基于因子分析法及聚類(lèi)分析法的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力評(píng)價(jià)研究

馮穎　類(lèi)延忠　左太安　晏光進(jìn)

摘要：從區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的角度出發(fā)，結(jié)合山東省臨沂市各區(qū)縣實(shí)際情況，選取2009年山東省臨沂市各區(qū)縣的生產(chǎn)總值、農(nóng)民人均收入、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、污水處理廠集中處理率等19項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)建了臨沂市區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并利用因子分析和聚類(lèi)分析的方法對(duì)臨沂市13個(gè)區(qū)縣的可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：臨沂市各區(qū)縣的可持續(xù)發(fā)展能力存在明顯差距，兩極分化比較嚴(yán)重，蘭山區(qū)最強(qiáng)，河?xùn)|區(qū)最差，其他區(qū)縣居于一般水平。評(píng)價(jià)結(jié)果比較客觀地反映了臨沂市各區(qū)縣發(fā)展的具體實(shí)際，為提高其可持續(xù)發(fā)展的能力提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力；因子分析法；聚類(lèi)分析法；臨沂市

中圖分類(lèi)號(hào)：F061.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-291X（2012）20-0062-04

區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力是一種綜合實(shí)力，表現(xiàn)為一個(gè)區(qū)域的“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然”復(fù)合系統(tǒng)在既滿足當(dāng)代人的需要又不削弱子孫后代滿足其需要的能力[1]。區(qū)域是一個(gè)包括人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等子系統(tǒng)在內(nèi)的復(fù)雜的多層次的系統(tǒng)，因此，對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的研究與評(píng)價(jià)需要以系統(tǒng)觀為指導(dǎo)[2-3]?？沙掷m(xù)發(fā)展是一種系統(tǒng)的發(fā)展觀，系統(tǒng)性是其基本原則之一，要求子系統(tǒng)之間以及同一層次和不同層次之間協(xié)調(diào)、均衡發(fā)展，才能保證區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)[4-5]。可持續(xù)發(fā)展的基本內(nèi)容包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展和資源環(huán)境發(fā)展，因此，可以將可持續(xù)發(fā)展能力劃分為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能力、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展能力、資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力[6]。本研究以臨沂市為例，從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和資源環(huán)境等子系統(tǒng)的構(gòu)成要素出發(fā)建立區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用因子分析法和聚類(lèi)分析法等分析方法，對(duì)臨沂區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析，將該區(qū)域劃分為3個(gè)可持續(xù)發(fā)展能力等級(jí)。并結(jié)合實(shí)際情況，提出了相應(yīng)的建議與對(duì)策，為決策者制定合理的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)區(qū)域的健康可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

一、研究區(qū)概況

臨沂市位于山東省的東南部，地跨東經(jīng)117°24′～119°11′，北緯34°22′～36°22′，總面積17 186平方公里，是山東省面積最大的市?，F(xiàn)轄3區(qū)9縣和兩個(gè)開(kāi)發(fā)區(qū)，總?cè)丝? 011.4萬(wàn)。地勢(shì)西北高東南低，地形復(fù)雜，主要地形有山地、丘陵和平原。氣候?yàn)榕瘻貛Ъ撅L(fēng)大陸型氣候，全年平均氣溫14.0℃，多年平均降水量850毫米，四季分明，雨量充沛。土壤類(lèi)型主要以棕壤、褐土為主，森林覆蓋率達(dá)30.5%。礦產(chǎn)資源、動(dòng)植物資源豐富，分布廣泛。

二、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

1.研究方法。因子分析法和聚類(lèi)分析法[7]。因子分析法是利用降維的思想，在確保原始數(shù)據(jù)信息丟失最少的前提下，從一些具有錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系的因子或指標(biāo)中選擇少數(shù)幾個(gè)綜合因子的多元統(tǒng)計(jì)分析方法，并使數(shù)據(jù)得到最大的簡(jiǎn)化，這少數(shù)幾個(gè)不可觀測(cè)的假想變量稱為公因子。聚類(lèi)分析法是一種根據(jù)“物以聚類(lèi)”的原理，對(duì)樣品進(jìn)行分類(lèi)的多元統(tǒng)計(jì)分析方法。

本研究根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)多，樣本大的特點(diǎn)，首先選用因子分析，將原始評(píng)價(jià)指標(biāo)簡(jiǎn)化為少數(shù)幾個(gè)公因子，并采用公因子的貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，以臨沂市12個(gè)區(qū)縣的數(shù)據(jù)為樣本進(jìn)行臨沂市各區(qū)縣可持續(xù)發(fā)展能力的評(píng)價(jià)和排序。然后再運(yùn)用聚類(lèi)分析法對(duì)臨沂市12個(gè)區(qū)縣的可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行分類(lèi)，劃分等級(jí)。計(jì)算過(guò)程借助于統(tǒng)計(jì)軟件SPSS17.0完成。

2.評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建。影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的因素有很多，為了夠突出反映研究區(qū)的主要特點(diǎn)，對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)，必須選取最能反映臨沂地區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力的指標(biāo)，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。本研究依據(jù)數(shù)據(jù)收集的可行性、指標(biāo)間的可比性、各指標(biāo)的高度不相關(guān)性、和指標(biāo)間的分辨意義及顯著差異性等原則，采用空間變異分析和相關(guān)分析對(duì)指標(biāo)進(jìn)行篩選[8]。

Cvj=Sj/Xj（j=1，2，...，30）

式中:Cv——變異系數(shù)；Sj——標(biāo)準(zhǔn)差；Xj——均值。

將各區(qū)縣的原始數(shù)據(jù)代入上式，經(jīng)運(yùn)算后，將分辨意義差、相關(guān)系數(shù)大、可比性差的指標(biāo)去掉，最后從可持續(xù)發(fā)展能力的3個(gè)子系統(tǒng)入手，選擇最能反映臨沂地區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力的19影響因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。3個(gè)子系統(tǒng)為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能力（7項(xiàng)指標(biāo)）、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展能力（6項(xiàng)指標(biāo)）、資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力（6項(xiàng)指標(biāo)），共計(jì)19項(xiàng)指標(biāo)。原始數(shù)據(jù)來(lái)源于2010年臨沂市統(tǒng)計(jì)年鑒[9]。

三、評(píng)價(jià)過(guò)程

（一）因子分析

1.構(gòu)造因子變量。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS17.0對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中19項(xiàng)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，特征值大于1的公因子有3個(gè)，3個(gè)公因子的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為82.567（見(jiàn)表2），能夠較好地覆蓋全部指標(biāo)的信息，適合運(yùn)用因子分析法進(jìn)行分析。

2.旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣。從表3旋轉(zhuǎn)后的公因子載荷矩陣中可以得出，第1公因子在指標(biāo)X1、X4、X13、X7、X8、X9、X16、X5、X17、X10、X3、X18上載荷較大，因此可以定義為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的經(jīng)濟(jì)因子，在這個(gè)因子上的得分越高，該區(qū)縣的經(jīng)濟(jì)實(shí)力就越強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能力就越強(qiáng)；第2因子在指標(biāo)X19、X12、X11、X6、X2上載荷較大，可定義為社會(huì)環(huán)境因子，此因子得分越高說(shuō)明該區(qū)縣的社會(huì)環(huán)境越好；第3因子在指標(biāo)X14、X15上載荷大，據(jù)此可定義為資源因子，能夠說(shuō)明各區(qū)縣的資源利用狀況，對(duì)各區(qū)縣的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿τ幸欢ǖ念A(yù)示。

3.計(jì)算因子得分及其排序。各區(qū)縣公因子得分由統(tǒng)計(jì)軟件SPSS17.0計(jì)算得到（表4）。此外，以各公因子特征值方差貢獻(xiàn)率作為加重權(quán)數(shù)來(lái)反映臨沂市各區(qū)縣可持續(xù)發(fā)展能力的綜合評(píng)價(jià)得分，綜合模型為：

F=53.614F1+16.01F2+12.943F3

式中，F(xiàn)1、F2、F3分別為各區(qū)縣的公因子1、2、3的得分，F(xiàn)為綜合得分[10]，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

（二）聚類(lèi)分析

利用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS17.0對(duì)臨沂市各區(qū)縣評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行聚類(lèi)分析，得出聚類(lèi)結(jié)果（表4）。從聚類(lèi)分類(lèi)可以得出，臨沂市各區(qū)縣可持續(xù)發(fā)展能力分為3類(lèi)：第1類(lèi)是蘭山區(qū)，第2類(lèi)是羅莊區(qū)、沂南縣、郯城縣、沂水縣、蒼山縣、費(fèi)縣、平邑縣、莒南縣、蒙陰縣和臨沭縣，第3類(lèi)是河?xùn)|區(qū)。

（三）結(jié)果分析

由表4可以看出，在第1公因子上蘭山區(qū)、沂水縣、蒼山縣得分較高，說(shuō)明其經(jīng)濟(jì)實(shí)力遠(yuǎn)高于其他區(qū)縣，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)非常好；在第2公因子上蘭山區(qū)、河?xùn)|區(qū)、羅莊區(qū)得分最高，說(shuō)明其社會(huì)環(huán)境比較優(yōu)越；羅莊區(qū)、費(fèi)縣在第3公因子上得分最高，說(shuō)明其資源利用率高，資源的可持續(xù)利用能力強(qiáng)。從綜合得分上看，蘭山區(qū)得分最高，可持續(xù)發(fā)展能力最強(qiáng)，但其資源利用不合理，能耗比較大，對(duì)自身以后的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了威脅；河?xùn)|區(qū)得分最低，從當(dāng)前來(lái)看，可持續(xù)發(fā)展能力較弱，但其社會(huì)環(huán)境非常好，基礎(chǔ)設(shè)施比較完善，為以后經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供了條件。同時(shí)，根據(jù)聚類(lèi)分析的結(jié)果，結(jié)合區(qū)域發(fā)展的實(shí)際情況，將各區(qū)縣的可持續(xù)發(fā)展能力劃分為三個(gè)等級(jí)：蘭山區(qū)為第一等級(jí)，可持續(xù)發(fā)展能力最好；河?xùn)|區(qū)為第三等級(jí)，可持續(xù)發(fā)展能力最差；其他區(qū)縣為第二等級(jí)，可持續(xù)發(fā)展能力一般。

四、結(jié)論與討論

總結(jié)上述對(duì)臨沂市各區(qū)縣可持續(xù)發(fā)展能力的綜合評(píng)價(jià)，本研究可以得出：臨沂市各區(qū)縣之間可持續(xù)發(fā)展能力存在明顯的差異，可將各區(qū)縣按可持續(xù)發(fā)展能力的強(qiáng)弱分為三個(gè)層次：蘭山區(qū)最強(qiáng)，河?xùn)|區(qū)最弱，其他各區(qū)縣一般。區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力存在較強(qiáng)的兩極分化，在所有區(qū)縣中，可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng)的區(qū)縣很少，大部分區(qū)縣的可持續(xù)發(fā)展能力居于一般水平。各子系統(tǒng)對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的貢獻(xiàn)率存在差異，各區(qū)縣可持續(xù)發(fā)展能力的主要構(gòu)成也不同，不能只依靠經(jīng)濟(jì)來(lái)促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，還必須提高社會(huì)、資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展能力，各子系統(tǒng)之間的相對(duì)平衡對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

本研究采用因子分析法對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的影響因素進(jìn)行公因子提取及各區(qū)縣綜合得分的排名，然后再利用聚類(lèi)分析法從整體上對(duì)該地區(qū)各縣市的可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行等級(jí)分類(lèi)，評(píng)價(jià)結(jié)果較好地反映了臨沂市區(qū)域可持續(xù)的現(xiàn)實(shí)狀況，為提高其可持續(xù)發(fā)展能力提供了重要理論依據(jù)。

根據(jù)上述定量分析得出的結(jié)果，結(jié)合區(qū)域發(fā)展的具體實(shí)際，各區(qū)縣應(yīng)采取全面具體措施提高其可持續(xù)發(fā)展能力。在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，不能忽視社會(huì)、環(huán)境、人口的發(fā)展，要做到各子系統(tǒng)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能力落后的區(qū)縣，在不對(duì)社會(huì)、資源環(huán)境的發(fā)展帶來(lái)壓力的前提下，應(yīng)加快經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。各區(qū)縣應(yīng)發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，建立特色產(chǎn)業(yè)，注重節(jié)能環(huán)保，有效帶動(dòng)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。