基于因子分析法及聚類分析法的區域可持續發展能力評價研究

馮穎　類延忠　左太安　晏光進

摘要：從區域可持續發展能力的角度出發，結合山東省臨沂市各區縣實際情況，選取2009年山東省臨沂市各區縣的生產總值、農民人均收入、第三產業占GDP比重、污水處理廠集中處理率等19項指標，構建了臨沂市區域可持續發展能力評價指標體系，并利用因子分析和聚類分析的方法對臨沂市13個區縣的可持續發展能力進行評價。結果表明：臨沂市各區縣的可持續發展能力存在明顯差距，兩極分化比較嚴重，蘭山區最強，河東區最差，其他區縣居于一般水平。評價結果比較客觀地反映了臨沂市各區縣發展的具體實際，為提高其可持續發展的能力提供了理論依據。

關鍵詞：區域可持續發展能力；因子分析法；聚類分析法；臨沂市

中圖分類號：F061.5文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2012）20-0062-04

區域可持續發展能力是一種綜合實力，表現為一個區域的“社會-經濟-自然”復合系統在既滿足當代人的需要又不削弱子孫后代滿足其需要的能力[1]。區域是一個包括人口、資源、環境、經濟和社會等子系統在內的復雜的多層次的系統，因此，對區域可持續發展能力的研究與評價需要以系統觀為指導[2-3]。可持續發展是一種系統的發展觀，系統性是其基本原則之一，要求子系統之間以及同一層次和不同層次之間協調、均衡發展，才能保證區域可持續發展的實現[4-5]。可持續發展的基本內容包括經濟發展、社會發展和資源環境發展，因此，可以將可持續發展能力劃分為經濟可持續發展能力、社會可持續發展能力、資源環境可持續發展能力[6]。本研究以臨沂市為例，從經濟、社會和資源環境等子系統的構成要素出發建立區域可持續發展能力的評價指標體系，采用因子分析法和聚類分析法等分析方法，對臨沂區域可持續發展能力進行評價、分析，將該區域劃分為3個可持續發展能力等級。并結合實際情況，提出了相應的建議與對策，為決策者制定合理的區域可持續發展戰略，推動區域的健康可持續發展提供依據。

一、研究區概況

臨沂市位于山東省的東南部，地跨東經117°24′～119°11′，北緯34°22′～36°22′，總面積17 186平方公里，是山東省面積最大的市。現轄3區9縣和兩個開發區，總人口1 011.4萬。地勢西北高東南低，地形復雜，主要地形有山地、丘陵和平原。氣候為暖溫帶季風大陸型氣候，全年平均氣溫14.0℃，多年平均降水量850毫米，四季分明，雨量充沛。土壤類型主要以棕壤、褐土為主，森林覆蓋率達30.5%。礦產資源、動植物資源豐富，分布廣泛。

二、區域可持續發展能力評價指標體系構建

1.研究方法。因子分析法和聚類分析法[7]。因子分析法是利用降維的思想，在確保原始數據信息丟失最少的前提下，從一些具有錯綜復雜關系的因子或指標中選擇少數幾個綜合因子的多元統計分析方法，并使數據得到最大的簡化，這少數幾個不可觀測的假想變量稱為公因子。聚類分析法是一種根據“物以聚類”的原理，對樣品進行分類的多元統計分析方法。

本研究根據評價指標多，樣本大的特點，首先選用因子分析，將原始評價指標簡化為少數幾個公因子，并采用公因子的貢獻率作為權重，以臨沂市12個區縣的數據為樣本進行臨沂市各區縣可持續發展能力的評價和排序。然后再運用聚類分析法對臨沂市12個區縣的可持續發展能力進行分類，劃分等級。計算過程借助于統計軟件SPSS17.0完成。

2.評價指標體系構建。影響區域可持續發展能力的因素有很多，為了夠突出反映研究區的主要特點，對區域可持續發展能力進行客觀的評價，必須選取最能反映臨沂地區可持續發展能力的指標，建立評價指標體系。本研究依據數據收集的可行性、指標間的可比性、各指標的高度不相關性、和指標間的分辨意義及顯著差異性等原則，采用空間變異分析和相關分析對指標進行篩選[8]。

Cvj=Sj/Xj（j=1，2，...，30）

式中:Cv——變異系數；Sj——標準差；Xj——均值。

將各區縣的原始數據代入上式，經運算后，將分辨意義差、相關系數大、可比性差的指標去掉，最后從可持續發展能力的3個子系統入手，選擇最能反映臨沂地區可持續發展能力的19影響因子作為評價指標，構建評價指標體系，見表1。3個子系統為經濟可持續發展能力（7項指標）、社會可持續發展能力（6項指標）、資源環境可持續發展能力（6項指標），共計19項指標。原始數據來源于2010年臨沂市統計年鑒[9]。

三、評價過程

（一）因子分析

1.構造因子變量。運用統計分析軟件SPSS17.0對評價指標體系中19項指標的原始數據進行運算，特征值大于1的公因子有3個，3個公因子的累計方差貢獻率為82.567（見表2），能夠較好地覆蓋全部指標的信息，適合運用因子分析法進行分析。

2.旋轉后的因子載荷矩陣。從表3旋轉后的公因子載荷矩陣中可以得出，第1公因子在指標X1、X4、X13、X7、X8、X9、X16、X5、X17、X10、X3、X18上載荷較大，因此可以定義為區域可持續發展能力的經濟因子，在這個因子上的得分越高，該區縣的經濟實力就越強，經濟可持續發展能力就越強；第2因子在指標X19、X12、X11、X6、X2上載荷較大，可定義為社會環境因子，此因子得分越高說明該區縣的社會環境越好；第3因子在指標X14、X15上載荷大，據此可定義為資源因子，能夠說明各區縣的資源利用狀況，對各區縣的可持續發展潛力有一定的預示。

3.計算因子得分及其排序。各區縣公因子得分由統計軟件SPSS17.0計算得到（表4）。此外，以各公因子特征值方差貢獻率作為加重權數來反映臨沂市各區縣可持續發展能力的綜合評價得分，綜合模型為：

F=53.614F1+16.01F2+12.943F3

式中，F1、F2、F3分別為各區縣的公因子1、2、3的得分，F為綜合得分[10]，計算結果見表4。

（二）聚類分析

利用統計分析軟件SPSS17.0對臨沂市各區縣評價指標進行聚類分析，得出聚類結果（表4）。從聚類分類可以得出，臨沂市各區縣可持續發展能力分為3類：第1類是蘭山區，第2類是羅莊區、沂南縣、郯城縣、沂水縣、蒼山縣、費縣、平邑縣、莒南縣、蒙陰縣和臨沭縣，第3類是河東區。

（三）結果分析

由表4可以看出，在第1公因子上蘭山區、沂水縣、蒼山縣得分較高，說明其經濟實力遠高于其他區縣，經濟基礎非常好；在第2公因子上蘭山區、河東區、羅莊區得分最高，說明其社會環境比較優越；羅莊區、費縣在第3公因子上得分最高，說明其資源利用率高，資源的可持續利用能力強。從綜合得分上看，蘭山區得分最高，可持續發展能力最強，但其資源利用不合理，能耗比較大，對自身以后的可持續發展帶來了威脅；河東區得分最低，從當前來看，可持續發展能力較弱，但其社會環境非常好，基礎設施比較完善，為以后經濟的可持續發展提供了條件。同時，根據聚類分析的結果，結合區域發展的實際情況，將各區縣的可持續發展能力劃分為三個等級：蘭山區為第一等級，可持續發展能力最好；河東區為第三等級，可持續發展能力最差；其他區縣為第二等級，可持續發展能力一般。

四、結論與討論

總結上述對臨沂市各區縣可持續發展能力的綜合評價，本研究可以得出：臨沂市各區縣之間可持續發展能力存在明顯的差異，可將各區縣按可持續發展能力的強弱分為三個層次：蘭山區最強，河東區最弱，其他各區縣一般。區域可持續發展能力存在較強的兩極分化，在所有區縣中，可持續發展能力強的區縣很少，大部分區縣的可持續發展能力居于一般水平。各子系統對區域可持續發展能力的貢獻率存在差異，各區縣可持續發展能力的主要構成也不同，不能只依靠經濟來促進區域可持續發展，還必須提高社會、資源環境的可持續發展能力，各子系統之間的相對平衡對區域的可持續發展有著重要意義。

本研究采用因子分析法對區域可持續發展能力的影響因素進行公因子提取及各區縣綜合得分的排名，然后再利用聚類分析法從整體上對該地區各縣市的可持續發展能力進行等級分類，評價結果較好地反映了臨沂市區域可持續的現實狀況，為提高其可持續發展能力提供了重要理論依據。

根據上述定量分析得出的結果，結合區域發展的具體實際，各區縣應采取全面具體措施提高其可持續發展能力。在發展經濟的同時，不能忽視社會、環境、人口的發展，要做到各子系統的全面協調發展。經濟可持續發展能力落后的區縣，在不對社會、資源環境的發展帶來壓力的前提下，應加快經濟的發展，為區域的可持續發展提供強大的經濟基礎。各區縣應發揮自身的優勢，建立特色產業，注重節能環保，有效帶動區域的經濟、社會、環境的協調發展。