基于變異系數(shù)的杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展研究

楊　陽

(河海大學 公共管理學院,南京　211100)

?

基于變異系數(shù)的杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展研究

楊陽

(河海大學 公共管理學院,南京211100)

從系統(tǒng)論角度出發(fā)，結合杭州市發(fā)展現(xiàn)狀并采取專家咨詢法，建立杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的指標體系。運用主成分分析法，分別計算杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟4個子系統(tǒng)的綜合評價得分，進一步運用變異系數(shù)協(xié)調度模型來測算杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調度，結果表明2000年～2009年協(xié)調度呈波動上升趨勢，2010年后協(xié)調度趨于平穩(wěn)，但4個子系統(tǒng)間的協(xié)調發(fā)展仍面臨不小壓力。

人口；資源；環(huán)境；經(jīng)濟；協(xié)調發(fā)展

1　引　言

自20世紀中葉以來，可持續(xù)發(fā)展成為全世界面臨的共同話題。從系統(tǒng)論角度出發(fā)，人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟作為一個整體的系統(tǒng)，評價系統(tǒng)協(xié)調度系數(shù)是可持續(xù)發(fā)展的基礎。目前，國內外對于人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟等多系統(tǒng)的協(xié)調性評價研究很多。在研究區(qū)域上，對我國西北、西南、東北等環(huán)境較為脆弱地區(qū)的研究較多，多涉及流域、草原等[1-2]。在具體指標體系的設計上，學者間存在的差異也較大，例如，楊士弘(1994)將系統(tǒng)協(xié)調性定位為人口與資源環(huán)境間的協(xié)調[3]；曹舒蕾(2010)等設計成資源、環(huán)境、經(jīng)濟三個系統(tǒng)的協(xié)調[4]；童玉芬(2013)設計為人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟四個系統(tǒng)間的協(xié)調[5]；此外，還有學者設計為人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟和社會五系統(tǒng)間的協(xié)調(陳穎，2007)[2]，等等。總體而言，在系統(tǒng)協(xié)調評價方面，研究取得了很多成果。但也存在一些不足，例如在構建指標體系時，具體指標的選取較為隨意，權重分配客觀性不足等。此外，對于東部發(fā)達省份、地區(qū)的研究較少，且未能對這些地區(qū)人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展狀況的長期動態(tài)變化進行分析。

杭州市地處長三角南翼，是東部發(fā)達地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平最高的城市之一。改革開放以來，二三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，經(jīng)濟運行良好，外來人口流入規(guī)模不斷擴大，人口密度也急劇增加，對資源、環(huán)境帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。本文基于杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，從系統(tǒng)論出發(fā)，建立協(xié)調發(fā)展的綜合評價指標體系，運用主成分分析法和變異系數(shù)協(xié)調度模型來計算整體系統(tǒng)的綜合評價得分，并分析子系統(tǒng)間的協(xié)調度系數(shù)，并分析協(xié)調度上升與下降的原因、提出建議，以期進一步提升杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展水平，并為其他東部發(fā)達地區(qū)人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展指標體系設計、協(xié)調度測算提供參考。

2　研究方法

首先，利用主成分分析對評價指標進行降維，實現(xiàn)對各個年份杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟綜合發(fā)展水平的計算；其次，利用采用變異系數(shù)協(xié)調度模型來測算歷年杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調系數(shù)，根據(jù)協(xié)調度計算結果實現(xiàn)杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟的協(xié)調分析[5]。

2.1主成分分析方法

假設X1,X2,...,Xn為經(jīng)過標準化處理的原始指標，經(jīng)過主成分分析后得到的指標為Y1,Y2,...,Ym，兩者之間滿足的關系為，

其中，λ1,λ2,...,λp為X協(xié)方差矩陣Σ的特征值，(a1j,a2j,...,apj),(j=1,2,...,m)為對應的特征向量。

因此，在該步驟中，利用主成分分析，分別將歷年杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟四個子系統(tǒng)的評價指標進行降維，并利用降維后的結果對原始數(shù)據(jù)進行表示，得到降維后的時間序列，作為各個子系統(tǒng)的指標表示。

2.2變異系數(shù)協(xié)調度模型

3　杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟子系統(tǒng)指標體系的建立

3.1杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀

杭州市是我國經(jīng)濟最為發(fā)達的特大城市之一，2015年全市GDP總量達10 053.58億元，比2014年增長了10.12%，是全國第10個進入“萬億”方針的城市。人均生產(chǎn)總值達112 268元，較上年增長9.1%，在2015年全國城市人均GDP中居于第九位。經(jīng)濟實力不斷上升的同時，杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的問題也日益突出。

作為長江三角洲重要中心城市和中國東南部交通樞紐，杭州每年吸引大量外來流動人口。2000年杭州市常住人口為701.7萬人，截止到2014年，常住人口增長至889.2萬人，城市密度也由375人/km2增長至536人/km2。其中，60歲及以上人口占人口的比例由2000年的12.45%增長至2014年的20.25%，增長了近8%，人口老齡化速度快速上升。人均預期壽命也大幅上漲，到2014年已達到81.56歲。在城鎮(zhèn)化水平方面，人口城鎮(zhèn)化率則是由2000年的26.52%快速增長至56.48%，年均增長率達3.16%。

作為國際歷史文化名城和國內著名的旅游城市，環(huán)境對于杭州市的發(fā)展較為關鍵，且要求較高的資源利用效率。截至2014年，杭州市萬元GDP能耗已由2000年的1.28噸標準煤降低至0.48噸標準煤，二氧化硫濃度平均值為0.021mg/m3，空氣質量達標。工業(yè)廢水排放達標率和污水處理率分別為98.32%和93.9%。此外，隨著產(chǎn)業(yè)結構調整，杭州市人人均建設用地面積增長較快，已由2000年的24.25m2/人增長至2014年的55.690m2/人，人均公園綠地面積也在不斷擴大，由2000年的1.3m2/人增加至2014年的7.09m2/人。

3.2指標體系的建立

從系統(tǒng)論角度出發(fā)，資源、環(huán)境子系統(tǒng)為人口和經(jīng)濟活動的自然條件，為自然子系統(tǒng)。人口、經(jīng)濟子系統(tǒng)從資源中獲取生產(chǎn)資料，享受環(huán)境提供的生產(chǎn)空間，同時向自然排放廢棄物，自然對于廢棄物進行凈化。因而，當人口和經(jīng)濟對自然的消耗與其在生能力持平(即等于或小于)時，系統(tǒng)保持穩(wěn)定；反之，系統(tǒng)則會崩潰。

本研究基于綜合性、客觀性、協(xié)調性及可操作性的原則，結合杭州具體狀況，在人口子系統(tǒng)評價指標的選取方面，主要考慮人口規(guī)模、人口結構、人口素質三個方面選取變量，除了城市發(fā)展普遍指標外，考慮到杭州市高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，將萬人發(fā)明專利擁有量作為指標納入考核；資源子系統(tǒng)方面，考慮經(jīng)濟規(guī)模、生產(chǎn)與消費、生態(tài)保護三個方面選取指標變量，杭州市作為著名的旅游城市，人均公共(園)綠地面積作為重要指標變量納入體系范圍；環(huán)境子系統(tǒng)方面，考慮污染物排放和環(huán)境治理兩個方面；經(jīng)濟子系統(tǒng)方面，考慮到杭州市二三產(chǎn)業(yè)比重較高，經(jīng)濟較為發(fā)達，從經(jīng)濟發(fā)展水平、經(jīng)濟結構、經(jīng)濟推動力三個方面選取變量。此外，指標體系設計還咨詢了相關專家，最終選取以下21個指標來衡量杭州人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟的協(xié)調發(fā)展程度，如表1所示。

表1　杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展評價指標體系

注：正負號表示該指標的屬性，“+”表示正向指標，“-”表示負向指標。

4　杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的實證分析

本文將杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟的協(xié)調發(fā)展作為一個總體系統(tǒng)，并將分系統(tǒng)分為人口子系統(tǒng)、資源子系統(tǒng)、環(huán)境子系統(tǒng)、經(jīng)濟子系統(tǒng)。

4.1數(shù)據(jù)收集

根據(jù)《浙江省統(tǒng)計年鑒》、《杭州市統(tǒng)計年鑒》、杭州市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報等，對2000年～2014年杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟子系統(tǒng)的21個指標數(shù)據(jù)進行收集，以人口子系統(tǒng)的常住人口密度為例，得到的數(shù)據(jù)收集結果如圖1所示。

圖1　杭州市2000～2014年常住人口密度Fig.1　Hangzhou resident population density in 2000～2014

4.2杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟綜合發(fā)展水平分析

利用SPSS進行主成分分析，對各個子系統(tǒng)評價指標進行降維，實現(xiàn)對杭州市人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟的綜合發(fā)展水平分析。

人口子系統(tǒng)第一主成分特征值為5.585，方差貢獻率為93.079%，能解釋6個原始指標93.079%的變異情況，故第一項為主成分；資源子系統(tǒng)第一主成分特征值為2.921，方差貢獻率為73.023%，第二主成分特征值為1.002，方差貢獻率為25.046%，前兩個主成分共同解釋4個指標98.069%的變異情況；同理，環(huán)境子系統(tǒng)和經(jīng)濟子系統(tǒng)分別提取兩個、一個主成分(見表2)。

表2　人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟主成分分析特征值和方差貢獻率

根據(jù)SPSS17.0輸出結果的成分得分系數(shù)矩陣來計算每一個主成分表達式，用Fij來表示第i個子系統(tǒng)提取出第j個主成分，主成分Fij是各個子系統(tǒng)中標準化后的指標數(shù)據(jù)變量的線性組合，主成分Fij的表達式如表3所示。

表3　人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟子系統(tǒng)主成分模型表達方式

如果把各個主成分的貢獻率用矩陣Z表示的話，那么各個子系統(tǒng)的綜合得分計算公式表示為：

由各個子系統(tǒng)主成分的方差貢獻率構建人口(U1)、資源(U2)、環(huán)境(U3)和經(jīng)濟(U4)子系統(tǒng)的評價模型：

U1=0.930 79F11

U2=0.730 23F21+0.250 46F22

U3=0.496 70F31+0.283 67F32

U4=0.813 64F41

經(jīng)計算，人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟子系統(tǒng)綜合評價得分如表4所示。

表4　人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟綜合評價得分

4.3杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調度計算

根據(jù)變異系數(shù)協(xié)調度公式來計算杭州市2000年～2014年人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟子系統(tǒng)的協(xié)調度系數(shù)，如表5所示。

表5　杭州市2000年～2014年人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展系數(shù)

根據(jù)協(xié)調系數(shù)發(fā)展系數(shù)計算結果，可以得到杭州市2000年～2014年人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調度的時間序列趨勢，如圖2所示。

圖2　杭州市2000年～2014年人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調度趨勢圖Fig.2　Hangzhou Population, Resources, Environment and Economy Coordination trend in 2000～2014

5　杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調度結果分析

如圖2所示，杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調度呈上升趨勢，協(xié)調指數(shù)從2000年的0.427上升到2014年的0.815，系統(tǒng)協(xié)調狀況向好發(fā)展。杭州市人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調度變化可以分為兩個階段：

第一階段(2000年～2009年)：波動上升。具體可細分為兩部分：第一部分，2000年～2002年，快速上升，由0.427上升至0.772，在這一時期，人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟均呈現(xiàn)良好的增長趨勢，由不協(xié)調上升到中等協(xié)調。第二部分，2003年～2009年，協(xié)調度先大幅下降后緩慢上升。大幅下降原因為：

(1)這一時期經(jīng)濟子系統(tǒng)快速發(fā)展，使得各子系統(tǒng)間的差距越來越大，協(xié)調度下降。

(2)人口、環(huán)境、經(jīng)濟子系統(tǒng)都良性運行的態(tài)勢下，資源子系統(tǒng)的得分卻在下降，難以與其他子系統(tǒng)發(fā)展相匹配。其中，人均水資源總量下降，人均公共(園)綠地面積水平低，難以滿足這一時期大量流動人口涌入的發(fā)展需求。

后期緩慢上升的原因：各子系統(tǒng)得分均呈現(xiàn)良好的趨勢，與此同時，杭州市二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)業(yè)結構與就業(yè)結構得以改善，經(jīng)濟對環(huán)境的依賴程度減輕，對于環(huán)境的壓力也隨之變小。

第二階段(2010年～2014年)：趨于平穩(wěn)。這一時期協(xié)調度始終保持在0.80～0.89區(qū)間內，處于良好協(xié)調水平。原因為：這一時期經(jīng)濟子系統(tǒng)發(fā)展迅猛，人口子系統(tǒng)發(fā)展次之，均呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢，資源子系統(tǒng)與環(huán)境子系統(tǒng)發(fā)展速度較之趨緩，但總體協(xié)調度趨于穩(wěn)定。具體原因為：

(1)人口子系統(tǒng)發(fā)展的快速提高得益于青壯年勞動力涌入稀釋了老齡化程度，提升城鎮(zhèn)化水平，協(xié)調了人口結構；人均預期壽命、萬人發(fā)明專利擁有量都有了不同程度的提高，人口素質得以提升，促進了人口子系統(tǒng)的發(fā)展，但人均受教育年限程度仍不高，難以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。

(2)資源子系統(tǒng)得分相對較低，人均農(nóng)作物播種面積、人均公園綠地面積等指標趨于穩(wěn)定水平。環(huán)境子系統(tǒng)與資源子系統(tǒng)一致，由于人口與經(jīng)濟發(fā)展水平出現(xiàn)了較大的波動，環(huán)境和資源略有滯后，但總體趨于穩(wěn)定。

(3)經(jīng)濟的高速發(fā)展，也不可避免的為資源和環(huán)境子系統(tǒng)的發(fā)展造成壓力，尤其是在人口的生產(chǎn)與消費、環(huán)境治理與生態(tài)保護方面。

因而，在未來相當長的一段時間內，杭州市在保持經(jīng)濟增長的同時，要重視人口、資源與環(huán)境發(fā)展同其相匹配。人口方面，要著力提升人均受教育水平，提升人口素質；資源方面，要保障人均擁有資源適量，尤其是人均農(nóng)作物播種面積和人均公共(園)綠地面積兩個指標；在環(huán)境方面，要重視工業(yè)廢水排放達標率等指標，提升環(huán)境治理水平。

[1]馬巾英.東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力評價及協(xié)調發(fā)展研究[J].經(jīng)濟地理,2015,(11):184-189.

[2]陳穎.青海省人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟、社會的協(xié)調發(fā)展研究[J].西北人口,2007,(9):25-30.

[3]楊士弘.廣州城市環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展預測及調控研究[J].地理科學,1994,14(2):136-143.

[4]曹舒蕾.云南省人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調度評價研究[D].昆明:云南大學碩士學位論文,2010.

[5]童玉芬,劉長安.北京市人口、經(jīng)濟和環(huán)境關系的協(xié)調度評價[J].人口與發(fā)展,2013,(19):44-51.

[6]張效莉,黃碩林.人口、經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調度測算原理及應用[M].北京:環(huán)境科學出版社,2008.

Study on Coordinated Development of Population, Resources, Environment and Economy in Hangzhou based on Variation Coefficient

YANG Yang

(CollegeofPublicAdministrationHohaiUniversity,Nanjing211100，China)

On the basis of system theory, according to current developing situation of Hangzhou city and expert advices, this paper established comprehensive evaluation index system for population, resources, environment and economy coordinated development. By using principal component analysis, calculate the comprehensive evaluation score of four subsystems which are population, resources, environment and economy . Using the variation coefficient of coordination degree model to measure the coordination degree of city population, resources, environment and economic development. The result showed that the system coordination degree during 2000 to 2009 present rising trend, after 2010, it stays stable, but the coordinated development of the four subsystems is still faced with pressure.

Population; resources; environment; economy; coordinated development.

2016-05-27

中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助項目“人口老齡化背景下家庭養(yǎng)老支持系統(tǒng)及政策研究”(2014B09 514)。

楊陽(1993-)，女，山東濰坊人，河海大學2014級社會保障專業(yè)在讀碩士研究生，研究方向為社會保障理論與實踐。

X196

A

1001-3644(2016)05-0067-06