中國生態(tài)工業(yè)園區(qū)的生態(tài)效益評價研究

王家庭 趙麗

[摘 要]選取全國26個由國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)轉(zhuǎn)變而來的生態(tài)工業(yè)園區(qū)，采用因子分析得出影響園區(qū)生態(tài)效益的經(jīng)濟因子、能耗因子、水耗因子及管理因子四個主成份，并對其綜合得分進行排序。采用聚類分析將26個園區(qū)大體分為4類，生態(tài)效益水平依次下降，并對其原因進行分析，進而提出相關政策建議。

[關鍵詞]生態(tài)工業(yè)園區(qū)；生態(tài)效益；因子分析；聚類分析

[中圖分類號]F062.2 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0461（2013）07-0041-06

一、引 言

黨的“十八大”報告中明確提出，要“大力推進生態(tài)文明建設”，“要把資源消耗、環(huán)境損害、生態(tài)效益納入經(jīng)濟社會發(fā)展評價體系”。在這種新的宏觀背景下，對我國生態(tài)工業(yè)園區(qū)的生態(tài)效益進行評價研究具有重要的現(xiàn)實意義。

長期以來，我國經(jīng)濟以一種高消耗、高污染的粗放型模式增長，引發(fā)了自然資源的短缺以及嚴重的環(huán)境污染。工業(yè)作為一國經(jīng)濟發(fā)展的基礎，必須走可持續(xù)發(fā)展的道路。生態(tài)工業(yè)園區(qū)是繼經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、高新技術產(chǎn)業(yè)園的第三代工業(yè)園，是工業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式。

生態(tài)工業(yè)園區(qū)（EIPs）是以清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟及工業(yè)生態(tài)學原理為基礎而建立的一種新型工業(yè)園區(qū)，它遵從循環(huán)經(jīng)濟的減量（Reduce）、再用（Reuse）、循環(huán)（Recycle）3R原則，通過模擬自然系統(tǒng)中的“生產(chǎn)者—消費者—分解者”的循環(huán)途徑，實現(xiàn)物質(zhì)閉環(huán)循環(huán)和能量多級利用，最終達到物質(zhì)、能量的最大利用[1]。

與傳統(tǒng)的工業(yè)園相比，生態(tài)工業(yè)園區(qū)在努力實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時，更多地關注資源的高效利用并盡可能減少污染，使其生態(tài)效益最大化。

國外研究方面，Robert A.Frosch和Nichlas E.Gallopoullos（1989）[2]、Jouni Korhonen（2000）[3]、David Gibbs和Paudine Deutz（2007）[4]等，從不同角度論述了工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)特征，為生態(tài)工業(yè)園區(qū)的評價奠定了基礎。對于生態(tài)工業(yè)園區(qū)評價這一問題，國內(nèi)學者也已作了不少研究。其中大部分學者均是以生態(tài)工業(yè)園區(qū)需具備的基本條件及評價目標等原則為基礎，從經(jīng)濟、管理、環(huán)境和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展等方面建立評價指標體系（元炯亮（2003）[5]；黃海風、張宏華、蔡文祥等（2005）[6]；李強（2006）[7]。也有一些學者選取的方法及視角較為新穎，如黃鵾、陳森發(fā)、周振國等（2004）[8]采用頻度分析法和理論分析法，從園區(qū)發(fā)展水平、發(fā)展能力和發(fā)展協(xié)調(diào)度3個角度，構(gòu)建了相對完整的生態(tài)工業(yè)園區(qū)指標體系，并指出生態(tài)工業(yè)園區(qū)評價指標體系應該完善信息采集、監(jiān)測方法。

從總體上看，生態(tài)工業(yè)園區(qū)評價指標體系傾向于從經(jīng)濟、管理、環(huán)境、生態(tài)4個方面采用定性與定量相結(jié)合的方法構(gòu)建評價體系。但由于研究尚未步入成熟階段，以往研究也存在一些問題，如在評價指標的選取上表現(xiàn)出較多的重疊性，不能完全反應出評價的真實性。

二、研究方法

本文采取因子分析和聚類分析作為主要研究方法，選取影響生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)效益的主因子，并由此得到綜合因子得分從而進行排序；此外，通過聚類分析方法將各個園區(qū)以生態(tài)效益大小進行聚類。

因子分析是指從研究指標相關矩陣內(nèi)部的依賴關系出發(fā)，把一些信息重疊、具有錯綜復雜關系的變量歸結(jié)為少數(shù)幾個不相關的綜合因子的一種多元統(tǒng)計分析方法?；舅枷胧牵焊鶕?jù)相關性大小把變量分組，使得同組內(nèi)的變量之間相關性較高，但不同組的變量不相關或相關性較低，每組變量代表一個基本結(jié)構(gòu)——即公共因子[9]。各綜合因子F的權(quán)重是根據(jù)其方差貢獻率大小而確定，方差越大，其所占權(quán)重越大；反之，方差越小，其所占權(quán)重越小。

因子分析步驟如下：①對數(shù)據(jù)樣本進行標準化處理；②計算樣本的相關矩陣R；③解特征方程R-λE=0，計算特征值和特征向量，取累積貢獻度不少于80%的前K個主成分代替原來的m個指標，計算因子載荷矩陣A；④對因子載荷矩陣A進行最大正交旋轉(zhuǎn)變換；⑤計算第j個公因子的得分Fj，并以其貢獻度為權(quán)重，對F1、F2、……、Fk進行加權(quán)計算，從而得到綜合因子得分F，并根據(jù)綜合因子得分對所評價內(nèi)容進行排序。

聚類分析是一種將研究對象分為相對同質(zhì)的群組的統(tǒng)計分析技術多元統(tǒng)計分析方法。聚類分析也叫分類分析或數(shù)值分類，它是應用最為廣泛的分類技術。通過聚類分析，可將性質(zhì)相近的個體歸為一類，將性質(zhì)差異較大的個體歸為不同類，從而使類內(nèi)個體具有較高的同質(zhì)性、類間個體具有較高的異質(zhì)性。

系統(tǒng)聚類法是聚類分析中最常用最基本的分析方法。聚類分析在對數(shù)據(jù)變換處理的基礎上，根據(jù)表明樣本間關系密切程度的聚類統(tǒng)計量，運用一定的聚類方法進行聚類，如最短距離法，最長距離法，中間距離法、重心法、離差平方和法等，本文采用離差平方和（Ward）法進行聚類。

三、數(shù)據(jù)來源與變量說明

由于目前我國生態(tài)工業(yè)園區(qū)建設還未步入成熟階段，還未形成完整的生態(tài)工業(yè)園區(qū)年鑒，筆者所用數(shù)據(jù)主要來源于中國開發(fā)區(qū)年鑒2008。

根據(jù)以往學者的評價目標和指標體系構(gòu)建原則，以國家環(huán)境保護總局出臺的綜合類生態(tài)工業(yè)園區(qū)的考核指標體系為基礎，從經(jīng)濟和環(huán)境兩個系統(tǒng)出發(fā)，構(gòu)建了含經(jīng)濟發(fā)展、循環(huán)利用、環(huán)境保護和綠色管理4個方面9項具體指標的生態(tài)環(huán)境效益評價指標體系（見表1），以此指導園區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

從2007年53個國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)中選取26個截至2011年12月通過驗收批準命名或批準建設的國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)，選用其2007年工業(yè)增加值、地方一般預算收入、單位工業(yè)增加值能耗、單位工業(yè)增加值新鮮水耗、單位生產(chǎn)總值化學需氧量（COD）排放量、單位生產(chǎn)總值SO2排放量、是否國家循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)試點園區(qū)、全區(qū)是否通過ISO14000認證、期末通過ISO14000認證的規(guī)模以上企業(yè)數(shù)9個指標進行實證分析。

所選數(shù)據(jù)均直接摘自《中國開發(fā)區(qū)年鑒2008》，是由原始數(shù)據(jù)經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)，代表各項評價分類指標的得分。

具體指標的設置具有以下特征：

指標X1和X2用以衡量園區(qū)的宏觀經(jīng)濟條件，以代表經(jīng)濟發(fā)展的水平。

指標X3用以衡量整個生態(tài)工業(yè)園區(qū)的節(jié)能水平。該指標主要考核園區(qū)每單位工業(yè)增加值消耗能源資源（包括電力、燃氣、燃油、煤炭）的情況。

指標X4和X5用以衡量水資源的使用情況及水污染狀況。

指標X6用以衡量硫排放情況，主要考核大氣污染程度。

指標X7、X8、X9是衡量園區(qū)企業(yè)清潔生產(chǎn)實現(xiàn)程度、綠色制造推進程度以及園區(qū)管理水平的重要參考。該指標主要考核園區(qū)企業(yè)環(huán)境管理水平。

四、實證結(jié)果分析

筆者以SPSS軟件作為統(tǒng)計分析工具。在進行因子分析前，采用KMO檢驗和Bartlett球體檢驗來判斷觀測數(shù)據(jù)是否適合作因子分析。結(jié)果表明，變量的KMO值為0.649，Bartlett球體檢驗的卡方值為104.707，其P值為0，因此樣本數(shù)據(jù)適宜做因子分析。采用主成份分析法提取因子，前4個因子的特征值分別為3.681、2.076、0.909和0.821，其方差貢獻度分別為40.898%、23.063%、10.102%和9.118%，4者的累積貢獻度達到83.181%，信息損失為16.819%。

由表2可以看出：工業(yè)增加值（X1）、地方一般預算收入（X2）、是否國家循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)試點園區(qū)（X7）3個變量在因子F1上的載荷值較高，反映了生態(tài)工業(yè)園區(qū)的外在宏觀經(jīng)濟條件，我們將F1命名為經(jīng)濟因子；單位工業(yè)增加值能耗（X3）、單位生產(chǎn)總值化學需氧量（COD）排放量（X5）、全區(qū)是否通過ISO14000認證（X8）3個變量在因子F2上的載荷值較高，反映了生態(tài)工業(yè)園區(qū)的能耗水平，我們將因子F2命名為能耗因子；單位工業(yè)增加值新鮮水耗（X4）、單位生產(chǎn)總值SO2排放量（X6）兩個變量在因子F3上的載荷值較高，反映了生態(tài)工業(yè)園區(qū)的水耗水平，我們將因子F3命名為水耗因子；期末通過ISO14000認證的規(guī)模以上企業(yè)數(shù)（X9）在因子F4上的載荷值較高，反映了生態(tài)工業(yè)園區(qū)的綠色管理水平，我們將因子F4命名為管理因子。這4個因子基本概括了生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)效益的各方面，可用于科學、有效地評價26個生態(tài)工業(yè)園區(qū)的生態(tài)效益。

根據(jù)表3，因子F1、F2、F3和F4的得分表達式如下：

F1=0.238X1+0.281X2-0.112X3-0.2X4+0.143X5+0.226X6+0.590X7-0.229X8-0.063X9 （1）

F2=-0.057X1-0.035X2+0.465X3-0.052X4+0.523X5-0.2X6-0.091X7+0.37X8-0.114X9 （2）

F3=0.044X1-0.2X2-0.074X3+0.52X4-0.179X5+0.663X6+0.044X7-0.073X8-0.009X9 （3）

F4=0.226X1+0.12X2+0.004X3+0.285X4-0.402X5-0.258X6-0.318X7+0.287X8+0.629X9 （4）

然后，以主因子的方差貢獻度為權(quán)重，計算26個生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)效益的因子得分，其計算公式為：F=0.40898F1+0.23063F2+0.10102F3+0.09118F4

（5）

最終得出26個生態(tài)工業(yè)園生態(tài)效益的因子得分及排序見表4。

從表5中的主因子綜合得分可以看出，天津（省略“經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)”，下同）、廣州、蘇州工業(yè)園區(qū)的生態(tài)效益居于領先地位，大連、漕河涇、煙臺緊隨其后，閔行、昆山、上海金橋略遜一籌，南京、武漢、南昌的生態(tài)效益處于中游，北京、長沙、杭州、福州、西安、合肥、南通的生態(tài)效益處于中下游水平，青島、溫州生態(tài)效益相對較弱，昆明、鄭州、蕭山、寧波、貴陽在26個生態(tài)工業(yè)園區(qū)中生態(tài)效益最差。

從經(jīng)濟因子F1的得分來看：排名前5名的是天津、蘇州工業(yè)園區(qū)、上海漕河涇、廣州、煙臺，它們主要得益于所在城市的經(jīng)濟發(fā)展水平；排名后5名的是南京、杭州、福州、蕭山、溫州，它們在經(jīng)濟因子方面與其他城市相比相對較弱。

從能耗因子F2的得分來看：排名前5位的是南京、上海閔行、武漢、長沙、南昌，這反映出這5個生態(tài)工業(yè)園區(qū)的能耗較低，資源利用率高；排名后5位的是昆明、貴陽、鄭州、蕭山、寧波，這些生態(tài)工業(yè)園區(qū)能源耗費多，單位生產(chǎn)總值化學需氧量較高，資源利用水平較為低下。

從水耗因子F3的得分來看：排名前5位的是溫州、南京、天津、寧波、大連，這些生態(tài)工業(yè)園區(qū)的硫排放較低，環(huán)境保護較好；排名后5位的是蘇州工業(yè)園、上海漕涇河、煙臺、貴陽、青島，可能是由于工業(yè)的發(fā)展，它們的水耗較多，硫排放量較大，環(huán)境污染較為嚴重。

從管理因子F4的得分來看：排名前5位的是天津、廣州、蘇州工業(yè)園、大連、上海漕涇河，期末通過ISO14000認證的規(guī)模以上的企業(yè)數(shù)較多，綠色管理水平較強；排名后5位的是昆明、鄭州、蕭山、寧波、貴陽，這些生態(tài)工業(yè)園區(qū)的綠色管理水平嚴重不足。

通過因子分析，我們得到了26個生態(tài)工業(yè)園區(qū)的生態(tài)效益水平及排名。下面，筆者通過聚類分析揭示包含在因子中的、反映26個園區(qū)生態(tài)效益的個性與共性特征的信息。

我們以通過因子分析得到的4個因子（即經(jīng)濟因子、能耗因子、水耗因子、管理因子）為變量，利用SPSS統(tǒng)計軟件，針對26個生態(tài)工業(yè)園區(qū)的生態(tài)效益水平，對26個生態(tài)工業(yè)園區(qū)進行聚類，采用系統(tǒng)聚類法分析。通過離差平方和法計算類與類之間的距離，使得同類生態(tài)工業(yè)園區(qū)間的離差平方和較小，而類與類之間離差平方和較大。

結(jié)果顯示，聚類結(jié)果和綜合因子得分排序結(jié)果的基本趨勢是一致的。然而，聚類分析是以樣本間的距離（離差平方和）作為分析依據(jù)的，將“距離”較近的對象劃為一類，而非通過分別計算各樣本的得分來做比較，這樣劃為同一類的對象具有更多的相似之處，因此聚類結(jié)果更為科學。

通過系統(tǒng)聚類法得到的分層結(jié)果見表5，由A類到D類呈現(xiàn)出生態(tài)效益依次減弱的趨勢。

為得到每類生態(tài)工業(yè)園區(qū)的類特征，取整體（26個園區(qū)）及各類（A類、B類、C類、D類）生態(tài)工業(yè)園區(qū)的因子均值，得到結(jié)果見表6。由表6可知，A類生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)效益水平高主要是由其經(jīng)濟因子決定的，這主要依托了其宏觀經(jīng)濟條件的發(fā)展狀況。B類生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)效益較高主要是由其管理因子決定的，即園區(qū)比較注重對于環(huán)境的綠色管理，因此園區(qū)的整體生態(tài)效益較高。C類生態(tài)工業(yè)園區(qū)在4類因子方面均沒有較為突出的優(yōu)勢，整體生態(tài)效益水平一般。D類生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)效益較差，我們從表6可以看出其水耗因子得分非常低，即在水資源利用方面存在較大的缺陷，而在其他方面又不具備明顯優(yōu)勢，因此導致園區(qū)的整體生態(tài)效益水平很低。

五、結(jié)論及建議

通過上述分析，本文主要得到以下結(jié)論：

①通過主成份分析法，提取出經(jīng)濟因子、能耗因子、水耗因子以及管理因子，這4個因子基本概括了生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)效益的各方面，可用于科學、有效地評價生態(tài)工業(yè)園區(qū)的生態(tài)效益。②通過聚類分析法，將26個生態(tài)工業(yè)園區(qū)大體分為4類，以蘇州工業(yè)園區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)、天津經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)、廣州開發(fā)區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)為代表的A類園區(qū)生態(tài)效益總體最高；昆山經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)、寧波經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)、蕭山經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)生態(tài)效益較高；包括南京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、南通經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)在內(nèi)的15個園區(qū)整體生態(tài)效益水平一般；青島經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)、貴陽經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)生態(tài)效益最差。③究其原因，A類園區(qū)主要依托了其宏觀經(jīng)濟條件的發(fā)展；B類園區(qū)由于較為注重對于環(huán)境的綠色管理，其生態(tài)效益水平較高；C類園區(qū)在各方面均沒有較為突出的優(yōu)勢，其生態(tài)效益水平一般；D類園區(qū)在水資源利用方面存在較大的缺陷，且在其他方面也并無優(yōu)勢可言，故生態(tài)效益水平最低。

基于以上研究結(jié)論，結(jié)合黨的“十八大”報告精神，我們提出如下政策建議：

1.穩(wěn)步實現(xiàn)生態(tài)工業(yè)建設和經(jīng)濟建設的融合

切實做到經(jīng)濟的又好又快發(fā)展，為生態(tài)工業(yè)園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供有利的條件，使其在宏觀經(jīng)濟背景的依托下實現(xiàn)較大的生態(tài)效益。充分發(fā)揮政府資金導向作用，采取財政補貼、稅收優(yōu)惠、貸款貼息等政策，吸引各類資金投資于生態(tài)工業(yè)，建立起多元化投資機制，將生態(tài)工業(yè)建設與經(jīng)濟建設相融合，實現(xiàn)二者的共同提升。

2.轉(zhuǎn)變資源利用方式，構(gòu)建生態(tài)文明社會

在工業(yè)生態(tài)學的指導下，使園區(qū)內(nèi)形成一個模擬自然生態(tài)系統(tǒng)的封閉體系，令一個企業(yè)產(chǎn)生的廢料成為另一企業(yè)的原料，有步驟地回收和利用生產(chǎn)和消費過程中產(chǎn)生的廢物和副產(chǎn)品，力圖實現(xiàn)水、能源等的最大效用。同時開展清潔生產(chǎn)工作，從源頭上控制污染，避免使用有毒有害原料及降低廢物排放量與毒性。

3.加強制度建設，嚴格落實對于園區(qū)的環(huán)境管理

按照環(huán)境管理標準的要求嚴格組織園區(qū)內(nèi)的企業(yè)進行生產(chǎn)，對于污染較重且無法得到有效治理的項目，堅決不能批準其進入園區(qū)。制定更加優(yōu)惠的政策，鼓勵企業(yè)開辟專門的實驗研究區(qū)域，在實踐中研究針對園區(qū)環(huán)境管理的新技術，并進一步加大同高等院校、科研院所的聯(lián)系，爭取引進更多研發(fā)中心入園。

4.樹立生態(tài)工業(yè)理念，鼓勵更多生態(tài)工業(yè)園區(qū)的建設

加強生態(tài)文明宣傳教育，增強全民節(jié)約、環(huán)保及生態(tài)意識，全方位貫徹生態(tài)工業(yè)理念，調(diào)動各方積極進行生態(tài)工業(yè)園區(qū)的建設，營造一個健康、文明的工業(yè)氛圍。

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An Evaluation of the Eco-industrial Parks Ecological Benefit in China

Wang Jiating ，Zhao Li

（Research Center of China Urban and Regional Economies， Nankai University， Tianjin 300071， China）

Abstract： This paper choose twenty-six eco-industrial parks （EIPs） which were transformed from former national-level economic and technological development zone and use factor analysis method to acquire four factors， including economic factor， energy consumption factor， water consumption factor and management factor， which influence the ecological benefit of the EIPs. Then we rank the comprehensive scores of the factors. Next we used cluster analysis method to sort the 26 EIPs to 4 classes whose ecological benefit level declines in turn and explored the reason. Finally we put forward relevant policy recommendations.

Key words： eco-industrial parks （EIPs）；ecological benefit；factor analysis；cluster analysis