張佳健,馬倩
摘 要:本文首先論述包頭市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的演變過(guò)程,再應(yīng)用典型相關(guān)分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響,并針對(duì)各產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的問題提出對(duì)策建議。
關(guān)鍵詞:包頭市;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);典型相關(guān)
0 引言
包頭作為內(nèi)蒙古的重要工業(yè)城市和西部重要的地區(qū)經(jīng)濟(jì)中心,其經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)主要是通過(guò)“一五”、“二五”時(shí)期重點(diǎn)建設(shè)逐漸形成的。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的建設(shè)和發(fā)展,包頭目前己形成了以冶金、電力、重汽、稀土、絨紡、軍工、乳業(yè)等優(yōu)勢(shì)行業(yè)為特征的具有包頭特色的工業(yè)體系。包頭市整個(gè)工業(yè)增加值和實(shí)現(xiàn)利稅分別占內(nèi)蒙古自治區(qū)工業(yè)增加值和利稅的四分之一強(qiáng),是內(nèi)蒙古最大的工業(yè)城市和國(guó)家重要的工業(yè)基地[1]。重工業(yè)城市帶來(lái)的便是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不合理,2011年包頭的三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例為2.7:55.4:41.9,服務(wù)業(yè)比重小、能級(jí)低,與北京、上海等國(guó)內(nèi)發(fā)達(dá)城市60%的比重比起來(lái)相差甚遠(yuǎn),甚至還低于西部地區(qū)的一些同類城市。由于工業(yè)占比過(guò)重,雖然包頭總量較大,但是帶來(lái)的環(huán)境問題也不容忽視。
1 包頭市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變
改革開放以來(lái),包頭市的經(jīng)濟(jì)得到較快發(fā)展,隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和提高,經(jīng)濟(jì)體制的逐步演進(jìn),包頭市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也相應(yīng)發(fā)生著較大變化。1978~2010年包頭市GDP及其三次產(chǎn)業(yè)比重的變化趨勢(shì)如圖1.1所示。
圖1.1 1978~2010年包頭市GDP及其三次產(chǎn)業(yè)比重變化趨勢(shì)圖
從圖1.1和相關(guān)數(shù)據(jù)并通過(guò)計(jì)算可知,包頭市GDP從1978年的9.5億元增加到2010年的2460.8億元,增長(zhǎng)超過(guò)258倍,尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),年均增長(zhǎng)26.8%,高于同期全國(guó)平均水平。1978~2010 年,包頭市的第二產(chǎn)業(yè)一直占據(jù)主導(dǎo)地位,盡管其比重呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì),但始終處于50%以上,最高為1980年的68.1%;第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,其比重由22.2%增加到43.2%,年均增長(zhǎng)0.6個(gè)百分點(diǎn),但始終低于第二產(chǎn)業(yè)比重;第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢,其比重不斷降低,2010年僅為2.7%。
綜上所述,在研究期內(nèi)包頭市國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值快速增長(zhǎng),第一產(chǎn)業(yè)比重逐年下降,第二產(chǎn)業(yè)比重緩慢下降,而第三產(chǎn)業(yè)上升較快??梢姡^市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在逐漸從“二三一”向“三二一”轉(zhuǎn)型,與國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策基本吻合,但由于包頭市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn),第二產(chǎn)業(yè)(尤其是工業(yè))對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響短期內(nèi)難以改變,因此造成的環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重,如何在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)保持良好的環(huán)境以及建設(shè)和諧生態(tài)城市已成為學(xué)者們研究的重點(diǎn)。
2 包頭市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量演變
經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和提高逐漸改變著產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu),同時(shí)對(duì)環(huán)境的質(zhì)量也必然存在著一定的影響。對(duì)于環(huán)境質(zhì)量,學(xué)者們一般選取包含于水環(huán)境、大氣環(huán)境、固體環(huán)境中的若干因素,其中廢水排放量、廢氣排放量、煙塵排放量和固體廢棄物產(chǎn)生量是產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境造成污染的比較具有代表性的污染物[2]。但由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的限制,論文所分析的環(huán)境質(zhì)量?jī)H限于工業(yè)企業(yè)對(duì)環(huán)境所造成的污染。然后,根據(jù)包頭市工業(yè)企業(yè)“三廢排放”的實(shí)際情況(煙塵和工業(yè)粉塵的排放量均較少,而工業(yè)二氧化硫的排放量較多),論文選取工業(yè)廢水排放總量,工業(yè)廢氣排放總量,工業(yè)二氧化硫排放量和工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量作為環(huán)境質(zhì)量指標(biāo),其1999~2010年的數(shù)據(jù)如圖1.2所示。
圖1.2 1999~2010年包頭市工業(yè)企業(yè)“三廢”排放情況
對(duì)于水環(huán)境,1999~2010年包頭市工業(yè)廢水排放總量呈現(xiàn)波動(dòng)減少的趨勢(shì)(見圖1.2)。以2001年和 2007 年為界可以分為3個(gè)階段,1999~2001年工業(yè)廢水排放量處于增加的趨勢(shì),由7099.2萬(wàn)噸增加到7966.4萬(wàn)噸,增加了12.2%;2002-2007年則呈現(xiàn)不斷下降趨勢(shì),僅2006年有小幅度增加(增加30.8萬(wàn)噸),2007年為 4220萬(wàn)噸,平均每年減少排放748.1萬(wàn)噸;而此后的2008~2010年,工業(yè)廢水排放量有增加的趨勢(shì),至2010年增加到4832.8萬(wàn)噸,與前兩個(gè)階段相比,變化趨勢(shì)極為微弱。
對(duì)于大氣環(huán)境,1999~2010年包頭市工業(yè)廢氣和工業(yè)二氧化硫的排放量均呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)(見圖1.2)。其中,工業(yè)廢氣排放總量從1999年的1637.4億標(biāo)立方米增加到2010年的5886.8億標(biāo)立方米,增長(zhǎng)近2.6倍,僅2004年的排放量反常(突然猛增到5171.2億標(biāo)立方米);除1999年外,工業(yè)二氧化硫排放量從2000年的8.8萬(wàn)噸持續(xù)增加到2006年的最大值18.0萬(wàn)噸,年均增長(zhǎng)1.525萬(wàn)噸,此后3年有所減少,2010年又回升達(dá)17.5萬(wàn)噸。
而固體環(huán)境,1999~2010年包頭市工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量也呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)(見圖1.2),但2007~2009年下降明顯。除1999年外,工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量從2000年的1082.4萬(wàn)噸持續(xù)增加到2007年的最大值5121.1萬(wàn)噸,增長(zhǎng)達(dá)3.7倍,尤其2007年比2006年增加了72.7%;2007~2009年則不斷下降,到2009年降為1829.8萬(wàn)噸,2010年有所回升,達(dá)2254.5萬(wàn)噸。
3 包頭市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與環(huán)境質(zhì)量的典型相關(guān)分析
因所選用的數(shù)據(jù)為12年,屬于小樣本、少數(shù)據(jù),對(duì)這類小樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析是不可行的。論文運(yùn)用典型相關(guān)分析對(duì)包頭市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量的相關(guān)性進(jìn)行實(shí)證分析。
3.1 典型相關(guān)分析簡(jiǎn)介
典型相關(guān)分析(Canonical Correlation Analysis)也稱為正則相關(guān)分析,或點(diǎn)則分析,是研究?jī)山M變量間相關(guān)關(guān)系的多元統(tǒng)計(jì)分析方法。它可以真正反映兩組變量之間相互依賴的線性關(guān)系,具體做法:在每一組變量中選擇若干個(gè)有代表性的綜合指標(biāo)通過(guò)研究?jī)山M綜合指標(biāo)之間的關(guān)系來(lái)反映兩組變量之間的相關(guān)關(guān)系。
典型相關(guān)分析的基本原理如下:首先,在每組變量中找出變量的線性組合,使其具有最大相關(guān)性;然后,再在每組變量中找出第二對(duì)線性組合,使其分別與第一對(duì)線性組合不相關(guān),而第二對(duì)本身具有最大的相關(guān)性,如此繼續(xù)下去,直到兩組變量之間的相關(guān)性被提取完畢。其計(jì)算過(guò)程分為以下四步:① 計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣;② 求典型相關(guān)系數(shù)及典型變量;③ 典型相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn);④ 典型結(jié)構(gòu)與典型冗余分析。
因此,設(shè)X=(X1,X2,…,Xp)與Y=(Y1,Y2,…,Yp)是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的隨機(jī)向量,利用主成分的思想,分別在兩組變量中選取若干有代表性的綜合變量Ui、Vi(均為原變量的線性組合),即這些典型變量反映了X與Y之間線性相關(guān)的情況,從而將兩組變量之間相關(guān)性的研究,轉(zhuǎn)化為少數(shù)典型變量之間相關(guān)性的研究,能夠從整體上分析問題的本質(zhì)[3]。
3.2 指標(biāo)及數(shù)據(jù)預(yù)處理
環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響環(huán)境的重要變量,不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境的影響是不同的。那么,包頭市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及其演變對(duì)環(huán)境的影響狀況又是如何的呢?論文運(yùn)用典型相關(guān)分析方法,利用產(chǎn)業(yè)和環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)于環(huán)境質(zhì)量之間的相互作用進(jìn)行分析,然后從整體上分析包頭市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的環(huán)境效應(yīng)。
為研究包頭市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的典型相關(guān)關(guān)系,論文將三次產(chǎn)業(yè)的比重作為第一組分析變量,即:X1→第一產(chǎn)業(yè)比重;X2→第二產(chǎn)業(yè)比重;X3→第三產(chǎn)業(yè)比重。根據(jù)影響環(huán)境的因素和包頭市工業(yè)企業(yè)“三廢排放”的實(shí)際情況,把4種污染源的排放量作為第二組分析變量,即:Y1→工業(yè)廢水排放總量;Y2→工業(yè)廢氣排放總量;Y3→工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量;Y4→工業(yè)二氧化硫排放量。論文選取1999~2010年包頭市產(chǎn)業(yè)和環(huán)境的年度數(shù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,由于指標(biāo)間具有不同的量綱,需要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化公式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理來(lái)消除量綱和基數(shù)大小的影響。
3.3 典型相關(guān)分析結(jié)果
將消除量綱后的指標(biāo)數(shù)據(jù)運(yùn)用PASW Statistics 18軟件進(jìn)行處理,得出典型相關(guān)分析的輸出結(jié)果,如表1.1-1.3所示。
3.3.1典型相關(guān)系數(shù)及其檢驗(yàn)
典型相關(guān)系數(shù)及其相關(guān)檢驗(yàn)如表1.1所示。
表1.1 典型變量的相關(guān)系數(shù)及其多變量統(tǒng)計(jì)量
由表1.1可知,三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)均較大,表明它們之間確實(shí)存在相關(guān)性。同時(shí),前兩組典型變量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.6以上,其中,第一典型變量的相關(guān)系數(shù)為0.951,而且Wilk's和Chi-SQ檢驗(yàn)值均符合要求,顯著性水平sig.值為0.048小于0.05,表明:相應(yīng)典型變量之間相關(guān)關(guān)系顯著,能用三次產(chǎn)業(yè)的比重來(lái)解釋環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)變量組;但第二、三典型變量的Wilk's和Chi-SQ檢驗(yàn)值均不符合要求,顯著性水平sig.值均大于0.05,因此這兩組典型變量應(yīng)該舍去。
3.3.2典型結(jié)構(gòu)
典型結(jié)構(gòu)分析是根據(jù)原始變量與典型變量之間的相關(guān)系數(shù)給出的,包頭市三次產(chǎn)業(yè)比重、環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)與典型變量的相關(guān)性結(jié)果如表1.2所示。
表1.2 典型結(jié)構(gòu)分析結(jié)果
由表1.2可知,X2與典型變量U1、V1呈高度負(fù)相關(guān),X3與它們呈較強(qiáng)正相關(guān),而X1與U1、V1呈負(fù)相關(guān),而且X2與U1、V1的相關(guān)系數(shù)均大于X1 和X3;Y1與典型變量V1 、U1呈較強(qiáng)負(fù)相關(guān),而Y2、Y4與它們呈高度正相關(guān),且Y3與U1、V1的相關(guān)系數(shù)均小于Y1、Y2和Y4。以上結(jié)果表明:包頭市第二產(chǎn)業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響較大,第三產(chǎn)業(yè)次之,第一產(chǎn)業(yè)最?。凰h(huán)境和大氣環(huán)境(包括工業(yè)廢氣排放總量和工業(yè)二氧化硫排放量,下同)受三次產(chǎn)業(yè)結(jié)果的影響較大,固體環(huán)境較小。
進(jìn)一步,由表1.2數(shù)據(jù)可得,典型變量將環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)中的工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量和工業(yè)二氧化硫排放量提取出來(lái),其典型載荷分別為-0.845、0.959 和 0.908,三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中相對(duì)應(yīng)的解釋變量為第二、三產(chǎn)業(yè)比重,其典型載荷分別為-0.946、0.763。以上結(jié)果表明:包頭市第二、三產(chǎn)業(yè)對(duì)大氣環(huán)境影響最大,對(duì)水環(huán)境影響次之,而且第二產(chǎn)業(yè)對(duì)二者的影響大于第三產(chǎn)業(yè),對(duì)于比重較小的第一產(chǎn)業(yè)對(duì)大氣環(huán)境和水環(huán)境的影響最小。
因此,包頭市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響可以總結(jié)為:第二、三產(chǎn)業(yè)對(duì)大氣環(huán)境和水環(huán)境的影響顯著,而第一產(chǎn)業(yè)對(duì)此的影響不顯著。
3.3.3典型冗余分析
第一典型冗余表示一變量組的方差被其自身典型變量解釋的百分比,第二典型冗余表示一組變量的方差被對(duì)方典型變量解釋的平均比例。典型相關(guān)系數(shù)的平方表示兩組典型變量間享有的共同變異的百分比,可進(jìn)一步分解為各自的解釋能力,將第一典型冗余乘以典型相關(guān)系數(shù)的平方,即為第二典型冗余。
表1.3 典型冗余結(jié)果
由表1.3可知,典型變量U1、V1較好地預(yù)測(cè)了對(duì)應(yīng)的那組變量,三次產(chǎn)業(yè)比重變量組被其自身及其對(duì)立典型變量解釋的百分比,生態(tài)環(huán)境總量指標(biāo)變量組被其自身及其對(duì)立典型變量解釋的百分比均較好,第一、第二典型冗余均達(dá)到60%以上。
4 結(jié)論及建議
包頭作為“呼包鄂”經(jīng)濟(jì)圈的重要工業(yè)城市,其經(jīng)濟(jì)從21世紀(jì)以來(lái)得到了高速發(fā)展,目前己形成了以冶金、電力、重汽、稀土、絨紡、軍工、乳業(yè)等優(yōu)勢(shì)行業(yè)為特征的具有包頭特色的產(chǎn)業(yè)體系。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響環(huán)境的重要變量,不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境的影響是不同的,論文采用典型相關(guān)分析研究了包頭市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系,其結(jié)論及建議如下:
經(jīng)過(guò)論文的研究,包頭市第二產(chǎn)業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響較大,第三產(chǎn)業(yè)次之,第一產(chǎn)業(yè)最小,而且水環(huán)境和大氣環(huán)境受三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響大于固體環(huán)境;第二、三產(chǎn)業(yè)對(duì)大氣環(huán)境影響最大,對(duì)水環(huán)境影響次之,而且第二產(chǎn)業(yè)對(duì)二者的影響大于第三產(chǎn)業(yè),對(duì)于比重較小的第一產(chǎn)業(yè)對(duì)大氣環(huán)境和水環(huán)境的影響最小。以上結(jié)果與包頭市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)密切相關(guān),作為以工業(yè)為主的“草原鋼城”,在資源開發(fā)利用的過(guò)程中,環(huán)境也付出了相應(yīng)的代價(jià)。
包頭市的第一產(chǎn)業(yè)主要以農(nóng)業(yè)和牧業(yè)為主,林業(yè)和漁業(yè)的比重極低,并且1982年以來(lái),牧業(yè)產(chǎn)值(25.4億元)于2004年首次超過(guò)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(21.9億元)。過(guò)度放牧增加了對(duì)有限的水、草牧場(chǎng)的壓力,以致形成超載放牧,造成放牧草場(chǎng)生態(tài)失衡,出現(xiàn)草原退化和沙漠化,從而減弱了環(huán)境的自我凈化能力,造成對(duì)水環(huán)境和大氣環(huán)境的過(guò)度污染;農(nóng)業(yè)又以種植業(yè)為主,種植業(yè)是造成水環(huán)境污染的主要來(lái)源;而對(duì)環(huán)境污染小的漁業(yè)以及有利于環(huán)境的林業(yè)比重嚴(yán)重偏低,進(jìn)一步加重了水環(huán)境和大氣環(huán)境的負(fù)擔(dān)。因此,我們應(yīng)該調(diào)整第一產(chǎn)業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),增加林業(yè)、漁業(yè)的比重,適度降低農(nóng)牧業(yè)尤其牧業(yè)的比重,從而達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。
第二產(chǎn)業(yè)主要以工業(yè)為主,隨著“十一五”時(shí)期經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),包頭市的第二產(chǎn)業(yè)也得到較快發(fā)展,基本上形成了以鋼鐵、裝備制造、電力、鋁鎂、稀土、新型化工等優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的工業(yè)體系。但是,由于第二產(chǎn)業(yè)居于主導(dǎo)地位(其比重始終處于50%以上),以傳統(tǒng)重工業(yè)為主的現(xiàn)象未從根本上得到改變。在生產(chǎn)過(guò)程中,工業(yè)廢水排放量雖有減少的趨勢(shì),但基數(shù)大的局面仍未得到有效改觀;而工業(yè)廢氣呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì),對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞,其影響遠(yuǎn)大于第一、三產(chǎn)業(yè)。因此,我們要加快工業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的速度,盡量避免傳統(tǒng)的高污染高能耗的生產(chǎn)方式,尤其是限制對(duì)大氣環(huán)境影響較大的產(chǎn)業(yè)或企業(yè)的發(fā)展,堅(jiān)持依靠科技進(jìn)步、勞動(dòng)者素質(zhì)的提高等來(lái)發(fā)展高附加值的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的依賴,從而提高資源利用效率和環(huán)境承載能力,盡量減少?gòu)U水、廢氣、固體廢棄物的排放量,并加強(qiáng)對(duì)它們的吸收和循環(huán)再利用,使包頭最終走上新型工業(yè)化道路和可持續(xù)發(fā)展之路。
第三產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境的影響從表面上來(lái)看不如第二產(chǎn)業(yè),但包頭市第三產(chǎn)業(yè)因其產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)而顯示出對(duì)水環(huán)境、大氣環(huán)境有較大影響的特征,其主要原因是第三產(chǎn)業(yè)的支柱行業(yè)是對(duì)水環(huán)境、大氣環(huán)境影響較大的交通運(yùn)輸業(yè)、餐飲業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè),而金融保險(xiǎn)業(yè)、信息服務(wù)業(yè)、科研及綜合技術(shù)服務(wù)業(yè)等對(duì)環(huán)境污染少的新興行業(yè)在第三產(chǎn)業(yè)中所占的比重極低。在第三產(chǎn)業(yè)中對(duì)環(huán)境污染大的行業(yè)所占比重大,而對(duì)環(huán)境污染小的行業(yè)所占比重少,這兩個(gè)方面作用的結(jié)果就使得包頭市第三產(chǎn)業(yè)對(duì)水環(huán)境和大氣環(huán)境的影響也較大。因此,我們要加大對(duì)第三產(chǎn)業(yè)中環(huán)境污染少的行業(yè)的投資,適度控制污染大的行業(yè)的發(fā)展速度。
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