基于因子分析和聚类分析的上海市绿色发展评价

一、引言绿色发展是以效率、和谐、持续为目标的新的发展模式。

改革开放以来，我国的生产力得到了极大发展，但发展的性质是粗放型，导致了对生态、资源和环境的破坏。

党的十八大报告明确提出绿色发展是建设生态文明的重要手段。

绿色发展的提出是经济社会发展的必然，只有走绿色发展之路，经济和生态环境协调发展，才能保证经济社会的可持续发展。

国内外对绿色发展的研究集中在绿色发展概念界定、制约及驱动因素等，将经济发展、生态保护和资源利用效率等视为绿色发展的主要影响因素，研究方法以定性分析为主。

随着研究的深入，更多学者采用构建绿色发展评价指标体系的定量研究方法来分析绿色发展状况。

比如经合组织(OECD)构建的绿色增长指标体系、世界环境和发展委员会（WCED ）构建的城市绿色发展评价指标体系等。

国内相关研究主要有：通过构建涵盖经济可持续、资源环境承载能力、生态环境、国土资源优化、产业结构优化等方面的绿色经济评价指标体系，探索基于层次分析指标权重值方法[1]、熵值法[2-4]，并对数据进行预处理，借助统计软件，对绿色经济发展水平进行综合评价；通过构建绿色经济发展评价指标体系，运用因子分析及聚类分析对绿色经济水平[5-6]或低碳水平[7]进行了评价；将区域经济发展阶段性（以人均GDP 来表征)这一影响地区资源利用和污染物排放水平的重要变量考虑其中，并结合环境库兹涅茨曲线假说，构建区域发展阶段与资源利用和污染排放之间关系的绿色发展评价模型[8]。

二、绿色发展评价指标体系构建指标的选取遵循全面、客观、可比、可操作性等原则，全面性和针对性相结合。

从绿色发展的实际意义出发，经多方参考相关重点指标作为绿色发展评价指标的选取基础，使本文的研究有理有据更具参考价值。

结合相关文献及上海各区统计基础实际情况，选取具有代表性的能够反映绿色发展的经济发展、可持续性和绿色质量3大类共13个指标来衡量上海16个区的绿色发展水平。

指标数据来源基于因子分析和聚类分析的上海市绿色发展评价张东海刘佳邓砚丹李锋【摘要】绿色发展的目的是要实现经济发展与资源环境的协调发展，真正使得绿水青山成为金山银山。

通过构建绿色发展指标体系，采用因子分析法对上海各区绿色发展水平进行评价，提取经济发展和增长动力、可持续性、资源效率和环境质量四个公因子，并结合聚类分析和各区发展定位对各区绿色发展水平进行分类，最终分为协调发展区、经济先导区、发展转型区和绿色坚守区。

【关键词】绿色发展；指标体系；聚类分析；因子分析【作者简介】张东海，上海市信息中心研究人员，经济师，硕士，研究方向：低碳经济、数量经济；刘佳（通讯作者），上海市信息中心副研究员，高级经济师，硕士，研究方向：区域经济、低碳经济、公共管理；邓砚丹，上海市信息中心研究人员，分析师，硕士，研究方向：低碳经济、环境；李锋，上海市信息中心副研究员，高级工程师，硕士，研究方向：低碳经济、统计。

◆绿色经济◆经济论坛Economic ForumJan.2019No.1Gen.5822019年1月第1期总第582期··57主要从统计年鉴、主管部门报告、相关报送平台，以及现有业务整理得到，考虑到数据的滞后性，所采用数据为目前最新2016年数值。

具体指标如表1所示。

三、绿色发展水平的比较分析（一）相关性检验和标准化处理对原始指标数据进行相关性分析显示，指标数据的相关性均在0.5以上，认为相关性较强，因此不需要剔除指标。

接着对原始数据按正向指标、负向指标分别进行极大较小值法无量纲化处理。

（二）确定因子变量本文采用RStudio对处理后的数据进行分析。

首先进行KMO检验，结果显示值为0.6>0.5，说明符合因子分析要求。

计算指标相关矩阵特征值与累计方差贡献率中前4个因子的累计方差贡献率为80%，说明提取了原始数据的80%的信息，信息提取较充分，因此取前4个因子代表原来13个指标对上海绿色发展水平进行评价。

（三）计算旋转后的因子载荷矩阵使用最大似然法提取公因子，采用最大方差正交旋转法(varimax)对初始因子载荷矩阵进行旋转，旋转后的因子载荷矩阵如表2所示，旋转后公因子与变量相关系数如图1所示。

从结果看，公因子F1（ML1）主要关联第三产业占比、每亿元工业产值战略新兴产业企业数量、人均GDP、工业单位产值能耗，反映了经济总量发展水平和产业结构，定义为经济发展和增长动力；公因子F2（ML2）主要关联单位面积碳排放量、非化石能源占比、单位GDP用能量、人均绿地面积，反映了能源资源使用情况，定义为可持续性；公因子F3（ML3）主要关联规模以上工业企业单位产值水耗、工业单位产值能耗，反映了能源资源使用效率，定义为资源效率；公因子F4（ML4）主要关联PM2.5月均浓度、人均垃圾、空气质量AQI，反映了环境状况，定义为环境质量。

（四）计算因子得分及排序分别计算各公因子在上海各区的具体得分，以各公因子方差贡献率占总贡献率的比重作为权重，求和得到综合得分及排名见表3。

由表3、图2可知，各区绿色发展水平差距较一级指标经济发展可持续性绿色质量二级指标发展水平增长动力资源节约能源结构温室效应环境保护生态环境三级指标人均GDP第三产业占比每亿元工业产值战略性新兴产业企业数量单位GDP用能量工业单位产值能耗规模以上工业企业单位产值水耗非化石能源占比单位面积碳排放量人均垃圾产生量区域降尘量PM2.5月均浓度空气质量AQI人均绿地面积表1绿色发展评价指标体系图1旋转后因子与变量相关性经济论坛2019·1··58大，综合得分排名前五个区依次为徐汇区、黄浦区、长宁区、虹口区、杨浦区；排名最低的五个区依次为金山区、嘉定区、奉贤区、青浦区、闵行区；其他区排名位于中间水平，依次为浦东新区、静安区、普陀区、崇明区、松江区、宝山区。

（五）按因子得分聚类分析上文运用因子分析法对上海各区的绿色发展水平进行了打分和排名，发现各区绿色发展水平差距较大，现结合因子分析得分情况，通过系统聚类的方法对16个区的绿色发展水平进行分类评价，见图3。

可以看到杨浦区、崇明区和浦东新区特点较为明显，其中杨浦区能源资源使用效率较为突出，崇明区环境质量和可持续性较为突出，浦东新区环境质量较为突出。

综合来看，徐汇区、黄浦区、长宁区、虹口区的特点为经济发展与绿色可持续性的协调性较好，可以归类为协调发展区；杨浦区、浦东新区、静安区、普陀区的特点为经济增长活力较强，可以归类为经济先导区；松江区、宝山区、闵行区、青浦区、奉贤区、嘉定区、金山区短板制约作用较为明显，经济和绿色协同性不足，可以归类变量人均GDP第三产业占比工业单位产值能耗规模以上工业企业单位产值水耗空气质量AQI人均绿地面积单位GDP用能量区域降尘量PM2.5月均浓度每亿元工业产值战略新兴产业企业数量单位面积排放量人均垃圾非化石能源占比ML10.0080.7590.352-0.012-0.010-0.0200.007-0.006-0.2000.019-0.188-0.0190.002ML4-0.0050.120-0.2920.0210.0510.043-0.0050.0040.879-0.021-0.0530.070-0.001ML2-0.0030.0960.2050.0030.0020.0120.0050.0040.116-0.0010.9800.0070.014ML30.001-0.8210.9950.0360.0100.0120.005-0.0010.254-0.0220.0280.0080.001表2旋转后的因子载荷矩阵区域徐汇区黄浦区长宁区虹口区杨浦区浦东新区静安区普陀区崇明区松江区宝山区闵行区青浦区奉贤区嘉定区金山区F11.061.711.460.70-0.25-0.051.020.48-1.78-0.690.07-0.46-0.67-1.15-0.40-1.05F4-0.020.08-0.070.460.201.920.070.391.56-1.230.04-0.27-1.820.50-1.72-0.11F21.27-0.31-0.191.04-0.32-0.62-0.170.521.830.95-1.06-1.091.21-1.09-0.73-1.24F30.540.520.17-0.253.17-0.09-1.10-1.23-0.070.33-0.800.03-0.57-0.300.16-0.51综合得分0.610.580.450.440.310.200.170.14-0.02-0.24-0.24-0.36-0.40-0.50-0.52-0.62排名12345678910111213141516表3因子得分及排名◆绿色经济◆··59为发展转型区；崇明区绿色可持续性表现突出，可以归类为绿色坚守区。

结合各区发展定位，最终确定绿色发展水平分类如下表4。

四、上海各区绿色发展水平的政策建议（一）协调发展区徐汇区、黄浦区、长宁区、虹口区虽然经济发展与绿色可持续性的协调性较好，但面临经济发展天花板、资源约束的瓶颈，建议培育和增强经济发展新增长极，增强绿色发展能力，强化绿色发展优势地位。

从具体区域和指标来看，长宁区、虹口区应着力提高资源使用效率；黄浦区需加强战略性新兴产业的培育。

长宁提出建设“虹桥人才特区”规划，需尽快发挥企业园区、高校院所、孵化基地的作用，使科技力量真正转化为经济增长驱动力。

虹口区的一大批产业园区为经济发展做出了重要贡献，但也需要倒逼园区转型，优化老旧产业园区，提升园区资源利用效率，提升园区整体水平，以形成一批规划科学、资源效率贡献显著的产业园区。

黄浦区创新资源不足，缺乏大学、科研院所，在科技创新领域具有一定的劣势，较难形成知识、技术策源功能，因此需对接科创中心的战略部署，重点从体制机制改革、创新人才发展等领域部署一系列战略工程项目和政策措施，推进战略性新兴产业制造业产值占本区工业产值比重有所上升。

（二）经济先导区杨浦区、浦东新区、静安区、普陀区经济产业发展较为突出，但也都有亟待提高的方面。

从具体区域和指标来看，浦东新区的电子信息产品制造业、成套设备制造业的能级有待进一步提高，需强力深化创新成果转化，以提高单位资源产出率；静安区、普陀区能源资源利用效率欠佳，建议提高资源环境管理水平，进一步加强节能减排相关工作，降低工业能耗，增强可持续性；杨浦区需调整产业结构，提升服务业占比，结合本区教育资源加大战略性新兴产业发展力度。

静安区合并的原闸北区、普陀桃浦地区宜继续优化区域产业结构，加快淘汰能耗高、附加值低的工序和产品。

（三）发展转型区松江区、宝山区、闵行区、青浦区、奉贤区、图2上海各区绿色发展水平可视化图3树状聚类图发展类型协调发展区经济先导区发展转型区绿色坚守区区县徐汇区、黄浦区、长宁区、虹口区杨浦区、浦东新区、静安区、普陀区松江区、宝山区、闵行区、青浦区、奉贤区、嘉定区、金山区崇明区表4上海各区绿色发展水平分类经济论坛2019·1··60嘉定区、金山区经济和绿色协同性不足，建议根据区域特色推动产业转型，着力开拓经济增长新动力，大力发展先进制造业和现代服务业，进一步加强节能减排相关工作，严控重化工业发展规模和能耗，提高资源环境管理能力。