基于SPSS聚類分析的中國廢氣污染物排放研究

吳天慧

(安徽大學(xué) 社會與政治學(xué)院，安徽 合肥　230000)

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基于SPSS聚類分析的中國廢氣污染物排放研究

吳天慧

(安徽大學(xué) 社會與政治學(xué)院，安徽 合肥230000)

當(dāng)前，我國的大氣環(huán)境污染的形勢越來越嚴(yán)峻，通過利用SPSS的聚類分析功能對全國31個省市廢氣中的污染物排放情況進(jìn)行分類，選取其中的二氧化硫、氮氧化物以及煙(粉)塵三個指標(biāo)進(jìn)行分析研究，比較分析后根據(jù)所給出數(shù)據(jù)對各地區(qū)污染物排放情況進(jìn)行分類，分析造成各地區(qū)污染物排放差異的原因，同時為我國大氣環(huán)境改善提出一些建議。

SPSS； 聚類分析； 廢氣污染物

一　選題背景及意義

環(huán)境與發(fā)展問題一直是世界各國普遍關(guān)注的焦點，實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展是國際社會共同的責(zé)任與追求。中國作為世界上最大的發(fā)展中國家，自改革開放以來的30多年里以年均9.8%的高經(jīng)濟(jì)增長率創(chuàng)造了“中國奇跡”，經(jīng)濟(jì)總量已經(jīng)超過日本，成為僅次于美國的世界第二大經(jīng)濟(jì)體。中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展雖然取得了巨大成就，但長期以來“高投入、高消耗、高排放、不協(xié)調(diào)、難循環(huán)、低效率”的經(jīng)濟(jì)增長方式讓我們付出了巨大的資源與環(huán)境代價。

據(jù)英國石油(BP)《世界能源統(tǒng)計年鑒》顯示，2010年我國能源消費總量占全球的20.3%，超過美國成為世界第一大能源消費國。我國經(jīng)濟(jì)增長引發(fā)的環(huán)境問題己經(jīng)引起越來越多的國際關(guān)注，面臨的國際壓力也越來越大。當(dāng)前，我國大氣污染物排放總量居高不下，SO2(二氧化硫)、CO2(二氧化碳)、CO(一氧化碳)、NO2(二氧化氮)、HC(碳?xì)浠衔?及工業(yè)煙粉塵等排放量嚴(yán)重超標(biāo)，每年排放的二氧化硫和煙塵分別為近2000萬噸和1200萬噸，是世界排放量最大的國家。

改革開放后的幾十年里，我國的經(jīng)濟(jì)取得了飛速的發(fā)展。但是我們在取得發(fā)展的同時，也付出了沉重的代價，環(huán)境問題已經(jīng)成為21世紀(jì)中國必須重視的問題。大氣環(huán)境與人們生活息息相關(guān)，霧霾、酸雨等極端天氣已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的日常生活。因此，本文希望通過對全國31個省市地區(qū)廢氣中的污染物排放量進(jìn)行聚類分析，分析影響這些污染物排放量的主要因素以及各地區(qū)污染物排放存在差異的原因，通過對這些影響因素的分析，為大氣環(huán)境的改善提出一些建議。

二　數(shù)據(jù)來源及描述

本文的數(shù)據(jù)來源于《2015中國統(tǒng)計年鑒》，研究對象主要是2014年全國31個省市地區(qū)廢氣中污染物排放量，主要包含二氧化硫、氮氧化物和煙(粉)塵三個指標(biāo)的排放量數(shù)據(jù)。本文以2014年全國各地區(qū)廢氣中主要污染物排放量的數(shù)據(jù)為例，利用SPSS的聚類分析功能對全國31個省市的廢氣中主要污染物排放情況進(jìn)行分類?；締挝粸槿f噸，如表1所示。

表1　2014年全國各地區(qū)廢氣中主要污染物排放情況單位：萬噸

三　聚類分析過程

1.個案描述及匯總。

首先打開spss(統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案)軟件，建立數(shù)據(jù)文件，確定變量二氧化硫、氮氧化物和煙(粉)塵，然后輸入原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢后，點擊“分析”—選擇“報告”—選擇“個案匯總”，將所有變量和數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，得到表2，從表中我們可以看出共有31個個案，數(shù)據(jù)完整沒有缺損。

表2　個案處理摘要

2.相關(guān)性分析。

在將個案進(jìn)行匯總之后，我們需要對變量之間的相關(guān)性進(jìn)行檢驗，點擊“相關(guān)”—選擇“雙變量”，然后將二氧化硫，氮氧化物和煙(粉)塵三個變量添加進(jìn)去，得出各變量之間的顯著性均為.000，從而可以得知各變量之間的相關(guān)性是顯著的，可以進(jìn)行聚類分析，見表3。

表3　相關(guān)性

在置信度(雙測)為 0.01 時，相關(guān)性是顯著的。

3.系統(tǒng)聚類分析。

接下來開始對變量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，點擊“分析”—選擇“分類”—選擇“系統(tǒng)聚類分析”，將二氧化硫、氮氧化物和煙(粉)塵三個變量放入變量框中，將地區(qū)放入標(biāo)注個案框中，在繪圖中選擇譜系圖，選擇 “Ward的方法”確定類別數(shù)，進(jìn)行Z分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn)化，對全國31個省市進(jìn)行歸類匯總。各省市地區(qū)的廢氣污染物排放差異性越小，在譜系圖中表現(xiàn)為距離越短，從而越容易聚為一類。而不同的標(biāo)度值就有不同的分類，在綜合考慮之后，我們選擇在標(biāo)度值6處進(jìn)行歸類，最終確定將這31個省市分為3類，見圖1。

圖1　聚類分析譜系圖

4.K平均值聚類分析。

在已知類別數(shù)的情況下，我們可以選擇K平均值聚類，將所有個案分為三類，得到全國31個省市地區(qū)廢氣污染物排放聚類分析的結(jié)果：其中屬于一級污染的省市地區(qū)有9個，二級污染的省市地區(qū)有15個，三級污染的省市地區(qū)有7個，見表4。

表4　全國31個省市地區(qū)廢氣污染物排放聚類分析結(jié)果

四　聚類結(jié)果分析及建議

1.結(jié)果分析。

本文通過SPSS聚類分析主要將全國31個省市地區(qū)依據(jù)污染程度劃分為三類，第一類地區(qū)廢氣中污染物的排放量相對較少，污染等級屬于一級污染，其中大多數(shù)地區(qū)為國家直轄市或經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)省市。例如，北京、天津、上海和重慶是直轄市，是我國的政治經(jīng)濟(jì)中心，而排放二氧化硫、氮氧化物和粉(煙)塵等廢氣污染物的大部分是化工型企業(yè)，而這些化工型企業(yè)大部分是不被允許進(jìn)入這些地區(qū)的。但其中也有特例現(xiàn)象，北京地區(qū)雖然廢氣中二氧化硫、煙(粉)塵污染物排放較少，但是卻經(jīng)常性出現(xiàn)霧霾現(xiàn)象，究其原因在于北京位于河北省內(nèi)，被河北省所環(huán)繞，河北污染較為嚴(yán)重，其大氣污染物吹入京津冀區(qū)域。

至于青海、寧夏等地區(qū)則是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，地理位置較為偏遠(yuǎn)，且當(dāng)?shù)囟酁橛文两?jīng)濟(jì)，以畜牧業(yè)為主，而工業(yè)發(fā)展較為落后。而海南地區(qū)，它作為我國著名的旅游大省，以發(fā)展旅游業(yè)為主，第三產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)，而工業(yè)發(fā)展較少，因此，廢氣中的二氧化硫等污染物排放也相對較少。福建位于我國東南沿海地區(qū)，是我國重要的漁場之一，漁業(yè)資源豐富，主要以發(fā)展海上貿(mào)易和港口貿(mào)易為主，并不是我國的工業(yè)中心，因此，當(dāng)?shù)氐膹U氣污染物排放也相對較少。

第二類地區(qū)污染較為嚴(yán)重，大多為我國的內(nèi)陸地區(qū)，隨著東部地區(qū)的產(chǎn)業(yè)升級，一些具有重污染的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到內(nèi)陸地區(qū)，這些污染企業(yè)往往能帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益，而內(nèi)陸地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)長期落后于東南沿海地區(qū)，迫切希望經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)增長，因此不計后果的大力吸引重工企業(yè)來本地辦廠，因此，眾多重工業(yè)企業(yè)集聚于此，導(dǎo)致廢氣中二氧化硫等污染物排放量的增多，造成環(huán)境污染。

第三類地區(qū)污染最為嚴(yán)重，大部分產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)都是以煤炭資源為主，主要集中于我國的東北和華北地區(qū)。如山西省作為我國資源型發(fā)展地區(qū)，煤炭資源豐富，因此大力發(fā)展重工業(yè)，污染物排放較多，造成環(huán)境污染。河南省的能源消費也是以煤炭為主，省內(nèi)存在較多的靠煤炭興起的大型工廠，導(dǎo)致二氧化硫等大氣污染物排放較多，造成環(huán)境污染。內(nèi)蒙古是國家重要的能源、新型化工、有色金屬生產(chǎn)加工基地，傳統(tǒng)工業(yè)所占比重較高，排污強度大。隨著火電、煤化工等產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，內(nèi)蒙古煤炭消耗量不斷增加，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量帶來壓力。

而河北省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，偏重工業(yè)，導(dǎo)致排放的污染物總量大，甚至于經(jīng)常影響到其周圍的京津冀地區(qū)的環(huán)境。江蘇省的污染嚴(yán)重主要在于當(dāng)?shù)刂饕l(fā)展煉鋼和化工產(chǎn)業(yè)，其鋼產(chǎn)量全國第二，僅次于河北省，超過美國。而黑龍江、遼寧地區(qū)則是由于作為建國以來的老重工業(yè)基地，以煉鋼和冶鐵為主，其環(huán)境污染嚴(yán)重有其自身的歷史性和客觀性。

2.建議。

(1)法律措施。

法律是有效治理污染的保證，政府應(yīng)該建立健全相關(guān)法律，制定嚴(yán)格的法律條文，規(guī)定企業(yè)排污量的合法界限，對于嚴(yán)重超出排污界限的企業(yè)，給與嚴(yán)厲的法律懲處，追究其相應(yīng)的法律責(zé)任。但是由于法律的強制性，即只能制定一個排污標(biāo)準(zhǔn)，因此，有可能造成某些企業(yè)失去進(jìn)一步治理或徹底治理污染的信心。在這種情況下，我們可以通過制定法規(guī)和管理條例對“普遍條款法”的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行具體化。法規(guī)也具有法律約束力，且彌補了法律的不確定性缺憾。

(2)經(jīng)濟(jì)措施。

第一，在稅收政策上，由國家通過稅收的金額來對污染排放進(jìn)行限制，污染排放量大的企業(yè)相對于普通企業(yè)承擔(dān)的稅要重，而且可以針對污染比較嚴(yán)重的企業(yè)征收污染特別稅。而對那些對污染排放治理較好的企業(yè)可以通過減免稅收來鼓勵其發(fā)展。這樣可以使企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)的時候更加重視污染的治理，達(dá)到治污防污的目的。

第二，在財政政策上，首先可以通過信貸杠桿來調(diào)整企業(yè)防治環(huán)境污染的行為，對于那些采取技術(shù)升級防治污染而申請銀行貸款的企業(yè)，銀行可以給予低息或免息的優(yōu)惠，開通信貸綠色通道，給予其政策上的優(yōu)惠；而對于那些污染比較嚴(yán)重的企業(yè)，控制其信貸的規(guī)模，在其申請貸款時進(jìn)行嚴(yán)格考察，制定嚴(yán)厲的信貸要求。與此同時，中央和地方政府都要對積極進(jìn)行環(huán)境治理的企業(yè)進(jìn)行財政補貼，大力扶持具有綠色發(fā)展理念的企業(yè)。此外，國家和政府可要求排污企業(yè)必須參與投保，在投保時，保險公司應(yīng)當(dāng)向其征收較高的環(huán)境保證金，一旦出現(xiàn)污染事故，由保險公司向排污的企業(yè)提供賠償以及污染治理金。

(3)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

從根本上來說，要想實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，我們必須轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念，堅持科學(xué)發(fā)展、綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中資源能源消耗過高，能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主，造成的環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，我們要加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，對污染嚴(yán)重的企業(yè)堅決實行關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)，大力提倡清潔生產(chǎn)。同時，國家和企業(yè)也應(yīng)該大力發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建科學(xué)綠色的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，只有這樣才能在治理污染的同時保持經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

(4)環(huán)境質(zhì)量排名公開制。

政府應(yīng)該建立環(huán)境質(zhì)量排名公開制度，逐級往下推行。中央環(huán)境部門對全國各個省和直轄市進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評估排名，對于連續(xù)三次排在后三名的省市，全國通報批評；省級環(huán)境部門都對于省轄市進(jìn)行環(huán)境評估排名，對于連續(xù)三次排在后三名的市，進(jìn)行全省通報批評，實施公開的約談和涉污染項目的限批。同時，將環(huán)境質(zhì)量“不降反升”作為剛性約束條件。對污染物濃度居高不下、環(huán)境持續(xù)惡化、年度目標(biāo)任務(wù)沒有完成的地方主要領(lǐng)導(dǎo)、責(zé)任領(lǐng)導(dǎo)和部門負(fù)責(zé)人，實行誡勉談話、黨紀(jì)政紀(jì)處分、降職免職，直至依法追究失職瀆職刑事責(zé)任。只有通過從上到下的逐級問責(zé)，對各地領(lǐng)導(dǎo)施加環(huán)境保護(hù)的壓力，才能有效的改善我國環(huán)境污染的現(xiàn)狀。

(5)監(jiān)控措施。

第一，大眾媒體要強化責(zé)任擔(dān)當(dāng)，充分發(fā)揮輿論監(jiān)督作用，對于違法排污的企業(yè)予以媒體曝光。同時，我們可以充分利用環(huán)保非政府組織的監(jiān)督作用，一方面對污染企業(yè)進(jìn)行民間監(jiān)督，另一方面也可為我國政府的環(huán)保工作提供建設(shè)性的意見。

第二，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)重視設(shè)施防控，采取環(huán)境質(zhì)量管理措施，在各個省市地區(qū)設(shè)置環(huán)境監(jiān)測站、環(huán)境監(jiān)察機構(gòu)，隨時隨地掌握全國各地區(qū)的環(huán)境污染情況。根據(jù)污染情況制定一系列的整治措施，達(dá)到全面有效的防控作用，實現(xiàn)對污染的有效監(jiān)控。

總之，我國的環(huán)境問題已經(jīng)非常嚴(yán)重，而改善環(huán)境問題的關(guān)鍵就在于政府要發(fā)揮好主體作用，轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，從宏觀上把握經(jīng)濟(jì)的科學(xué)、綠色發(fā)展，不斷完善相關(guān)法律法規(guī)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；而地方企業(yè)更應(yīng)該強化自身的責(zé)任意識，“誰污染誰治理”；大眾傳媒、民間組織以及普通大眾也要發(fā)揮自己的監(jiān)督作用。只有縱向管理和橫向監(jiān)督相結(jié)合起來，我國的環(huán)境污染問題才能得到有效控制，我國生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的事業(yè)才能取得更大、更快、更好發(fā)展。

[1]唐李偉.污染物排放環(huán)境治理與經(jīng)濟(jì)增長——機理、模型與實證[D].湖南大學(xué)，2015.

[2]翟全軍，李慧.西部地區(qū)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程中生態(tài)環(huán)境問題的法治對策[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2015(1).

[3]李西建.城市環(huán)境污染的根源及治理措施[J].西安工程學(xué)院學(xué)報，2002(3).

[4]裴軍.城市環(huán)境污染的現(xiàn)狀、原因及對策建議[J].中國科技論壇，2009(2).

[5]李平.中國環(huán)境污染問題成為中國社會癥結(jié)[J].資源再生，2013(2).

Class No.:C913.9Document Mark：A

(責(zé)任編輯：蔡雪嵐)

Exhaust Pollutant Emission in China Based on Clustering Analysis of SPSS題

Wu Tianhui

(School of Sociology and Political Science, Anhui University, Hefei, Anhui 230000，China)

At present, our country's situation of the atmospheric environment pollution is more and more serious. We classified exhaust pollutant emission of 31 provinces and cities by using the cluster analysis of SPSS functions, taking the sulfur dioxide and nitrogen oxides smoke and dust (powder) as the indexes to analyze. After the comparative analysis of regional pollutant emission ,we analyzed the reasons of different regional pollutant emission and put forward some proposals for improving the atmospheric environment in China.

SPSS；cluster analysis；exhaust-emission

吳天慧，在讀碩士，安徽大學(xué)社會與政治學(xué)院社會學(xué)專業(yè)。

1672-6758(2016)10-0039-4

C913.9

A