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        基于多元回歸分析影響北京市空氣質(zhì)量的因素

        2020-08-31 22:44:28李晶
        西部論叢 2020年8期
        關(guān)鍵詞:多元回歸空氣質(zhì)量

        摘 要:隨著冬天來(lái)臨,供暖季啟動(dòng),北京近日霧霾天氣頻發(fā),空氣污染嚴(yán)重,給人民的生產(chǎn)生活帶來(lái)不良影響。本文選取2000年—2012年北京市的相關(guān)數(shù)據(jù),運(yùn)用多元回歸建模分析,研究地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、人口規(guī)模、城市道路交通狀況、能源耗費(fèi)量、尾氣排放及城市綠植覆蓋率對(duì)北京市空氣質(zhì)量的影響程度。

        關(guān)鍵詞:空氣質(zhì)量;多元回歸;模型檢驗(yàn)

        一、論文的背景與意義

        空氣,是人類(lèi)每天都在呼吸的生命氣體,是人類(lèi)賴以生存的必要前提,空氣質(zhì)量的好壞對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)、生活都將帶來(lái)很大影響。隨著改革開(kāi)放以來(lái)工業(yè)的迅猛發(fā)展,環(huán)境污染嚴(yán)重,大氣污染日漸突出,惡化的空氣質(zhì)量嚴(yán)重影響人類(lèi)的健康生活。

        北京市,作為中華人民共和國(guó)首都,是我國(guó)的政治中心、文化中心和國(guó)際交往中心,同時(shí)也是首批國(guó)家歷史文化名城和世界上擁有世界文化遺產(chǎn)數(shù)最多的城市,旅游資源豐富,在國(guó)內(nèi)和國(guó)際都有很重要的影響力。

        近年來(lái)北京霧霾天氣多發(fā),空氣污染嚴(yán)重,給人民的生產(chǎn)生活帶來(lái)不良影響。本文基于多元回歸建模分析,研究對(duì)北京市空氣質(zhì)量影響因素,以期能夠提出合理建議改善北京市空氣質(zhì)量。

        二、數(shù)據(jù)的來(lái)源與數(shù)據(jù)的介紹

        2.1數(shù)據(jù)來(lái)源

        本文研究數(shù)據(jù)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)取自于2000年—2012年《北京市環(huán)境狀況公報(bào)》公布的全市空氣質(zhì)量二級(jí)和好于二級(jí)天數(shù),地區(qū)生產(chǎn)總值、年末常住人口、

        私人汽車(chē)擁有量、煤炭消費(fèi)量、汽油消費(fèi)量、城市綠地面積取自于2000年—2012年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

        2.2數(shù)據(jù)的介紹

        本文選取了幾個(gè)可能影響北京市空氣質(zhì)量的變量,以北京市2000年—2012年的空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)(Y)代表北京市空氣質(zhì)量,地區(qū)生產(chǎn)總值(X1)代表經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r,年末常住人口(X2)表示人口規(guī)模,私人汽車(chē)擁有量(X3)代表城市交通狀況,煤炭消費(fèi)量(X4)代表能源耗費(fèi),汽油消費(fèi)量(X5)代表尾氣排放,城市綠地面積(X6)代表城市綠地植被覆蓋率。通過(guò)建立多元線性回歸方程分析影響北京市空氣質(zhì)量的因素。

        2.3描述性統(tǒng)計(jì)分析

        2000年—2012年北京市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)、地區(qū)生產(chǎn)總值、年末常住人口、私人汽車(chē)擁有量、煤炭消費(fèi)量、汽油消費(fèi)量、城市綠地面積等各變量的描述性統(tǒng)計(jì)如表2所示:

        由表2的描述性統(tǒng)計(jì)分析可知,2000年—2012年北京市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)即全市空氣質(zhì)量二級(jí)和好于二級(jí)天數(shù)平均值為242天,占全年總天數(shù)(按365天計(jì)算)的66.30%,也即在2000年—2012年北京市空氣質(zhì)量平均不達(dá)標(biāo)天數(shù)約占全年的三分之一。數(shù)據(jù)顯示2000年的北京市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)最低為177天,約占全年總天數(shù)的48.5%,; 2010年和2011年北京市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)最高為286天, 約占全年總天數(shù)78.36%。

        2000年—2012年北京市地區(qū)生產(chǎn)總值平均達(dá)到9128.62億元,在全國(guó)范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速,隨之全市常住人口數(shù)量逐年增加,私人汽車(chē)保有量日益增多,汽油消費(fèi)量逐年增大。雖然煤炭消費(fèi)量仍占據(jù)能源消耗的很大比重,隨著環(huán)保政策的實(shí)施和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的替代作用,煤炭消費(fèi)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。城市綠地面積的增加,也有助于緩解空氣污染。

        三、實(shí)證分析

        3.1統(tǒng)計(jì)方法介紹

        本文采用Stata 15.1軟件做為統(tǒng)計(jì)分析工具,將表1中各項(xiàng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件,進(jìn)行回歸參數(shù)處理,建立多元回歸模型,以期實(shí)證分析經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、人口規(guī)模、城市交通狀況、能源耗費(fèi)、尾氣排放、城市綠地植被覆蓋率對(duì)北京市空氣質(zhì)量的影響。根據(jù)回歸結(jié)果數(shù)據(jù)顯示檢驗(yàn)是否存在多重共線性,然后采用逐步回歸法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理,得出最終回歸模型,并進(jìn)行模型檢驗(yàn),通過(guò)檢驗(yàn)后得出結(jié)論。

        3.2數(shù)據(jù)與模型相結(jié)合分析

        3.2.1模型構(gòu)建

        建立多元回歸模型如下:

        其中Y代表北京市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)作為被解釋變量,X1、X2、X3、X4、X5、X6為選取的影響因素指標(biāo)作為解釋變量,β為各解釋變量相應(yīng)系數(shù),u為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)。

        3.2.2參數(shù)估計(jì)

        本文采用Stata 15.1軟件做為統(tǒng)計(jì)分析工具,將表1中各項(xiàng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件,進(jìn)行回歸參數(shù)處理,得出回歸結(jié)果如下表所示:

        從上述回歸結(jié)果可以看出,擬合優(yōu)度R2較高,調(diào)整的擬合優(yōu)度也較高,通過(guò)F檢驗(yàn),但各個(gè)參數(shù)的t檢驗(yàn)卻不顯著,此時(shí)考慮各解釋變量間存在多重共線性。多重共線性可能會(huì)造成估計(jì)不準(zhǔn)確或檢驗(yàn)不準(zhǔn)確,從而得出的結(jié)論也不準(zhǔn)確,因此先做多重共線性檢驗(yàn),若存在多重共線性,則進(jìn)行修正。

        通過(guò)計(jì)算各解釋變量的相關(guān)系數(shù)及方差膨脹因子(VIF值),發(fā)現(xiàn)各解釋變量間存在嚴(yán)重的多重共線性。

        通過(guò)Stata 15.1軟件進(jìn)行逐步回歸,確定變量x1、x3、x5均不顯著(0.05的顯著性水平),剔除解釋變量x1、x3、x5,保留解釋變量x2、x4、x6。

        3.3模型檢驗(yàn)

        3.3.1擬合優(yōu)度檢驗(yàn)

        表4的數(shù)據(jù)顯示擬合優(yōu)度R2= 0.9569,調(diào)整的擬合優(yōu)度= 0.9425,兩項(xiàng)數(shù)據(jù)表明該模型較好地?cái)M合了樣本觀測(cè)值。

        3.2.2 F檢驗(yàn)

        給定顯著性水平α=0.05,查詢F檢驗(yàn)臨界值表得出Fα(3,9)=3.863,根據(jù)表6中數(shù)據(jù)顯示F=66.56 > Fα(3,9)=3.863,F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量的P值為0.0000,也明顯小于α=0.05,說(shuō)明回歸方程顯著,通過(guò)F檢驗(yàn)。

        3.3.3 t檢驗(yàn)

        給定顯著性水平α=0.05,計(jì)算“顯著性水平”為α的“臨界值”,根據(jù)查詢t檢驗(yàn)臨界值表得出自由度為n-m-1=9的臨界值為tα/2(9)=2.262,而各解釋變量X2、X4、X6的t統(tǒng)計(jì)量均大于2.262,通過(guò)t檢驗(yàn)。

        3.3.4 異方差檢驗(yàn)

        在Stata15.1軟件中進(jìn)行white檢驗(yàn),得出數(shù)據(jù)Prob > chi2? =? 0.3224,通過(guò)檢驗(yàn)。

        回歸模型通過(guò)檢驗(yàn),說(shuō)明“年末常住人口”、“煤炭消費(fèi)量”、“城市綠地面積”變量聯(lián)合起來(lái)確實(shí)對(duì)“空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)”有顯著影響。

        四、結(jié)論與建議

        本文中關(guān)于人口規(guī)模對(duì)北京市空氣質(zhì)量影響程度的分析顯示出,人口每增加一萬(wàn)人,空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)將平均增加0.1174天,表明人口數(shù)量增加不一定會(huì)導(dǎo)致空氣質(zhì)量的直接惡化。近年來(lái)隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高,更多的人投入到環(huán)保宣傳和實(shí)際環(huán)保行動(dòng)中,對(duì)空氣質(zhì)量的改善有促進(jìn)作用。

        從本文中關(guān)于能源消耗量對(duì)于北京市空氣質(zhì)量的影響程度來(lái)看,煤炭消費(fèi)量每增加一萬(wàn)噸,空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)將平均增加0.0335天,北京市空氣質(zhì)量并未因能源消耗量而明顯惡化。北京市于2011年制定了《北京市清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃(2011-2015年大氣污染控制措施)》,堅(jiān)持能源低碳清潔化,進(jìn)行燃煤鍋爐清潔能源改造工程,實(shí)現(xiàn)核心區(qū)無(wú)燃煤鍋爐,污染物排放量大幅下降。2012年編制實(shí)施《北京市2012-2020年大氣污染治理措施》,加大力度開(kāi)展大氣污染防治,推行綠色文明施工管理模式。北京市近年一系列的環(huán)保政策的制定實(shí)施和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,即使能源消耗量增加,但清潔能源的投入使用對(duì)改善北京市空氣質(zhì)量也起到了一定作用。

        從本文中對(duì)于北京市空氣質(zhì)量的顯著因素分析,城市綠地面積每增加一萬(wàn)公頃,空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)將平均增加9.7181天,由此可見(jiàn)城市綠地植被覆蓋率對(duì)于北京市空氣質(zhì)量的改善有明顯作用。眾所周知,綠色植物能夠通過(guò)自身的光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣,吸收灰塵凈化空氣,因此建議擴(kuò)大城市綠地面積,提高城市綠地植被覆蓋率,改善城市空氣質(zhì)量。

        總之,空氣質(zhì)量和人類(lèi)的生活息息相關(guān),基于本文前述實(shí)證分析結(jié)果,為改善北京市空氣質(zhì)量,減少空氣污染天數(shù),提出以下建議:

        確切落實(shí)環(huán)保政策,增強(qiáng)人們的環(huán)保意識(shí),改善傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu),促進(jìn)粗放型經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型,減少尾氣排放,投入更多新能源和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的使用,擴(kuò)大城市綠地面積,提高植被覆蓋率,與周邊城市協(xié)同改善城市空氣質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 李玉敏,李明麗,焦智康. 北京市空氣質(zhì)量影響因素計(jì)量經(jīng)濟(jì)分析[J].中國(guó)城市經(jīng)濟(jì).2011.5.25.

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        [4] 陳強(qiáng).計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)及Stata應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2015.

        作者簡(jiǎn)介:李晶(1989-),女,對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)院在職人員高級(jí)課程研修班學(xué)員。

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