环境因素对经济的影响分析

——环境因素对经济的影响分析

制作人：严国金

周佳卫

陈晓磊

2015.12.5

环境因素对经济的影响分析

——以上海市为例

摘要

中国现在正处于高速发展的阶段，也正是对环境破坏力度最大的时期。然而环境会反作用于经济发展。中国的国家政策也从＂先污染，后治理＂变成了＂可持续发展＂的战略。目前，对于可持续发展问题的研究主要集中于对人口、资源、环境等三大子块的研究，其中环境与发展又是可持续发展的核心问题。本文以上海市的情况作为研究对象，对上海市可持续发展之环境与经济发展的相关问题进行分析探讨。江苏省作为中国的重点大省，长期以来保持了很高的经济增长速度，但是由于人口密度比较高，土地与矿产资源相对贫乏，社会经济发展与人口、资源、环境的矛盾日渐突出。本文使用主成分分析方法与逐步回归进行结合与互补的方式，在研究了经济分析以后，分别对环境污染和环境治理两个方面进行系统的分析，然后使用逐步回归对所有指标进行一次方程拟合，与主成分分析的结果进行对比，对上海市的环境与经济之间的关系进行了系统的研究得出了值得借鉴的结论。

关键字：经济环境主成分分析多元回归逐步回归

一、问题提出

（一）研究背景

随着环境问题的日益严重，国家将能源和环境的可持续发展提到了政策性的位置。我国未来经济发展面临的最为突出的问题就是资源过度消耗和环境破坏给可持续发展带来的压力，而上海也同样面临着能源、环境对经济的瓶颈制约作用。一方面，经济持续快速增长并处于新一轮上升周期，经济总量显著扩大，工业化和城市化加速，这些虽然带来发展空间扩大的新机遇，但也势必加大了对资源的需求和消耗强度；另一方面，高投入、高消耗、低产出、低效益的粗放型增长方式导致经济运行成本上升，已经越来越难以为继。可持续发展面临的资源和环境压力日趋严峻，本质上是经济增长方式粗放、技术含量低和经济效率差的问题。

（二）研究意义

寻求能源-环境-经济的协调发展，使得经济增长不以环境污染为代价，并且大力提高能源利用率，一直是政府倡导的发展方向。长三角各城市由于地理、环境因素的不同，呈现出不同的发展模式，而要提升长三角整体的发展的协调度，不但要从整体上分析发展特征，还需针对不同地区，结合不同地区现状来单独分析。进行城市群研究正是为了探寻出城市间的联系与差异，从而帮助其寻找到更加优化的发展模式。因此，对长三角各地区进行整体范围的研究有利于把握城市群的发展模式和动态发展方向；而考虑空间因素，对城市间的相关度和差异度进行分析，则可以明确把握合作方向，发展地区特色，最终实现能源-环境-经济的协调可持续发展，

从而提升整个上海市的综合竞争力。

（三）存在的问题

目前，上海市已经开始进入工业化和城市化的中后期发展阶段，是实施城市群发展战略和转型升级的关键时期。一些区域性问题也随之产生，如区域内产业同构与无序竞争、基础设施建设缺少统筹规划、土地资源紧缺、生态环境局部恶化等问题。这些尚未解决的矛盾与国际金融危机的影响交织在一起，使上海市进一步发展困难加大，一些深层次矛盾和问题亟待解决。 资源能源不足是长三角最基本的特点。上海市属能源、原材料贫乏的省份。把但上海市人口众多、产业发达，对能源资源有着极大的需求，因此资源和能源不足已经成为困扰区域经济发展的一个重要问题。同时，随着区域城市化、工业化、现代交通，以及由生活水平提高而引起的消费方式的转变，人类活动的高强度和经济快速持续的增长导致了区域环境的严重污染。近年来上海市水污染严重，大气质量下降、酸雨频发、生物多样性减少、人口剧增，人地矛盾突出，对于区域的可持续发展造成极大威胁。事实上上海市在重复着以环境为代价换取经济高速发展这一发达国家曾经走过的发展模式，这对上海市的可持续发展敲响了警钟，上海市必须谋求发展模式转变，才能不让能源和环境扼住经济发展的咽喉，从而获得能源-环境-经济的协调发展，建设成为资源节约型和环境友好型社会。

二、研究方法

（一）主成分分析法

主成分分析（Principal Component Analysis ，PCA ）， 将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析方法。其主要目的就是降维，选出主要的成分。在实证问题研究中，为了全面、系统地分析问题，我们必须考虑众多影响因素。这些涉及的因素一般称为指标，在多元统计分析中也称为变量。因为每个变量都在不同程度上反映了所研究问题的某些信息，并且指标之间彼此有一定的相关性，因而所得的统计数据反映的信息在一定程度上有重叠。在用统计方法研究多变量问题时，变量太多会增加计算量和增加分析问题的复杂性，人们希望在进行定量分析的过程中，涉及的变量较少，得到的信息量较多。主成分分析正是适应这一要求产生的，是解决这类题的理想工具。主成分分析的计算步骤：

1、原始指标数据的标准化采集 p 维随机向量n X X X x T P ),......,(21=个样品

n i x x x x T iP i i i ......3,2,1,),......,(211==，p n >，构造样本阵，对样本阵元进行如下标准化变换:

p j n i s x x j

j

ij ij ......3,2,1;......3,2,1,Z ==-=

其中 1

)(,1

2

21

--=

=

∑∑==n x x

s n

x

x n

i j ij

j n

i ij

j ，

得标准化阵 Z 。

2、对标准化阵 Z 求相关系数矩阵 []

1

-==n Z xp r R TZ

p ij

其中p j i n z z r kj

kj

ij

,......,3,2,1,,1

=-∙=

∑

3、解样本相关矩阵 R 的特征方程0R =-p I λ

得 p 个特征根,确定主成分 按

85.01

1

≥∑∑==p

j j

m

j j

λ

λ

确定 m 值，使信息的利用率达 85%以上，对每个j λ， j=1,2,...,m,解方程组

b j λ=Rb 得单位特征向量0j b 。 4、将标准化后的指标变量转换为主成分

m j b z U j T i ij ,.....,3,2,1

,0== U1称为第一主成分,U2 称为第二主成分,....,Up 称为第 p 主成分。

5 、对 m 个主成分进行综合评价 对 m 个主成分进行加权求和，即得最终评价值，权数为每个主成分的方差 贡献率。

（二）多元线性回归方法

多元线性回归（multivariable linear regression model ），是反映一种现象或事物的数量依多种现象或事物的数量的变动而相应地变动的规律。建立多个变量之间线性或非线性数学模型数量关系式的统计方法。

一元线性回归是一个主要影响因素作为自变量来解释因变量的变化，在现实问 题研究中，因变量的变化往往受几个重要因素的影响，此时就需要用两个或两个以上的影响因素作为自变量来解释因变量的变化，这就是多元回归亦称多重回归。当多个自变量与因变量之间是线性关系时，所进行的回归分析就是多元性回归。

设 y 为因变量，k x x x ,...,,21为自变量，并且自变量与因变量之间为线性关系时，则多元线性回归模型为：e x b x b x b b y k k +++++=...22110其中，0b 为常数项，

k b b b ,...,,21为回归系数，1b 为固定时，1x 每增加一个单位对y 的效应，即1x 对y 的偏回归系数；同理2b 为1x ,k x 固定时，2x 每增加一个单位对y 的效应，即，2x 对

y 的偏回归系数，等等。如果两个自变 量1x ,2x 同一个因变量y 呈线相关时，可