，体现了农业在经济发展中的作用，称为农业发展影响因子；第四主成分在在岗职工平均工资这一变量上载荷较大，体现为在经济潜力中的作用，因此，可称为经济潜力影响因子.根据第一、二、三、四主因子的排序和性质，从总体上反映了南疆地区县域经济发展的实际情况，即医疗、教育事业逐渐发展，农业总体比例较大，第二、三产业发展落后.

表4 旋转后的成分矩阵

5.3 各主成分得分

F1，F2，F3和F4这4个主因子的值分别体现了南疆县域经济的发展情况，根据公式分别计算4个主成分得分，见表5.

6 基于主因子得分的Topsis分析南疆县域经济综合发展

Topsis法是基于归一化的原始数据矩阵中确定有限方案中的最优方案和最劣方案间的距离，获得该评价对象与最优方案的相对接近度，以此作为评价最优劣的依据，更能说明县域经济的发展.根据表5中各个县(市)主因子得分数据，采用Topsis法分析，得到以下各表.

本文选择的42个样区,数据均属于经济型，因此理想方案F+即为对应列的最大值，负理想方案F-即为对应列的最小值，依据表5计算可得表6.

根据步骤(6)和(7)计算得到每个方案与理想解和负理想解的距离及相对贴近度，见表7.

综合表2根据划分县域经济发展水平和表7南疆各县域经济综合得分的结果，将南疆地区县域经济发展水平分为4类，用GIS软件制出新疆南疆县域经济综合实力空间分布图(图1).

第一类包括库尔勒市1个县域，截至2010年，国土面积仅占0.43%创造出429亿元的生产总值，其生产总值占全疆的7.9%，仅库尔勒市的GDP密度(0.060 4)远远高于南疆其他3地州的和田地区(0.056 1)、阿克苏地区(0.025 0)和克州(0.002 2)，第二、三产业发展迅速，投资和消费对经济发展的作用明显，因此，库尔勒县的经济综合实力最强，经济整体发展水平最高.

第二类包括阿克苏市、喀什市、库车县等8个县域，第二产业发展较快，GDP密度较高，但受农林牧渔等因素的影响，经济发展水平次之.如：库车县2010年第一产业比重高达34.58%，乡村从业人员占33.7%，第一产业和乡村从业人员比分别是库尔勒市的3.7倍和4.9倍，农业在经济中的比重较大，农业人口数量众多，导致其人均GDP在南疆地区较低，这对经济的发展产生消极作用.因此，这些县域虽然经济总量可观，但就经济整体发展而言，与第一类存在明显差距.

表5 南疆地区县域经济各主成分得分

表6 理想方案F+与负理想方案F-

表7 南疆地区县域经济综合得分

图1 南疆地区县域经济综合实力空间分布图Fig.1 Spatial distribution of county economic comprehensive strength in southern area of Xinjiang Province

第三类包括伽师县、轮台县、疏附县等25个县域，受区位条件的制约，交通基础设施落后，如：伽师县、麦盖提县等县域还未通铁路，交通不便、交通线路较长，导致运输成本过高，是新疆南疆地区县域经济发展整体水平中等的地区.

第四类包括策勒县、乌什县、岳普湖县等8个县域，科技教育水平落后，经济的发展缺乏人才带动；工业化程度普遍不高，第三产业所占比例较低，而传统的农业占了相当大的比例，固定资产投资力度薄弱，产业结构比例严重失调；人民收入来源渠道少，经济发展后劲不足，是南疆地区县域经济发展水平相对较差的地区.其中，以柯坪县表现最为明显，工业发展极为缓慢，到2010年，农业人口比例高达73.94%，经济发展几乎全部依靠农业，单一传统的农业很难带动经济的发展，经济发展仍然处于初级阶段.

7 结论与对策建议

通过运用主成分的Topsis评价法对新疆南疆地区42个县域的经济发展水平进行分析可知，新疆南疆地区各县域经济发展还存在巨大的差异性，区域发展的不平衡性致使南疆乃至全疆经济整体水平落后.2010年北京市、上海市和广州市的人均GDP超过80 000元，而南疆有21个县域的人均GDP未达到10 000元，其发展经济水平严重滞后于东部沿海各省.因此，为促进新疆南疆县域经济的长远发展，应采取符合本地区的措施解决新疆南疆各县域经济发展的不平衡性，将有助于新疆经济的腾飞.

(1)严格控制人口增长.过快的人口增长给新疆南疆地区县域，特别是落后县域的农牧民增收及生态承载力带来巨大的压力.

(2)解放思想，改变观念.通过分析可知，南疆地区教育水平及思想意识落后，致使经济观念落后，科技观念薄弱，因此要转变观念意识，加大对教育事业的投入，提高人民的文化素养和科技水平.

(3)优化产业结构，提升经济实力.首先，推进农牧业现代化进程，发展特色农业；二是加快工业化的步伐，应集中发展电力、石油和化学等工业，注重培育有色金属矿采选业、纺织业、非金属矿采选业，形成具有一定优势和特色的主导产业链；三要大力促进旅游业的发展；四要发展符合南疆地区的高新技术产业，重点开发太阳能技术、节水技术和生态工程技术等与南疆地区未来社会经济发展切相关的科学技术领域.

(4)加快完善交通网络建设，优化发展环境.由于新疆特殊的地理环境，因此应以改造公路为主，加快修建高速公路，提高公路的质量和等级；打通各个县域、县域与乡镇、乡镇之间的交通道路，建立“路路通”的网络体系；加快改造道路，提高道路质量.

(5)加强生态环境保护.首先，在资源开发利用中，必须重视生态环境变化引起的后果，制定切实有效的防御和保护措施.其次，制定生态环境补偿税的政策和生态环境保护基金，体现“谁开发谁保护，谁破坏谁恢复，谁利用谁补偿”的原则，将自然资源和环境资源纳入国民经济核算体系，使市场价格准确地反映经济活动造成的环境代价[27].

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(编辑 HWJ)

Comprehensive Evaluation and Research on County Economic Development Differences Based on PCA-Topsis Model —Exemplified by Southern Area of Xinjiang Province

CHAIChun-meia,b,WANGHong-weia,b*,LIUQina,b,ZHAOZhea,b

(a.College of Resource and Environment Science; b.Key Laboratory of Oasis Ecology of Education Ministry, Xinjiang University,Urumqi 830046,China)

The regional development in contiguous destitute areas is concerning to the realization of the goal for building a well-off society in a comprehensive way.Using the statistic data from 2010,this paper analyzed the differences of county economic development in southern area of Xinjiang Province which is the typical case in contiguous destitute areas.This paper gives a comprehensive evaluation and rank of economic development of 42 counties and cities in southern area of Xinjiang Province through use of PCA-based Topsis model,as well as charting the spatial distribution of comprehensive economic strength of southern Xinjiang with GIS software.The results show that the county economic difference of southern area in Xinjiang Province is divided into four levels in terms of economic development.Only one county,Korla County,was classified into the highest level.Eight counties such as Aksu County,Kashgar County,Kuqa County and so on were second remining,twenty five counties like Jiashi County,Luntai County,Shufu County and so on were in the middle level,and eight counties like Cele County,Wushi County,Yuepuhu County and so on were the last.

Southern area of Xinjiang Province; the differences of county economic development; PCA-Topsis model; GIS

10.7612/j.issn.1000-2537.2016.05.001

2015-05-25

国家自然科学基金联合基金(NSFC-新疆联合基金)重点项目(U1138303)

*通讯作者,E-mail：wanghw_777@163.com

F061.5

A

1000-2537(2016)05-0001-08