基于主成分分析法的山西省林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力分析

衛(wèi)振中,王剛獅,齊雅琴,楊靜

(山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030009)

山西在上古時(shí)曾經(jīng)是森林茂密，氣候適宜，生態(tài)環(huán)境良好的地方[1]。歷經(jīng)各朝各代掠奪式采伐，到建國(guó)初期山西的森林覆蓋率僅為2.4%，經(jīng)過(guò)山西人民70 a的勵(lì)精圖治目前全省森林覆蓋率為20.5%，取得可喜的成績(jī)。黨的十八大對(duì)生態(tài)文明做出全面部署、黨的十九大將生態(tài)文明確定為治國(guó)戰(zhàn)略，2009年山西省委省政府出臺(tái)《關(guān)于實(shí)施生態(tài)興省戰(zhàn)略加快推進(jìn)林業(yè)改革發(fā)展的意見(jiàn)》，在諸多政策的推動(dòng)下，山西林業(yè)取得飛速的發(fā)展。山西林業(yè)究竟發(fā)展的如何，本研究試圖構(gòu)建林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)體系，運(yùn)用主成分法分析山西林業(yè)發(fā)展的狀況。

1 理論背景及指標(biāo)構(gòu)建

1.1 林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力理論

林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力是反映一個(gè)國(guó)家或區(qū)域森林基礎(chǔ)資源、林業(yè)發(fā)展水平和服務(wù)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的綜合概念，涵蓋了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)對(duì)山西林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的研究，尋求一種科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，找出近年來(lái)山西林業(yè)發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題、影響因素，歸納成功的地方，為促進(jìn)山西省林業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。我國(guó)林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的研究近十年的時(shí)間還處于初級(jí)階段?？追脖笃湔撐闹谢赑roter的產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力理論，針對(duì)中國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力開(kāi)始研究，結(jié)合我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)前所存在的問(wèn)題，從定性和定量的角度分別對(duì)中國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)條件和中國(guó)主要林產(chǎn)工業(yè)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了分析[2]；魏竹遠(yuǎn)、鄭傳芳、張春霞構(gòu)建了林業(yè)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)體系，并對(duì)我國(guó)31個(gè)省份林業(yè)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了定量分析[3]；奉興亮、英磊、孫雪、張廣來(lái)采用主成分分析法對(duì)不同區(qū)域的林業(yè)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了分析，同時(shí)通過(guò)林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)比較不同區(qū)域林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的情況[4-7]；黃蓓、王瑜引用國(guó)外研究林業(yè)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力較好的模型GEM模型對(duì)我國(guó)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)集群進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出“第四因素”影響，構(gòu)建了GEMS模型——我國(guó)林業(yè)測(cè)驗(yàn)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)體系[8]；李春波從低碳和減排兩個(gè)方面利用數(shù)據(jù)分析我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[9]。

1.2 主成分分析理論

主成分分析是考察多個(gè)變量間相關(guān)性的一種多元統(tǒng)計(jì)方法。它研究如何通過(guò)少數(shù)幾個(gè)分量來(lái)解釋多個(gè)變量間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，從原始變量中導(dǎo)出少數(shù)幾個(gè)主變量，使它們盡可能多地保留原始變量的內(nèi)部結(jié)構(gòu)彼此間相互不相關(guān)。該方法常用來(lái)尋找某種事物或現(xiàn)象的綜合指標(biāo)，并在有條件時(shí)給綜合指標(biāo)所包含的信息以適當(dāng)解釋，從而更加深刻地揭示事物的內(nèi)在規(guī)律。

通過(guò)多指標(biāo)研究林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力水平，能夠較全面地反映林業(yè)發(fā)展的綜合情況，但被觀察到的各指標(biāo)間存在信息重疊，同時(shí)還會(huì)存在量綱差異、累加時(shí)如何確定權(quán)重等問(wèn)題。而通過(guò)主成分分析法對(duì)多指標(biāo)進(jìn)行降維，實(shí)現(xiàn)信息濃縮，并解決權(quán)重的確定等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的綜合評(píng)價(jià)。

1.3 指標(biāo)體系構(gòu)建

依據(jù)層次分析法的要求進(jìn)行山西省林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)，以鄭傳芳主編的中國(guó)省域林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)展報(bào)告中林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，參考近年來(lái)林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力研究的文獻(xiàn)，采用“頻度統(tǒng)計(jì)法”對(duì)文獻(xiàn)中出現(xiàn)的林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)1次計(jì)1分，得分在4分以上的選取為備選指標(biāo)，森林旅游及休閑產(chǎn)業(yè)發(fā)展指標(biāo)與林業(yè)碳匯儲(chǔ)存量屬于近幾年來(lái)學(xué)術(shù)界和社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)、熱點(diǎn)，雖然得分未滿足要求，也選進(jìn)了指標(biāo)體系。根據(jù)初步構(gòu)建的指標(biāo)體系開(kāi)展德?tīng)柗品ㄉ轿髁謽I(yè)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建專家咨詢調(diào)查問(wèn)卷，經(jīng)過(guò)2輪的咨詢形成山西林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)級(jí)指標(biāo)體，分為三級(jí)共28個(gè)三級(jí)指標(biāo)(表1)。

表1 林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)體系Table 1 Index system of forestry competitiveness

2 實(shí)證研究

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究數(shù)據(jù)來(lái)源于2017年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒和2017年中國(guó)林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒。森林碳儲(chǔ)量依據(jù)張震在《由森林蓄積換算因子法計(jì)量森林碳匯及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的研究》中對(duì)森林碳匯量的計(jì)算第二種情況[11]：森林全部碳儲(chǔ)量=樹(shù)木生物量固碳量+林下植物固碳量+林地固碳量=V×1.9×0.5×0.5+0.195(V×1.9×0.5×0.5)+1.244(V×1.9×0.5×0.5)=2.439(V×1.9×0.5×0.5)，其中林木蓄積量擴(kuò)大系數(shù)為1.9，容積系數(shù)為0.5，木材含碳率為0.5；林木、林下植物、林地含碳率之比1∶0.195∶1.244?？紤]到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本研究選取了全國(guó)25個(gè)省市自治區(qū)的林業(yè)進(jìn)行對(duì)比分析，其余幾個(gè)省市因數(shù)據(jù)不全未被納入分析。

2.2 數(shù)據(jù)分析

依據(jù)指標(biāo)體系采集所需數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)錄入SPSS 24.0軟件，進(jìn)行主成分分析，得到解釋的總方差，如表2所示。

表2 解釋的總方差Table 2 Total variance explained

根據(jù)表2，選取特征值大于1的7個(gè)因子作為主成分，且主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為88.553%，大于85%，在該貢獻(xiàn)率下可以對(duì)林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行主成分分析。在這里選取7個(gè)主成分代表原來(lái)28個(gè)指標(biāo)進(jìn)行林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)。

從表3中可以看出，旋轉(zhuǎn)后各公因子的意義更加明確和合理，也更有利于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀與分析。第1個(gè)主成分在原變量中幼林撫育實(shí)際面積、林業(yè)用地面積、森林面積和林業(yè)系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)面積上有較大載荷，說(shuō)明第一主成分主要反映了森林資源和生態(tài)環(huán)境兩個(gè)方面，累積率為28.495%，最為重要；第二個(gè)主成分在林業(yè)總產(chǎn)值、林業(yè)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)占有率和林業(yè)第二產(chǎn)業(yè)占林業(yè)總產(chǎn)值的比重有較大載荷，說(shuō)明第2主成分主要反映了林業(yè)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)方面，累積率為22.003%，比較重要；第3主成分在林業(yè)基層工作站個(gè)數(shù)、林業(yè)專業(yè)技術(shù)人才數(shù)和林業(yè)系統(tǒng)單位個(gè)數(shù)有較大載荷，主要反映了林業(yè)基本建設(shè)，累積率為11.03%；第4主成分在年碳儲(chǔ)量和森林病蟲(chóng)鼠害發(fā)生率有較大載荷，主要反映了林業(yè)生態(tài)建設(shè)，累積率為9.673%；第5主成分在林業(yè)固定資產(chǎn)投資總額、科技教育信息化發(fā)展經(jīng)費(fèi)和林業(yè)利用外資有較大載荷，累積率為7.017%；第6主成分在林業(yè)系統(tǒng)單位年末人數(shù)和國(guó)家林業(yè)投資有較大載荷，累積率為5.944%；第7主成分在林業(yè)旅游和休閑服務(wù)和林業(yè)第三產(chǎn)業(yè)占林業(yè)總產(chǎn)值的比重有較大載荷，累積率為4.93%。

表3 旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣aTable 3 Component matrixa after rotation

根據(jù)表4可以寫出各公因子的表達(dá)式：F1=-0.053X1+0.202X2+0.131X3+0.019X4+0.015X5+0.129X6-0.328X7-0.047X8-0.41X9+0.04X10-0.093X11+0.01X12+0.036X13+0.04X14-0.026X15+0.039X16-0.021X17+0.104X18+0.315X19+0.006X20-0.11X21-0.061X22+0.07X23+0.19X24-0.06X25+0.009X26+0.124X27-0.087X28，同理可得F2、F3、F4、F5、F6、F7。利用SPSS計(jì)算因子得分并保存為變量，變量名稱為FAC1-1～FAC7-1。上述7個(gè)公因子分別從不同方面反映了林業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的總體水平，單獨(dú)使用某一公因子很難全面做出綜合評(píng)價(jià)，因此考慮以各公因子所對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率比例為權(quán)重計(jì)算綜合得分：Score=28.549/88.653×FAC1-1+21.866/88.653×FAC2-1+11.207/88.653×FAC3-1+9.707/88.653×FAC4-1+6.929/88.653×FAC5-1+5.961/88.653×FAC6-1+4.434/88.653×FAC7-1。

表4 成分得分系數(shù)矩陣aTable 4 Component score coefficient matrix

3 結(jié)論與分析

通過(guò)構(gòu)建林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)，采用主成分分析法對(duì)全國(guó)25個(gè)省市林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行分析，可以看出各地區(qū)林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力之間差距非常大，且與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平?jīng)]有較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，例如北京經(jīng)濟(jì)發(fā)展較強(qiáng)可林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力卻相對(duì)較弱，而呈現(xiàn)出林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展特有的規(guī)律，林業(yè)資源豐富、林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展好的地區(qū)林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較強(qiáng)。

從得分表中可以看出山西林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力較弱，去除林業(yè)資源較差、數(shù)據(jù)不全的上海、天津、河南、海南、西藏和青海6個(gè)地區(qū)外，山西排名第23位，山西林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力水平較低。主要原因是：

第一主成分主要代表了林業(yè)資源，山西省得分為-0.62，得分較低，且此主成分在評(píng)價(jià)體系中所占比重較大，較大程度上影響山西綜合得分。山西省建國(guó)時(shí)林業(yè)資源極度匱乏，森林覆蓋率只有2.4%，林業(yè)資源底子薄。

第二、第七主成分主要代表林業(yè)產(chǎn)業(yè)，得分為-1.23和-0.32，得分較低，山西林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展不合理。山西多年來(lái)林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要以第一產(chǎn)業(yè)為主，第二產(chǎn)業(yè)因林業(yè)資源有限發(fā)展較落后。在第三產(chǎn)發(fā)展上，山西九大林局所屬的林場(chǎng)也有一些較為好的森林植被，但在森林旅游與休閑產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還屬于初級(jí)階段，市場(chǎng)化程度不高。

第五、第六主成分代表林業(yè)資金投入，得分較低，主要靠國(guó)家投入，引進(jìn)外資和社會(huì)資金不多，影響林業(yè)發(fā)展。

結(jié)合本研究結(jié)果與結(jié)論，可以從兩方面提升山西省林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

宏觀層面上要進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)。政府作為林業(yè)規(guī)則的制定者和市場(chǎng)秩序的維護(hù)者，要統(tǒng)籌十八大以來(lái)國(guó)家提出的生態(tài)文明戰(zhàn)略，結(jié)合2009年山西提出的生態(tài)興省戰(zhàn)略，以及在精準(zhǔn)扶貧中作為林業(yè)產(chǎn)業(yè)扶貧的榜樣，既要發(fā)揮多年來(lái)山西林業(yè)發(fā)展的好的經(jīng)驗(yàn)同時(shí)要引進(jìn)市場(chǎng)機(jī)制。一方面統(tǒng)籌完善山西林業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，保持戰(zhàn)略定力，同時(shí)制定相關(guān)配套政策，完善綜合支撐體系，引入市場(chǎng)機(jī)制，繼續(xù)提升林業(yè)資源，優(yōu)化林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，激發(fā)市場(chǎng)活力；另一方面加大財(cái)政投入，特別是發(fā)揮財(cái)政杠桿的作用，吸引外資和社會(huì)資金流入，以最小的支出換取最大的福利改進(jìn)。

微觀層面發(fā)揮山西林業(yè)專家和基層林業(yè)站的作用。根據(jù)表5山西省在第三主成分得分0.35，具有比較優(yōu)勢(shì)。說(shuō)明山西林業(yè)系統(tǒng)基層林業(yè)站覆蓋較為廣泛，專業(yè)技術(shù)人才儲(chǔ)備充足，林業(yè)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)較為健全，應(yīng)充分發(fā)揮基層林業(yè)站和專業(yè)技術(shù)人才優(yōu)勢(shì)，政府引導(dǎo)，引入市場(chǎng)機(jī)制，持續(xù)植樹(shù)造林，做大做強(qiáng)第一產(chǎn)業(yè)，形成地域特色，充分發(fā)揮林業(yè)的社會(huì)效益。

表5 全國(guó)各省市林業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力綜合排名情況表Table 5 Comprehensive ranking of forestry competitiveness of all provinces and cities in China

由于受到數(shù)據(jù)來(lái)源的制約，本研究還存在一定的局限性，需在后續(xù)的研究中對(duì)林業(yè)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力影響因素及其作用機(jī)理進(jìn)行多角度、全方位的分析，獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)論。