京津冀生態文明建設評價指標的相關性研究

朱志蕓 索貴彬

摘要：為證明傳統方法構建的生態文明建設水平評價指標存在強相關性，本文以最新構建的京津冀生態文明建設評價指標體系為例計算指標間的Pearson相關系數，基于復雜網絡理論構建相關性網絡。結果表明：生態文明建設水平評價指標體系中的部分指標間確實具有強相關關系;保定是與京津冀其它城市發展相關性最強的城市。

Abstract： In order to prove that there is a strong correlation between the evaluation indicators for the construction level of ecological civilization constructed by traditional methods， this article uses the newly constructed evaluation index system of Beijing-Tianjin-Hebei ecological civilization construction as an example to calculate the Pearson correlation coefficient between indicators. Based on the complex network theory， correlation network is constructed. The results show that some indicators in the evaluation index system of ecological civilization construction level indeed have strong correlations. Baoding is the city which is the most relevant to the development of other cities in Beijing， Tianjin and Hebei.

關鍵詞：京津冀;生態文明建設;評價指標體系;Pearson相關系數;復雜網絡

Key words： Beijing-Tianjin-Hebei;ecological civilization construction;evaluation index system;Pearson correlation coefficient;complex network

中圖分類號：F124.9?????????????????????????????????????? 文獻標識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1006-4311（2020）28-0010-02

0? 引言

目前，生態環境問題突出已經成為京津冀協同發展戰略實施過程中面臨的重大挑戰[1]。河北省作為京津冀協同發展的關鍵環節，其在京津冀生態文明建設中承擔著主體和腹地的作用。因此，在京津冀協同發展視角下，探索河北省生態文明建設路徑的研究至關重要。然而，在指標體系綜合評價法成為當前生態文明建設評價的主流評價方法的背景下，大部分學者未曾對其構建的指標體系中的所有指標進行系統的相關性檢驗。

復雜網絡方法已在經濟、社會、政治和技術領域均具有廣泛應用[2]。因此，本文為探究京津冀生態文明建設水平評價指標間具有強相關性，將以已有學者構建的指標體系為例，計算出所有指標間的相關系數，進而構建相關性網絡，為河北省生態文明建設路徑提出建議。

1? 數據和方法

1.1 數據

為表明生態文明建設評價指標體系中的指標間具有相關現象的普遍性，本文以索貴彬等人2020年最新構建的城市生態文明建設評價指標體系進行研究[3]。尋找包括北京、天津和河北省11個地級市（共包括13個城市）生態文明建設水平的評價指標，如表1所示。基于數據的可獲取性，本文研究的時間范圍為2007～2016年，所需數據均來源于歷年《中國統計年鑒》、《中國環境年鑒》和《中國水資源公報》等。

1.2 方法

1.2.1 Pearson相關系數

本文利用Pearson相關系數Rxy完成對兩兩變量之間的相關性程度的量化。Pearson相關系數的計算公式為：

（1）

其中n為變量數;xi和yi分別為兩變量的變量值; 和 分別為兩變量的平均值;Rxy∈[-1，1]，若Rxy>0，代表兩個變量呈正相關，反之則呈負相關，Rxy的絕對值越大表明相關性越強。

1.2.2 相關系數向量

本文定義兩兩指標間所有城市相對應的相關系數組成的維數為[1×13]的向量為指標相關系數向量。任意兩個變量矩陣Mxi和Myi的相關性系數向量的具體計算過程如下：

（2）

其中n=13，j=21，即代表有13個城市，變量間有21種相關關系;并且任意的變量矩陣Mxi和Myi都是維數為[10×13]的矩陣。

1.2.3 度分布

城市指標相關性網絡中節點的度值代表與該城市相關性強的城市的數量，度值越高，代表與該城市生態評價指標發展相關的城市越多，該城市的生態發展越重要。節點度值Di的計算公式如下：

（3）

其中i和j分別表示網絡中的節點，N代表網絡中的所有節點數;

2? 結果與分析

2.1 指標間的相關性研究

本文通過計算兩個指標間的相關系數向量，得出13個城市對于7個指標間的相關系數矩陣。如圖1所示，從指標間的相關性層面看，PM2.5幾乎與其它指標均不相關。說明PM2.5濃度是城市生態文明建設的主導影響因素。GDP與居民可支配收入、固定資產投資、年末從業人數之間正相關性顯著。從城市間的相關性層面看，城市間的相關性區域劃分明顯，尤其是唐山、秦皇島和邯鄲之間，承德、滄州和廊坊之間具有強正向相關的區域，說明此區域間的城市發展協同作用顯著。

2.2 城市間的相關性網絡

本文在指標間的相關性研究的基礎上，進一步識別出不同指標間發展相關性最強的城市，并找出其中的發展主導城市。所謂的指標內部的城市間相關性是指兩兩城市之間關于某一種指標的Pearson相關系數。并且設定連邊閾值，閾值為Pearson相關系數的均值，即城市之間的相關系數大于閾值則連邊，否則不連邊。

通過度分布研究，從圖2發現四個網絡中度值排名第一的城市共7個，包括石家莊、滄州、天津、保定、北京、秦皇島和邢臺。橫向比較可以看出，在GDP的發展中，石家莊、滄州、天津和保定這四個城市與其它城市的發展密切相關。北京與其它城市的GDP發展相關性較弱。說明北京的GDP發展較為獨立，對其他城市發展的依附性較低，主要是起GDP發展的帶動作用。縱向比較可以看出保定是占據四種網絡中度值最大的一個城市。說明保定是這四方面與其它城市發展協同性最強的城市。

3? 結論

本文基于13個城市關于7個指標間的相關系數矩陣，采用復雜網絡方法構建指標間的相關性網絡。主要結論及建議如下：①PM2.5濃度是城市生態文明建設水平評價的主導評價指標。因此，本文建議在構建生態文明建設水平評價指標體系時，應避免同時選取具有強相關關系的指標。政府必須嚴格制定關于PM2.5等污染物排放的相關政策。②唐山、秦皇島和邯鄲，承德、滄州和廊坊關于生態文明建設水平指標相關性的區域劃分明顯，區域聯合性特征顯著。因此，國家應發展高度相關的城市制定有針對性的協同發展戰略。③河北保定是京津冀13個城市中與其它城市生態文明建設發展相關關系最強的城市。因此，本文建議河北省應將保定作為京津冀生態文明建設協同發展的重點城市，將保定建設成為生態文明示范城市將會最大限度地帶動京津冀城市的生態文明建設水平。

參考文獻：

[1]陳潤羊，張貴祥，胡曾曾，等.京津冀區域生態文明評價研究[J].環境科學與技術，2018，41（6）：188-196.

[2]Oliveira M， Gama J. An overview of social network analysis[J]. Wiley Interdisciplinary Reviews： Data Mining and Knowledge Discovery， 2012， 2（2）： 99-115.

[3]索貴彬，田木易.基于SBM-Tobit模型的京津冀城市生態文明建設效率研究 [J].河北地質大學學報，2020，43（01）：103-106.

基金項目：河北省研究生創新資助項目（項目編碼：CXZZSS2019115）;2019年河北地質大學學生科技基金科研項目“京津冀互聯網創新的破壞性特征及其傳統產業應用研究”（KAD201903）。

作者簡介：朱志蕓（1995-），女，江西南昌人，碩士研究生，研究方向為區域經濟、生態文明建設、復雜網絡。