生态环境与社会经济发展协调性模型研究_严登华

P ——— 指 标的个数 2 .2.2 计算主成分的载荷[ 3]
首先解特征方程 :
|λI - R |=0
式中
λ——— 特征值矩阵
I ——— 单位矩阵
求出特征值 λj(i =1, 2 , … , P), 并 使其按 大小顺序 排列 , 然
后分别求出对应的特征向量 ej(i=1, 2, … , p).则主成分的载荷
Keywords :PCA ;Harmony model ;Manzhouli
生态环境是社会经济发展的基础 , 两者有 着对立统一的关 系 .当今 , 日 益恶化的生态环境是人类意识到 , 过去的社会经 济 发展是以牺牲生态环境为代价的 , 人类必需谋 求生态环境与社 会经济的协调 发展 , 而对 生态 环境 与社 会经 济发 展协 调性 研 究 , 是实现这一发展战略的前提和基础 .
j =1
∑ωjωX j
确定两者之间的协调性 :
C=
f(EE)· f(SE) K f(EE)+f(SE) 2
2
其中 , K 是系数 , K ≥1
协调性虽然反映出了生态环境与社会经济发展的同步性 ,
但尚未 表征出其总体 的发 展水 平 , 故在 C 值 的基 础上 加入 表
征总体发展水平的成分 , 构建可 持续发展模型 .
D 值范围
类型
f(EE)与 f(SE)对比
0 .6～ 1 协调发展类 f(EE)>f(SE)
f(EE)=fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSE)
f(EE)<f(SE)
0 .4 ～ 0 .59 过渡发展类 f(EE)>f(SE)
f(EE)=f(SE)
f(EE)<f(SE) 0 ～ 0.39 失调衰退型 f(EE)>f(SE)
f(EE)=f(SE)
生态环境与社会经济本身就是一个巨大的复杂系统 , 表征 的指标很多 , 且对于生态环境的评价 , 到目前为止 , 尚未找到 一 种十分理想的 评价 考核和 定量 指标 体系 .主 成分 分析 PCA 是 把原来多个 变量转化为少数 几个综 合指标的 一种统 计分析 方 法[ 1] .将其应用到生态环境与社会经济发展指 标的选取和权重 值的确定上 , 有很大的实 用价值 .在 指标的选 取和权 重值确 定 的基础上 , 建立持续发展的评价模型 , 对其进行分析 .
1 国内外研究现状
目前国内 外对有关生 态环境与社 会经济发 展协调性的 研 究很多 , 在国际上有广泛 影响的 研究有 :①人 类活动 强度指 数 (HAI)、 ②人 文 发 展 指 数(HDI)、③ 持 续 发 展 经 济 福 利 模 型 (WMSD)、④调节国民经济模型(ANP)、⑤环境经 济持续发展 模 型(EESD)、⑥“ 可持续发 展度” 模 型(DSD)、⑦世 界银行 衡量 可 持续发展的新指标体系 、⑧可持 续发展委 员会(CSD)的可持 续 发展指标体 系 、⑨《可 持续发展 的美国》 的十大 目标 :国内具 有 代表性的研究有 , a山东 省可持 续发展指 标体系 、b张世秋 提 出的评价指标 、c海南省 可持续 发展指标 体系 、d可 持续发 展 度模型[ 2] .
第 15 卷第 3 期 环 境 与 开 发 2000
生态环境与社会经济发展协调性模型研究
严登华 ,何岩 , 邓伟 , 于振汉 , 张平宇
(中国科学院 长春地理研究所 , 长春 130021)
摘 要 :利用主成分分析(PCA), 分别选取生态环境和社会经济发展指标 , 并确定其权重值 , 利用这些指标和权重值 , 分别建立生态环境综合 函数和 社会经济发展综合函数 , 再在此基础上建立可持续发展模型 , 以满洲里市为例 , 对区域生态环境和社会经济发展的协调性进行分析 . 关键词 :PCA ;协调发展模型 ;满洲里市 中图分类号 :X171 .1 文献标识码 :A 文章编号 :1006— 5776(2000)03 — 0005— 03
D = C·T
其中 :
T
=
f(EE)+ f(SE) 2
D——— 表征 可持续发展程度的指标
2 .4 生态环境与社 会经济发展协调性分类
根据 D 值的大小 , 将 某地 的生 态环 境与 社会 发展 协调 性
划分成若干个类 , 在每 一个 大类中 再根 据 f(EE)与 f(SE)的 对
比关系 , 进一步划分出若 干个亚 类 , 本 文参照“ 可持续 发展度”
(3)某 个区域多年份的 平均值 或回归值 ;(4)国家 的有关 标准 、 规定 ;(5)国际上的有关标准或规则 . 2 .1.2 指标的标准化
为了克服数量级大小不同所造成的影响 , 必须对个指标值
进行标准化 , 标准化的计算公式是 :
式中
Xij = Xji/ XOj
Xij ——— i 个样 本 j 个指标 的负荷值 Xji ——— i 个样 本 j 个指标 的实际值 XOj ——— j 个指标的评价标准 2 .2 指标的选定和指标权重植的 确定 对所得到样本进行标准化后 , 分别对生态 环境和社会经济
按照上叙的计算原理和方法 , 对满洲 里市的生态环境和社 会经济发展协调性进行分析 .结 果如表 3 所示 :
表 3 满洲里市生态环境与社会经济发展协调性分析结果
3 实例 —满洲里市生态环境与社会经济发展协调性 研究
3 .1 区域背景 满洲里市是我国最 大的 陆路 口岸 , 位 于 117°12 , ～ 117°53,
的划分[ 4] , 给出一个分 类的方 案(如表 1 所示).根据 研究的 目
的不同 , 也可按照上述思路划分 成不同的类型 .
第 15 卷第 3 期 严登华 、何岩等 :生态环境与社会经济发展协调性模型研究 7
表 2 生态环境与社会经济发展协调性分类
f(EE)<f(SE)
亚 类 社会经济发展滞后亚类
同步亚类 生态环境滞后亚类 社会经济发展滞后亚类
同步亚类 生态环境滞后亚类 社会经济损益亚类
共损亚类 生态环境损益亚类
3 .2.1 指标预处理 分别选取生态环境和社 会经济 发展 指标各 25 项 , 涉及 到
表 1 中所列出的各类指标 .生态环境标准采用的是有关国 家环 境保护标准中的一级标准及满洲里市有关规划标准 .根据我国 在下个世纪 中叶 , 达到中等 发达国家水 平的目标 , 社会经 济指 标标准 , 采用世界统计年鉴中 , 中等发达国 家 1995 年的平 均水 平. 3 .2.2 评价结果及分析
6 环 境 与 开 发 2000
受到这两种方 法的 限制 , 有时 使得 研究 的结 果与 实际 严重 脱 节.
2 评价的原理和方法
2 .1 指标的选取和权系数的确定 2 .1.1 指标的选择和评价标准的确定
E , 49°19 , ～ 49°41, N .该市地 处欧亚 大陆的 中纬地 带 , 属 中温 带 半干旱大陆性气候 .地貌类型从西向东依次为高平原 、低山 、丘 陵 、河滩地四种类型 , 中部高 、东西部低 , 南部 、东部地势起伏 较 大 .该区是欧亚草原区亚洲中部亚区的一部分 .
满洲里市生态环境在历史上就是一个缺树少林的地区 , 生 态环境背景 脆弱 , 而又受 到人类 不合理 的开发 利用 , 生态环 境 进一步退化 .据统计从 1993 年到 1998 年间 , 全 市天然草场累计 减少近 1.2 万 hm2 , 占原有草 原可利 用面积 的 25%, 水 土流 失 总面积达 384.46 km2 , 占全市总土地利 用面积的 53.59 %.从 全 市宏观上看 , 城市 生 态环 境建 设的 速度 滞后 于污 染发 展的 速 度 , 随着发展带来了一 系列新 的环境 问题 , 大气 、水 、噪声及 生 态环境质量呈下降趋势 , 环保形势不容乐观 .同时 , 来自于俄 罗 斯的污染物也 给生 态环 境破 坏带 来严 重的 威胁 , 1998 年夏 俄 罗斯的过境污水给满 洲里 市人 民带来 约 3 .6 亿 元(约 0 .45 亿 美元)的损失 .
为:
P(Zk , Xj)= λkekj
其中 :
i, k=1, 2 , … , p.
Zk ———K 个主成分
Xj——— j 个指标
2 .2.3 指标的选定和指标权重值的确定
在第一主成分(特征值最大 的主成分)中 , 选取载荷值大于
一定值(一般为 0 .5)的指标作为其指 标 , 并 将其对 应的载 荷作
表征生态环境和社会经济发展的指标很多 , 大致可做如下 划分 :
表 1 生态环境和社会经济发展指标
社会经济发展
人口指标 三次产业发展指标
公用事业 教育卫生 文化 、广播 、电视事业 财税 、金融 、保险业 人民生活及劳动工资
生态环境 资源指标 环境污染指标 资源环境支持能力 生态指标
在这些指标中 , 在保证不重复选择或计算(或重复率最小)
图 1 生态环境与社会经济发展协调性研究流程图 从以上的评价程度中可以看出 , 目前 的研究中存在着以下 几个方面的问题 : 第一 , 指标的“ 量”和“ 质” 指标的多少及指标的代表性 , 直接影 响到研究结果的精确 性 .从目前来看 , 指标的“量” 和“质” 没有一个统一的标准 , 一般 都是通过专家评价系统和社会调查而获得 , 这不仅浪费大量的 财力和物力 , 而且区域之间的研 究也很难找到可比性 . 第二 、指标权重值(隶属度)的确定 所选取的指标在开始进入数量分析时 , 是以相同的权重值 (隶属度)进入到分析过程中的 , 而实际上 每个指标影响程度的 大小(即权重值或隶属度)是不同的 , 有必 要重新布置指标权重 值(隶属度).目 前尚 不能 从数 理方 程的 角度 来精 确确 定其 大 小 , 大 部分情况下 都是通过 专家系统或 社会调查的 方法 .由于
发展指标的负 荷矩 阵做 PCA 分 析 , 就可 选定 指标 和确 定指 标