京津冀及周边城市群空气质量与经济发展规模的关联性分析

张翠芝 安海岗 刘沅灵

【摘  要】论文运用空气质量指数（AQI）灰色关联分析法，分析京津冀及其周边城市空气质量与经济发展规模的关联性，旨在对空气质量与不同城市间经济规模因素的关联性进行分析。结果显示，除河北省空气质量与第一、二产业生产总值关联性较强外，北京市、山西省、山东省、河南省空气质量均与第一产业生产总值关联性较强。通过研究，建议各城市重视从农业上减轻空气污染，加强对务农人员做好环境保护宣传，切实做好病虫害的预防工作，达到用量少见效大的防治效果，同时各城市应加大对工业废气的检测力度并提高空气净化治理水平。

【Abstract】This paper analyzes the correlation between air quality and economic development scale of Beijing-Tianjin-Hebei and the surrounding cities by using the grey relation analysis method of air quality index （AQI）， aiming to analyze the correlation between air quality and economic scale factors among different cities. The results show that air quality in Beijing City， Shanxi Province， Shandong Province and Henan Province all have a strong correlation with the gross product of primary industry， except for Hebei Province， where air quality has a strong correlation with the gross product of primary and secondary industries. Through research， it is recommended that cities pay attention to reducing air pollution from agriculture， strengthen environmental protection publicity for farmers， and do a good job in the prevention of plant diseases and insect pests， so as to achieve the control effect of less consumption and greater effectiveness. At the same time， all cities should strengthen the detection of industrial waste gas， and improve the level of air purification and governance.

【关键词】京津冀;空气质量;灰色关联;经济发展

【Keywords】Beijing-Tianjin-Hebei; air quality; grey relation; economic development

【中图分类号】X22;F124.5                                             【文獻标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）07-0051-02

1 引言

随着京津冀地区经济的快速发展，环境污染问题逐渐走入大众视野，受到各界关注。自然环境既可以为社会经济发展提供物质基础和现实保障也可以制约社会经济的发展，同时社会经济的发展也影响着城市环境污染的治理能力。环境污染中空气质量问题备受关注，空气质量受到社会经济发展规模的影响。

国内外学者多从不同角度探寻空气质量的变化规律，部分学者基于关联角度，分析空气质量与城乡收入差距之间的关联[1];还有一些学者采用统计分析和空间分析等方法，针对空气质量的时空变化特征及其影响因素进行研究[2];在有关经济发展因素与空气质量的研究中，一些学者得出空气质量受到人口迁移、地理位置、经济发展、城市化水平等社会经济因素影响的结论[3]。论文主要对京津冀及周边城市空气质量与经济发展规模的关联性进行分析，采用灰色关联分析法，分析了京津冀及其周边地区的经济指标与空气质量指数（AQI）值之间的相关性，并对各城市的空气治理提供了科学建议。

2 研究区域与数据来源

空气质量指数是根据空气中的各种有机物成分含量占比将检测到的空气污染物浓度简化为单一概念性的指数表示形式，可直接利用该概念性指数把检测到的空气质量优劣程度进行分级计算表示，故论文主要采用AQI来分析城市的空气质量。论文的研究对象是京津冀及周边31个城市，分别是北京、天津、石家庄、保定、邯郸、邢台、唐山、沧州、廊坊、衡水、秦皇岛、张家口、承德、太原、大同、阳泉、晋中、长治、晋城、朔州、忻州、济南、德州、聊城、郑州、开封、安阳、焦作、濮阳、鹤壁、新乡。引用了2015年至2019年间的AQI值日数据，该数据选自空气质量在线监测平台。由于空气质量的延续性，可用前一天的数值和后一天的数值取平均代替缺失的数据。经济发展数据源于万德数据库，根据数据的可获得性和完整性，将第一、二、三产业生产总值、地区生产总值以及人均GDP等5项指标作为经济发展规模的影响因素。

3 灰色关联分析法

灰色关联分析法，又称“灰色关联度”，它是一种用来衡量各个因素之间相互关联程度的测量方法。该数据分析方法可广泛应用于测量和判断整体子系统在未来发展的变化趋势，确定因变量与自变量之间的数值关系，通过样本数据对各子系统中因素之间的数值关系进行描述，判断这些因素之间相互关联的程度。其具体计算过程包括以下五部分：

①确定参考序列和比较矩阵。

②原始数据无量纲化处理。

本文采用均值化法对原始数据进行无量纲处理，即将各个序列每年的统计值与整条序列的均值作比值。

③计算两级极大差和极小差。

④计算参考序列和比较序列对应指标的关联系数。

⑤计算关联度。

因为关联系数是参考序列与比较序列在其一时刻的相对差值，它的数值不止一个，不便于进行整体分析，因此利用比较序列与参考序列相对应关联系数的平均值表示自变量与因变量间的关联程度。

4 空气质量与经济规模因素的关联性分析

首先，利用Microsoft Excel和SPSS软件对空气质量数据和城市经济发展规模相关数据进行整理，然后结合灰色关联分析使用Matlab计算出空气质量与经济发展规模的关联度，以此进行关联分析。

根据分析结果可知，空气质量与地区生产总值关联较强的城市有石家庄、保定、沧州、承德、邯郸、唐山、邢台;空气质量与第一产业生产总值关联极强的城市有石家庄、鹤壁、开封;关联程度较强的有北京、保定、廊坊、唐山、邢台、郑州、安阳、濮阳、新乡、济南、太原、长治、大同、朔州、忻州、阳泉、天津、晋中;空气质量与第二产业关联较强的城市有保定、沧州、承德、邯郸、衡水、廊坊、邢台、张家口、鹤壁、濮阳、德州、大同、天津;空气质量与第三产业关联较强的城市有聊城、晋城、天津;空气质量与人均地区生产总值关联极强的城市有石家庄;关联较强的城市有沧州、承德、邯郸、邢台、张家口、鹤壁、濮阳、聊城、晋城、天津。

通过以上分析发现，在经济方面，河北的AQI值与第一、二产业生产总值的关联性较强，并且受第二产业影响最大。北京市、山西省、山东省、河南省空气质量均与第一产业生产总值关联性较强。第一产业主要指以农业为主，河北不仅拥有巨大的粮棉产量，还是重要的渔业产区。山东和河南农业发达，是当之无愧的农业大省。种植业、林业、畜牧业、渔业都属于山西的八大产业，可见其第一产业占比之大。第一产业对AQI值的影响体现在如下两方面，一方面是化肥农药的滥用，长期过量地使用化肥与农药无疑会对空气产生巨大污染;另一方面是农业废弃物污染，如露天秸秆的焚烧，其焚烧中产生的污染颗粒便会引发雾霾。

河北产业结构单一，多为传统的粗放型产业如采矿业、制造业等。2019年河北粗钢产量高达2.4亿吨，将近占全国总量的四分之一，位居第一。从能源消费量來看，河北省能源消费总量大，远超全国平均水平。除了工业上污染物高强度的排放外，河北大部分地区位于平原地带，所处地理位置和气候条件不利于空气中污染物的扩散，这也是加重河北空气污染的重要因素。河北大部分地区冬季寒冷干燥，气压低，空气不易流通，易形成雾霾天气，因此雾霾天气出现带有季节性特点，且冬季较常见。另外，河北人口众多，冬季居民大部分采用燃煤取暖，且大部分地区是火力发电，向空气中排放了大量的污染性气体，加重环境污染。

5 结论与建议

5.1 结论

为探索出空气质量与经济发展规模之间的关系，论文以京津冀及周边的31个城市为例，对其2015—2019年间的经济指标与AQI数据进行了整理归纳，并采用灰色关联分析法对各市的4项经济发展指标与AQI值进行了关联分析。结果表明，河北省空气质量与第一、二产业生产总值关联性较强，北京市、山西省、山东省、河南省空气质量均与第一产业生产总值关联性较强。

5.2 建议

论文研究城市大多来自农业大省，环境治理工作必须从底层抓起。政府应对务农人员做好环境保护宣传，推广秸秆粉碎或堆腐还田政策，加大秸秆焚烧惩罚力度;农药污染问题也不容轻视，政府应切实做好病虫害的预防工作，改进单一的用药方式，尽可能地达到用药量小、防治效果好的目的。此外，河北省能源消费结构不合理，政府应制定政策加大对清洁能源的综合利用，尤其是在冬季采暖季期间。

【参考文献】

【1】刘聪，李鑫.空气污染与城乡收入差距——基于健康视角的检验[J].统计与决策，2021（04）：100-103

【2】何振芳，郭庆春，刘加珍，等.河北省大气污染时空变化特征及其影响因素[J].自然资源学报，2021，36（02）：411-419.

【3】曹广忠，刘嘉杰，刘涛.空气质量对中国人口迁移的影响[J].地理研究，2021，40（01）：199-212.