基于主成分和聚类分析的我国区域循环 经济发展评价研究 ■吴世斌任晓松 自２００８年８月《循环经济促进法》 颁布以来，我国循环经济进入全面发展 阶段，全国各省纷纷开展循环经济试点 工作。如何衡量区域循环经济的实施效 果，如何评价我国区域循环经济的发展 水平已成为社会各界关注的焦点。本文 基于《中国统计年鉴 （２００８）的数据，采 用主成分分析与聚类分析相结合的集 资源利用率 区 域 循 表１ 区域循环经济发展评价指标体系 Ｘ１ 万兀ＧＤＰ能耗【吨杯准煤／力兀Ｊ ｘ２ 万元ＧＤＰ电耗（千瓦小时／万元） ｘ３ 万元ＧＤＰ水耗（立方米／万元） Ｘ４ 工业废水排放达标率（％） Ｘ５ 工业固体废物综合利用率（％） 环 资源再循环与再利用 Ｘ经 城市生活垃圾无害化处理率（％） ６ 成方法，对中国３０个省市的区域循环经 济的发展水平进行了研究，找出了各省 市在循环经济发展中的优势与不足，从 整体上分析反映了我国区域循环经济的 发展状况，意为国家调整循环经济发展 战略提供参考依据。 一济 发 展 生态环境 评 价 指 经济实力 标 体 系 社会发展 Ｘ， “三废”综合利用产品产值占ＧＤＰ的比重（％） Ｘ８ 森林覆盖率（％） Ｘ９ 工业污染治投资总额占ＧＤＰ的比重（％） Ｘ１ｏ 自然保护区占辖区面积比重（％） Ｘ一 人均ＧＤＰ（元）一 Ｘ１２ 第三产业占ＧＤＰ的比重（％） Ｘ１３ 工业增加值占工业总产值的比重（％） Ｘ１４ 科技三项费用支出占ＧＤＰ的比重（％） Ｘ１ ５ 城镇居民家庭恩格尔系数（％） Ｘ１６ 职工平均工资（元） Ｘ１ ７ 农村居民年人均收入占城镇居民人均收入比重（％） ， 区域循环经济发展 评价模型 １．指标体系的建立与数据来源 目前，关于区域循环经济发展评 主成分分析的数学模型： 用原始数据矩阵 的Ｐ个变量 １…． 作线性组合如下： Ｉ …的方差之和。 主成分分析把Ｐ个原始变量 ． ． …的总方差分解成 个相互 口 ｌ ＋ ＋ 价指标体系的研究很多，但没有形成 统一标准。本文结合相关文献，遵循 循环经济的“３Ｒ”原则，按照数据可得 性、系统性、可比性、可操作性、动态与 静态相结合等原则，构建了区域循环经 济发展评价指标体系。该指标体系由５ 个一级指标和Ｉ７个二级指标构成（见表 １），数据来源于国家统计局２００８中国统 的变量 ， ，Ｌ 的方差之和∑ ・ Ｄ ｙ２ ”２１ ＋ ２２ ＋ 十“ｚ 上 １ ＋ ２ ＋ ＋ ；ｔ ｋ／∑ 为第七个主成分 的方差贡献 ＝ｊ 翠。第一主成分的贡献率最大，综合原 用矩阵表示为：Ｙ＝ＵＸ ／４１１ 始变量信息的能力最强，ｙ２， ，Ｌ 的 综合能力依次递减。取ｍ（ｍ＜ｐ）个主成 ｍ Ｐ Ｌ ２２ 分，则 ∑ ／∑ 为主成分 ， ，Ｌ Ｍ ｙ２ 上 甜２ Ｍ ，【，＝ 计年鉴，通过整理计算得到。 ２．发展评价模型 本文采用主成分分析对我国３０ ｔ／ｐｌ ｌ－／ｐ２ Ｌ Ｈ）ｐ 的累计贡献率（通常≥８０％），累计贡献率 表明 ， ，Ｌ 综合 …． 的能力。 聚类分析能够将一批样本数据 （或变量）按照它们在性质上的亲疏程 度在没有先验知识的情况下自动进行 分类。本文将采用Ｑ型系统聚类分析， 能够客观地从指标数据本身出发进行 分类处理。 且满足： 个省市区域循环经济发展水平进行计 （１）矩阵 的每一行都是单位行向 算，得出其排名，在此基础上运用聚类 量，即 ｎ ＋ ２ ＋三十 ＝１，（卢１，２，ｉ， ； 分析按其循环经济发展水平对３０各省 （２）蝎 １，２， 间不相关； 市进行分类，从而清晰地反映出我国 （３）ＹＩ：￣ＸＩ… 的一切线性组合中 区域循环经济的发展现状。 方差最大的， 是与 不相关的 …． 主成分分析通过原来变量的少数 的一切线性组合中方差最大的， 上， 几个线性组合来解释原来变量绝大多 是与ｙＩ，ｙ２，Ｌ 一 都不相关的 …． 的 数信息，在保留原始变量主要信息的 切线性组合中方差最大的； 前提下起到降维与简化问题的作用。 （４）ＩＩ１， ，Ｌ 一 的方差之和等于 一二、数据的处理 计算与 评价结果分析 本文使用ＳＰＳＳ（１６．０）作为统计分 ２０１ 。年第 ０年第２嘉 １期总第１３期ｌＩ ３９析，调用主成分分析程序对原始数据进 将指标标准化数据记为ＺＸＩ，ｚｘ２，Ｌ 从以上评价结果来看，通过主成 行处理，结果如下表（表２—４）所示。 ｚ ，可得到主成分的表达式为： 分分析的基础上进行Ｑ型系统聚类，我 Ｙｌｌ＝－０．３０３ＺＸ１－０．２３９ＺＸ￣－０．２２４ＺＸ３＋ 表２协 国３０个省市区域循环经济发展水平可 主成分 特征值 方差贡献 累计贡献 率％ 率％ １ ２ ３ ４ ６ ２１０ ３．４８５ １ ５８４ １．４６４ ３６ ５３２ ２０ ４９９ ９ ３１９ ８ ６１３ ３６ ５３２ －Ｏ．２６６ＺＸ４＋０．３２５ＺＸｓ＋Ｌ＋Ｏ．３ｏ２ｚｘ， 分为四类： ０．２８７Ｚ￣１＋０．３１０ＺＸｚ＋Ｏ．１０６ＺＸ３ ０．２９８ｚ＿ｘｌ一０．０５２ＺＸｓ＋Ｌ＋Ｏ．０２４Ｚ．￣ ＝（１）北京、上海、天津、属于循环 经济发展水平最强的区域。优势在于 经济实力和科技投入。由于具备了良 好的经济基础，大力发展高新技术产 业推动了区域循环经济的发展，在资 源利用效率和废物循环利用上优势 非常明显。 ５７ ０３２ ６６ ３５１ ７４ ９６４ ０．１５３ＺＡ￣１＋０．２８９ｚｘ２—０．１７６ｚｘ３— ０．ＯＯｌＺＸ４－ｏ．０５９Ｚ ＋ ～０．２６１ｚｘ，７ －５ Ｏ．９１Ｏ ５ ３５５ ８０．３１９ ＝０．１６４ｚ￣，一０．１１４ＺＸ２＋Ｏ．２８４ＺＸ３— 由表２知，前５个主成分的方差累 计贡献率是８０．３％，代表了原始数据绝 大多数信息，因此选择５个主成分作为 分析指标，其对应的特征值记为综合 ０．］７９ｚｘ４—０．１５８ＺＸｓ＋Ｌ一０．１８５ｚ．￣， ｙｓ＝ｏ．０５５ＺＸ￣＋Ｏ．４７８ＺＸ３＋０．Ｏ０８ＺＸ４— ０．０４６ＺＸ５－０．４４６ＺＸ６Ｌ－Ｏ．１８５Ｚ￣， 主成分（因篇幅所限，３Ｏ个省的原始数 据表和标准化数据表未能录入。）。 表３因子载荷矩阵反映了５个主成 分对各指标信息量的包含程度。万元 ＧＤＰ能耗、万元ＧＤＰ电耗、万元ＧＤＰ 水耗、工业废水排放达标率、工业固体 由此可得到３０个省市在５个主成分上 的得分，根据Ｙ＝Ｏ．４５５Ｙ１＋０．２５５Ｙ２＋０．１１６Ｙ ＋０．１０７Ｙ４＋０．０６６Ｙｓ，可计算出各省市的综 合主成分得分，得分排名如表５所示。 废物综合利用率、人均ＧＤＰ、职工平均 工资、农村居民年人均收入占城镇居民 人均收入比重在第一主成分上有较高 发现，循环经济发展水平整体走势与第 主成分整体走势最为接近。第一主 载荷，说明第一主成分基本反映了经济 运行情况。同样，第二主成分反映了生 成分主要反映了经济运行状况，所以循 态环境水平，第三主成分反映了资源循 环经济发展水平的高低与经济基础有 一从整体来看，我国区域循环经济 发展水平落后，３０个省市中有２１个发 有一定优势。 展水平低于全国平均水平，占到总数 （３）内蒙古、陕西、黑龙江、、 的７０％。直辖市及东部省份发展水平靠 山西、甘肃为循环经济发展水平最差的 前，中西部省份落后。从图ｌ中可明显 省份。六省都是欠发达省份，经济基础 （２）浙江、广东、江苏、福建、重 庆、山东循环经济发展水平较强。一个 直辖市，其余五省均属我国东部省份， 经济基础良好，高污染、高耗能工业较 少，产业结构比较合理。社会发展比较 均衡，在生态环境、资源循环利用方面 环利用能力，第四、五主成分分别反映 着紧密联系。只有大力发展区域经济，调整产业结构，加大高新技术投资，才 般，中西部省份居多。存在问题复杂， 了社会发展水平和污染治理水平。 能推动循环经济的发展。 有待进一步研究。总体来说，应结合各 表４是主成分对应的特征向量矩阵， 薄弱，产业结构不合理最为突出。重工 业比重较大，同时在科技投入上太少， 造成了循环经济发展缓慢。国家应重 点扶持这些省份。 （４）其余省份循环经济发展水平一 表３因子载荷矩阵 主成分 １ Ｘ１ 一Ｏ．７５５ ２ ０．５３６ ３ ０ １９３ ４ 一Ｏ．１９９ ５ ０ ０５３ Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３ Ｘ４ Ｘ５ Ｘ６ Ｘ７ Ｘ８ Ｘ９ Ｘ１。 Ｘ” ｔ１ 一Ｏ ３０３ －０ ２３９ －０ ２２４ ０ ２６６ ０ ３２５ Ｏ．２１４ －０ ０８９ ０．０５０ —０ １６２ 一Ｏ １１９ Ｏ．３５１ 表４特征向量矩阵 ｔ２ ０ ２８７ ０ ３１０ ０ １０６ －０ ２９８ －０ ０５２ ０ ０５４ 一Ｏ ２１１ －０ ３９１ ０ １３４ ０ ３２３ ０ ２１６ ｔ３ ０ １５３ ０ ２８９ 一Ｏ １７６ －０ Ｏ０１ －０ ０５９ ０ ４３６ ０ ４６５ ０ １１３ ０ ２５３ －０．０５４ －０．０５３ ｔ４ —０．１６４ 一Ｏ．１１４ ０．２８４ 一Ｏ １７９ 一Ｏ １５８ ０ ２１３ －０．２２９ ０ １８８ 一Ｏ．５２６ ０ ２６１ －０．０６１ ｔ５ ０ ０５５ ０ ０００ ０．４７８ ０ ００８ －０ ０４６ 一Ｏ ４４５ －０．０１１ ０ ２２９ ０ １７２ —０．４８３ －０．０３３ Ｘ２ Ｘ３ Ｘ４ 一Ｏ．５９５ 一Ｏ．５５８ ０．６６２ ０．５７８ ０ １９８ 一Ｏ ５５６ ０ ３６４ 一Ｏ．２２ １ －０．Ｏ０１ —０ １３８ ０ ３４３ —０ ２１７ ０ ０００ ０ ４５６ ０ ００７ ｘ５ Ｘ６ Ｘ７ Ｘ８ ０．８０９ ０ ５３４ —０．２２２ ０ １２５ 一Ｏ．０９７ 一Ｏ ０７４ －０ １９１ ０．１Ｏ０ 一Ｏ ３９４ —０ ７３０ ０ ５４８ ０ ５８５ ０．１４２ ０ ２５７ 一Ｏ．２７７ ０ ２２７ －０．０４４ —０．４２４ 一Ｏ ０１１ ０．２１９ Ｘ９ —０．４０４ ０．２５１ ０ ３１８ 一Ｏ ６３６ ０ １６４ Ｘ１０ Ｘ” Ｘ１２ Ｘ１３ －０．２９６ ０．８７４ ０ ６７１ —０ ７３０ ０．６０２ ０ ４０３ ０．４０７ ０．０９０ －０ ０６７ －０ ０６７ ０ ２０４ 一Ｏ ４１５ ０．３１６ －０ ０７４ ０ ２５４ ０ １７６ －０ ４６１ －０．０３１ ０．３４１ －０．１２７ Ｘ１ ２ Ｘ１ ３ Ｘ１４ Ｘ１ ５ ０ ２６９ －０ ２９３ ０ ２３１ －０ ０７７ ０ ２１８ ０ ０４８ ０ ３６９ －０ ２５５ ０ １６２ －０ ３３０ ０ １３４ ０ ３７５ ０ ２１０ ０ １４５ ０ １３７ ０ ４６６ ０．３５８ 一Ｏ．１３３ ０．３１８ ０．０４７ Ｘ１４ Ｘ１ ５ Ｘ１６ ０ ５７７ 一Ｏ １９３ ０ ７７３ ０．６８９ 一Ｏ．４７５ ０．５８６ ０ １６８ ０ ４７２ ０ １１４ ０ １６６ ０ ５６４ ０ ０９２ ０．３０４ ０ ０４５ Ｘ１６ ０ ０２５ Ｘ１ ７ ０ ３１０ ０ ３０２ ０ ３１４ ０ ０２４ ０ ０９１ －０ ２６１ ０ ０７６ 一Ｏ．１８５ ０ ０２６ 一Ｏ ０４０ Ｘ１７ ０ ７５３ ０４５ 一Ｏ ３２９ 一Ｏ ２２４ 一Ｏ ０３８ ４０Ｉ赛 蚕 竹期 表５ ３０省市循环经济发展水平得分及排名表 注：因反映循环经济的指标数据缺失较多，为了便于数据分析，未予列入。 省的实际情况，调整产业结构，鼓励高 新技术产业的发展。同时增加科技投 入，促进区域经济快速发展。 三、结论与建议 域循环经济发展水平的整体情况，并对 其存在问题进行了剖析，为循环经济未 来发展战略提供科学依据。循环经济的 发展是全面、协调、可持续发展，涵盖了 经济、生态、社会的各个方面。科学发 和环境保护的双赢。 展，统筹兼顾，从根本上改变我国传统 ２．加强区域间合作。各省市的区 线性粗放型经济，大力推进循环经济改 域发展各有特点，应加强沟通，互通有 革的步伐。为了提高我国区域循环经济 无，实现优势互补。区域间合作会产生 全国范围的协同效应，从而提高全国 的发展水平，本文提出以下建议： １．调整产业结构，创造新的经济增 整体的循环经济发展水平。３．加快循环经济技术支撑体系的 上述评价结果分析反映了中国区 长点。高耗能、高污染行业，从源 头上节约资源，减少污染排放。同时大 力发展绿色工业、生态农业，延长循环 产业链条，实现资源循环多级利用，增 加资源的经济附加值，实现经济利益 建设。循环经济的发展是以循环经济 技术为依托的。创造新工艺，寻找新能 源，加快技术创新，缩短技术产业化的 周期，降低企业改变发展模式的成本， 顺利推进循环经济的实施。 ４．完善循环经济立法。运用法律 手段规范、引导循环经济，为循环经济 的发展提供法律保障，逐渐地让发展 循环经济成为自觉行为，促进循环型国 家经济的顺利转型，实现科学发展。 本栏目协办单位 本栏目协办单位 湖北省荆门市象山大道５３号 （４４８０００） 电话： （０７２４）２３６５９７８ 四川省甘孜州康定县炉城镇 沿河东路７２号（６２６０００） 执行董事：央曦 电话： （０８３６）６６９１８０６ （作者单位：山西财经大学管理科学与 工程学院） 责任编辑李志启 ２０１ 。年第 Ｏ年第２嘉 １期总第１３期ＩＩ ４１
