基于主成分分析法的长江经济带环境绩效评估

冯雨 郭炳南

摘要：本文通过构建環境绩效评估指标体系，利用主成分分析法，从环境健康、生态保护、资源利用、环境治理四个维度出发，评估了长江经济带11个省市的环境绩效。研究结果表明：2016年长江经济带沿线各省市的环境绩效综合得分差异较大，浙江省、江苏省、上海市的环境绩效综合得分位居前三，长江经济带所属西部地区的环境绩效综合得分均为负，四川省得分最低;影响长江经济带各省市环境绩效的优势因子差异较大;环境治理和生态保护对环境绩效指数的高低发挥了最主要的作用，污水处理和资源利用是长江经济带多数省市的劣势因子。最后，本文提出了相应的建议。

关键词：长江经济带;环境绩效;主成分分析

中图分类号：X-1文献标识码：A文章编号：1008-4428（2019）01-0099-04

一、 引言

改革开放以来，中国经济持续快速增长，人民生活水平大幅提高，取得了举世瞩目的成绩。然而，伴随着经济的快速发展，环境污染问题也日益严峻。党的十九大报告指出，人与自然是生命共同体，要加快生态文明体制改革，建立健全绿色低碳循环发展的经济体系，并确立了建设美丽中国的目标。因此，保护环境，实现经济的绿色发展、可持续发展已成为当前国家发展的重大战略。环境绩效是指基于其环境方针、目标、指标，控制其环境因素所取得的可测量的环境管理体系成效，随着政府对环境的重视程度逐渐加深，环境绩效逐渐成为衡量区域经济与可持续发展的重要指标。长江经济带是我国三大经济战略规划之一，自东向西涉及九省二市，横跨我国东、中、西三大经济地带。2016年，习近平总书记在重庆主持召开推动长江经济带发展座谈会时明确指出，推动长江经济带发展必须坚持生态优先、绿色发展的战略定位。2018年4月，习近平总书记主持召开深入推动长江经济带发展座谈会时指出，生态环境保护和经济发展是新形势下推动长江经济带发展的关键之一。作为生态文明建设的先行示范带，科学评估长江经济带的环境绩效对于实现长江经济带的绿色可持续发展有重要意义。

二、 文献综述

国外关于对环境绩效的研究可以追溯到1969年，当时，美国保护署公布了国家环境政策法案，其中包含了对环境绩效评估的说明。随着经济社会的发展，“环境绩效”逐渐进入人们视野，并越发受到众多专家、学者的关注，尤其进入21世纪之后，关于环境绩效的文献大量涌现。David Niemeijer（2002）以世界经济论坛、YCELP和CIESIN的“2001年环境可持续性指数”报告为例，探讨了政策环境绩效指标的制定。C. M. Tam等（2002）探讨了在建筑行业实施环境绩效管理系统的利弊，并提出了克服实施障碍的建议。Tomás B. Ramos等（2005）以环境绩效指标的选取和构建为支撑，讨论了如何将目前的环境指标框架纳入绩效管理的问题。Evangeline Elijido-Ten（2007）利用利益相关者权力的三个测度：股东权力、债权人权力和政府权力分析了澳洲上市公司的企业环境绩效。Khalid Abdul Rahim等（2010）在对50项相关研究进行回顾的基础上，确定了企业环境绩效的三个主要影响因素，并建议企业的环境绩效与环境绩效的所有决定因素一起综合考虑。Alexandra Sandut和Alexandru Bnic（2015）从结果和行政效率两个方面对摩尔达维亚地区的环境绩效进行量化，证明了环境状态、压力和空间恢复能力的地域异质性。Xingle Long等（2017）通过建立一个扩展的计划行为理论模型，研究了环境创新行为在182家中国企业经济和环境绩效中的作用。近年来，国内环境恶化引发了广泛关注，关于环境绩效评价的相关文献也日益丰富。孟晋晋、刘花台（2014）运用主成分-聚类分析法，将平潭综合实验区各乡镇生态环境脆弱性分成了五个等级，并提出了生态环境脆弱性的对策措施。赖玢洁等（2014）运用多目标排序方法构建了环境绩效指标体系，通过对中国24家综合类国家生态工业示范园区的绩效分析，得出了环境绩效指数的影响因素。范纯增等（2015）以DEA的内生权重系统与Malmquist指数构造了指标体系，对长江流域10个省市2000—2011年的环境绩效进行了分析。郝春旭等（2016）从环境健康、生态保护、资源可持续利用出发，分析了环境治理对环境绩效指数的影响。黄美菱（2017）等从社会、经济、环境三方面构建了评价体系，对西安市2009—2015年城市生态环境绩效进行了评价。

综上所述，国内外关于环境绩效的研究成果非常丰富，国外文献侧重于研究从微观企业层面分析环境绩效，国内学者注重对某一地区的环境绩效评价。长江经济带作为我国生态文明建设的先行示范带，研究长江经济带的环境绩效对于实现长江经济带绿色可持续发展有重要的意义，但从已有文献来看，目前尚缺乏相关文献对长江经济带环境绩效的评价研究。本文通过构建长江经济带环境绩效的评价指标体系，运用主成分分析法评价了长江经济带11省市的环境绩效，并提出了相应的对策。

三、 长江经济带环境绩效的评价

（一）环境绩效指标体系的构建

环境绩效反映了由于环境保护和治理环境污染取得的成绩和效果。本文借鉴了郝春旭等的研究体系，从环境健康、生态保护、资源利用、环境治理四个层面设置了21个指标，构建了长江经济带11个省市环境绩效评估的指标体系，如下表1所示。

（二）数据来源与数据处理

长江经济带包括11省市，按照各省市所处的区域，本文将江苏、浙江、上海归类为长江经济带东部区域，安徽、湖北、湖南、江西归类为长江经济带中部区域，云南、贵州、重庆、四川归类为长江经济带西部区域。本文所涉及的数据均来源于《中国统计年鉴2017》，首先，对相关数据进行处理，得到11个省市环境绩效评估指标体系的数据，然后，运用主成分分析法对数据进行降维，得到长江经济带各省市环境绩效的综合得分。本文共设置了21个指标因子，采用主成分分析法，将21个指标转换成少数几个彼此独立的综合指标。在运用 SPSS 进行主成分分析时，对数据处理主要有以下步骤：①对原始变量数据进行标准化处理，②计算相关系数矩阵以及公因子方差，③计算特征值和累计贡献率，并确定主成分因子，④计算成分矩阵，确定影响环境绩效综合得分的主导因子，⑤计算成分得分系数矩阵，⑥以各主成分的贡献率为权数对环境绩效进行综合评估。

（三）实证分析

1. 公因子方差

公因子方差表示各项因子的提取率，指数越高说明提取的公因子对原始变量的代表性就越高，整体数据分析的效果就越好。如表2所示，21项指标中，有17项指标的提取率超过0.9;提取指数最高达0.996，最低为0.781，超过0.6的标准值;平均提取率为0.942，超过一般标准0.8，这表明指标选取的合理性与科学性，对原始变量具有较高的代表性。

2. 解释的总方差

解释的总方差显示了主成分的特征值与对应的方差在总方差中的占比，分析结果见表3。根据主成分分析法判断因素选择的方法与原则，选取特征值大于1的成分为主因子。由表3可知：前7个成分的特征值都大于1，且累积贡献率达94.235%，包含了所选指标的大部分信息，具有很高的概括性和代表性，故提取前7个成分作为主成分，用于分析长江经济带的环境绩效。

3. 成分矩阵

成分矩阵的数值表示公因子与原始变量之间的相关系数，系数的绝对值越大，说明两者关系越密切。从表4的成分矩阵中可看出，第一主成分在工业固体废物综合利用率、人均治理废水完成投资、人均治理废气完成投资上有较大载荷，涉及污染治理方面，可将其归结为环境绩效的环境治理因子。第二主成分在人均公园绿地面积、建成区绿化覆盖率、化肥施用强度上有较大载荷，涉及绿化和农业方面，可将归结为环境绩效的城镇绿化因子。第三主成分在人均二氧化硫排放量、人均氮氧化物排放量、人均烟（粉）尘排放量上有较大载荷，涉及污染排放方面，可将其归结为环境绩效的污染排放控制因子。第四主成分在生态用水占生活用水比率、粪便无害化处理率上有较大载荷，涉及生态环保方面，可将其归结为环境绩效的生态保护因子。第五主成分在人均治理固体废物完成投资、工业污染治理投资占GDP比重上有较大载荷，涉及规划实施方面，可将其归结为环境绩效的规划实施因子。第六主成分在废水排放总量、城市污水日处理能力上有较大载荷，涉及环境健康的水质方面，可将其归结为环境绩效的污水处理因子。第七主成分在森林覆盖率、水资源供求指数上有较大载荷，涉及森林资源和水资源方面，可将其归结为环境绩效的资源利用因子。

4. 成分得分系数矩阵

成分得分系数矩阵是计算最后的主成分变量终值的要素之一。用F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7代表七个主成分因子可得到成分得分系数矩阵，具体数据如表5所示。

5. 长江经济带环境绩效综合得分及排名

结合表5的成分得分系数矩阵，以七个主成分因子的方差贡献率为权重，对七个主成分因子进行加权求和，便可得到长江经济带各省市2016年的环境绩效的综合得分，如下表6所示。计算公式如下：

综合得分=F1×34.72%+F2×16.44%+F3×12.96%+F4×10.19%+F5×8.42%+F6×6.70%+F7×4.82%

首先，從得分排名来看，长江经济带东部地区三省市浙江（0.56）、江苏（0.46）、上海（0.40）的环境绩效综合得分位居前三位，中部地区四省中，安徽、湖北、江西的环境绩效得分为正，而湖南为负，西部地区四省的环境绩效综合得分均为负，其中，四川省的综合得分最低，为-0.85。东部区域三省市的经济发展程度较高，虽然经济发展给环境造成了较大的压力，但经济发展水平高也为处理环境问题提供了物质基础，人民的环保意识也较强，对环境的保护措施力度较大，因此环境绩效综合得分较高。西部地区经济发展水平较低，且近些年承接部分东部区域的产业转移，忽视了对环境的保护，无法取得经济增长与环境保护平衡，因而环境绩效较差，中部区域四省中多数省份的环境绩效评分介于东部区域与西部区域之间，这与该区域的经济发展水平与环境治理力度的实际情况也是相吻合的。其次，具体来看，影响长江经济带各省市环境绩效的优势因子差异较大。浙江省的优势因子在于环境治理方面，对污水的治理效果尤为明显。2016年，浙江省深入实施“811”生态文明建设计划，开展了治水、治气、治土“三大战役”，因此，环境治理因子得分最高。江苏省的优势因子在于污染排放控制和生态保护。近年来江苏省制定了严格的污染排放标准，控制纺织、造船、冶金、电子等工业污染物的排放，在生态保护方面取得了较好的效果。上海市的优势因子在于环境治理和城镇绿化。上海市在海绵城市建设工作成效显著，综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，加强环境治理和恢复工作，因而在环境治理和城镇绿化因子上具有较大的优势。安徽省的优势因子在于环境治理和资源利用。安徽省以绿色美好家园建设、绿色产业培育等六大工程为抓手，优化矿产资源开发利用布局，加强落实全省减排目标、环境监管，因而在环境治理和资源利用方面取得了一定的成效。江西省的优势因子在于生态保护和污水治理。江西省坚持生态综合整治，推进城乡污水处理工程，促进经济与生态协调发展，因而生态保护和污水治理因子得分较高。云南省的优势因子在于城镇绿化和生态保护。云南有独特的高原风光，因自然景观丰富且易受到破坏，所以云南特别注意生态保护和绿化建设，使得云南在城镇绿化和生态保护方面的优势较大。贵州省的优势因子在于生态保护。贵州自然景观丰富，注意生态保护，因而生态保护因子得分较高。最后，从综合成分矩阵和成分得分系数矩阵可知，环境治理因子和生态保护因子对环境绩效指数的高低发挥了最重要作用，污水处理和资源利用因子是多数省市的劣势因子。

四、 结论与建议

本文利用主成分分析法，基于长江经济带11个省市的相关数据，通过提取特征根大于1的七个主成分因子，评价了长江经济带环境绩效现状。研究表明：2016年长江经济带的环境绩效综合得分差距较大，浙江省综合得分最高，达 0.56，四川省综合得分最低，为-0.85。浙江省、江苏省、上海市的环境绩效综合得分位居前三，东部地区的环境绩效综合得分均为正，西部地区的环境绩效综合得分均为负。影响长江经济带各省市环境绩效的优势因子差异较大，环境治理因子和生态保护因子对环境绩效指数的高低发挥了关键影响，污水处理和资源利用方面所做明显不足。根据本文的研究结论，可以从以下三个方面入手提升环境绩效。第一，相互借鉴，因地制宜，提高环境绩效。七个主成分因子分别是不同省市的优势因子，因此，长江经济带的各省市应当加强交流，因地制宜的借鉴其他省市在优势因子方面的做法，以便整体上提高长江经济带的环境绩效。例如，上海市的海绵城市建设推进情况较好，其他省市借鉴上海的发展模式，因地制宜地探索出适合本地区的海绵城市建设模式。第二，扬优势、补短板，促进劣势因子转化。因环境治理和生态保护对环境绩效指数的贡献较大，长江经济带沿线各省市应当提高工业固体废弃物综合利用率、合理规划治理废水以及废气的投资并严格按照计划实施，提高生态用水占比、并加大对粪便无害化处理设施的投入，以便提高粪便无害化处理率，从而保持各省市环境绩效的优势因子。因污水处理和资源利用是多数省市的劣势因子，各省市则应当制定更加严格的污水排放标准，提高污水处理能力;合理规划、利用辖区内的有效资源，提高资源利用能力，将劣势因子转化为优势因子，从而改进各省市的环境绩效。第三，协同发展，突出重点，促进绿色发展。长江经济带各省市应当把保护和修复长江生态环境摆在首要位置，以生态优先、绿色发展为引领，整治长江生态环境、保护长江岸线，推动长江经济带高质量发展。上游成渝经济区要突出重点、标本兼治开展专项行动，在大力发展循环经济的基础上，加大污染防治力度，从源头上保护好长江经济带的生态环境。中游城市群应当突出生态保护和修复工作，加强湖泊、湿地、耕地保护，修复生态系统。下游长三角地区要以治理恢复为主，打好污染防治攻坚战，聚焦蓝天、碧水、净土三大保卫战，大力培育绿色环保产业。长江经济带所属上中下游各省市应协同发展，重点突破，提高长江经济带整体的环境绩效。

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