基于Stata的科技创新对生态环境保护的影响研究

闫允政　刘祥伟

【摘  要】科技创新是影响生态环境保护的重要因素。论文以安徽省为研究对象，选取2010-2019年的安徽省科技创新与生态指标相关数据，运用Stata15.1软件，对数据进行描述性分析、回归分析、因子分析等，从而对科技创新与生态环境保护情况进行多元统计与评价。结果表明，科技创新与绿化面积、水资源总量等要素之间具有较强的相关性，二者如何协调发展，成为今后重点关注的问题。

【关键词】科技创新;环境保护;数据分析;Stata

【中图分类号】X321【文献标志码】A【文章编号】1673-1069（2022）05-0102-03

1 引言

2018年5月18日至19日，全国生态环境保护大会召开，习近平总书记在会上强调，要加大力度推进生态文明建设、解决生态环境问题，坚决打好污染防治攻坚战，推动我国生态文明建设迈上新台阶。全国生态环境保护大会确立了习近平生态文明思想，为生态环境保护工作指明了方向，也对生态环境科技发展提出了新的要求。2019年5月28日，习近平总书记在两院院士大会开幕会上发表重要讲话强调，“要坚持科技创新和制度创新‘双轮驱动，以问题为导向，以需求为牵引，在实践载体、制度安排、政策保障、环境营造上下功夫”。

国家的发展离不开科学技术的进步，历史经验也表明科技创新总是能够深刻改变世界发展格局，深刻影响国家地位。但科学技术在带给我们便捷、舒适的同时，也对环境造成了一系列的破坏，如汽车尾气对大气的污染、现代化工厂对水资源和森林资源的污染等。但是仔细思考，环境保护也是科技发展的一部分，也可以说是目的之一，如果只顾发展没有环境保护的方略，发展后的效果不堪设想。在环境保护上，如果能够合理应用科学技术加强保护力度，将会起到事半功倍的效果。如今，科学技术在环境保护的应用上已经屡见不鲜了，各个行业、各个领域都可见其身影，其效果是十分显著的。

2021年，我国宣布进入全新的“十四五”时期，提出了生态环境保护工作的主线、原则以及工作的重点方向。我们需要根据当前国家与社会环境的具体情况，将科技创新与生态环境保护相结合，完善制度建设，同时考虑发展条件及未来趋势，及时做出调整，明确其重要性，对以后发展的重点方向与研究任务有着清晰的认知，在更高水平上加快科技创新，保护生态环境。

本文就查阅来自2010-2019年安徽统计年鉴中相关数据，利用数据分析软件Stata，建立线性模型，找到科技创新与绿化覆盖面积、水资源总量等影响因子之间的关系，研究相互作用程度，分析发展趋势，并对此提出相关建议与对策。

2 研究过程

研究数据来源于安徽省《统计年鉴》（2010-2020年），参考往年学者发表的主题相关研究论文，在科技创新方面选取R&D研究机构数、R&D经费支出以及有效发明专利数作为讨论因素（R&D为research and development，指科学研究与试验发展），生态环境保护方面选取绿化覆盖面积、水资源总量以及工业废水排放量为讨论因素。

2.1 数据描述性分析

Stata中进行数据描述性分析的方法有很多种，可以使用summarize、codebook等命令，得到变量数据的概要统计指标，主要包括最值、均值、峰度系数以及偏度系数等，通过描述结果显示的这些指标，能够对研究分析的数据有整体把握，为后续的深层次分析作好充足准备。在Stata软件命令框中，手动输入指令“summarize 变量，detail”，就能显示出已有数据的描述性分析结果，也可以在上方工具栏中选择“统计”→“汇总，图表和假设检验”→“摘要和描述性统计”→“摘要统计”，然后在对话框中对变量进行创建编辑。由于文章内容有限，在此以有效发明专利数为例进行说明，在Command命令框中输入命令

“summarize 有效发明专利数，detail”，得出图1所示的结果。

由图1可以看出，在有效发明专利数数据中，它的百分位数（即图中显示的percentiles）的第一个四分位数，也就是25%，对应的是11 986，第二个百分位数（50%）是31 376.5。4个最小值分别为6 210、7 659、11 986、17 923;4个最大值分别为52 618、61 670、73 097、82 524;均值為（Mean）为37 644;标准差（Std.Dev）为28 134.81;偏度（Skewness）为0.359 657 6，为正偏态;峰度（Kurtosis）为1.655 601。通过数值的大小以及我们对数据的分析，能够观察到有效发明专利数的所有数据中，都没有特殊值和异常值，数据之间的量纲差距也处于一定范围内。

2.2 相关分析

使用Correlate命令或者pwcorr命令等都可以观测研究对象之间存在的或大或小的相关性，然后根据相关系数再去对模型进行大概的估计和评测。在本次的研究分析中，在Stata软件的命令框中输入“pwcorr”，这样就能够得到R&D研究机构数、R&D经费支出、有效发明专利数、绿化覆盖面积等多个变量之间的皮尔森系数，分析结果如图2所示。

由图2能够观察到，年份与R&D研究机构数相关系数为0.992 5，与R&D经费支出之间的相关系数为0.990 6，与有效发明专利数的相关系数为0.982 3;R&D研究机构数与有效发明专利数的系数为0.982 5，R&D经费支出与有效发明专利数的系数为0.980 0，这表明年份、R&D研究机构数、R&D经费支出与有效发明专利数之间都存在着很强的关系，具有一定的联系：随着年份的增加，研究机构数和研究经费不断扩大，有效发明专利数也随之增多。但年份与绿化覆盖面积之间的系数为-0.481 5，为负相关，年份与水资源总量之间的系数为0.058 8，与工业废水之间的系数为-0.871 0，可见随着年份的增加，绿化覆盖面积和水资源总量并没有与之增大，反而工业废水排放逐年增多。

2.3 回归分析

本文以有效发明专利数（L）为因变量，以R&D研究机构数（Y）、R&D经费支出（T）、绿化覆盖面积（Q）、水资源总量（S）、工业废水排放量（P）等为自变量，建立分析模型，进一步研究科技创新与环境保护之间的关系。线性模型如下：

L=V+a×Y+b×T+c×Q+d×S+e×P

在此模型方程中，a、b、c、d、e是回归系数，V为随机误差项。基于前文计算出的相关性结果，本文选取OLS回归模型对要素进行定量描述，在Command命令框中运行命令“reg  L Y T Q S P”，计算结果如图3所示。

根据回归结果，可得回归模型的方程为：

L=2 623.581-1.168 504×Y+0.013 131 9×T+0.005 726 6×Q+13.759 2×S-0.469 037 3×P

从图3结果可知，R&D研究机构数对应的t值为-0.22，伴随概率P₁=0.839，R&D经费支出的t值为2.46，伴随概率P₂=0.070，绿化覆盖面积的t值为1.18，伴随概率为0.303;拟合度R²=0.995 2，Adjusted R²=0.989 3，模型整体拟合水平较高。除此之外，从图中右上方区域可观察到F统计量为167.03，伴随概率P₃≈0.000 1，这也意味着模型整体线性关系成立，表现出了该模型的回归分析结果比较满意。

2.4 异方差检验

回归后，对模型进行White检验，根据检测的结果来判断方程是否存在异方差。在命令框中输入命令“estat imtest， white”，得到分析结果（见图4）。结果显示：White检验的P值为0.350 5，大于0.05，所以不存在异方差，因此不再需要用标准差进行回归。

2.5 因子分析

论文用主成分分析法进行因子分析（见图5）。从结果可知，6个因子中有2个因子特征根大于1，并且LR检验的卡方值为84.63，P值为0.000 0，模型显著。第一个因子的特征值（Eigenvalue）为3.991 37，方差贡献率（Pro-portion）为66.52%;第二个因子特征值为1.229 01，方差贡献率为20.48%。前5个因子的累计方差贡献率为99.96%，意为解释了原始数据的99.9%的信息。

3 结论与建议

本文利用2010-2019年的安徽省科技创新与生态指标相关面板数据，运用Stata15.1软件，对数据进行回归分析和因子分析等，找出科技創新与绿化覆盖面积、水资源总量等影响因子之间的关系，得出以下结论：

随着年份增加，科学研究与试验发展机构与研究人数逐年增多，有效发明专利数也随之增加，影响较显著;水资源总量随着科技发展却上下起伏较大，变化不均匀，绿化覆盖面积虽然逐年递增但近几年已经平稳，工业废水排放量却大幅增加。由此可见，科技发展对生态环境保护存在一定溢出效应，发展科技创新对生态环境保护有利有弊，二者相互影响、相互作用。

根据科技创新发展要求以及生态环境保护的需要，在未来的发展与建设中，应当着重于以下几个方面：

第一，重视城市生态学理论的探索，特别是不同规模城市和地区的结构与功能的研究;第二，大力开展科技成果转化应用，建设一个面向全社会的科技成果转化平台，以此来促进环保产业发展、提升解决生态环境问题的实际能力;第三，发展生态环境保护、建设适用科学技术体系，促进现有技术的生态化;第四，增强环境问题成因机理，以及时空和内在演变规律等前沿基础研究，提升科学认知，并提高生态修复等关键核心技术的自主研发能力，提升技术装备水平和精准治污能力，同时开展区域全过程污染控制和生态保护修复的技术集成与应用示范的研究，需将各种技术综合运用到一个区域中，提升系统治理和保护水平;第五，建立相应的政策、法令和奖惩制度，促进生态环境保护和科技发展。

在科技创新和生态环境保护方面，我们还有很长的路要走，我们必须要牢牢把握住这重要的历史机遇，全面提升环境科技创新能力，努力实现环境治理体系和治理能力现代化。相信通过努力，国家和社会会更加美好繁荣。

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