京津冀经济发展与环境污染的实证分析

雷鹏英;周洁;王鹏振;霍永峰

摘 要：经济发展与环境污染总是密不可分的，京津冀地区的经济发展也有着密切的联系，有着联动作用。本文通过主成分和聚类分析方法，对2016年京津冀地区的经济发展与环境污染状况进行了分析，并根据分析的结果提出合理性建议，以促进京津冀地区经济与环境的可持续发展。

关键词：主成分分析  聚类分析  经济发展  环境污染

中图分类号：F061.5 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2020）04（a）--02

改革开放以来，我国的经济发展是比较迅速的，但是经济的增长是粗放式的。工业企业数量在不断扩大，是我国经济发展的重要组成部分。但工业经济发展的同时环境污染物的排放也是十分严重的，京津冀地区的发展也是如此，这严重阻碍了京津冀地区经济与环境的可持续发展。因此研究京津冀经济与环境污染的关系，具有重要意义。

本文采用了主成分分析、聚类分析法，将2016年京津冀13个城市根据经济发展和环境污染的综合情况划分为3个区位，呈现不同区位的特征，结合所给分类的地区特征及产业结构状况提出合理的建议，使京津冀地区在经济发展持续增加的情况下可以保证经济的高质量发展，促进生态环境的和谐，促进京津冀地区的共同发展。

1 研究方法

首先，当选取的指标较多时，为更好地反映经济发展与环境污染的关系，需要将多个指标转化为可用主成分代替的较少指标，主成分分析可以很好的表示。其次，将主成分分析得到的得分情况，采用聚类分析，将京津冀的这几个城市进行分类，并对这些城市的发展提出发展性建议。

1.1 主成分分析

主成分分析也称主分量分析，是将多个指标转化为较少的综合指标，通过转化生成的综合指标称为主成分，且各主成分间为不相关关系。然后通过KMO检验分析其合理性，具体步骤：

步骤1： 将原始数据标准化。

其中表示第i个指标第j个分区的原始数据和分别为第i个指标的样本平均值和标准差。

步骤2：。计算相关系数矩阵。其中。

步骤3：计算对应的特征值与特征向量。

由计算求得每一个特征值λi，从而求得每一个特征向量μ1，μ2，…μn。

步骤4：计算方差贡献率和累计贡献率。

步骤5：计算最终要保留的主成分，。

1.2 聚类分析法

本文采用K-Means聚类，K-Means聚类的特点是多次迭代。在聚类过程中，观测所属的类会不断进行自我调整，最后会形成一个稳定的状态。

2 数据指标

在本文中研究的是京津冀地区经济发展与环境状况，对于经济状况采用经济实力、经济活力与产业结构这三个方面，如表1所示。

而对于环境污染，由于数据整理有限，只采用了工业废水、工业废气和工业粉尘排放量这几个指标。这些数据都是采用2016年的数据，均来自京津冀各个城市的《统计年鉴》《中国城市统计年鉴》。

3 实证分析

3.1 京津冀经济主成分分析及其检验

本文通过计算经济发展原始数据的相关矩阵，通过SPSS进行主成分分析得出：提取出3个主成分的累计贡献率达到90%以上，并且主成分1中固定资产投资总额的系数要高于公共财政收入和规模以上工业总产值的系数，所以主成分1中的固定资产投资总额可以用来表示经济实力的指标;主成分2中第三产业占GDP的比重的系数要高于第二产业占GDP比重的系数，所以主成分2中的第三产业占GDP的比重的系数可以用来表示经济结构的指标;主成分3中的GDP增速的系数高于社会消费零售总额和GDP的系数，所以主成分3中的GDP可以用来表示经济活力的指标。

我们知道在主成分分析中KMO的检验值越大表明此主成分分析是合适的，当检验值在小于0.5的时候我们不采用这个主成分分析，当大于0.5的时候才会使用这个主成分分析，当大于0.6的时候达到了接受层面。通过KMO检验，overall值为0.703达到接受层面，所以这个主成分分析是合适的，即我们可以采用这三个指标来表示经济情况。

3.2 京津冀环境污染的主成分分析及其检验

同样通过SPSS分析环境污染原始数据的相关矩阵，我们可以发现所选取的环境污染的数据都是主成分，主成分1、主成分2与主成分3分布代表着我们所选取的关于环境污染的三个指标，这几个指标在环境污染中都占据着很大的比重，所以这三个指标都对京津冀的环境污染有很大的关系。

同样为了使得分析可靠，在这里做KMO检验和Bartlett检验，因为其overall值为0.568，表明这个主成分分析合适。

根据上面所提取的主成分，计算了京津冀的经济发展综合得分与环境污染的综合得分，并将它们进行排名情况，结果如表2所示。

由表2可以看出，北京、天津、石家庄的经济排名位列前三，但是天津与石家庄的环境污染排名是靠前的，说明天津与石家庄在发展经济的同时没有注重污染物的排放，北京的情况就相对比较好;唐山的环境污染排名第一与其有丰富的矿产资源有关系，邯郸、邢台与承德的经济排名靠后，但是邯郸地区的环境污染排名是靠后的，其他地区的经济与环境污染排名都是比较居中的。

4 聚类分析

将上面的得分情况用SPSS软件进行系统聚类的分析方法，把京津冀这几个城市分为三类，可以得到以下的分类结果：

第一类：北京，天津，石家庄;

第二类：秦皇岛，张家口，承德，沧州，廊坊，衡水;

第三类：唐山，邢台，邯郸，保定。

根据聚类分析的结果可以看出，北京、天津、石家庄为一类，这三个城市属于经济发展较好，环境污染比较严重的，这与第三类形成了鲜明的对比，第三类中的城市的经济发展相对不是那么发达，但是所造成的工业污染是很严重的，这与唐山、邢台等地的产业结构有很大的关系，这里有丰富的煤炭资源，是重工业城市基地，其帶来的污染是相当严重的，这些城市在发展经济的同时没有注重环境的保护，以牺牲环境为代价促进本地的经济发展，这种发展模式应该及时转变，第二类中的6个城市的经济发展状况一般，但是环境污染状况不严重，这种与当地的资源、交通等客观因素有很大的关系。

5 结论与对策建议

本文通过选取代表经济发展的8个指标和代表环境污染的3个指标，通过主成分分析法和聚类分析法，将京津冀的13个城市划分为三类地区，并对每个地区今后的发展提出有效的发展性建议。

第一类地区是经济发展比较好的地区。北京在经济发展的同时注重环境的保护，这种模式值得提倡，需要继续坚持这种友好的发展的模式，其他在工业发展好但是环境不友好的地区需要向北京学习。天津、石家庄就要注重这些，在发展经济的同时，保护好环境;工业企业引进先进的技术，改善企业发展模式，做到经济既发展了，环境也是十分友好的，这样才能够得到持续的发展。

第二类地区要注重经济的发展。可以充分利用自己的地理位置多开发一些新型的产業，多发展第三产业，比如旅游业、服务业等，通过新型产业来刺激就业、消费等来提升自己的经济实力，同时在提升自己经济实力的过程中也要注重环境的保护，切不可一味地为了发展自己的经济而以牺牲环境为代价。

第三类地区我们需要在发展经济的同时注重环境的保护，转变产业结构发展模式，第三类地区的矿产资源丰富，我们在利用自然资源的时候，贯彻执行经济与环境的可持续发展理念，多引入一些无害化的技术来提高经济的发展降低环境的污染，同时可以借鉴国外的政策，政府也应该给予更多的支持，引入高技术人才与高效率、低污染的技术与设备，以此来促进这些城市的可持续发展;同时也要制定一些严标准对于污染排放比较多的企业令其强制关闭或改进、引进技术来降低环境的污染，切不可心慈手软。

总之，河北省是我国的工业大省，近几年经济虽然发展了，但是环境污染相当严重，要充分重视环境保护，引进新的技术，同时研发绿色排污技术，以此促进京津冀城市群体协同发展。京津冀各个城市要勇于创新，要及时地调整自己的产业结构，多发展一些新型的产业来促进经济的发展，注重环境的保护与生态环境的建设，这样才能够更好地带动京津冀地区经济的不断发展。

参考文献

韩天天.京津冀地区经济增长与环境关系的对比分析[J].统计与管理，2016.

秦炳涛，葛力明.我国区域工业经济与环境污染的实证分析[J].统计与决策，2019（04）.

薛薇.SPSS统计分析方法及应用[M].北京：电子工业出版社.2018.

作者简介：雷鹏英（1995-），女，汉族，山西平遥人，硕士研究生在读，河北师范大学商学院。