基于因子分析的中国省域生态文明建设评价

王梦媛，方厚政

(上海理工大学 管理学院，上海 200093)

生态文明建设关乎人类的生存和永续发展[1]。进入21世纪以来，中国在保持经济快速稳定发展的同时，尤其注重加强资源能源节约利用、环境保护和治理以及生态保育，积极探索可持续的科学发展道路[2]。党的十九大报告和“十四五”规划均对生态文明建设做出了一系列指示和要求。在此背景下，对于生态文明建设的研究尤为必要。

目前，国外对生态文明建设评价的研究大多从区域生态系统、可持续发展的角度展开讨论，主要形成了诸如环境绩效指标等较为权威的指标体系[3]；国内学者针对生态文明建设评价的研究大多从不同层面进行展开。中国相关部门先后提出了生态文明建设评价ECCI2013指标体系[4]。随后，汪秀琼等基于“五位一体”总体布局从5个层面对中国区域生态文明建设进行了综合评价和聚类分析[5]。在省域层面，黄娟等运用TOPSIS法对江苏省13个地级市的生态文明建设水平进行了定量评价[6]；贾海发等以及李小娟运用熵值法分别对青海省和陕西省的生态文明发展水平进行了综合评价[7-8]。在特定区域层面，吴小节等对中西部地区生态文明建设状况进行了综合评价[9]；杨红娟等运用AHP法对构建的少数民族地区生态文明建设评价指标体系进行了研究[10]；王二威等基于熵权TOPSIS方法对珠三角地区的城市生态文明建设进行了评价研究[2]。此外，还有一些学者将生态文明建设评价研究聚焦在北京、上海和武汉等具体城市[3,11]。通过阅读相关文献可以发现，学界研究较多的是从不同的评价指标体系、不同的评价方法以及评价层面来对生态文明建设进行评价并给出发展建议。

本文以中国31个省区市为研究对象，从3个层面构建生态文明建设综合评价指标体系，利用因子分析模型对各省的生态文明建设水平进行实证研究，并根据因子得分及排名做出分析和评价，并提出相关建议。

1 研究设计

1.1 评价指标的选取

在数据可获得的前提下，依据科学性、可操作性、准确性和系统性的原则，从生态经济发展、生态环境保护和资源能源利用3个层面选取了包含9个指标在内的生态文明建设综合评价指标，具体见表1。

表1 生态文明建设综合评价指标体系

1.2 研究方法

因子分析法的基本思想是通过降维的方法将多个可观测的原始变量综合为少数的几个不可观测的假想变量，在保留大部分信息的同时，用个数相对较少的假想变量(称之为因子)来替代众多原始变量[12]。

假设一共有p个可观测的变量，它们分别为X1,X2,…，Xp,最后浓缩提取出m个因子(m

(1)

式中：F1,F2,…，Fm为公因子；等式右侧第1项εi为不可观测的变量；公因子前的系数aij为因子载荷量，它在统计学上称为权，即是第i个变量在第j个公共因子上的负荷或相对重要性；最后一项μi统计学上称其为特殊因子，它不能够被前m个公共因子所解释。

2 实证分析

2.1 数据来源与同向化处理

选取中国31个省区市(不包含港澳台)2017年的各项指标数据，样本数据来源于《2018年中国统计年鉴》和《2018年中国环境统计年鉴》。由于本文原始指标数据的单位和正负取向不统一，为了使分析更加准确，避免结果具有误差，首先对原始指标数据进行无量纲化和同向化处理。正向指标和逆向指标计算公式为

x′ij=(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)

(2)

x′ij=(xjmax-xij)/(xjmax-xjmin)

(3)

式中：x′ij为正向化值；xij、xjmax和xjmin分别为j项指标的第i个样本值、最大和最小样本值。

2.2 因子分析的适用性检验

需要进行KMO与Bartlett’s球形检验,判断该数据是否适合做因子分析，结果见表2，KMO=0.689>0.5，接近于1，且近似卡方统计值为162.013，显著性水平为0.000，原假设不成立，故应可采用因子分析且效果较好[12]。

表2 KMO和Bartlett's球形检验

2.3 因子分析过程

1)利用SPSS21.0软件进行因子分析得到总方差解释表，见表3。

表3 总方差解释表

2)依据累计贡献率达到80%，特征值均大于1的标准，基于SPSS21.0结果(表3)得出结论有，特征值比1大的因子共有3个，所以可提取3个公因子。观察表3中因子旋转后的情况可知，前3个因子可解释的原始变量累计方差为83.792%，说明这3个因子解释了原始变量的大部分信息。通过因子碎石图(图1)可以观察到前3个因子的特征值极高且变化剧烈，在图中表现为陡峭的折线。自第4个因子起，特征根逐渐减小，折线的变化不显著，故提取前3个因子较为合理。

图1 碎石图

3)在确定了3个公因子之后，通过因子旋转得到旋转成分矩阵(表4)，进一步对因子进行命名和解释。

表4 旋转成分矩阵

由表4可知:第1个公因子在X1、X2和X3指标上有较大的载荷量，考虑到X1～X3均为生态经济发展指标，所以将公因子1命名为“生态经济发展因子”；第2个公因子在X6～X7和X8指标上有较大的载荷量，考虑到X6～X8均为资源能源利用指标，所以将公因子2命名为“资源能源利用因子”；第3个因子在X4和X5指标上有较大的载荷量，同时X4和X5两指标反映了生态环境保护水平，故将第3类因子命名为“生态环境保护因子”。

2.4 因子分析的结果

通过SPSS21.0处理得到成分得分系数矩阵(表5)。

由表5进一步得到因子得分函数:

表5 成分得分系数矩阵

F1=0.368X1+0.355X2+0.391X3-0.126X4-0.005X5-0.079X6-0.041X7+0.004X8；

F2=-0.080X1-0.074X2+0.039X3+0.012X4-0.210X5+0.295X6+0.385X7+

0.516X8；

F3=0.043X1+0.032X2-0.226X3+0.486X4+0.617X5+0.099X6-0.013X7-

0.298X8。

根据表3每个因子所占3个因子累计方差贡献率的比例，可总结得出生态文明建设评价的综合得分公式，即

F=0.391 2F1+0.348 2F2+0.260 6F3。

利用SPSS21.0软件进一步求得各省区市生态文明建设综合得分以及排名，见表6。

表6 因子得分及排名

从表7中可以看出，生态文明建设综合得分较高的是北京、上海等大城市和东南沿海地区的省份，处于中游地区的基本上为中部和东北地区，这些区域生态文明建设发展水平处于中等；处于下游地区的大多为西北地区和南部地区的部分省份，生态文明建设水平相对滞后。从整体来看，国内生态文明建设水平呈现省市分布的不平衡性，生态文明建设在经济发达地区较为突出，西北部和南部地区的生态文明建设呈不断追赶趋势。

表7 按区域划分各省区市生态文明建设得分排名情况

在东部沿海地区，各省份的生态文明建设综合排名整体靠前。在生态经济发展方面，除山东和河北两省排名相对靠后之外，其他省份均位居全国前列。东部地区各省份沿海，经济发达，工农业、科技等基础雄厚，此外政府对生态文明建设投入的人力物力财力等资源也多，所以其投入与产出能力也会相对较强；在资源能源利用方面，东部沿海地区各省份处在全国中游位置，且彼此之间差距较小，可能与东部地区人口密集、能源资源不够充足以及东部地区产业结构有一定的联系，其中，河北和北京两地排名相对靠后；在生态环境保护方面，东部沿海地区各省份因子得分排名比较分散，其中，海南、天津和上海相对靠后；因此，山东、河北等生态经济发展相对落后的省份应当充分借鉴北京、上海等大城市的经验加大对生态文明建设的人力物力和财力的投入，增强生态经济投入与产出能力，进一步提升自身生态经济发展水平；而海南、天津等生态环境保护相对落后的省份可以通过加大城市污水和生活垃圾处理力度，增加绿化覆盖率等措施来提升自身生态环境保护水平。

在中部地区，除山西外，其他各省份生态文明建设综合排名整体处在全国中等水平，且各省份差距较小。而在生态经济发展方面，中部六省排名整体处于中下游，可能与其各地人口密度、绿色经济发展水平息息相关，可见这些省份需要加大生态文明投入，进行绿色科技创新，增强投入产出能力，提高生态经济发展水平。在资源能源利用和生态环境保护方面，中部六省排名差距参差不齐，其中，山西和江西两省需要加大资源能源利用效率，湖北和山西需要采取相关措施提升生态环境保护水平，争取在各方面与其他省份齐头并进。

在东北地区，东北三省的生态文明建设综合排名居于全国中等偏下位置。其中，辽宁的生态文明建位居三省之首，但在资源能源利用方面远落后于其他两省，因此辽宁需进一步提高资源能源利用率。而吉林和黑龙江在生态环境保护因子得分上排名靠后，两省需要进一步加大其生态环境保护力度。总体来看，东北地区的生态环境保护因子得分排名远落后于其生态经济发展因子和资源能源利用因子得分排名，因此当地政府应采取相关措施加大对生态环境的保护力度。

在西部地区，各省份的生态文明建设综合排名整体靠后，西北地区尤为突出。西部地区有得天独厚的矿产、石油、天然气各种资源能源，开发潜力大。但可能由于其特殊的地理位置和自然条件，使得西部各省份的生态文明建设成效还与中、东部存在一定的差距。其中，西藏在资源能源利用方面排名位居全国首位，从选取的指标分析来看，西藏每单位GDP工业SO2排放量、工业固体废物排放量和电力消耗量相对来说是最低的。而综合得分排名位居末位的青海，在资源能源利用和生态环境保护方面也不容乐观，其原因可能是受其自身经济结构、自然条件的约束或是面临着资源开发与环境保护之间的矛盾的影响。因此，青海应把握住机遇，创新能源发展方式，协调资源开发和环境保护统一发展，努力提高资源能源利用率和环境保护水平。

3 结论与建议

在新发展理念背景下，利用因子分析模型对中国31个省区市的生态文明建设水平进行实证研究，进一步分析和评价了不同区域各省份的生态文明建设差异。研究结果发现中国各区域不同省份生态文明建设差距较大，不同层面发展不均衡。具体结论如下：

1)运用因子分析法所构建的生态文明建设评价指标体系具有可行性，其信息贡献率高达83.792%；生态经济发展、资源能源利用和生态环境保护因子三者占总体解释力度的比重分别为32.781%、29.176%和21.835%。

2)中国生态文明建设水平呈现地区发展的不平衡性，生态文明建设在经济发达的东部地区较为突出，西北部和南部地区的生态文明建设呈不断追赶趋势。

3)在生态经济发展方面，以北京、上海等为代表的大城市以及东部沿海地区排名位居全国前列，而以广西、安徽和河南为代表的中西部地区各省份排名较为靠后。在资源能源利用方面，西藏、甘肃排在第1、2位，而宁夏和青海位居倒数。在生态环境保护方面，江西、北京排在全国前列，西藏和青海位居末位。

结合以上结论，提出以下推进中国各地区生态文明建设的相关建议：

1)东部地区虽然生态文明建设综合得分位居全国前列，但各层面因子得分差距较大，各方面发展不均衡。东部地区各省份应进一步提高资源能源利用效率和环境保护水平。政府可以采取适当的引导,给予相关政策支持，引进相关技术改善生产工艺,以提高资源利用率；同时加强群众关于生态文明建设的宣传和教育工作，提高公民环保意识，从自身做起，进一步提高当地的生态环境保护水平。

2)中部地区各省份生态经济发展因子得分排名较生态文明建设综合得分排名有所下降，同时其生态经济发展因子得分也明显低于其他两层面因子得分。因此，中部地区在生态文明建设中应进一步提升生态经济发展水平、统筹经济与生态协调发展。各省份可以以改善生态为导向开展经济工作，鼓励推动绿色创新、生态创新，不断优化调整各产业结构和各生产要素的投入比，努力推动经济、社会和生态协调发展进一步实现良性循环[14]。

3)东北地区各省份生态环境保护发展因子得分较生态文明建设综合得分排名有所下降，同时其生态环境保护因子得分低于其他两层面因子得分。因此，东北三省应进一步加大环境保护力度。政府各部门可以加大环保监督和宣传教育工作，使得公众树立起绿色消费和绿色出行环保观念，使得企业积极承担社会责任。同时开拓广大群众监督的渠道，努力发挥各方主体的监督作用，让全社会各个公民都积极投身参与到生态文明建设当中[15]。

4)西部地区生态文明建设较为落后，各省份应统筹生态经济、资源能源利用与环境保护各方面协调发展。加快转变经济增长方式，缓解环境和资源压力，以改善生态为导向开展经济工作，对传统和高污染产业进行减产、技术改造和现代化升级，减少有害物排放；大力发展绿色产业，在税收等多方面给予优惠扶持政策，通过政府引导和政策激励进一步推动绿色产业发展。