基于主成分Topsis分析法的縣域經(jīng)濟發(fā)展差異綜合評價研究
——以新疆南疆地區(qū)為例

柴春梅,王宏衛(wèi),劉 勤,趙 喆

(新疆大學(xué)a.資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,b.綠洲生態(tài)教育部重點實驗室,中國 烏魯木齊 830046)

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基于主成分Topsis分析法的縣域經(jīng)濟發(fā)展差異綜合評價研究
——以新疆南疆地區(qū)為例

柴春梅a,b,王宏衛(wèi)a,b*,劉 勤a,b,趙 喆a,b

(新疆大學(xué)a.資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,b.綠洲生態(tài)教育部重點實驗室,中國 烏魯木齊 830046)

利用2010年統(tǒng)計數(shù)據(jù)對新疆南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟發(fā)展差異進行實證分析，運用主成分的Topsis分析法對南疆地區(qū)42個縣域區(qū)經(jīng)濟發(fā)展進行排序和綜合評價，利用GIS軟件制出南疆地區(qū)縣域區(qū)經(jīng)濟綜合實力空間分布圖.結(jié)果表明：南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟差異較大，其縣域經(jīng)濟發(fā)展水平分為4類，庫爾勒市經(jīng)濟發(fā)展水平最高，阿克蘇市、喀什市、庫車縣域等8個縣域區(qū)次之，伽師縣、輪臺縣、疏附縣等25個縣域為中等水平，策勒縣、烏什縣、岳普湖縣等8個縣域相對較差.

新疆南疆地區(qū)；經(jīng)濟發(fā)展差異；主成分Topsis法；GIS

改革開放以來，中國經(jīng)濟迅速發(fā)展，但受自然環(huán)境、資源稟賦、區(qū)位條件、歷史文化及國家經(jīng)濟非均衡戰(zhàn)略因素的影響，也表現(xiàn)出區(qū)域發(fā)展的不平衡性[1].從空間來看，主要聚焦在東中西地帶間差異、南北差異、省區(qū)間差異、市或縣域單元的區(qū)域差異等[2].縣域經(jīng)濟是整個國民經(jīng)濟的重要經(jīng)濟基礎(chǔ)，也是國家政權(quán)得以穩(wěn)固的基石，日益成為區(qū)域經(jīng)濟學(xué)和經(jīng)濟地理學(xué)研究的熱點[3].

區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不平衡，嚴(yán)重制約社會的快速發(fā)展及穩(wěn)定，因此研究特定區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展得到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注.國外學(xué)者西奧多·舒爾茨提出發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長得益于改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，并實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，這一理論為縣域經(jīng)濟的現(xiàn)代化發(fā)展提供依據(jù)[4]；Rozelle分析發(fā)現(xiàn)東部沿海省際差異擴大的主要原因是農(nóng)村工業(yè)化[5]；弗德勞研究俄羅斯區(qū)域經(jīng)濟極化的驅(qū)動因素[6].國內(nèi)學(xué)者的研究集中在研究方法和區(qū)域，方法主要采用主成分分析法[7-9]、聚類分析法[10]、Topsis法[11]和GIS空間分析[12]等；研究區(qū)域包括發(fā)達地區(qū)[13-14]和西部落后地區(qū)[15-16].近年來，南疆縣域經(jīng)濟研究主要集中在貧困縣域[17-18]和三地州地區(qū)[19-21]，對整個南疆縣域經(jīng)濟研究甚少[22].為此，本文選擇地理位置特殊的新疆南疆地區(qū)進行研究分析，通過資料查閱和實際調(diào)研發(fā)現(xiàn)該區(qū)經(jīng)濟發(fā)展極不平衡，即農(nóng)牧業(yè)所占比例極高，第二、三產(chǎn)業(yè)都很落后，固定資產(chǎn)投資比例小，人口增長率過快等.因此，本文利用主成分的Topsis分析法，對南疆42個縣域的經(jīng)濟發(fā)展水平進行研究，分析阻礙南疆經(jīng)濟發(fā)展的不利因素，以期進一步探尋經(jīng)濟發(fā)展策略，旨在為南疆經(jīng)濟快速發(fā)展和全面實現(xiàn)小康社會提供理論依據(jù).

1 指標(biāo)體系構(gòu)建和數(shù)據(jù)整理

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

由于影響縣域經(jīng)濟綜合發(fā)展水平評價的指標(biāo)具有復(fù)雜性和多樣性特征，為了客觀評價縣域經(jīng)濟的發(fā)展水平，指標(biāo)的選取遵循科學(xué)性、客觀性、關(guān)聯(lián)性和向?qū)缘仍瓌t，并依據(jù)劉湘輝等[23-24]縣域經(jīng)濟評價指標(biāo)體系選取和對當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況的掌握，構(gòu)建了新疆南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟綜合發(fā)展水平評價指標(biāo)體系(表1).目標(biāo)層反映新疆南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟發(fā)展水平，指標(biāo)層選取了能夠準(zhǔn)確反映目標(biāo)層的特性，使用頻率較高和易獲得的指標(biāo).

表1 南疆縣域經(jīng)濟發(fā)展水平評價指標(biāo)體系

1.2 數(shù)據(jù)整理

本文利用中國經(jīng)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，以及《新疆2011年統(tǒng)計年鑒》，得到2010年南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟發(fā)展評價指標(biāo)體系中16個相關(guān)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù).

2 研究方法

通過結(jié)合主成分和Topsis兩種方法分析新疆南疆地區(qū)的縣域經(jīng)濟發(fā)展.主成分分析法是利用降維思想，把多個指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)的多元統(tǒng)計分析方法，通過少量的綜合指標(biāo)能夠反映原來多個指標(biāo)所反映的絕大部分信息，提高了評價的客觀性[25].Topsis法是基于歸一化的原始數(shù)據(jù)矩陣中確定有限方案中的最優(yōu)方案和最劣方案間的距離，獲得該評價對象與最優(yōu)方案的相對接近度，以此作為評價最優(yōu)劣的依據(jù)，更能說明縣域經(jīng)濟的發(fā)展.本文將兩種評價法合二為一，對新疆南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟綜合發(fā)展水平進行評價.

計算步驟為：

(1)設(shè)有n個待評價對象，每個評價對象有m個評價指標(biāo)，構(gòu)建原始數(shù)據(jù)矩陣

(3)運用權(quán)重wi計算加權(quán)規(guī)范化決策矩陣Z=(zij)m×n，其zij=wi*Rij，i∈M,j∈N.

(4)選擇m(m

(5)基于步驟(4)計算所得的主成分得分，確定最優(yōu)方案和最劣方案分別是:

F+=max(F1j,F2j,…,Fij),F-=min(F1j,F2j,…,Fij).

(7)計算每個評價對象接近最優(yōu)方案的貼近度：

(1)

式(1)中值越大表征評價對象越優(yōu).依據(jù)專家對縣域經(jīng)濟發(fā)展水平的分類[25-26]，當(dāng)?shù)貙嶋H情況及理想值的貼近度，將南疆縣域經(jīng)濟綜合發(fā)展水平分為4類，見表2.

表2 南疆縣域經(jīng)濟發(fā)展水平分類

3 南疆縣域經(jīng)濟總體概況

南疆地處我國西北邊陲，新疆天山以南，昆侖山以北地區(qū)，包括巴音郭楞蒙古自治州、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、阿克蘇地區(qū)、和田地區(qū)和喀什地區(qū)等兩州三個地區(qū)的42個縣(市)，不包括2個自治區(qū)直轄市(阿克蘇地區(qū)的阿拉爾市、喀什地區(qū)的圖木舒克市).與吉爾吉斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗和巴基斯坦等國接壤.到2010年，南疆人口占新疆總?cè)丝诘?7.5%，縣域人均GDP最高和最低分別為80 340元和3 599元.庫爾勒市的經(jīng)濟密度分別是克州、阿克蘇地區(qū)和和田地區(qū)的27.55,2.42和1.07倍，疏附縣、烏什縣、和田縣和墨玉縣等17個縣域的人均社會消費總額低于1 000元，而阿克蘇市、喀什市和庫爾勒市人均社會消費總額分別是6 698,7 352和8 025元，并且南疆縣域人均財政收入低于全疆312.71元，說明南疆各縣域之間經(jīng)濟差距大、發(fā)展緩慢.由于南疆地處西北內(nèi)陸，年平均降水量50～100 mm，環(huán)境惡劣，95%以上是沙漠和戈壁，人類能夠生活的只有塔克拉瑪干沙漠周圍的小綠洲，惡劣的自然條件成為制約經(jīng)濟發(fā)展的障礙因素.該區(qū)可以利用充足的光熱資源，大力發(fā)展棉花、特色林果基地和太陽能產(chǎn)業(yè)，同時，豐富的自然資源、國家和政府的投資與支持、外資的注入、加強對口岸的開發(fā)等成為促進經(jīng)濟發(fā)展的驅(qū)動因子.

4 南疆縣域經(jīng)濟發(fā)展水平指標(biāo)權(quán)重分析

本文通過變異系數(shù)法求得客觀的指標(biāo)權(quán)重，由表1可知，南疆縣域經(jīng)濟發(fā)展水平指標(biāo)權(quán)重范圍在0.016 1～0.135 9之間波動，其中在崗職工平均工資所占權(quán)重比例最大(0.135 9)，表明職工工資的高低對經(jīng)濟發(fā)展有重要的作用；其次為人均耕地面積(0.093 8)和農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值(0.087 1)，說明南疆經(jīng)濟的發(fā)展主要依賴于農(nóng)業(yè)，為此，要加大科學(xué)技術(shù)的投入帶動經(jīng)濟的發(fā)展；第二產(chǎn)業(yè)增加值(0.016 1)的權(quán)重值最小，說明該地區(qū)的工業(yè)發(fā)展緩慢，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展.

5 基于主成分分析的南疆縣域經(jīng)濟指標(biāo)發(fā)展

5.1 主成分特征值及累計貢獻率

利用新疆2011年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，將42個縣域的16個指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，通過SPSS 19.0軟件進行分析，計算得到主成分的特征值、方差貢獻率和累積方差貢獻率(表3).

表3 解釋的總方差

對南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟綜合評價水平做主成分分析，由表3可見，前4個主成分特征值均大于1，其分別是6.489，3.835，1.981和1.182，方差貢獻率分別為29.483，23.861，19.775和11.180，累計貢獻率分別是29.483，53.344，73.119和84.299，滿足累計貢獻率大于80%的要求.因此，前4個主成分反映全部指標(biāo)的所有信息，可以描述南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟發(fā)展水平.

5.2 旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

為了反映各主因子對各變量的影響程度，必須計算因子載荷矩陣.由于初始因子載荷矩陣結(jié)構(gòu)不夠簡明，因此，利用最大方差對初始因子載荷矩陣進行旋轉(zhuǎn)得到表4.由表4可見，第一主成分在第二產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值、人均GDP、人均財政收入、人均固定資產(chǎn)投資總額、人均社會消費總額、非農(nóng)人口占總?cè)丝诒?、人均城鄉(xiāng)居民儲蓄存款余額、GDP密度和農(nóng)民人均純收入等變量上載荷較大，反映了經(jīng)濟發(fā)展的總體實力，可定義為經(jīng)濟綜合實力的影響因子；第二主成分在普通中學(xué)在校學(xué)生數(shù)、鄉(xiāng)村從業(yè)人員數(shù)、醫(yī)院、衛(wèi)生院床位數(shù)等變量上載荷較大，體現(xiàn)了當(dāng)?shù)鼐用駥逃聵I(yè)和衛(wèi)生服務(wù)的要求，可命名為生活質(zhì)量影響因子；第三主成分在農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值和人均耕地面積等變量上載荷較大，體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展中的作用，稱為農(nóng)業(yè)發(fā)展影響因子；第四主成分在在崗職工平均工資這一變量上載荷較大，體現(xiàn)為在經(jīng)濟潛力中的作用，因此，可稱為經(jīng)濟潛力影響因子.根據(jù)第一、二、三、四主因子的排序和性質(zhì)，從總體上反映了南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟發(fā)展的實際情況，即醫(yī)療、教育事業(yè)逐漸發(fā)展，農(nóng)業(yè)總體比例較大，第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展落后.

表4 旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣

5.3 各主成分得分

F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3和F4這4個主因子的值分別體現(xiàn)了南疆縣域經(jīng)濟的發(fā)展情況，根據(jù)公式分別計算4個主成分得分，見表5.

6 基于主因子得分的Topsis分析南疆縣域經(jīng)濟綜合發(fā)展

Topsis法是基于歸一化的原始數(shù)據(jù)矩陣中確定有限方案中的最優(yōu)方案和最劣方案間的距離，獲得該評價對象與最優(yōu)方案的相對接近度，以此作為評價最優(yōu)劣的依據(jù)，更能說明縣域經(jīng)濟的發(fā)展.根據(jù)表5中各個縣(市)主因子得分?jǐn)?shù)據(jù)，采用Topsis法分析，得到以下各表.

本文選擇的42個樣區(qū),數(shù)據(jù)均屬于經(jīng)濟型，因此理想方案F+即為對應(yīng)列的最大值，負理想方案F-即為對應(yīng)列的最小值，依據(jù)表5計算可得表6.

根據(jù)步驟(6)和(7)計算得到每個方案與理想解和負理想解的距離及相對貼近度，見表7.

綜合表2根據(jù)劃分縣域經(jīng)濟發(fā)展水平和表7南疆各縣域經(jīng)濟綜合得分的結(jié)果，將南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟發(fā)展水平分為4類，用GIS軟件制出新疆南疆縣域經(jīng)濟綜合實力空間分布圖(圖1).

第一類包括庫爾勒市1個縣域，截至2010年，國土面積僅占0.43%創(chuàng)造出429億元的生產(chǎn)總值，其生產(chǎn)總值占全疆的7.9%，僅庫爾勒市的GDP密度(0.060 4)遠遠高于南疆其他3地州的和田地區(qū)(0.056 1)、阿克蘇地區(qū)(0.025 0)和克州(0.002 2)，第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，投資和消費對經(jīng)濟發(fā)展的作用明顯，因此，庫爾勒縣的經(jīng)濟綜合實力最強，經(jīng)濟整體發(fā)展水平最高.

第二類包括阿克蘇市、喀什市、庫車縣等8個縣域，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，GDP密度較高，但受農(nóng)林牧漁等因素的影響，經(jīng)濟發(fā)展水平次之.如：庫車縣2010年第一產(chǎn)業(yè)比重高達34.58%，鄉(xiāng)村從業(yè)人員占33.7%，第一產(chǎn)業(yè)和鄉(xiāng)村從業(yè)人員比分別是庫爾勒市的3.7倍和4.9倍，農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟中的比重較大，農(nóng)業(yè)人口數(shù)量眾多，導(dǎo)致其人均GDP在南疆地區(qū)較低，這對經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生消極作用.因此，這些縣域雖然經(jīng)濟總量可觀，但就經(jīng)濟整體發(fā)展而言，與第一類存在明顯差距.

表5 南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟各主成分得分

表6 理想方案F+與負理想方案F-

表7 南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟綜合得分

圖1 南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟綜合實力空間分布圖Fig.1 Spatial distribution of county economic comprehensive strength in southern area of Xinjiang Province

第三類包括伽師縣、輪臺縣、疏附縣等25個縣域，受區(qū)位條件的制約，交通基礎(chǔ)設(shè)施落后，如：伽師縣、麥蓋提縣等縣域還未通鐵路，交通不便、交通線路較長，導(dǎo)致運輸成本過高，是新疆南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟發(fā)展整體水平中等的地區(qū).

第四類包括策勒縣、烏什縣、岳普湖縣等8個縣域，科技教育水平落后，經(jīng)濟的發(fā)展缺乏人才帶動；工業(yè)化程度普遍不高，第三產(chǎn)業(yè)所占比例較低，而傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)占了相當(dāng)大的比例，固定資產(chǎn)投資力度薄弱，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例嚴(yán)重失調(diào)；人民收入來源渠道少，經(jīng)濟發(fā)展后勁不足，是南疆地區(qū)縣域經(jīng)濟發(fā)展水平相對較差的地區(qū).其中，以柯坪縣表現(xiàn)最為明顯，工業(yè)發(fā)展極為緩慢，到2010年，農(nóng)業(yè)人口比例高達73.94%，經(jīng)濟發(fā)展幾乎全部依靠農(nóng)業(yè)，單一傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)很難帶動經(jīng)濟的發(fā)展，經(jīng)濟發(fā)展仍然處于初級階段.

7 結(jié)論與對策建議

通過運用主成分的Topsis評價法對新疆南疆地區(qū)42個縣域的經(jīng)濟發(fā)展水平進行分析可知，新疆南疆地區(qū)各縣域經(jīng)濟發(fā)展還存在巨大的差異性，區(qū)域發(fā)展的不平衡性致使南疆乃至全疆經(jīng)濟整體水平落后.2010年北京市、上海市和廣州市的人均GDP超過80 000元，而南疆有21個縣域的人均GDP未達到10 000元，其發(fā)展經(jīng)濟水平嚴(yán)重滯后于東部沿海各省.因此，為促進新疆南疆縣域經(jīng)濟的長遠發(fā)展，應(yīng)采取符合本地區(qū)的措施解決新疆南疆各縣域經(jīng)濟發(fā)展的不平衡性，將有助于新疆經(jīng)濟的騰飛.

(1)嚴(yán)格控制人口增長.過快的人口增長給新疆南疆地區(qū)縣域，特別是落后縣域的農(nóng)牧民增收及生態(tài)承載力帶來巨大的壓力.

(2)解放思想，改變觀念.通過分析可知，南疆地區(qū)教育水平及思想意識落后，致使經(jīng)濟觀念落后，科技觀念薄弱，因此要轉(zhuǎn)變觀念意識，加大對教育事業(yè)的投入，提高人民的文化素養(yǎng)和科技水平.

(3)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升經(jīng)濟實力.首先，推進農(nóng)牧業(yè)現(xiàn)代化進程，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)；二是加快工業(yè)化的步伐，應(yīng)集中發(fā)展電力、石油和化學(xué)等工業(yè)，注重培育有色金屬礦采選業(yè)、紡織業(yè)、非金屬礦采選業(yè)，形成具有一定優(yōu)勢和特色的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈；三要大力促進旅游業(yè)的發(fā)展；四要發(fā)展符合南疆地區(qū)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，重點開發(fā)太陽能技術(shù)、節(jié)水技術(shù)和生態(tài)工程技術(shù)等與南疆地區(qū)未來社會經(jīng)濟發(fā)展切相關(guān)的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域.

(4)加快完善交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，優(yōu)化發(fā)展環(huán)境.由于新疆特殊的地理環(huán)境，因此應(yīng)以改造公路為主，加快修建高速公路，提高公路的質(zhì)量和等級；打通各個縣域、縣域與鄉(xiāng)鎮(zhèn)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的交通道路，建立“路路通”的網(wǎng)絡(luò)體系；加快改造道路，提高道路質(zhì)量.

(5)加強生態(tài)環(huán)境保護.首先，在資源開發(fā)利用中，必須重視生態(tài)環(huán)境變化引起的后果，制定切實有效的防御和保護措施.其次，制定生態(tài)環(huán)境補償稅的政策和生態(tài)環(huán)境保護基金，體現(xiàn)“誰開發(fā)誰保護，誰破壞誰恢復(fù)，誰利用誰補償”的原則，將自然資源和環(huán)境資源納入國民經(jīng)濟核算體系，使市場價格準(zhǔn)確地反映經(jīng)濟活動造成的環(huán)境代價[27].

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(編輯 HWJ)

Comprehensive Evaluation and Research on County Economic Development Differences Based on PCA-Topsis Model —Exemplified by Southern Area of Xinjiang Province

CHAIChun-meia,b,WANGHong-weia,b*,LIUQina,b,ZHAOZhea,b

(a.College of Resource and Environment Science; b.Key Laboratory of Oasis Ecology of Education Ministry, Xinjiang University,Urumqi 830046,China)

The regional development in contiguous destitute areas is concerning to the realization of the goal for building a well-off society in a comprehensive way.Using the statistic data from 2010,this paper analyzed the differences of county economic development in southern area of Xinjiang Province which is the typical case in contiguous destitute areas.This paper gives a comprehensive evaluation and rank of economic development of 42 counties and cities in southern area of Xinjiang Province through use of PCA-based Topsis model,as well as charting the spatial distribution of comprehensive economic strength of southern Xinjiang with GIS software.The results show that the county economic difference of southern area in Xinjiang Province is divided into four levels in terms of economic development.Only one county,Korla County,was classified into the highest level.Eight counties such as Aksu County,Kashgar County,Kuqa County and so on were second remining,twenty five counties like Jiashi County,Luntai County,Shufu County and so on were in the middle level,and eight counties like Cele County,Wushi County,Yuepuhu County and so on were the last.

Southern area of Xinjiang Province; the differences of county economic development; PCA-Topsis model; GIS

10.7612/j.issn.1000-2537.2016.05.001

2015-05-25

國家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金(NSFC-新疆聯(lián)合基金)重點項目(U1138303)

*通訊作者,E-mail：wanghw_777@163.com

F061.5

A

1000-2537(2016)05-0001-08