南水北調(diào)中線水源區(qū)城市化及工業(yè)化進(jìn)程評(píng)價(jià)

李陽 湯尚穎

摘?要：十堰市作為南水北調(diào)工程中線段核心水源區(qū)，在漢江生態(tài)流域的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中有著重要地位。采用R型因子分析和均生函數(shù)對(duì)該地區(qū)城市化、工業(yè)化水平進(jìn)行評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)，得出了十堰市2001-2017年城市化和工業(yè)化綜合指數(shù)總體呈上升趨勢(shì)，2018—2022年將延續(xù)漲勢(shì)的結(jié)論。根據(jù)分析結(jié)果，提出了大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)積極培育和壯大現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，加強(qiáng)防災(zāi)體系建設(shè)提高地質(zhì)災(zāi)害防治能力，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)嚴(yán)格控制高耗能行業(yè)的政策建議。

關(guān)鍵詞：南水北調(diào)?水源區(qū)城市化?R型因子分析法?十堰市

南水北調(diào)工程是實(shí)現(xiàn)我國(guó)水資源優(yōu)化配置、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、保障和改善民生的重大戰(zhàn)略基礎(chǔ)工程。[1]十堰市作為南水北調(diào)工程中線段核心水源區(qū)，在漢江生態(tài)流域的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中有著十分重要的地位。[2]十堰市除了重要生態(tài)功能區(qū)的定位外，也是我國(guó)脫貧攻堅(jiān)的重點(diǎn)區(qū)域，其經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相對(duì)滯后，城鄉(xiāng)居民收入差距較大，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化水平較低，如期全面建成小康社會(huì)仍是目前區(qū)域發(fā)展所面臨的巨大挑戰(zhàn)。因此，對(duì)于這樣一個(gè)特殊的區(qū)域，研究其在南水北調(diào)背景下的城市化及工業(yè)化進(jìn)程，探究區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境保護(hù)間的內(nèi)在聯(lián)系，探尋區(qū)域二者間的協(xié)調(diào)機(jī)制具有重要意義。

一、十堰市城市化及工業(yè)化評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

（一）指標(biāo)體系構(gòu)建

考慮十堰市作為南水北調(diào)中線段核心水源區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，根據(jù)城市化、工業(yè)化的內(nèi)涵與一般制定指標(biāo)體系的基本原則，本著構(gòu)建指標(biāo)體系的全局性、綜合性、科學(xué)性、可操作性和通用性的原則，在咨詢相關(guān)專家和學(xué)者的基礎(chǔ)上，借鑒以往相關(guān)文獻(xiàn)，最終構(gòu)建了十堰市城市化、工業(yè)化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，所選的27個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)情況如表1所示。

（二）評(píng)價(jià)方法選擇

一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)受到多種因素的影響，綜合評(píng)價(jià)需要考量多個(gè)指標(biāo)，目前相關(guān)研究方法包括層次分析法、模糊評(píng)價(jià)法、TOPSIS法、主成分分析法等。但上述分析方法對(duì)于評(píng)價(jià)研究區(qū)域的城市化、工業(yè)化發(fā)展水平都存在著一定的缺陷。如層次分析法[3]更側(cè)重于定性分析，而定量數(shù)據(jù)較少，且指標(biāo)過多時(shí)權(quán)重難以確定;模糊評(píng)價(jià)法只考慮了主觀因素的作用，忽略了次要因素，使評(píng)價(jià)結(jié)果不全面，且當(dāng)指標(biāo)數(shù)較多時(shí)，權(quán)向量W與模糊矩陣R不匹配，易造成評(píng)判失敗;TOPSIS法當(dāng)兩個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)值關(guān)于最優(yōu)方案和最劣方案的連線對(duì)稱時(shí)，無法得出準(zhǔn)確結(jié)果，且只能優(yōu)劣排序，不能分檔管理，靈敏度不高;主成分分析法對(duì)數(shù)據(jù)正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)會(huì)存在信息丟失，且在綜合值計(jì)算時(shí)，權(quán)重設(shè)定有很大主觀性。

因此，本文結(jié)合十堰市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的實(shí)際情況，選擇因子分析法中R型因子分析來對(duì)該地區(qū)進(jìn)行城市化、工業(yè)化水平評(píng)價(jià)。因子分析法是主成分分析法的推廣和發(fā)展。它可以對(duì)多個(gè)變量進(jìn)行綜合，從而將其編為少數(shù)的幾個(gè)因子，并給出原始變量與綜合因子之間的相關(guān)關(guān)系。

二、十堰市城市化及工業(yè)化評(píng)價(jià)分析

（一）數(shù)據(jù)來源及處理

本文研究所用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于《十堰統(tǒng)計(jì)年鑒》（2002-2018）《十堰市政府工作報(bào)告》（2001-2017）《十堰市環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》（2001-2017）《十堰市地質(zhì)災(zāi)害報(bào)告》以及十堰市統(tǒng)計(jì)局、水利局、國(guó)土資源局等部門提供的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料。

本文通過對(duì)收集的資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和整理，得到十堰市城市化、工業(yè)化評(píng)價(jià)體系的原始數(shù)據(jù)，其中部分年份數(shù)據(jù)存在缺失，故利用均值替換法、極大似然估計(jì)及指數(shù)平滑等數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行處理。同時(shí)，為消除特征之間的差異性，本文對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行z-score標(biāo)準(zhǔn)化處理。

（二）評(píng)價(jià)過程

1.建立相關(guān)矩陣R，并對(duì)R進(jìn)行主成分分析。運(yùn)用主成分分析法確定因子載荷，按照相關(guān)矩陣特征值大于1的原則確定公共因子，分別得到四個(gè)公共因子和三個(gè)公共因子，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率分別為89.986%和83.775%，這一比例說明公共因子可以反映原始指標(biāo)的絕大部分信息。

2.對(duì)因子載荷矩陣進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)。大部分因子分析的結(jié)果各因子和原始變量之間額關(guān)系不明顯。為了改變這種情況，使得因子載荷矩陣中系數(shù)更加顯著，可以對(duì)初始因子載荷矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而重新對(duì)因子和原始變量的關(guān)系進(jìn)行分配，相關(guān)系數(shù)向0--1分化。根據(jù)以上方法，我們得到了該地區(qū)旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣（見表2和表3）。

3.計(jì)算綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值。即十堰市城市化、工業(yè)化綜合評(píng)價(jià)指數(shù)YU、YI。

公式中的F1前面的權(quán)重值的確定采用其所對(duì)應(yīng)的累積貢獻(xiàn)率來設(shè)定，四舍五入后，城市化評(píng)價(jià)分別為0.650、0.109、0.074和0.067，工業(yè)化評(píng)價(jià)分別為0.572、0.149和0.118。

通過上述公式，可以算出十堰市城市化、工業(yè)化的綜合指數(shù)值，具體表示分別為：

YU=0.650F1+0.109F2+0.074F3+0.067F4

YI=0.572F1+0.149F2+0.118F3

（三）評(píng)價(jià)結(jié)果分析

通過上述測(cè)算方法，所得十堰市2001-2017年17年間的城市化（表4）、工業(yè)化進(jìn)程（表5）綜合指數(shù)得分表。

1.因子載荷與解釋能力分析。表4因子載荷矩陣可知：主因子F1對(duì)U1、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10具有較強(qiáng)的載荷與解釋能力，其中包括的這些指標(biāo)主要是反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市發(fā)育狀況，它們對(duì)城市化水平具有較大的影響;主因子F2對(duì)第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重U2具有較強(qiáng)的載荷與解釋能力，說明它對(duì)十堰市城市化水平具有較大的影響;主因子F3對(duì)空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率U13載荷較高;主因子F4對(duì)地質(zhì)災(zāi)害治理費(fèi)U14具有較強(qiáng)的載荷和解釋能力，說明生態(tài)環(huán)境主題下地質(zhì)災(zāi)害治理費(fèi)指標(biāo)對(duì)十堰市城市化水平具有較大的影響作用。

由表5因子載荷矩陣可知：在第一個(gè)主成分中，I1、I3、I4、I7、I8的載荷較高，即表示它們對(duì)工業(yè)化進(jìn)程有著重要的影響力;第二個(gè)主成分中，萬元GDP能耗I9、工業(yè)用水量I10的載荷較高，說明這兩個(gè)指標(biāo)也對(duì)該地區(qū)的工業(yè)化水平有較大影響作用，而這兩個(gè)指標(biāo)均反映了工業(yè)化協(xié)調(diào)性和可持續(xù)性的主題，這也表明了協(xié)調(diào)性與可持續(xù)性和工業(yè)發(fā)展之間的密切關(guān)系;在第三個(gè)主成分中，第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員比I6、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率I11的載荷較高，說明它們對(duì)該地區(qū)工業(yè)化水平有較大的影響作用。

2.城市化、工業(yè)化綜合指數(shù)變化趨勢(shì)。由圖1可知：該地區(qū)2001-2017年城市化綜合指數(shù)整體呈上升趨勢(shì)，從2001年的-1.016到2017年的0.857，17年時(shí)間十堰的城市化綜合指數(shù)整整提高了1.873，這也意味著十堰市的城市化水平在這17年間得到了整體的提高。無論是從經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市發(fā)育，還是生態(tài)環(huán)境等等方面都有了巨大的提高。

該地區(qū)2001-2017年工業(yè)化綜合指數(shù)整體大致呈“M”型趨勢(shì)，從2001年的最低點(diǎn)-1.708上漲到2005年的0.002，隨即跌至2008年的-0.105后大幅反彈到2010年的最高點(diǎn)0.584，最后小幅下降到2013年的0.306后小幅上漲到2015年的0.425。15年時(shí)間十堰的工業(yè)化綜合指數(shù)整整提高了2.131，總的來說，十堰市的工業(yè)化水平在這17年間得到了整體的提高。將這15年分解為3個(gè)五年來看，2001-2005年，工業(yè)化綜合指數(shù)呈現(xiàn)出上漲趨勢(shì)，尤其是2001-2002年的大幅度跳躍增長(zhǎng)，結(jié)合收集整理的數(shù)據(jù)來看，主要原因在于這一年工業(yè)產(chǎn)值得到了大幅增長(zhǎng);2006-2010年，綜合指數(shù)先小幅下降，隨后快速增長(zhǎng)至最高點(diǎn)，從數(shù)據(jù)層面來看，這幾年間規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值與工業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的增長(zhǎng)速度也很快;2011-2017年，該地區(qū)工業(yè)化綜合指數(shù)在0.382左右小幅震蕩。

總之，十堰市工業(yè)化水平、工業(yè)化效率以及與資源環(huán)境之間的協(xié)調(diào)性和可持續(xù)性，對(duì)該地區(qū)工業(yè)化進(jìn)程的有效推進(jìn)具有不可或缺的作用。

三、十堰市城市化、工業(yè)化潛力預(yù)測(cè)

（一）預(yù)測(cè)方法

根據(jù)前一節(jié)運(yùn)用R型因子分析法得到的2001-2017年城市化、工業(yè)化綜合指數(shù)（見表6）。

運(yùn)用DPS軟件得出均生函數(shù)預(yù)測(cè)模型的結(jié)果，建立所有可能的回歸子集，采用雙評(píng)分準(zhǔn)則（CSC）確定作為一個(gè)最優(yōu)回歸子集作為預(yù)報(bào)模型。得到城市化進(jìn)程預(yù)測(cè)模型的四個(gè)可能的回歸子集分別為：

1階回歸子集：Y=0.006+1.09377x2

2階回歸子集：Y=0.037+0.49545x1+0.62337x2

3階回歸子集：Y=0.028+0.66739x1+0.78766x2-0.32280x4

4階回歸子集：Y=0.021+0.65610x1+0.85901x2-0.04916x3-0.37871x4這四個(gè)子集各自所對(duì)應(yīng)的離差平方和、回歸平方和、殘差平方和、RMSE、CSC、相關(guān)系數(shù)以及預(yù)報(bào)值見表7：

同樣的，我們得到工業(yè)化進(jìn)程預(yù)測(cè)模型的四個(gè)可能的回歸子集分別為：

1階回歸子集：Y=0.416+0.71171x1

2階回歸子集：Y=0.365+0.61347x2+0.60347x3

3階回歸子集：Y=0.369+0.84969x2+0.62187x3-0.23092x4

4階回歸子集：Y=0.366-0.02976x1+0.85081x2+0.63215x3-0.20635x4

這四個(gè)子集各自所對(duì)應(yīng)的離差平方和、回歸平方和、殘差平方和、RMSE、CSC、相關(guān)系數(shù)以及預(yù)報(bào)值見表8：

（二）預(yù)測(cè)結(jié)果

根據(jù)DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中均生函數(shù)預(yù)測(cè)模型所得到的結(jié)果，選取CSC值最大的模型，得到十堰市城市化、工業(yè)化綜合指數(shù)2018—2022年預(yù)報(bào)值（圖2）。由此可知：

1.?2018—2022年十堰市城市化進(jìn)程將延續(xù)前兩年的漲勢(shì)，并以更快的增長(zhǎng)速度上升，最終2022年的預(yù)報(bào)值1.7122較2015年的0.857上漲了近一倍之多，這說明該地區(qū)的城市化進(jìn)程即將進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市發(fā)育以及生態(tài)環(huán)境等各個(gè)方面都將有所體現(xiàn)。

2.?201—2022年年十堰市工業(yè)化進(jìn)程整體來看，呈現(xiàn)良好的上升趨勢(shì)。其中僅201—2018年年出現(xiàn)0.027的小幅下降，而2016-2017年則是出現(xiàn)比較大幅度的上升，201—2020年年則是穩(wěn)步上升階段，這與該地區(qū)的工業(yè)化效率的提高以及與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)性和可持續(xù)性息息相關(guān)。

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

1.十堰市2001-2017年城市化綜合指數(shù)整體呈上升趨勢(shì)，2018—2022年將延續(xù)漲勢(shì)，且增長(zhǎng)速度有所加快，到2022年的預(yù)測(cè)值較2017年翻了一番，這說明該地區(qū)的城市化進(jìn)程即將進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，無論是從經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市發(fā)育，還是生態(tài)環(huán)境等各個(gè)方面都有了巨大的提高。

2.該地區(qū)2001-2017年工業(yè)化綜合指數(shù)整體大致呈“M”型趨勢(shì)，期間區(qū)域工業(yè)化綜合指數(shù)得到了2.131個(gè)單位的提高。各增長(zhǎng)年份的工業(yè)產(chǎn)值以及規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值與工業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的增長(zhǎng)速度較快快。而區(qū)域在2018—2022年將呈現(xiàn)良好的上升趨勢(shì)。該地區(qū)的工業(yè)化效率的提高以及與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)性和可持續(xù)性對(duì)該地區(qū)工業(yè)化進(jìn)程的有效推進(jìn)具有不可或缺的作用。

（二）建議

1.大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，積極培育和壯大現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。由于第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重具有較強(qiáng)的載荷與解釋能力，對(duì)十堰市城市化水平具有較大的影響。十堰市服務(wù)業(yè)比重遠(yuǎn)低于全國(guó)全省水平，且十堰市服務(wù)業(yè)企業(yè)規(guī)模較小、競(jìng)爭(zhēng)力弱。因此，要支持和鼓勵(lì)現(xiàn)有的規(guī)模以上服務(wù)業(yè)企業(yè)努力做大做強(qiáng)，加快推進(jìn)生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)。

2.加強(qiáng)防災(zāi)體系建設(shè)，提高地質(zhì)災(zāi)害防治能力。鑒于地質(zhì)災(zāi)害治理費(fèi)具有較強(qiáng)的載荷，對(duì)十堰市城市化、工業(yè)化進(jìn)程的影響較大。而十堰市作為湖北省地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)和防治重點(diǎn)區(qū)之一，應(yīng)進(jìn)一步開展隱患排查，加強(qiáng)防災(zāi)制度、監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急處理、綜合防治等體系等建設(shè)，幫助貧困地區(qū)樹立防災(zāi)防損的觀念和意識(shí)。

3.調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格控制高耗能行業(yè)的發(fā)展。萬元GDP能耗對(duì)城市發(fā)育、生態(tài)環(huán)境，以及工業(yè)化持續(xù)性和可持續(xù)性方面都具有較大的影響作用，因此要對(duì)高能耗工業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格控制，改變現(xiàn)有的高耗能高效率模式，通過設(shè)備改造降低能耗，比如化學(xué)、紙制品等產(chǎn)業(yè)的企業(yè)，要通過設(shè)備改造和流程改變等方式，降低能耗;對(duì)一些高耗能低效率模式的產(chǎn)業(yè)，則要積極推動(dòng)其更新產(chǎn)品，創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，降低能耗，努力發(fā)展清潔能源和使用清潔能源;同時(shí)，要大力發(fā)展低耗能工業(yè)項(xiàng)目，降低單位產(chǎn)值能源消耗。在實(shí)施項(xiàng)目帶動(dòng)戰(zhàn)略中，要從“招商引資”向“招商選資”方向轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)扶持輕工、紡織、農(nóng)副產(chǎn)品加工、新型建材等一批低耗能項(xiàng)目布局和發(fā)展。

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〔本文系中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局二級(jí)項(xiàng)目“丹江口水庫南陽——十堰市1：5萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”（項(xiàng)目編號(hào)：2018080022）階段性成果〕

〔李陽、湯尚穎（通訊作者），中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院〕