基于主成分分析的寧夏可持續(xù)消費水平評價

楊麗娜　米文寶，2宋永永

(1.寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏 銀川　750021；

2.寧夏大學(xué)西北退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建教育部重點實驗室，寧夏 銀川　750021)

基于主成分分析的寧夏可持續(xù)消費水平評價

楊麗娜1米文寶1，2宋永永1

(1.寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏 銀川750021；

2.寧夏大學(xué)西北退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建教育部重點實驗室，寧夏 銀川750021)

【摘要】可持續(xù)消費是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要組成部分，是可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)機(jī)制。以寧夏回族自治區(qū)為例，依據(jù)寧夏統(tǒng)計年鑒等相關(guān)資料數(shù)據(jù)，利用SPSS19.0主成分分析方法，構(gòu)建包含消費經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、消費社會系統(tǒng)、消費資源與環(huán)境系統(tǒng)等3個系統(tǒng)21項指標(biāo)的可持續(xù)消費水平評價指標(biāo)體系，對寧夏可持續(xù)消費水平進(jìn)行時間序列評價并分析影響因素。結(jié)果顯示：寧夏可持續(xù)消費水平綜合得分呈現(xiàn)波動上升趨勢；社會經(jīng)濟(jì)因子是影響寧夏可持續(xù)消費水平的主導(dǎo)因子，生態(tài)環(huán)境因子和居民消費結(jié)構(gòu)因子對寧夏可持續(xù)消費水平具有顯著影響。

【關(guān)鍵詞】可持續(xù)消費；主成分分析；影響因素；寧夏

中圖分類號：F063.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：碼：A

文章編號：號：1673-288X(2015)05-0177-05

Abstract：Sustainable consumption is a significant part of the strategy of sustainable development，and also the implementation mechanism for sustainable development. According to Ningxia Statistical Yearbook data and other relevant information，using SPSS19.0 principal component analysis and building contains 21 indicators and three systems sustainable consumer evaluation index system，which including consumer economic system，the social system of consumption，consumption of resources and environmental system，evaluate the time series change and analyze factors of sustainable consumption levels in Ningxia. The results show：the composite score of Sustainable consumption in Ningxia fluctuated upward trend；the social and economic factor is the dominant factor affecting the level of sustainable consumption，environmental factor and consumption structure factor have an important impact on sustainable consumption in Ningxia.

Keywords：Sustainable consumption；Principal component analysis；Affect factors；Ningxia

作者簡介：馬恒，環(huán)境工程碩士，主要從事環(huán)境政策、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等方面研究工作

1引言

隨著人口-資源-環(huán)境-發(fā)展(PRED)之間的矛盾日益嚴(yán)峻，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為全球公認(rèn)的發(fā)展戰(zhàn)略。發(fā)展與生產(chǎn)和消費是密不可分的，因此可持續(xù)生產(chǎn)和可持續(xù)消費構(gòu)成了可持續(xù)發(fā)展的兩個基本方面[1]。可持續(xù)消費是可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)機(jī)制，也是可持續(xù)發(fā)展的保證，只有遏制人類不當(dāng)?shù)南M欲望，改變傳統(tǒng)的消費觀念、消費模式和消費行為，在可持續(xù)消費理念指導(dǎo)科學(xué)消費和合理消費，才能真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

自1994年聯(lián)合國環(huán)境署在內(nèi)羅畢發(fā)表《可持續(xù)消費的政策因素》報告中首次提出 “可持續(xù)消費”概念以來，可持續(xù)消費引起了各國政府和專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。在政府層面，“里約+ 20”峰會通過的“馬拉喀什進(jìn)程”建立了一個在全球范圍內(nèi)推廣可持續(xù)消費與生產(chǎn)的多方對話與合作平臺；歐洲制定了《歐盟可持續(xù)消費生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)行動計劃》[2]；拉丁美洲及加勒比海地區(qū)各國以及歐洲許多國家制定出了可持續(xù)消費行動方案[3]；我國在《中國21世紀(jì)議程——中國21世紀(jì)人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》[4]中闡述了可持續(xù)消費的含義并提倡和鼓勵可持續(xù)消費。在學(xué)術(shù)界，國內(nèi)外專家學(xué)者關(guān)于可持續(xù)消費研究內(nèi)容主要有可持續(xù)消費概念和內(nèi)涵的討論[4-8]，消費者選擇行為及其影響因素研究[9-17]以及可持續(xù)消費評價[18-22]；研究方法以定性分析和問卷調(diào)查為主，近年來也有一些學(xué)者嘗試構(gòu)建指標(biāo)體系，但沒有統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)；研究對象多以家庭或大學(xué)生等特殊群體為切入點，對地區(qū)尤其是以省域為單位的綜合評價研究較少。

寧夏是我國生態(tài)脆弱地區(qū)，涵蓋了西部地區(qū)幾乎所有的生態(tài)環(huán)境問題，水土流失、土地沙質(zhì)荒漠化、土壤鹽漬化、水資源匱乏等問題十分突出，根據(jù)《寧夏回族自治區(qū)主體功能區(qū)規(guī)劃》，限制開發(fā)生態(tài)區(qū)面積占到了國土面積的57.38%。近年來工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，雖然使寧夏社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有了明顯提高，但同時資源耗竭和環(huán)境污染等問題日益突出。面對這些嚴(yán)峻的形勢，走“先污染后治理”的道路是行不通的，準(zhǔn)確把握寧夏可持續(xù)消費現(xiàn)狀、加快實施可持續(xù)消費模式，對于寧夏緩解生態(tài)環(huán)境問題、提高生態(tài)產(chǎn)品的供給能力、實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展具有積極的現(xiàn)實意義。基于可持續(xù)消費研究現(xiàn)狀以及寧夏區(qū)域?qū)嶋H，本研究擬通過構(gòu)建寧夏可持續(xù)消費水平評價指標(biāo)體系，運用主成分分析方法，對寧夏2005-2012年可持續(xù)消費水平進(jìn)行測算和判定，旨在揭示寧夏可持續(xù)消費水平動態(tài)演變過程及其影響因素，為政府把握消費方向、制定消費政策、改善消費結(jié)構(gòu)提供參考和依據(jù)，同時豐富可持續(xù)消費評價研究的理論和實踐。

2研究區(qū)概況

寧夏回族自治區(qū)地處黃河上游地區(qū)，位于35°14′-39°23′N，104°17′-107°39′E之間，東鄰陜西省，北接內(nèi)蒙古自治區(qū)，南連甘肅省，總面積5.19萬km2，素有“塞上江南”之美譽(yù)。依據(jù)自然地理特征分為北部引黃灌區(qū)、中部干旱帶和南部山區(qū)三大區(qū)域。其中，北部引黃灌區(qū)自然地理條件優(yōu)越，是全國4大灌區(qū)和12個商品糧基地之一，集中了全區(qū)57%的人口和90%以上的財政收入；中部干旱帶以山地和山間盆地為主，自然環(huán)境條件惡劣，主要作為重要的礦產(chǎn)資源存儲地和移民開發(fā)區(qū)；南部山區(qū)以黃土丘陵溝壑為主，生態(tài)脆弱，自然條件嚴(yán)酷，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后。2012年，寧夏實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值全2326.64億元，同比增長11.5%；人均生產(chǎn)總值36166元，增長10.3%；居民消費價格總水平比上年上漲2.0%。社會經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的同時，資源與環(huán)境問題日益顯現(xiàn)。

3 數(shù)據(jù)來源與研究方法

3.1　可持續(xù)消費內(nèi)涵

結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者對可持續(xù)消費概念和內(nèi)涵的討論，筆者認(rèn)為應(yīng)從以下三方面進(jìn)行理解：①可持續(xù)消費的核心理念是更優(yōu)質(zhì)的滿足人類的消費需要，包括物質(zhì)需要、精神需要和生態(tài)需要；②可持續(xù)消費的核心原則是消費的可持續(xù)性，即消費過程中建立一種人-自然-社會互相協(xié)調(diào)的和諧關(guān)系，實現(xiàn)人-自然-社會持續(xù)發(fā)展，可持續(xù)消費既要滿足當(dāng)今人類社會的發(fā)展需求，又要兼顧人類生存繁衍的長遠(yuǎn)利益，既要在生產(chǎn)過程中貫徹低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的消費理念，又要在日常生活中鼓勵適度消費、綠色消費；③可持續(xù)消費的終極目標(biāo)是消耗最少的資源，產(chǎn)出最優(yōu)的效益，產(chǎn)生最少的污染。

3.2　指標(biāo)體系建立

區(qū)域可持續(xù)消費評價指標(biāo)體系的建立不僅要考慮消費的經(jīng)濟(jì)支撐，同時要考慮消費的社會發(fā)展水平和資源環(huán)境的承載能力。參考國內(nèi)外可持續(xù)消費水平評價指標(biāo)體系，結(jié)合寧夏區(qū)域?qū)嶋H，依據(jù)可持續(xù)消費的內(nèi)涵，遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、針對性、發(fā)展性、簡潔性和可得性六大原則[23]，分別選取消費經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、消費社會系統(tǒng)、消費資源與環(huán)境系統(tǒng)3個系統(tǒng)、共計21個指標(biāo)，構(gòu)建寧夏可持續(xù)消費水平評價指標(biāo)體系，以較為全面地反映寧夏可持續(xù)消費的實際情況。所選取的指標(biāo)體系見表1。

3.3　研究方法

主成分分析是通過研究指標(biāo)體系的內(nèi)在結(jié)構(gòu)關(guān)系，把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化成少數(shù)幾個互相獨立而且包含原有指標(biāo)大部分信息(80%-85%以上)綜合指標(biāo)的多元統(tǒng)計方法。它確定的權(quán)數(shù)是基于數(shù)據(jù)分析而得到的指標(biāo)之間的內(nèi)在結(jié)構(gòu)關(guān)系，不受主觀因素的影響；得到的綜合指標(biāo)(主成分)之間彼此獨立，具有科學(xué)性和客觀性[24]。主成分分析可以實現(xiàn)變量約減和系統(tǒng)降維，從而將復(fù)雜的分析過程簡化，還可以對系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行綜合評價，或者尋找某種隱含的因果關(guān)系[25]。

3.4　數(shù)據(jù)來源與處理

本研究所涉及的數(shù)據(jù)來源于《寧夏統(tǒng)計年鑒》(2006-2013)[26]，《寧夏國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》(2005-2012)、《寧夏政府工作報告》(2005-2012)，部分?jǐn)?shù)據(jù)由計算整理所得。利用SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理和主成分分析。

表1　寧夏可持續(xù)消費水平評價指標(biāo)體系

4結(jié)果與分析

4.1　主成分分析的過程和結(jié)果

本研究涉及8個樣本(n=1，2，3，…，8)，每個樣本中有21個指標(biāo)(p=1，2，3，…，21)，用X1，X2，X3，…，Xp描述樣本的指標(biāo)值，運用統(tǒng)計分析軟件SPSS19.0輸入上述21個指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，建立一個n×p的原始數(shù)據(jù)矩陣X。首先采用Z-Score法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除不同量綱數(shù)據(jù)對計算結(jié)果的影響，得到原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)矩陣Z。隨后計算相關(guān)系數(shù)矩陣R和公因子方差，大部分相關(guān)系數(shù)大于0.3、提取的公因子能解釋各個指標(biāo)80%以上的信息即可提取主成分，大部分相關(guān)系數(shù)小于0.3或提取的公因子使部分指標(biāo)信息流失超過30%，則需要通過限定抽取特征值的范圍或因子個數(shù)或最大收斂性迭代次數(shù)來進(jìn)行調(diào)試；最后對應(yīng)于解釋的總方差數(shù)據(jù)，公因子累計貢獻(xiàn)率達(dá)到85%以上才可以提取主成分，隨之可確定主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累計貢獻(xiàn)率(見表2)；采用最大方差法對初始因子載荷矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)能使載荷系數(shù)更加明顯，利用原始變量旋轉(zhuǎn)前后的主成分矩陣(見表3)提取主成分含義，利用成分得分系數(shù)和主成分的貢獻(xiàn)率計算指標(biāo)的主成分得分和樣本的綜合得分(見表4)。

表2　主成分的特征值和貢獻(xiàn)率

由表2可知，第一個成分的方差貢獻(xiàn)率為75.667%，是最重要的影響因子；第一、二、三成分的特征值均大于1，且累計貢獻(xiàn)率達(dá)到90. 927%，即這三個成分所包括的信息占原始變量所包含總信息的90.927%，其余18個成分對方差影響很小，因此提取前三個公因子作為主成分。

表3　原始變量旋轉(zhuǎn)前后的主成分矩陣

從表3可以看出，第一主成分在人口密度、中等和高等學(xué)校數(shù)、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、單位產(chǎn)值消耗、年均CPI、農(nóng)民人均純收入、城鎮(zhèn)居民住房面積、人均GDP、城鎮(zhèn)人口比例、每萬人擁有床位數(shù)、城鄉(xiāng)居民儲蓄存款余額、農(nóng)民人均生活消費、專業(yè)技術(shù)人員、人口自然增長率、城鎮(zhèn)居民與農(nóng)村居民消費支出之比、失業(yè)率、工業(yè)固廢綜合利用率、每萬人在普通中學(xué)人數(shù)等有絕對值較大的載荷系數(shù)，這些指標(biāo)分別反映了寧夏經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)消費、生活消費、人口控制、社會保障等方面的可持續(xù)水平，可將其定為社會經(jīng)濟(jì)因子。第二主成分荷載系數(shù)較大的是自然保護(hù)區(qū)面積、污染治理投資，反映了寧夏在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的可持續(xù)性，可將其定為生態(tài)環(huán)境因子。第三主成分載荷系數(shù)較大的是恩格爾系數(shù)，反映了居民生活的消費結(jié)構(gòu)，可將其定為居民消費結(jié)構(gòu)因子。

根據(jù)原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)矩陣和成分得分系數(shù)矩陣，建立主成分得分函數(shù)(公式1)，得到各指標(biāo)的前三個主成分分值。以各主成分的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，采用加權(quán)算術(shù)平均建立綜合評價函數(shù)(公式2)，得到各樣本的主成分綜合評價值，從而進(jìn)行綜合評價和分析排序。

(1)

(2)

其中，F(xiàn)i為主成分得分分值，Znp為原始變量的標(biāo)準(zhǔn)化值，Yip為成分得分系數(shù)，F(xiàn)為各樣本的綜合評價值，αi為主成分貢獻(xiàn)率。如果綜合得分為正，表明該主成分或地區(qū)的可持續(xù)消費綜合水平處于可持續(xù)狀態(tài)，且得分越高表明可持續(xù)性越強(qiáng)；反之，綜合得分為負(fù)，表明該主成分或地區(qū)的可持續(xù)消費綜合水平處于不可持續(xù)狀態(tài)，且得分越低表明可持續(xù)性越弱。各主成分得分、綜合得分及排名情況見表4。

4.2　可持續(xù)消費變化分析

根據(jù)寧夏可持續(xù)消費水平綜合得分(見表4和圖1)，2005-2012年寧夏可持續(xù)消費水平整體呈現(xiàn)出波動上升的趨勢，且2009年以前寧夏可持續(xù)消費水平綜合得分都小于0，呈不可持續(xù)性，2009年以后寧夏可持續(xù)消費水平綜合得分均為正值，進(jìn)入可持續(xù)消費時代。具體可分為四個時段：①2005-2006年，可持續(xù)消費綜合得分有所上升，由2005年的-1.1392上升到2006年的-0.8117，表明區(qū)域可持續(xù)消費水平有所提高；②2006-2008年，可持續(xù)消費綜合得分大幅下降，由2006年的-0.8117下降到2008年的-2.0755，表明區(qū)域可持續(xù)消費水平明顯降低；③2008-2010年，可持續(xù)消費綜合得分大幅提升，并在2009年突破負(fù)值變?yōu)檎?，?008年的-2.0755上升到2010年2.0429，表明在此期間區(qū)域可持續(xù)消費水平大幅提升；④2010-2012年，可持續(xù)消費綜合得分波動下降，由2010年的2.0429降到2011年的0.9206又上升到2012年的1.9311，表明區(qū)域可持續(xù)消費水平還沒有穩(wěn)定，處于動態(tài)變化之中。

表4　2005-2012年寧夏可持續(xù)消費水平分值及排名

圖1　2005-2012年寧夏可持續(xù)消費水平變化圖

4.3　影響因素分析

可持續(xù)消費是一個綜合的消費系統(tǒng)，可持續(xù)消費水平的演變是系統(tǒng)內(nèi)每一個要素演變的綜合結(jié)果。影響寧夏可持續(xù)消費的三個因子分別為社會經(jīng)濟(jì)因子、生態(tài)環(huán)境因子和居民消費結(jié)構(gòu)因子。根據(jù)三個因子的方差貢獻(xiàn)率可知，社會經(jīng)濟(jì)因子對寧夏可持續(xù)消費水平的影響最大，占到75.67%；其次為生態(tài)環(huán)境因子，比重為8.601%；居民消費結(jié)構(gòu)因子對可持續(xù)消費水平也有較大影響，比重為6.659%。三個系統(tǒng)的可持續(xù)水平變化如下：

(1)研究期內(nèi)，寧夏社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)得分不斷提高(見表4和圖1)，由2005年的-1.4721上升到2012年的1.6507，表明寧夏社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)可持續(xù)性穩(wěn)定提升。對社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)貢獻(xiàn)大的指標(biāo)主要包括人口密度、中等和高等學(xué)校數(shù)、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入和單位產(chǎn)值消耗，其中中等和高等學(xué)校數(shù)貢獻(xiàn)為負(fù)值(見表3)，表明隨著寧夏社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，居民收入不斷增加，能源消耗越來越大；作為回族自治區(qū)寧夏擁有特殊的區(qū)域優(yōu)惠政策和文化環(huán)境，區(qū)域投資潛力大，吸引了大量的外來人口前來創(chuàng)業(yè)、定居、旅游，使得寧夏雖然人口自然增長率基本穩(wěn)定，但人口密度卻在逐年增加；中等和高等學(xué)校數(shù)貢獻(xiàn)為負(fù)值是因為其數(shù)量在逐年減少，減少的原因可能是農(nóng)村實施“撤點并?！闭叱蜂N大量原有的中小學(xué)，同時許多學(xué)生為獲得更優(yōu)質(zhì)的教育資源已經(jīng)走出家門走向全國或世界舞臺。

(2)研究期內(nèi)，寧夏生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)得分基本穩(wěn)定(見表4和圖1)，由2005年的-0.3660變化為2012年的-0.6403，且得分為負(fù)值的年份居多，表明寧夏生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)可持續(xù)性一直偏弱。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的兩個指標(biāo)分別是自然保護(hù)區(qū)面積和污染治理投資(見表3)，表明寧夏在生態(tài)環(huán)境建設(shè)方面還做得不夠，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展沒有很好的與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。

(3)研究期內(nèi)，寧夏居民消費結(jié)構(gòu)系統(tǒng)得分較低且波動起伏較大(見表4和圖1)，由2005年的0.6989下降到2008年的-1.6471又波動上升至2012年的0.9206，表明寧夏居民消費結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可持續(xù)性較弱且不穩(wěn)定。從2005-2012年寧夏城鎮(zhèn)居民消費結(jié)構(gòu)圖(見圖2)可以看出，寧夏城鎮(zhèn)居民消費中食品方面消費一直都占最大比重；衣著、交通通訊所占比重為其次且逐年有所提高；教育文化和居住所占比重位居第三且逐年有下降趨勢；家庭設(shè)備、醫(yī)療保健、其他商品和服務(wù)所占比重較低且較穩(wěn)定。因此，寧夏居民消費結(jié)構(gòu)可持續(xù)性不穩(wěn)定是多種消費類型波動變化的結(jié)果，可持續(xù)性較弱是因為城鎮(zhèn)居民雖然在生活品質(zhì)和娛樂休閑方面的消費有一定程度的提高，但整體仍以“生存型”消費為主。

圖2　2005-2012年寧夏城鎮(zhèn)居民消費結(jié)構(gòu)圖

5結(jié)論

(1)研究期內(nèi)，寧夏可持續(xù)消費水平綜合得分呈現(xiàn)波動上升趨勢，可持續(xù)消費水平正在逐漸提高，但整體的可持續(xù)消費水平依然較低。

(2)社會經(jīng)濟(jì)因子是影響寧夏可持續(xù)消費水平的主導(dǎo)因子，生態(tài)環(huán)境因子和居民消費結(jié)構(gòu)因子對寧夏可持續(xù)消費水平具有顯著影響。因此，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定發(fā)展是提高寧夏可持續(xù)消費水平的主要手段，但同時也應(yīng)注意不斷優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，努力改善居民消費結(jié)構(gòu)。

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Assessment of Sustainable Consumption of Ningxia on the Principal Component

YANG Lina1MI Wenbao1，2SONG Yongyong1

(1.College of Resources and Environment，Ningxia University，Yinchuan 750021，China；

2.Key Laboratory for Restoration and Reconstruction of Degraded Ecosystem in North-western China of Ministry of Education，

Ningxia university，Yinchuan 750021，China)

引用文獻(xiàn)格式：馬恒等.浙江省鉛蓄電池行業(yè)環(huán)境管控現(xiàn)狀及對策研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2015，40(5)：182-184.