我國城市環境評價

陶亞軍

[提要] 本文以我國各省會城市為研究對象，通過對城市環境評價因素，運用因子分析、主成分分析將多個環境評價指標進行分類，以降維的思想，提取主因子，根據各個環境指標相互關系命名因子，起到降低評價成本的作用。

關鍵詞：因子分析；環境評價；主成分分析

中圖分類號：F29 文獻標識碼：A

收錄日期：2017年2月28日

一、我國（省會）城市環境評價指標體系的構建

綜合評價指標是一個系統性的概念，每一個指標不能反映一個地區真實的評價水平。因此，要建立客觀體現城市環境評價水平的指標體系，就應該從不同角度選取指標以全面地反映環境發展和經濟發展水平，從中發現造成城市環境和經濟差異的重要因素，并以此為依據，提出增強城市環境保護的對策建議。

城市環境評價指標體系是反映一個城市的環境污染情況，借鑒前人的評價體系成果，根據城市環境綜合指標構建的基本原則，從空氣污染、水污染、固體廢物等環境污染源類別中選取9個指標，以期能客觀、全面、綜合的反映該城市環境水平。其指標為：各個城市可吸入顆粒物（x1）、二氧化硫（x2）、二氧化氮（x3）、比例城市污水排放量（x4）、廢氣排放量（x5）、煙塵排放量（x6）、工業固體廢物排放量（x7）、城市綠化覆蓋面積（x8）、空氣質量達到二級以上年（x9）。

二、運用主因子分析法進行分析

因子分析的出發點是用較少的相互獨立的因子變量來代替原來變量的大部分信息，可以通過下面的數學模型來表示：

x1=a11F1+a12F2+…+a1mFm+a1？著1x2=a21F1+a22F2+…+a2mFm+a2？著2…xp=ap1F1+ap2F2+…+apmFm+ap？著p

其中，x1，x2，x3，…，xp為p個原有變量，是均值為零、標準差為1的標準化變量，F1，F2，F3，…，Fm為m個因子變量，m小于p，表示為矩陣形式：

X=AF+a？著

其中，F為公共因子，可將其理解為高維空間中互相垂直的m個坐標軸。A為因子載荷矩陣，為因子載荷矩陣，aij為因子載荷。如果把變量xi看作m維空間中的一個向量，則aij為xi在坐標軸Fj上的投影，相當于多元回歸中的標準回歸系數。？著為特殊因子，表示不能被因子變量解釋的少部分信息。

計算各個城市可吸入顆粒物（x1）、二氧化硫（x2）、二氧化氮（x3）、城市污水排放量（x4）、廢氣排放量（x5）、煙塵排放量（x6）、工業固體廢物排放量（x7）、城市綠化覆蓋面積（x8）、空氣質量達到二級以上年（x9），由2011年中國統計年鑒數據，選取全國31個主要省會城市對應數據，通過主成分分析，得到結果如表1所示。（表1）

根據表1給出的KMO和Bartlett的檢驗結果，其中KMO值越接近1表示越適合做因子分析，從表1可以得到KMO的值為0.659，表示比較適合做因子分析。Bartlett球形度檢驗的原假設為相關系數矩陣為單位陣，Sig值為0.000小于顯著水平0.05，因此拒絕原假設，說明變量之間存在相互關系，適合做因子分析。

表2給出了每個變量共同度的結果。從表2可以得到，因子分析的變量共同度都非常高，表明變量中的大部分信息均能夠被因子所提取，說明因子分析的結果是有效的。（表2）

表3給出了因子貢獻率的結果。其中只有前三個因子的特征值大于1，并且前三個因子的特征值之和占總特征值的68.919%，因此提取前三個因子作為主因子。（表3）

表4為未旋轉的因子載荷。從該表可以得到利用主成分方法提取的兩個主因子的載荷值。（圖1、表4）

表5為旋轉后的因子載荷值，其中旋轉方法采用的是最大方差法，通過因子旋轉，使各個因子有了比較明確的含義。（表5）

通過因子分析可以看出，每個因子只有少量幾個指標的因子載荷較大，因此可根據上表的分析，將九個指標按高載荷分成三類：廢氣排放量（x5）、煙塵排放量（x6）、工業固體廢物排放量（x7）在第一個因子上載荷較大，可以將第一個因子命名為污染源因子；可吸入顆粒物（x1）、二氧化硫（x2）、空氣質量達到二級以上年（x9），在第二個因子上載荷較大，可以將其命名為環境質量因子；二氧化氮（x3）、比例城市污水排放量（x4）、城市綠化覆蓋面積（x8）在第三個因子上載荷較大，可以將其命名為環境效應因子。

通過因子分析得出結論：環境評價可以分為三個方面：污染源、環境質量與環境效應。我們在對全國各個城市進行考察或者評價排名時，可以參考這三個方面。

主要參考文獻：

[1]國家統計局.中國統計年鑒.2011.

[2]靳樂山.中國環境價值評估：理論與實踐[J].環境科學動態，1997.4.

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[4]李金昌.生態價值論[M].重慶大學出版社，1999.

[5]章波，黃賢金.循環經濟發展指標體系研究及實證評價[J].中國人口資源與環境，2005.