基于变异系数的杭州市人口、资源、环境与经济协调发展研究

杨　阳

(河海大学 公共管理学院,南京　211100)



基于变异系数的杭州市人口、资源、环境与经济协调发展研究

杨阳

(河海大学 公共管理学院,南京211100)

从系统论角度出发，结合杭州市发展现状并采取专家咨询法，建立杭州市人口、资源、环境与经济协调发展的指标体系。运用主成分分析法，分别计算杭州市人口、资源、环境与经济4个子系统的综合评价得分，进一步运用变异系数协调度模型来测算杭州市人口、资源、环境与经济发展的协调度，结果表明2000年～2009年协调度呈波动上升趋势，2010年后协调度趋于平稳，但4个子系统间的协调发展仍面临不小压力。

人口；资源；环境；经济；协调发展

1　引　言

自20世纪中叶以来，可持续发展成为全世界面临的共同话题。从系统论角度出发，人口、资源、环境与经济作为一个整体的系统，评价系统协调度系数是可持续发展的基础。目前，国内外对于人口、资源、环境、经济等多系统的协调性评价研究很多。在研究区域上，对我国西北、西南、东北等环境较为脆弱地区的研究较多，多涉及流域、草原等[1-2]。在具体指标体系的设计上，学者间存在的差异也较大，例如，杨士弘(1994)将系统协调性定位为人口与资源环境间的协调[3]；曹舒蕾(2010)等设计成资源、环境、经济三个系统的协调[4]；童玉芬(2013)设计为人口、资源、环境、经济四个系统间的协调[5]；此外，还有学者设计为人口、资源、环境、经济和社会五系统间的协调(陈颖，2007)[2]，等等。总体而言，在系统协调评价方面，研究取得了很多成果。但也存在一些不足，例如在构建指标体系时，具体指标的选取较为随意，权重分配客观性不足等。此外，对于东部发达省份、地区的研究较少，且未能对这些地区人口、资源、环境、经济协调发展状况的长期动态变化进行分析。

杭州市地处长三角南翼，是东部发达地区经济发展水平最高的城市之一。改革开放以来，二三产业发展迅速，经济运行良好，外来人口流入规模不断扩大，人口密度也急剧增加，对资源、环境带来了严峻的挑战。本文基于杭州市人口、资源、环境与经济发展现状，从系统论出发，建立协调发展的综合评价指标体系，运用主成分分析法和变异系数协调度模型来计算整体系统的综合评价得分，并分析子系统间的协调度系数，并分析协调度上升与下降的原因、提出建议，以期进一步提升杭州市人口、资源、环境与经济协调发展水平，并为其他东部发达地区人口、资源、环境、经济协调发展指标体系设计、协调度测算提供参考。

2　研究方法

首先，利用主成分分析对评价指标进行降维，实现对各个年份杭州市人口、资源、环境、经济综合发展水平的计算；其次，利用采用变异系数协调度模型来测算历年杭州市人口、资源、环境与经济发展的协调系数，根据协调度计算结果实现杭州市人口、资源、环境与经济的协调分析[5]。

2.1主成分分析方法

假设X1,X2,...,Xn为经过标准化处理的原始指标，经过主成分分析后得到的指标为Y1,Y2,...,Ym，两者之间满足的关系为，

其中，λ1,λ2,...,λp为X协方差矩阵Σ的特征值，(a1j,a2j,...,apj),(j=1,2,...,m)为对应的特征向量。

因此，在该步骤中，利用主成分分析，分别将历年杭州市人口、资源、环境、经济四个子系统的评价指标进行降维，并利用降维后的结果对原始数据进行表示，得到降维后的时间序列，作为各个子系统的指标表示。

2.2变异系数协调度模型

3　杭州市人口、资源、环境、经济子系统指标体系的建立

3.1杭州市人口、资源、环境、经济发展现状

杭州市是我国经济最为发达的特大城市之一，2015年全市GDP总量达10 053.58亿元，比2014年增长了10.12%，是全国第10个进入“万亿”方针的城市。人均生产总值达112 268元，较上年增长9.1%，在2015年全国城市人均GDP中居于第九位。经济实力不断上升的同时，杭州市人口、资源、环境与经济协调发展的问题也日益突出。

作为长江三角洲重要中心城市和中国东南部交通枢纽，杭州每年吸引大量外来流动人口。2000年杭州市常住人口为701.7万人，截止到2014年，常住人口增长至889.2万人，城市密度也由375人/km2增长至536人/km2。其中，60岁及以上人口占人口的比例由2000年的12.45%增长至2014年的20.25%，增长了近8%，人口老龄化速度快速上升。人均预期寿命也大幅上涨，到2014年已达到81.56岁。在城镇化水平方面，人口城镇化率则是由2000年的26.52%快速增长至56.48%，年均增长率达3.16%。

作为国际历史文化名城和国内著名的旅游城市，环境对于杭州市的发展较为关键，且要求较高的资源利用效率。截至2014年，杭州市万元GDP能耗已由2000年的1.28吨标准煤降低至0.48吨标准煤，二氧化硫浓度平均值为0.021mg/m3，空气质量达标。工业废水排放达标率和污水处理率分别为98.32%和93.9%。此外，随着产业结构调整，杭州市人人均建设用地面积增长较快，已由2000年的24.25m2/人增长至2014年的55.690m2/人，人均公园绿地面积也在不断扩大，由2000年的1.3m2/人增加至2014年的7.09m2/人。

3.2指标体系的建立

从系统论角度出发，资源、环境子系统为人口和经济活动的自然条件，为自然子系统。人口、经济子系统从资源中获取生产资料，享受环境提供的生产空间，同时向自然排放废弃物，自然对于废弃物进行净化。因而，当人口和经济对自然的消耗与其在生能力持平(即等于或小于)时，系统保持稳定；反之，系统则会崩溃。

本研究基于综合性、客观性、协调性及可操作性的原则，结合杭州具体状况，在人口子系统评价指标的选取方面，主要考虑人口规模、人口结构、人口素质三个方面选取变量，除了城市发展普遍指标外，考虑到杭州市高新技术产业发展迅猛，将万人发明专利拥有量作为指标纳入考核；资源子系统方面，考虑经济规模、生产与消费、生态保护三个方面选取指标变量，杭州市作为著名的旅游城市，人均公共(园)绿地面积作为重要指标变量纳入体系范围；环境子系统方面，考虑污染物排放和环境治理两个方面；经济子系统方面，考虑到杭州市二三产业比重较高，经济较为发达，从经济发展水平、经济结构、经济推动力三个方面选取变量。此外，指标体系设计还咨询了相关专家，最终选取以下21个指标来衡量杭州人口、资源、环境与经济的协调发展程度，如表1所示。

表1　杭州市人口、资源、环境与经济协调发展评价指标体系

注：正负号表示该指标的属性，“+”表示正向指标，“-”表示负向指标。

4　杭州市人口、资源、环境与经济协调发展的实证分析

本文将杭州市人口、资源、环境与经济的协调发展作为一个总体系统，并将分系统分为人口子系统、资源子系统、环境子系统、经济子系统。

4.1数据收集

根据《浙江省统计年鉴》、《杭州市统计年鉴》、杭州市国民经济和社会发展统计公报等，对2000年～2014年杭州市人口、资源、环境、经济子系统的21个指标数据进行收集，以人口子系统的常住人口密度为例，得到的数据收集结果如图1所示。

图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、资源、环境、经济综合发展水平分析

利用SPSS进行主成分分析，对各个子系统评价指标进行降维，实现对杭州市人口、资源、环境、经济的综合发展水平分析。

人口子系统第一主成分特征值为5.585，方差贡献率为93.079%，能解释6个原始指标93.079%的变异情况，故第一项为主成分；资源子系统第一主成分特征值为2.921，方差贡献率为73.023%，第二主成分特征值为1.002，方差贡献率为25.046%，前两个主成分共同解释4个指标98.069%的变异情况；同理，环境子系统和经济子系统分别提取两个、一个主成分(见表2)。

表2　人口、资源、环境与经济主成分分析特征值和方差贡献率

根据SPSS17.0输出结果的成分得分系数矩阵来计算每一个主成分表达式，用Fij来表示第i个子系统提取出第j个主成分，主成分Fij是各个子系统中标准化后的指标数据变量的线性组合，主成分Fij的表达式如表3所示。

表3　人口、资源、环境与经济子系统主成分模型表达方式

如果把各个主成分的贡献率用矩阵Z表示的话，那么各个子系统的综合得分计算公式表示为：

由各个子系统主成分的方差贡献率构建人口(U1)、资源(U2)、环境(U3)和经济(U4)子系统的评价模型：

U1=0.930 79F11

U2=0.730 23F21+0.250 46F22

U3=0.496 70F31+0.283 67F32

U4=0.813 64F41

经计算，人口、资源、环境与经济子系统综合评价得分如表4所示。

表4　人口、资源、环境与经济综合评价得分

4.3杭州市人口、资源、环境与经济协调度计算

根据变异系数协调度公式来计算杭州市2000年～2014年人口、资源、环境与经济子系统的协调度系数，如表5所示。

表5　杭州市2000年～2014年人口、资源、环境与经济协调发展系数

根据协调系数发展系数计算结果，可以得到杭州市2000年～2014年人口、资源、环境与经济协调度的时间序列趋势，如图2所示。

图2　杭州市2000年～2014年人口、资源、环境与经济协调度趋势图Fig.2　Hangzhou Population, Resources, Environment and Economy Coordination trend in 2000～2014

5　杭州市人口、资源、环境与经济协调度结果分析

如图2所示，杭州市人口、资源、环境与经济协调度呈上升趋势，协调指数从2000年的0.427上升到2014年的0.815，系统协调状况向好发展。杭州市人口、资源、环境与经济协调度变化可以分为两个阶段：

第一阶段(2000年～2009年)：波动上升。具体可细分为两部分：第一部分，2000年～2002年，快速上升，由0.427上升至0.772，在这一时期，人口、资源、环境与经济均呈现良好的增长趋势，由不协调上升到中等协调。第二部分，2003年～2009年，协调度先大幅下降后缓慢上升。大幅下降原因为：

(1)这一时期经济子系统快速发展，使得各子系统间的差距越来越大，协调度下降。

(2)人口、环境、经济子系统都良性运行的态势下，资源子系统的得分却在下降，难以与其他子系统发展相匹配。其中，人均水资源总量下降，人均公共(园)绿地面积水平低，难以满足这一时期大量流动人口涌入的发展需求。

后期缓慢上升的原因：各子系统得分均呈现良好的趋势，与此同时，杭州市二、三产业发展迅猛，产业结构与就业结构得以改善，经济对环境的依赖程度减轻，对于环境的压力也随之变小。

第二阶段(2010年～2014年)：趋于平稳。这一时期协调度始终保持在0.80～0.89区间内，处于良好协调水平。原因为：这一时期经济子系统发展迅猛，人口子系统发展次之，均呈现良好的发展趋势，资源子系统与环境子系统发展速度较之趋缓，但总体协调度趋于稳定。具体原因为：

(1)人口子系统发展的快速提高得益于青壮年劳动力涌入稀释了老龄化程度，提升城镇化水平，协调了人口结构；人均预期寿命、万人发明专利拥有量都有了不同程度的提高，人口素质得以提升，促进了人口子系统的发展，但人均受教育年限程度仍不高，难以满足产业发展需求。

(2)资源子系统得分相对较低，人均农作物播种面积、人均公园绿地面积等指标趋于稳定水平。环境子系统与资源子系统一致，由于人口与经济发展水平出现了较大的波动，环境和资源略有滞后，但总体趋于稳定。

(3)经济的高速发展，也不可避免的为资源和环境子系统的发展造成压力，尤其是在人口的生产与消费、环境治理与生态保护方面。

因而，在未来相当长的一段时间内，杭州市在保持经济增长的同时，要重视人口、资源与环境发展同其相匹配。人口方面，要着力提升人均受教育水平，提升人口素质；资源方面，要保障人均拥有资源适量，尤其是人均农作物播种面积和人均公共(园)绿地面积两个指标；在环境方面，要重视工业废水排放达标率等指标，提升环境治理水平。

[1]马巾英.东江湖库区水环境承载力评价及协调发展研究[J].经济地理,2015,(11):184-189.

[2]陈颖.青海省人口、资源、环境与经济、社会的协调发展研究[J].西北人口,2007,(9):25-30.

[3]杨士弘.广州城市环境与经济协调发展预测及调控研究[J].地理科学,1994,14(2):136-143.

[4]曹舒蕾.云南省人口、资源、环境与经济协调度评价研究[D].昆明:云南大学硕士学位论文,2010.

[5]童玉芬,刘长安.北京市人口、经济和环境关系的协调度评价[J].人口与发展,2013,(19):44-51.

[6]张效莉,黄硕林.人口、经济发展与生态环境协调度测算原理及应用[M].北京:环境科学出版社,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

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“人口老龄化背景下家庭养老支持系统及政策研究”(2014B09 514)。

杨阳(1993-)，女，山东潍坊人，河海大学2014级社会保障专业在读硕士研究生，研究方向为社会保障理论与实践。

X196

A

1001-3644(2016)05-0067-06