基于Stata的科技創(chuàng)新對生態(tài)環(huán)境保護的影響研究

閆允政　劉祥偉

【摘? 要】科技創(chuàng)新是影響生態(tài)環(huán)境保護的重要因素。論文以安徽省為研究對象，選取2010-2019年的安徽省科技創(chuàng)新與生態(tài)指標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)，運用Stata15.1軟件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性分析、回歸分析、因子分析等，從而對科技創(chuàng)新與生態(tài)環(huán)境保護情況進(jìn)行多元統(tǒng)計與評價。結(jié)果表明，科技創(chuàng)新與綠化面積、水資源總量等要素之間具有較強的相關(guān)性，二者如何協(xié)調(diào)發(fā)展，成為今后重點關(guān)注的問題。

【關(guān)鍵詞】科技創(chuàng)新;環(huán)境保護;數(shù)據(jù)分析;Stata

【中圖分類號】X321【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號】1673-1069（2022）05-0102-03

1 引言

2018年5月18日至19日，全國生態(tài)環(huán)境保護大會召開，習(xí)近平總書記在會上強調(diào)，要加大力度推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、解決生態(tài)環(huán)境問題，堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)，推動我國生態(tài)文明建設(shè)邁上新臺階。全國生態(tài)環(huán)境保護大會確立了習(xí)近平生態(tài)文明思想，為生態(tài)環(huán)境保護工作指明了方向，也對生態(tài)環(huán)境科技發(fā)展提出了新的要求。2019年5月28日，習(xí)近平總書記在兩院院士大會開幕會上發(fā)表重要講話強調(diào)，“要堅持科技創(chuàng)新和制度創(chuàng)新‘雙輪驅(qū)動，以問題為導(dǎo)向，以需求為牽引，在實踐載體、制度安排、政策保障、環(huán)境營造上下功夫”。

國家的發(fā)展離不開科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，歷史經(jīng)驗也表明科技創(chuàng)新總是能夠深刻改變世界發(fā)展格局，深刻影響國家地位。但科學(xué)技術(shù)在帶給我們便捷、舒適的同時，也對環(huán)境造成了一系列的破壞，如汽車尾氣對大氣的污染、現(xiàn)代化工廠對水資源和森林資源的污染等。但是仔細(xì)思考，環(huán)境保護也是科技發(fā)展的一部分，也可以說是目的之一，如果只顧發(fā)展沒有環(huán)境保護的方略，發(fā)展后的效果不堪設(shè)想。在環(huán)境保護上，如果能夠合理應(yīng)用科學(xué)技術(shù)加強保護力度，將會起到事半功倍的效果。如今，科學(xué)技術(shù)在環(huán)境保護的應(yīng)用上已經(jīng)屢見不鮮了，各個行業(yè)、各個領(lǐng)域都可見其身影，其效果是十分顯著的。

2021年，我國宣布進(jìn)入全新的“十四五”時期，提出了生態(tài)環(huán)境保護工作的主線、原則以及工作的重點方向。我們需要根據(jù)當(dāng)前國家與社會環(huán)境的具體情況，將科技創(chuàng)新與生態(tài)環(huán)境保護相結(jié)合，完善制度建設(shè)，同時考慮發(fā)展條件及未來趨勢，及時做出調(diào)整，明確其重要性，對以后發(fā)展的重點方向與研究任務(wù)有著清晰的認(rèn)知，在更高水平上加快科技創(chuàng)新，保護生態(tài)環(huán)境。

本文就查閱來自2010-2019年安徽統(tǒng)計年鑒中相關(guān)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)分析軟件Stata，建立線性模型，找到科技創(chuàng)新與綠化覆蓋面積、水資源總量等影響因子之間的關(guān)系，研究相互作用程度，分析發(fā)展趨勢，并對此提出相關(guān)建議與對策。

2 研究過程

研究數(shù)據(jù)來源于安徽省《統(tǒng)計年鑒》（2010-2020年），參考往年學(xué)者發(fā)表的主題相關(guān)研究論文，在科技創(chuàng)新方面選取R&D研究機構(gòu)數(shù)、R&D經(jīng)費支出以及有效發(fā)明專利數(shù)作為討論因素（R&D為research and development，指科學(xué)研究與試驗發(fā)展），生態(tài)環(huán)境保護方面選取綠化覆蓋面積、水資源總量以及工業(yè)廢水排放量為討論因素。

2.1 數(shù)據(jù)描述性分析

Stata中進(jìn)行數(shù)據(jù)描述性分析的方法有很多種，可以使用summarize、codebook等命令，得到變量數(shù)據(jù)的概要統(tǒng)計指標(biāo)，主要包括最值、均值、峰度系數(shù)以及偏度系數(shù)等，通過描述結(jié)果顯示的這些指標(biāo)，能夠?qū)ρ芯糠治龅臄?shù)據(jù)有整體把握，為后續(xù)的深層次分析作好充足準(zhǔn)備。在Stata軟件命令框中，手動輸入指令“summarize 變量，detail”，就能顯示出已有數(shù)據(jù)的描述性分析結(jié)果，也可以在上方工具欄中選擇“統(tǒng)計”→“匯總，圖表和假設(shè)檢驗”→“摘要和描述性統(tǒng)計”→“摘要統(tǒng)計”，然后在對話框中對變量進(jìn)行創(chuàng)建編輯。由于文章內(nèi)容有限，在此以有效發(fā)明專利數(shù)為例進(jìn)行說明，在Command命令框中輸入命令

“summarize 有效發(fā)明專利數(shù)，detail”，得出圖1所示的結(jié)果。

由圖1可以看出，在有效發(fā)明專利數(shù)數(shù)據(jù)中，它的百分位數(shù)（即圖中顯示的percentiles）的第一個四分位數(shù)，也就是25%，對應(yīng)的是11 986，第二個百分位數(shù)（50%）是31 376.5。4個最小值分別為6 210、7 659、11 986、17 923;4個最大值分別為52 618、61 670、73 097、82 524;均值為（Mean）為37 644;標(biāo)準(zhǔn)差（Std.Dev）為28 134.81;偏度（Skewness）為0.359 657 6，為正偏態(tài);峰度（Kurtosis）為1.655 601。通過數(shù)值的大小以及我們對數(shù)據(jù)的分析，能夠觀察到有效發(fā)明專利數(shù)的所有數(shù)據(jù)中，都沒有特殊值和異常值，數(shù)據(jù)之間的量綱差距也處于一定范圍內(nèi)。

2.2 相關(guān)分析

使用Correlate命令或者pwcorr命令等都可以觀測研究對象之間存在的或大或小的相關(guān)性，然后根據(jù)相關(guān)系數(shù)再去對模型進(jìn)行大概的估計和評測。在本次的研究分析中，在Stata軟件的命令框中輸入“pwcorr”，這樣就能夠得到R&D研究機構(gòu)數(shù)、R&D經(jīng)費支出、有效發(fā)明專利數(shù)、綠化覆蓋面積等多個變量之間的皮爾森系數(shù)，分析結(jié)果如圖2所示。

由圖2能夠觀察到，年份與R&D研究機構(gòu)數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.992 5，與R&D經(jīng)費支出之間的相關(guān)系數(shù)為0.990 6，與有效發(fā)明專利數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.982 3;R&D研究機構(gòu)數(shù)與有效發(fā)明專利數(shù)的系數(shù)為0.982 5，R&D經(jīng)費支出與有效發(fā)明專利數(shù)的系數(shù)為0.980 0，這表明年份、R&D研究機構(gòu)數(shù)、R&D經(jīng)費支出與有效發(fā)明專利數(shù)之間都存在著很強的關(guān)系，具有一定的聯(lián)系：隨著年份的增加，研究機構(gòu)數(shù)和研究經(jīng)費不斷擴大，有效發(fā)明專利數(shù)也隨之增多。但年份與綠化覆蓋面積之間的系數(shù)為-0.481 5，為負(fù)相關(guān)，年份與水資源總量之間的系數(shù)為0.058 8，與工業(yè)廢水之間的系數(shù)為-0.871 0，可見隨著年份的增加，綠化覆蓋面積和水資源總量并沒有與之增大，反而工業(yè)廢水排放逐年增多。

2.3 回歸分析

本文以有效發(fā)明專利數(shù)（L）為因變量，以R&D研究機構(gòu)數(shù)（Y）、R&D經(jīng)費支出（T）、綠化覆蓋面積（Q）、水資源總量（S）、工業(yè)廢水排放量（P）等為自變量，建立分析模型，進(jìn)一步研究科技創(chuàng)新與環(huán)境保護之間的關(guān)系。線性模型如下：

L=V+a×Y+b×T+c×Q+d×S+e×P

在此模型方程中，a、b、c、d、e是回歸系數(shù)，V為隨機誤差項。基于前文計算出的相關(guān)性結(jié)果，本文選取OLS回歸模型對要素進(jìn)行定量描述，在Command命令框中運行命令“reg? L Y T Q S P”，計算結(jié)果如圖3所示。

根據(jù)回歸結(jié)果，可得回歸模型的方程為：

L=2 623.581-1.168 504×Y+0.013 131 9×T+0.005 726 6×Q+13.759 2×S-0.469 037 3×P

從圖3結(jié)果可知，R&D研究機構(gòu)數(shù)對應(yīng)的t值為-0.22，伴隨概率P₁=0.839，R&D經(jīng)費支出的t值為2.46，伴隨概率P₂=0.070，綠化覆蓋面積的t值為1.18，伴隨概率為0.303;擬合度R²=0.995 2，Adjusted R²=0.989 3，模型整體擬合水平較高。除此之外，從圖中右上方區(qū)域可觀察到F統(tǒng)計量為167.03，伴隨概率P₃≈0.000 1，這也意味著模型整體線性關(guān)系成立，表現(xiàn)出了該模型的回歸分析結(jié)果比較滿意。

2.4 異方差檢驗

回歸后，對模型進(jìn)行White檢驗，根據(jù)檢測的結(jié)果來判斷方程是否存在異方差。在命令框中輸入命令“estat imtest， white”，得到分析結(jié)果（見圖4）。結(jié)果顯示：White檢驗的P值為0.350 5，大于0.05，所以不存在異方差，因此不再需要用標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行回歸。

2.5 因子分析

論文用主成分分析法進(jìn)行因子分析（見圖5）。從結(jié)果可知，6個因子中有2個因子特征根大于1，并且LR檢驗的卡方值為84.63，P值為0.000 0，模型顯著。第一個因子的特征值（Eigenvalue）為3.991 37，方差貢獻(xiàn)率（Pro-portion）為66.52%;第二個因子特征值為1.229 01，方差貢獻(xiàn)率為20.48%。前5個因子的累計方差貢獻(xiàn)率為99.96%，意為解釋了原始數(shù)據(jù)的99.9%的信息。

3 結(jié)論與建議

本文利用2010-2019年的安徽省科技創(chuàng)新與生態(tài)指標(biāo)相關(guān)面板數(shù)據(jù)，運用Stata15.1軟件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析和因子分析等，找出科技創(chuàng)新與綠化覆蓋面積、水資源總量等影響因子之間的關(guān)系，得出以下結(jié)論：

隨著年份增加，科學(xué)研究與試驗發(fā)展機構(gòu)與研究人數(shù)逐年增多，有效發(fā)明專利數(shù)也隨之增加，影響較顯著;水資源總量隨著科技發(fā)展卻上下起伏較大，變化不均勻，綠化覆蓋面積雖然逐年遞增但近幾年已經(jīng)平穩(wěn)，工業(yè)廢水排放量卻大幅增加。由此可見，科技發(fā)展對生態(tài)環(huán)境保護存在一定溢出效應(yīng)，發(fā)展科技創(chuàng)新對生態(tài)環(huán)境保護有利有弊，二者相互影響、相互作用。

根據(jù)科技創(chuàng)新發(fā)展要求以及生態(tài)環(huán)境保護的需要，在未來的發(fā)展與建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)著重于以下幾個方面：

第一，重視城市生態(tài)學(xué)理論的探索，特別是不同規(guī)模城市和地區(qū)的結(jié)構(gòu)與功能的研究;第二，大力開展科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，建設(shè)一個面向全社會的科技成果轉(zhuǎn)化平臺，以此來促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提升解決生態(tài)環(huán)境問題的實際能力;第三，發(fā)展生態(tài)環(huán)境保護、建設(shè)適用科學(xué)技術(shù)體系，促進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的生態(tài)化;第四，增強環(huán)境問題成因機理，以及時空和內(nèi)在演變規(guī)律等前沿基礎(chǔ)研究，提升科學(xué)認(rèn)知，并提高生態(tài)修復(fù)等關(guān)鍵核心技術(shù)的自主研發(fā)能力，提升技術(shù)裝備水平和精準(zhǔn)治污能力，同時開展區(qū)域全過程污染控制和生態(tài)保護修復(fù)的技術(shù)集成與應(yīng)用示范的研究，需將各種技術(shù)綜合運用到一個區(qū)域中，提升系統(tǒng)治理和保護水平;第五，建立相應(yīng)的政策、法令和獎懲制度，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護和科技發(fā)展。

在科技創(chuàng)新和生態(tài)環(huán)境保護方面，我們還有很長的路要走，我們必須要牢牢把握住這重要的歷史機遇，全面提升環(huán)境科技創(chuàng)新能力，努力實現(xiàn)環(huán)境治理體系和治理能力現(xiàn)代化。相信通過努力，國家和社會會更加美好繁榮。

【參考文獻(xiàn)】

【1】趙疏航，何剛，李恕洲，等.淮河生態(tài)經(jīng)濟帶城市經(jīng)濟承載力的多維測度[J].延邊大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，46（03）：242-246.

【2】楊靜雯，何剛，周慶婷，等.淮河生態(tài)經(jīng)濟帶水資源利用效率的空間溢出效應(yīng)研究[J].水力發(fā)電，2020，46（11）：29-33.

【3】杜瑾.陜西科技創(chuàng)新能力與環(huán)境保護的協(xié)同發(fā)展研究[J].順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2020，18（03）：39-42.

【4】趙楊秋，何剛，張朋.生態(tài)環(huán)境對經(jīng)濟增長的貢獻(xiàn)率——以安徽省為例[J].河北環(huán)境工程學(xué)院學(xué)報，2020，30（03）：31-36.

【5】劉國偉.科技創(chuàng)新的綠色標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向至關(guān)重要——第三屆國家環(huán)境保護工程技術(shù)中心交流年會在西安召開[J].環(huán)境與生活，2019（09）：98-105.

【6】楊多貴，劉開迪，周志田，等.京津冀科技創(chuàng)新對生態(tài)環(huán)境建設(shè)貢獻(xiàn)率研究[J].華北理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2019，19（04）：60-67+73.

【7】李海生，孫啟宏，高如泰，等.基于40年改革開放歷程的我國環(huán)境科技發(fā)展展望[J].環(huán)境保護，2018，46（23）：7-11.

【8】科技創(chuàng)新支撐生態(tài)環(huán)境保護和打好污染防治攻堅戰(zhàn)[J].河南科技，2018（32）：6.

【9】張韋微.張建國——環(huán)境保護與科技創(chuàng)新[J].起重運輸機械，2018（10）：20-23.

【10】科技部社會發(fā)展科技司召開長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境保護科技創(chuàng)新研討會[J].河南科技，2018（11）：5.

【11】紀(jì)濤，邱倩，江河.《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》的特點分析——基于與《國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》的對比[J].環(huán)境保護，2017，45（22）：56-59.

【12】高明欣.創(chuàng)新科技推進(jìn)資源節(jié)約與環(huán)境保護[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2017（04）：104-105.

【13】劉志全.我國環(huán)境保護科技創(chuàng)新工作“十二五”進(jìn)展與“十三五”展望[J].環(huán)境保護科學(xué)，2015，41（01）：1-5.

【14】梁福慶，孫永平.加強環(huán)保科技創(chuàng)新，構(gòu)建美麗三峽庫區(qū)[A].中國大壩協(xié)會、中國水力發(fā)電工程學(xué)會.水電2013大會——中國大壩協(xié)會2013學(xué)術(shù)年會暨第三屆堆石壩國際研討會論文集[C].中國大壩協(xié)會、中國水力發(fā)電工程學(xué)會：中國大壩協(xié)會，2013：5.

【15】張維華.創(chuàng)新科技推進(jìn)資源節(jié)約與環(huán)境保護[J].科技傳播，2013（5）：128+127.

【16】Jiang Yue， Misa Rafal， Gao Junhai， etc. Non-pollution damage hazard of underground mining on reservoir ecological environment[J]. Environmental Earth Sciences，2021，80（12）.

【17】Chunxi Wang，Tong Shi. The Exploration of the Transformation Ways of Scientific Research Achievements of Newly-built Undergraduate Colleges in the Diversified Environment of Scientific and Technological Innovation[J]. Advances in Higher Education，2020，4（11）.

【18】Shen Jing， Zhang Yang， Guo Benhai， etc. Coupling Relationship Analysis between Quality Infrastructure and Ecological Environment Quality for Policy Implications[J]. International Journal of Environmental Research and Public Health，2020，17（20）.

【19】王爽，王曉杰，范麗紅. Influence and Countermeasures of Ecological Environment on Construction of Offshore Islands and Reefs[J]. Advances in Environmental Protection，2020，10（04）.

【20】Lei Wang. The Development of Hainan Provincial Digital Ocean Environment Parameters Three-dimensional Visualization System - ScienceDirect[J]. Procedia Computer Science， 2019， 154：556-560.

【21】Xiaoning Long. Scientific and technological innovation related to real economic growth[J]. China Political Economy，2019，2（1）.

【22】Chun SU. Creation of Ecological Environment in Kindergartens in China[J]. Higher Education of Social Science，2018，15（1）.

【23】V Bespalov，E Kotlyarova. Bases of the scientific conception of the “green frame” designing in urban areas for providing ecological safety of the urban environment[J]. IOP Conference Series： Earth and Environmental Science，2017，90（1）.

【24】LU Yao-ru， ZHANG Wei， LIU Qi， etc. Building a scientific and ecological earth on an important field of geo-science： Geo-environment and construction engineering effect[J]. Journal of Groundwater Science and Engineering，2016，4（04）：259-278.