李在軍，管衛(wèi)華

（南京師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，南京 210023）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各種環(huán)境問題日益彰顯，環(huán)境質(zhì)量問題不僅影響著人們生活質(zhì)量的提高，而且成為嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步騰飛的瓶頸.有關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與環(huán)境變化關(guān)系的研究引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，國(guó)外學(xué)者分析了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、人口變動(dòng)、能源消耗、技術(shù)進(jìn)步等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)環(huán)境的綜合影響［1－3］.國(guó)內(nèi)學(xué)者利用隨機(jī)回歸影響模型、向量自回歸分析、主成分分析等方法研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染狀況的動(dòng)態(tài)關(guān)系［4－6］，三次產(chǎn)業(yè)與環(huán)境質(zhì)量［7］，外商投資對(duì)環(huán)境的影響［8］，環(huán)境污染綜合指數(shù)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、環(huán)境政策、城市化水平與外商直接投資因素的作用機(jī)理［9］，地區(qū)的貿(mào)易開放、政府規(guī)制、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資本、路徑依賴等因素對(duì)環(huán)境污染的影響［10］，人口比重、人均GDP、工業(yè)能耗強(qiáng)度對(duì)環(huán)境負(fù)荷的影響［11］等，全面分析了社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)過程中環(huán)境污染狀況的時(shí)序動(dòng)態(tài)變化特征.

大多數(shù)實(shí)證研究主要集中于全國(guó)的范圍，缺少考察中國(guó)環(huán)境污染的地區(qū)特點(diǎn)，對(duì)省域的環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展作用關(guān)系研究更少，目前我國(guó)還沒有建立起完整的有關(guān)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染相互作用的分析體系，因此，進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染的相互作用機(jī)理的分析探究，對(duì)如何減輕環(huán)境壓力與環(huán)境污染，改善環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的又好又快發(fā)展具有重要意義，江蘇省1990年～2010年間年均GDP 增長(zhǎng)率為18.4%，在未來幾年間，社會(huì)經(jīng)濟(jì)將繼續(xù)保持較快速度發(fā)展，伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，省內(nèi)環(huán)境污染問題也日益突出，基于此，本文利用江蘇省污染物排放量的數(shù)據(jù)，測(cè)度該時(shí)期內(nèi)環(huán)境污染綜合指數(shù)，并對(duì)環(huán)境污染指數(shù)的年際變化階段進(jìn)行劃分，構(gòu)建環(huán)境污染影響因素指標(biāo)體系，分別對(duì)各階段內(nèi)的環(huán)境污染綜合指數(shù)與相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，從而對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染的影響因素的相互作用及其在各階段的特征進(jìn)行闡釋，以期為未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)的又好又快發(fā)展提供建議與對(duì)策.

1 研究方法

1.1 均方差決策

均方差決策法是一種根據(jù)信息熵原理設(shè)計(jì)的客觀賦權(quán)方法，通過指標(biāo)信息量的測(cè)度，來確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，因此具有一定的準(zhǔn)確性與客觀性.其基本思路是以各評(píng)價(jià)指標(biāo)為隨機(jī)變量，各方案在指標(biāo)下的無量綱化的屬性值為該隨機(jī)變量的取值.先求出隨機(jī)變量的均方差，將這些均方差歸一化，其結(jié)果即為各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù).該方法已經(jīng)在工程技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用［12］.

1.2 Mann－Kendall

Mann－Kendall法作為一種非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，該方法不需要樣本遵從一定的分布，也不受少數(shù)異常值的干擾，具有檢測(cè)范圍寬、人為影響小、定量化程度高的優(yōu)點(diǎn)，該方法不僅能夠找出突變點(diǎn)，還能劃分突變區(qū)域［13］.

1.3 主成分分析

基于本文所選相關(guān)環(huán)境污染影響因素的指標(biāo)，采用主成分分析進(jìn)行主因子確定.通過降維方法把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)（即主成分）［4］.本文對(duì)選取影響環(huán)境污染綜合指數(shù)的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，從而選定幾個(gè)主因子進(jìn)行代替，然后求出各個(gè)主因子得分.

1.4 灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)度的基本思想是根據(jù)序列曲線幾何形狀來判斷不同序列之間的聯(lián)系是否緊密［14－15］.分別求出主成分因子得分值與環(huán)境污染綜合指數(shù)的絕對(duì)關(guān)聯(lián)度（ε）、相對(duì)關(guān)聯(lián)度（γ）及綜合關(guān)聯(lián)度（ρ）列，根據(jù)灰色綜合關(guān)聯(lián)序，判斷因子得分因素對(duì)環(huán)境污染綜合指數(shù)的影響程度.

2 環(huán)境污染指標(biāo)選取

環(huán)境污染水平的度量主要包括污染物排放總量與污染物排放強(qiáng)度（單位產(chǎn)值污染物排放量）兩類指標(biāo)［9，16］.由于本文主要分析環(huán)境污染水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，故選取污染物排放總量進(jìn)行環(huán)境污染綜合指數(shù)的衡量.考慮數(shù)據(jù)的可得性和當(dāng)前的污染物排放主要由工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生，因此本文選取了江蘇省1990年～2010年間工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量、工業(yè)SO2排放量、工業(yè)煙塵排放量、工業(yè)粉塵排放量、工業(yè)固體廢物排放量六項(xiàng)指標(biāo)來進(jìn)行江蘇省歷年環(huán)境污染綜合指數(shù)的測(cè)度.以上數(shù)據(jù)來源于《江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒》（1991年～2011）與《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（1995年～2010）.

2.1 環(huán)境污染綜合指數(shù)的計(jì)算

根據(jù)均方差決策計(jì)算得出各指標(biāo)的權(quán)重分別為0.177 3、0.179 7、0.165 3、0.177 8、0.124 7、0.175 2.從圖1 可以看出，1990年～2010年來江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)的變化起伏較不穩(wěn)定，呈現(xiàn)出先下降后上升、再下降然后再上升的變化態(tài)勢(shì)，這表明在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初始時(shí)期，江蘇省環(huán)境質(zhì)量狀況較好，伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染狀況不斷惡化，整體來看江蘇省環(huán)境污染呈波動(dòng)上升趨勢(shì).為了更好的研究整個(gè)時(shí)期環(huán)境污染指數(shù)波動(dòng)變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素的影響關(guān)系，采用時(shí)間突變點(diǎn)進(jìn)行研究階段的劃分.

圖1 1990年～2010年江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)變化趨勢(shì)Fig.1 Plot of the environmental pollution comprehensive index from 1990to 2010in Jiangsu

2.2 江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)的變動(dòng)階段劃分

江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)在整個(gè)研究期間內(nèi)波動(dòng)變化較大，通過環(huán)境污染綜合指數(shù)的時(shí)間突變階段來具體劃分其變化特點(diǎn)，以1990年～2010年間的環(huán)境污染綜合指數(shù)值為時(shí)間序列，采用Mann－Kendall法來檢測(cè)1990年～2010年的江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)的突變點(diǎn)，在給定顯著性水平0.05條件下，繪制出江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)的Mann－Kendall統(tǒng)計(jì)量曲線（圖2）.由圖2，可知江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)在2003年以后的擴(kuò)大是一種突變現(xiàn)象，圖2中UF和UB的交點(diǎn)位置大致位于2003年，從而將江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)劃分為1990年～2003年和2004年～2010年兩個(gè)階段.

圖2 1990年～2010年環(huán)境污染綜合指數(shù)的Mann－Kendall統(tǒng)計(jì)量曲線（置信線為α＝0.05顯著性水平臨界值）Fig.2 Mann－Kendall statistic curve of environmental pollution comprehensive index from 1990to 2010

3 環(huán)境污染影響因素的主成分分析

環(huán)境問題與經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，二者相互影響、相互作用，1990年江蘇省城市化水平為22%，此后年均以1.86%的速度增長(zhǎng)，2010年底達(dá)到60%左右，在此期間GDP以年均18.4%的增長(zhǎng)率提升，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大壓力導(dǎo)致環(huán)境污染物的排放總量增加，環(huán)境污染的破壞與壓力日益嚴(yán)重.經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主要通過經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模因素、結(jié)構(gòu)因素與技術(shù)水平因素等從不同程度、不同方向?qū)Νh(huán)境污染帶來正面或負(fù)面影響，經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期粗放型的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式帶來了巨大的環(huán)境壓力，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染與破壞，而隨著社會(huì)技術(shù)水平的提高、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)等的有序調(diào)整，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變，從而遏制了環(huán)境污染物的排放，減輕了環(huán)境污染壓力等問題.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不僅直接作用于環(huán)境質(zhì)量，還可通過環(huán)境政策、社會(huì)生活以及對(duì)外貿(mào)易等因素的傳遞作用間接地對(duì)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響.本文根據(jù)已有研究對(duì)環(huán)境污染影響因素指標(biāo)的選取并結(jié)合江蘇省經(jīng)濟(jì)社會(huì)所處的階段［5，8－9，16－17］，基于數(shù)據(jù)的可獲得性與具有代表性原則，構(gòu)建了影響環(huán)境污染的指標(biāo)體系（表1），所有數(shù)據(jù)來源于《江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒》（1991年～2010年）、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》（1990年～2010年）與《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（1991年～2010年）［18－20］.

表1 環(huán)境污染影響指標(biāo)體系Tab.1 Indicators of environmental pollution impacts

3.1 1990年～2003年的相關(guān)指標(biāo)的因子得分

對(duì)1990年～2003的規(guī)模因素的指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，通過主成分分析提取一個(gè)主因子，其在各個(gè)指標(biāo)上的載荷分別為0.993、0.994、0.994、0.967、0.991、0.993、0.752，故命名其為經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模；對(duì)1990年～2003的結(jié)構(gòu)因素指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取兩個(gè)主因子，其中因子1在城鎮(zhèn)人口比重、第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、煤炭消耗占能源消費(fèi)總量及人均汽車擁有量指標(biāo)上的載荷系數(shù)為0.969、0.950、－0.959、0.874，命名其為經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)指標(biāo)，因子2在第二產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與工業(yè)原煤產(chǎn)量指標(biāo)上具有較高載荷分別為0.861、0.906，工業(yè)生產(chǎn)及原煤產(chǎn)量與地區(qū)能源存量密切相關(guān)，因此命名其為經(jīng)濟(jì)能源結(jié)構(gòu)；對(duì)1990年～2003年的技術(shù)因素指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取一個(gè)主因子，其在各指標(biāo)上的載荷系數(shù)分別為0.981、0.813、0.898、－0.899、0.906，這些指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的技術(shù)條件密切相關(guān)，故命名其為經(jīng)濟(jì)發(fā)展技術(shù)水平.

利用1990年～2003年環(huán)境污染影響指標(biāo)的數(shù)據(jù)提取到4個(gè)主因子，各個(gè)主因子的年際得分情況如表2所示.

表2 公共因子得分（1990年～2003年）Tab.2 Principal factors score（1990～2003）

3.2 2004年～2010年的相關(guān)指標(biāo)的因子得分

表3 公共因子得分（2004年～2010年）Tab.3 Principal factors score（2004～2010）

對(duì)2004年～2010年間的經(jīng)濟(jì)規(guī)模因素指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取的一個(gè)主因子在工業(yè)污染治理項(xiàng)目本年完成投資指標(biāo)載荷系數(shù)較低為－0.391外，在其他指標(biāo)上的載荷系數(shù)都在0.9以上，命名其為經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模；對(duì)2004年～2010年的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)因素指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取一個(gè)主因子，主因子在各個(gè)指標(biāo)上的載荷系數(shù)都在0.8以上，命名其為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)；對(duì)2004年～2010年的技術(shù)因素指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取一個(gè)主因子，其解釋方差為75%以上，可以解釋技術(shù)因素的大多數(shù)數(shù)據(jù)，其在各指標(biāo)上的載荷系數(shù)分別為0.965、－0.629、0.986、－0.975、0.828，命名其為經(jīng)濟(jì)發(fā)展技術(shù)水平.

利用2004年～2010年環(huán)境污染影響指標(biāo)的數(shù)據(jù)提取3個(gè)影響環(huán)境污染的主因子，各主因子的得分情況如表3所示.

4 環(huán)境污染影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析

分別根據(jù)1990年～2003年與2004年～2010年間的主因子得分，利用灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)環(huán)境污染綜合指數(shù)與各主因子分別進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果如表4、表5所示.

表4 1990年～2003年環(huán)境污染綜合指數(shù)與各因子得分的灰色關(guān)聯(lián)度Tab.4 The gray correlation between the environmental pollution comprehensive index and the factors from 1990to 2003

通過比較環(huán)境污染綜合指數(shù)與各主因子得分系數(shù)間的綜合關(guān)聯(lián)度，可以發(fā)現(xiàn)1990年～2003年間影響江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)的因素主要是經(jīng)濟(jì)能源結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展技術(shù)水平，其次是經(jīng)濟(jì)規(guī)模結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu).可見，1990年～2003年間江蘇省環(huán)境整體污染的嚴(yán)重是由其能源消費(fèi)利用結(jié)構(gòu)不合理，能源利用效率低下，環(huán)境污染治理技術(shù)水平落后共同導(dǎo)致的.同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也對(duì)環(huán)境污染造成一定的影響.

表5 2004年～2010年環(huán)境污染綜合指數(shù)與各因子得分的灰色關(guān)聯(lián)度Tab.5 The gray correlation between the environmental pollution comprehensive index and the factors from 2004to 2010

環(huán)境污染綜合指數(shù)在2004年～2010年間與社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)綜合關(guān)聯(lián)度最大，其次為經(jīng)濟(jì)規(guī)模因素與經(jīng)濟(jì)發(fā)展技術(shù)水平.表明隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，科技的進(jìn)步，環(huán)境污染的壓力雖然有所緩解，但以第二產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、及煤炭為主的能源利用結(jié)構(gòu)，伴隨著不斷擴(kuò)張的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模、人口增長(zhǎng)與消費(fèi)需求的壓力，帶來能源開發(fā)、利用與污染物排放的增加，從而導(dǎo)致環(huán)境污染狀況不斷惡化.

5 結(jié)論與建議

本文對(duì)1990年～2010年間江蘇省環(huán)境污染的狀況及其影響因素進(jìn)行分析得出以下結(jié)論.

（1）1990年～2010年間江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)的變化起伏較不穩(wěn)定，呈現(xiàn)出先下降后上升、再下降然后再上升的變化態(tài)勢(shì)，這表明在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初始時(shí)期江蘇省環(huán)境污染狀況良好，伴隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染狀況不斷惡化，總體來看環(huán)境污染狀況呈不斷上升趨勢(shì).

（2）江蘇省環(huán)境污染綜合指數(shù)在整個(gè)研究期間波動(dòng)變化較不規(guī)律，通過時(shí)間突變點(diǎn)分析得知，環(huán)境污染綜合指數(shù)在2003年以后的擴(kuò)大是一種突變現(xiàn)象，從而將環(huán)境污染綜合指數(shù)的年際變化劃分為1990年～2003年和2004年～2010年兩個(gè)階段.

（3）根據(jù)已有研究對(duì)環(huán)境污染影響因素指標(biāo)的選取，嘗試構(gòu)建了影響環(huán)境污染的指標(biāo)體系，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模、結(jié)構(gòu)與技術(shù)水平等方面建立環(huán)境污染影響指標(biāo)綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，基本包含了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的多方面，但限于數(shù)據(jù)時(shí)序獲取的困難，所構(gòu)建的指標(biāo)體系并未全面.

（4）通過灰色關(guān)聯(lián)分析得出，1990年～2003年間造成江蘇省環(huán)境整體污染嚴(yán)重的原因在于其能源利用消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理，能源利用效率低下，環(huán)境污染治理技術(shù)水平落后.同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也對(duì)環(huán)境污染造成一定的影響；2004年～2010年間第二產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、及煤炭為主的能源利用結(jié)構(gòu)，是導(dǎo)致環(huán)境污染狀況不斷惡化的重要原因.

環(huán)境污染帶來的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是短暫的，其動(dòng)力很快會(huì)消失，而環(huán)境污染將長(zhǎng)期反作用于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，制約經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期發(fā)展.因此，江蘇省在今后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中要依靠集約型的增長(zhǎng)方式，制定合理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模；依靠和使用科學(xué)技術(shù)，調(diào)整能源利用結(jié)構(gòu)，提高能源利用率，推廣清潔燃料，采用清潔生產(chǎn)工藝；建立區(qū)域環(huán)境污染質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，強(qiáng)化區(qū)域環(huán)境監(jiān)督管理和污染源的監(jiān)控與治理，實(shí)施總量控制和達(dá)標(biāo)排放；加強(qiáng)對(duì)環(huán)境造成污染的企業(yè)整治，建立科學(xué)、完善的資源、污染權(quán)市場(chǎng)和交易機(jī)制，形成環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展良好的反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)二者長(zhǎng)期、均衡與和諧發(fā)展；同時(shí)，城市作為人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)的集聚地，是環(huán)境污染治理的重點(diǎn)難點(diǎn)區(qū)域，今后應(yīng)遵循可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，制定科學(xué)的城市環(huán)境綜合治理規(guī)劃，制定有利于城市污水集中處理和生活垃圾安全處置的政策，加強(qiáng)城市綠化、美化及其保護(hù)工作.

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