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〔摘要〕資源環境承載力是一個定量衡量經濟發展是否科學綠色的重要手段,而關于青海省資源環境承載力的研究少之又少。本文選取了2007-2014年青海省社會、環境和資源子系統中的諸多指標,利用SPSS統計軟件,選擇主成分分析方法,對青海省資源環境承載力進行研究。研究表明:經濟發展狀況、環境污染狀況和環境治理狀況為影響青海環境承載力的主要因素;青海省資源環境承載力從2007年起穩步提升,在2011年后趨于穩定,整體呈一種良性發展的趨勢。
〔關鍵詞〕資源環境承載力;青海省;主成分分析
引言
早在1921年,帕克和伯吉斯二人就在人類生態學雜志中,提出了承載力的含義,即“某一特定環境條件下(主要指生存空間、營養物質、陽光等生態因子的組合),某種個體存在數量的最高極限”[1]。結合社會的具體狀況,研究學者們不斷地細化承載力一詞,提出了人口承載力、土地承載力、環境承載力、資源承載力、礦產資源承載力,水資源承載力等概念。“資源環境承載力”就是在承載力概念基礎上融合了物理學、社會經濟學、環境科學、資源經濟學等多學科理念形成的復雜綜合系統[2]。隨著人類社會的發展,資源環境不斷的變化,人們越來越需要用承載力去解決問題,不斷地發展完善承載力的概念和理論研究。國內外學者針對人口[3-5]、土地[6-8]、礦產資源[9-11]等各類要素,采用了能值法[12-13]、系統動力學[14-16]、模糊綜合評價法等及多種方法的綜合使用[17]、主成分分析法[18-21]對資源環境承載力進行了評價和分析。隨著西部地區經濟的迅猛發展,青海省毫無疑問成為西部地區經濟發展的主力部隊,而青海省礦產資源的豐富儲量是西部地區的經濟發展和青海省的自主發展中占絕對優勢的天然條件。然而對礦產資源的探索和開發勢必會產生資源過度消耗、資源浪費、環境污染、生態破壞等問題,這必將威脅到青海省生態環境并且與國家提出的可持續發展的戰略。所以正確判斷青海省資源環境承載能力,以實現環境合理利用和社會經濟可持續協調發展,成為迫在眉睫的任務。本文將以青海省為研究對象,選擇普適性資源環境承載力評價指標[22]的構建方法,立足于青海省具體情況,選取統計年鑒中有關青海經濟社會、生態環境、資源供給等方面的評價指標,采用主成分分析法對青海省環境承載力進行研究分析,最后采用主成分分析法對青海資源環境承載力進行綜合評價,得出青海省2007年到2014年資源環境承載力變化曲線,分析原因,為青海資源、環境、社會的和諧發展提出建議。
1青海地區概況及評價指標體系的建立
青海屬于中國西北內陸地區,總面積達72.23萬平方千米。研究數據顯示,截止2014年年末,青海省耕地面積達到585707.95公頃,青海省下轄2個省轄市,6個自治州,4個縣級市,27個縣,7個自治縣,6個市轄區,其城鎮化率達49.78%,人口總數達到583.42萬人,人口同比增長率達到8.49%,相比往年又有較大提升。在經濟方面生產總值高達2303.32億元,其中第一產業占GDP比重(%)9.37%,第二產業占GDP比重(%)53.58%并且實現人均地區生產總值39671元,這相比往年又有較大的突破。在環境方面,青海省在2014年間一般工業固體廢物綜合利用量就達到6998.64萬噸,是2007年的20倍。通過青海省經濟社會、生態環境與資源供給等方面的調查研究,遵循科學性、系統性、可行性原則,同時依據普適性資源環境承載力評價指標體系的構建原則,本文選定的指標主要涉及經濟社會、生態環境與資源供給三大類[11]。結合青海省統計年鑒已有數據,選取15個指標因子構建資源環境承載力評價指標體系,指標具體如下:人均地區生產總值(元)、第一產業占GDP比重(%)、第二產業占GDP比重(%)、城鎮化率(%)、人口自然增長率(%。)、GDP同比增長率(%)、工業廢水排放量(萬噸)、二氧化硫(SO2)排放量(噸)、一般工業固體廢物產生量(萬噸)、一般工業固體廢物綜合利用量(萬噸)、森林覆蓋率(%)、水資源總量(億立方米)、耕地面積(公頃)、人均耕地面積(畝)、機電排灌面積(千公頃)。本文所用數據來源于2007-2015年的《青海統計年鑒》及和訊網。
2主成分分析結果與討論
運用SPSS23.0軟件對青海省環境承載力評價指標進行主成分分析,得出環境承載力評價指標的相關性矩陣、主成分特征值及貢獻率,詳見表2和表3。
2.1相關性分析
從表2可看出,X1(人均地區生產總值)、X2(第一產業占GDP比重)、X4(城鎮化率)分別與X8(二氧化硫(SO2)排放量)、X9(一般工業固體廢物產生量)及X10(一般工業固體廢物綜合利用量)有極大的相關性;X8分別與x4、X9、X10等相關性顯著等。因此,我們很有必要進行主成分分析,對數據進行濃縮,降維,從中提取出有效覆蓋原信息而彼此間不相關的主成分。
2.2選取主成分
本文對青海省2007年至2014年的15個指標數據進行主成分分析,得到了各指標對總體方差的貢獻率。如表3所示,根據特征值大于1和累積貢獻大于或等于85%可知:前3個主成分的累積貢獻率達85.732%,比較全面地反映影響資源環境承載力變化的因子,體現出青海省資源環境承載力的空間狀況。因此,資源環境承載力評價指標的主成分有3個。得出的成分矩陣如下:由表4成分矩陣可知:x1人均地區生產總值(元)、x2第一產業占GDP比重(%)、x4城鎮化率(%)、x8二氧化硫(SO2)排放量(噸)、x9一般工業固體廢物產生量(萬噸)、x10一般工業固體廢物綜合利用量(萬噸)等指標在第一主成分上有較高載荷,說明第一主因子與這些指標有較高的相關性。第一主因子包含了社會經濟,環境污染與治理的指標,由于其中第一主成分包含了58.040%的累積貢獻率,因此可以被認定為是影響青海資源承載力的主要因子。主成分2與x14人均耕地面積(畝)有顯著的負相關關系,說明青海省資源承載力與人均耕地面積有關;x6GDP同比增長率(%)在第三主成分上有較高載荷。
2.3資源承載力綜合得分
以上是四個主成分因子成分得分系數矩陣,并通過公式Y=8.706/12.86*主成分一得分+2.463/12.86*主成分二得分+1.691/12.866*主成分三得分可以得到從2007-2014年各年份承載力的綜合得分(表5)通過表5可以看出隨著時間變化,資源承載力得分出現一定規律性變化,資源承載力的得分變化情況具體如下(圖1):圖12007-2014年青海省資源環境承載力綜合得分趨勢圖圖1顯示,從2007年到2014年主成分一和綜合得分的變化情況以及數據幾乎是相同的,所以認為主成分一在綜合得分評判中占據了主要作用。從2007年到2012年資源承載力綜合得分一直處于上升趨勢,并且從2010到2011年綜合得分具有陡升的現象,根據2010與2011年各項數據的觀察對比發現,在2011年一般工業固體廢物綜合利用量以及一般工業固體廢物產量發生突變,所以可以推斷出這兩項數據的大幅度改變是影響綜合得分突變主要因素。從2012年開始直到2014年,綜合得分有緩慢下滑的現象,在這一時間段主成分一得分依舊在上升,而主成分二先下降再上升,主成分三大幅度下降,說明再2012年到2014年的時間段里,主成分三的大幅度下降嚴重影響到綜合得分的評算,對2012年至2014年數據觀察對比發現GDP同比增長率(%)、第二產業占GDP比重(%)具有較為明顯降低現象所以推斷這兩項數據是導致主成分三得分降低的原因。觀察綜合評分折線圖可以看到總體來說是近于水平的情況,由此可以推斷出主成分一的提升對由主成分三的降低影響的綜合評分降低具有一定的緩和作用,所以綜合評分只是小規模變動。綜合來看資源承載力雖然存在有小幅度的上下波動,但是從總體來看資源環境承載力是呈上升趨勢的,這說明青海省資源環境承載力處于提升階段。
3結論
通過主成分分析對青海省2007-2014年資源環境承載力進行計算與分析,結果表明:(1)經濟發展狀況,環境污染狀況、環境治理狀況為影響青海環境承載力的主要因素;(2)青海省資源環境承載力從2007年起穩步提升,在2011年后趨于穩定,整體呈一種良性發展的趨勢。青海省資源環境承載力的提升,離不開國家的西部大開發政策以及青海省自身對環境問題的重視。在經濟發展方面,2007年至2014年正是西部大開發的大力發展階段,青海省經濟呈健康高質量發展態勢。在環境方面,青海省頒布一系列措施并積極落實政策,如青海省先后實施了退耕還林、退牧還草、“三北”防護林等重點生態工程,森林覆蓋率一直在提升,直觀數據顯示,森林覆蓋率從2007年的4.4%上升到2014年的6.1%。盡管如此,如何在保障經濟發展的同時,最大程度地降低環境污染、開展環境治理仍將是今后需關注的重點問題。當然,影響社會、環境、資源子系統的因素有很多,本文選取的指標是否具有代表性,還有待進一步研究。例如,本文在環境子系統中選取了“一般工業固體廢物綜合利用量(萬噸)(X10)”這一因素來進行分析,筆者認為“一般工業固體廢物綜合利用率”因素可能更具代表性,而受限于資料來源,“一般工業固體廢物綜合利用率”的數據不全,無法進行統計。另外,本文未涉及關于青海省各個市,州的環境承載力狀況。這些問題都有待于進一步深入研究。
[參考文獻]
[1]郭秀銳,毛顯強,冉圣宏.國內環境承載力研究進展[J].中國人口•資源與環境,2000(S1).
[4]馬莉.寶雞市土地資源的人口承載力[J].貴州農業科學,2018,46(08):141-144.
[5]吳榮濤,夏俊康,朱嘉偉,等.鶴壁市糧食耕地人口承載力評價[J].中國農學通報,2019,35(10):89-94.
[6]孟旭光,呂賓,安翠娟.應重視和加強土地承載力評價研究[J].中國國土資源經濟2006,(02):38-40.
[7]韓煦.關中地區土地承載力研究[D].長安大學,2017.
[8]鄭娟爾,周偉,袁國華.安徽省土地承載力研究[J].國土資源科技管理,2017,34(05):37-46.
[9]黑龍江礦產資源承載力競爭力及可持續力分析[J].中國礦業,2006,(11):102-106.
[10]李敏,呂義清.太原市煤炭資源承載力評價[J].中國礦業,2018,27(S1):62-65.
[11]王靜.青海省鹽湖礦產資源開發環境承載力研究[D].中國地質大學(北京),2015.
[13]王翔.我國區域生態承載力及其驅動因素的動態研究[D].浙江工商大學,2017.
[14]黃蕊,劉俊民,李燐楷.基于系統動力學的咸陽市水資源承載力[J].排灌機械工程學報,2012,(01):57-63.
[15]朱潔,王烜,李春暉,等.系統動力學方法在水資源系統中的研究進展述評[J].水資源與水工程學報,2015,26(02):32-39.
[16]張鈞茹.基于系統動力學的京津冀地區水資源承載力研究[D].中國地質大學(北京),2016.
[18]劉芳,王慧芳,張利國.基于主成分分析法的江西資源環境承載力研究[J].鄱陽湖學刊,2015(6):99-104.
[19]王丹丹.基于主成分分析的內蒙古水資源承載力的研究[J].內蒙古水利,2016(11):6-7.
[20]茶增芬.基于全局主成分分析的羅平縣資源環境承載力動態評價研究[D].云南大學,2016.
[21]肖杰,鄭國璋,郭鵬軍,等.基于主成分分析的關中———天水經濟區水資源承載力評價[J].中國農業資源與區劃,2018,39(07):159-167.
[22]秦成,王紅旗,田雅楠,等.資源環境承載力評價指標研究[J].中國人口•資源與環境,2011(S2):335-338.
作者:楊玉 叢殿閣 孫奇天 聶亞珍 單位:青海大學