溫宇光， 孫紅英， 朱景林， 魏憲舉， 王 歡

(1. 四平市林業(yè)科學(xué)研究院， 吉林 四平 136000； 2. 四平市國(guó)有林總場(chǎng)， 吉林 四平 136002)

自2018年以來(lái)，全國(guó)各網(wǎng)站持續(xù)在發(fā)布著《2018年中國(guó)各省人均壽命》的排名表，而由此引發(fā)人們緊跟熱評(píng)的文字：“從前5名和后5名看，國(guó)人平均壽命怎么是哪發(fā)達(dá)、哪醫(yī)療條件好、哪工資高，哪的人壽命就長(zhǎng)？青藏高原天天藍(lán)天白云，卻壽命最短，說(shuō)明還是與醫(yī)療條件、吃的好、喝的好有關(guān)”。針對(duì)熱評(píng)中提到的吃喝重要性若延展推及，人們吸入空氣中的氧氣、霧霾、樹木向空氣中散發(fā)的精氣都屬于“吃喝”范疇，壽命與這些因素也應(yīng)該有相關(guān)關(guān)系。本文以我國(guó)31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)人均壽命為因變量，以各省與醫(yī)療和飲食直接關(guān)聯(lián)的人均GDP、與單位體積空氣含氧量直接關(guān)聯(lián)的海拔高度、與空氣中樹木精氣含量直接關(guān)聯(lián)的森林覆蓋率為自變量，統(tǒng)計(jì)分析因變量與各個(gè)自變量的相關(guān)性。

1 數(shù)據(jù)收集

2018年各省(自治區(qū)、直轄市)人均GDP數(shù)據(jù)從國(guó)家統(tǒng)計(jì)局獲得；森林覆蓋率數(shù)據(jù)從第九次全國(guó)森林資源清查資料中獲得；各地海拔高度從“百度地圖”APP上查出，各省(自治區(qū))海拔高度取各省地級(jí)市平均海拔高度。以上3個(gè)因素與對(duì)應(yīng)31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)的人均壽命統(tǒng)計(jì)情況見表1。

表1 2018年各省(自治區(qū)、直轄市)人均壽命、人均GDP、海拔高度及森林覆蓋率

2 分析方法

以表1中我國(guó)31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)人均壽命為因變量，以人均GDP、海拔高度、森林覆蓋率為自變量，進(jìn)行多元非線性回歸分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 建立回歸方程

一般來(lái)講，上述因變量和各自變量遵循公式(1)所示的多元非線性回歸方程：

(1)

將公式(1)兩邊取常用對(duì)數(shù)，得方程(2)：

(2)

(3)

式中：A為方程(3)常數(shù)項(xiàng)參數(shù)；a為方程(1)常數(shù)項(xiàng)參數(shù)；x1為人均GDP；x2為海拔高度；x3為森林覆蓋率；b1、b2、b3分別為X1、X2、X3的樣本偏回歸系數(shù)。

根據(jù)最小二乘法，上述參數(shù)和偏回歸系數(shù)可通過(guò)如下方程組求得。

上面方程組中n=31，為省(自治區(qū)、直轄市)數(shù)量，即每個(gè)變量的樣本個(gè)數(shù)。解方程組得：

A=1.697 852 184，b1=0.044 185 684，

b2=-0.010 730 403，b3=0.017 052 131。

線性方程(3)即為：

(4)

并由A=1.697 852 184得出a=10A=101.697852184=49.871 5，則非線性回歸方程(1)即為：

(5)

3.2 因變量與自變量整體上相關(guān)顯著性檢驗(yàn)

公式(5)中：a=49.871 5為正數(shù)、b1=0.044 185 684為正數(shù)，說(shuō)明人均壽命(y)與人均GDP(x1)成正相關(guān)；b2=-0.010 730 403為負(fù)數(shù)，說(shuō)明人均壽命(y)與海拔高度(x2)成負(fù)相關(guān)；b3=0.017 052 131為正數(shù)，說(shuō)明人均壽命(y)與森林覆蓋率(x3)成正相關(guān)。但人均壽命與人均GDP、海拔高度、森林覆蓋率的相關(guān)程度在整體上是否存在顯著性，需用復(fù)相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)。

根據(jù)下面公式計(jì)算得出(4)式因變量和自變量在整體上的復(fù)相關(guān)系數(shù)：

(6)

式中：rY.1，2，3為(4)式因變量與各個(gè)自變量在總體上的相關(guān)程度值，即復(fù)相關(guān)系數(shù)；Yi=logyi，yi為各省(自治區(qū)、直轄市)人均壽命；n為各省(自治區(qū)、直轄市)的數(shù)量。

通過(guò)公式(6)檢驗(yàn)復(fù)相關(guān)系數(shù)的臨界值為：

相關(guān)極顯著復(fù)相關(guān)系數(shù)臨界值r0.01(n-m-1)=r0.01(31-3-1)=r0.01(27)=0.471 6，其中m為自變量數(shù)。

相關(guān)極大顯著復(fù)相關(guān)系數(shù)臨界值r0.001(27)=0.580 1。

復(fù)相關(guān)系數(shù)與臨界值比較進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)：

|rY.1，2，3|=0.936 9 > r0.01(27)=0.471 6，證明達(dá)到了極顯著相關(guān)關(guān)系水平。

|rY.1，2，3|=0.936 9 > r0.001(27)=0.580 1，證明達(dá)到了極大顯著相關(guān)關(guān)系水平。

從復(fù)相關(guān)系數(shù)與臨界值的大小比較檢驗(yàn)證明，一般因變量和自變量達(dá)到顯著相關(guān)水平(危險(xiǎn)率0.05)，就證明回歸方程精準(zhǔn)；現(xiàn)在相關(guān)性超過(guò)顯著水平，達(dá)到極顯著水平(危險(xiǎn)率0.01)和極大顯著水平(危險(xiǎn)率0.001)，證明線性回歸方程(4)高度精準(zhǔn)，也就是方程(5)高度精準(zhǔn)。即(5)式因變量人均壽命與人均GDP、海拔高度、森林覆蓋率3個(gè)自變量整體上相關(guān)關(guān)系達(dá)到了極大顯著相關(guān)水平。

3.3 因變量與各自變量的相關(guān)顯著性檢驗(yàn)

對(duì)回歸方程(4)每個(gè)自變量在排除另外2個(gè)自變量的情況下，單獨(dú)與因變量壽命是否存在相關(guān)顯著性，需用偏相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)。偏相關(guān)系數(shù)公式為：

r0j.1,2,…j-1,j+1,…m=

通過(guò)公式(7)計(jì)算得出：

人均壽命與人均GDP的偏相關(guān)系數(shù)r01.2，3=0.634 0，人均壽命與海拔高度的偏相關(guān)系數(shù)r02.1，3=-0.715 4，人均壽命與森林覆蓋率的偏相關(guān)系數(shù)r03.1，2=0.601 5。

而檢驗(yàn)偏相關(guān)系數(shù)的臨界值為：

相關(guān)極顯著偏相關(guān)系數(shù)臨界值r0.01(n-2)=r0.01(31-2)=r0.01(29)=0.456 3，相關(guān)極大顯著復(fù)相關(guān)系數(shù)臨界值r0.001(29)=0.562 8。

偏相關(guān)系數(shù)與臨界值比較，進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)：

人均壽命和人均GDP的偏相關(guān)系數(shù)與臨界值比較，|r01.2，3|=0.634 0 > r0.01(29)=0.456 3，證明達(dá)到了極顯著相關(guān)關(guān)系水平；|r01.2，3|=0.634 0 > r0.001(29)=0.562 8，證明達(dá)到了極大顯著相關(guān)關(guān)系水平。

人均壽命和海拔高度的偏相關(guān)系數(shù)與臨界值比較，|r02.1，3|=0.715 4 > r0.01(29)=0.456 3，證明達(dá)到了極顯著相關(guān)關(guān)系水平；|r02.1，3|=0.715 4 > r0.001(29)=0.562 8，證明達(dá)到了極大顯著相關(guān)關(guān)系水平。

人均壽命和森林覆蓋率的偏相關(guān)系數(shù)與臨界值比較，|r03.1，2|=0.601 5 > r0.01(29)=0.456 3，證明達(dá)到了極顯著相關(guān)關(guān)系水平；|r03.1，2|=0.601 5 > r0.001(29)=0.562 8，證明達(dá)到了極大顯著相關(guān)關(guān)系水平。

從偏相關(guān)系數(shù)與臨界值的比較檢驗(yàn)證明，因變量人均壽命與每個(gè)自變量人均GDP、海拔高度、森林覆蓋率都單獨(dú)具有極大的顯著相關(guān)性。

4 討論

人均壽命與人居所在地人均GDP的關(guān)系，從回歸方程(5)可以看出a值為正數(shù)，人均GDP值x1的指數(shù)b1為正數(shù)；或人均壽命與人均GDP的偏相關(guān)系數(shù)r01.2，3為正數(shù)，都證明了人均壽命與人均GDP成正相關(guān)，即人均GDP越高人均壽命越長(zhǎng)。這個(gè)規(guī)律很明顯，從各省之間經(jīng)濟(jì)差異上可看得出；而且從時(shí)間跨度上也能直觀地看出，現(xiàn)代人的壽命比古人普遍長(zhǎng)，緣于與優(yōu)越經(jīng)濟(jì)條件直接關(guān)聯(lián)帶來(lái)的優(yōu)質(zhì)飲食、舒適的居住環(huán)境、良好的醫(yī)療保障等。

同理，人均壽命與人居所在地海拔高度的關(guān)系，回歸方程(5)海拔值x2的指數(shù)b2為負(fù)數(shù)；或人均壽命與海拔高度的偏相關(guān)系數(shù)r02.1，3為負(fù)數(shù)，都證明了人均壽命與海拔高度成負(fù)相關(guān)，即海拔越高人均壽命越短。因?yàn)楹０卧礁邭鈮涸降?，造成人的吸氧量不足。以色列“高壓氧療法”就是氧氣重要性的例證之一，對(duì)老年人每周5次、每次90 min身處略高于一個(gè)大氣壓的純氧氣艙內(nèi)進(jìn)行輸氧試驗(yàn)，3個(gè)月后，生理指標(biāo)發(fā)生時(shí)光倒流性的明顯年輕化，延緩了衰老[1]。

人均壽命與人居所在地森林覆蓋率的關(guān)系，回歸方程(5)森林覆蓋率x3的指數(shù)b3為正數(shù)；或人均壽命與森林覆蓋率的偏相關(guān)系數(shù)r03.1，2為正數(shù)，都證明了人均壽命與森林覆蓋率成正相關(guān)，即森林覆蓋率越高人均壽命越長(zhǎng)。樹木對(duì)人體健康的影響在不斷得到研究證明，樹木的新陳代謝包括次生代謝會(huì)釋放出種類繁多的對(duì)環(huán)境和人體健康有益的揮發(fā)性物質(zhì)。例如松脂、丁香酸、檸檬油、樹木香精油、肉桂油、單萜烯、倍半萜烯、雙萜烯、負(fù)氧離子等，大多具有殺菌、抗菌、抗炎、抗癌、抗微生物、增強(qiáng)免疫力和減少情緒焦慮的作用，這些物質(zhì)被統(tǒng)稱為植物精氣[2]。例如，人體先天形成的NK細(xì)胞(natural killer cell，即天然追殺細(xì)胞)是淋巴細(xì)胞不同類型的一種，占10 %左右，有抗病毒抗腫瘤的作用，在體內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)分泌穿孔素使細(xì)胞膜破裂而摧毀病細(xì)胞。而樹木會(huì)向空氣中散發(fā)芬多精，吸入芬多精可使人體內(nèi)NK細(xì)胞含量提高50 %左右，在樹林中活動(dòng)可獲得極好的保健作用。瑞典科學(xué)家研究表明，居民距離綠地遠(yuǎn)近與人的健康關(guān)系密切[2]。所以，森林對(duì)保障人體健康、延長(zhǎng)壽命的作用是直接的。在現(xiàn)實(shí)中，森林密布的地方居住人口往往很少，人口密集的地方卻缺少森林。而林草部門森林覆蓋率的計(jì)算不包括經(jīng)濟(jì)林、灌木林、郁閉度不超過(guò)0.2的疏林以及城鄉(xiāng)綠化樹、庭院綠化樹，如果將這些樹木也納入數(shù)據(jù)分析對(duì)人口密集度做進(jìn)一步分析，樹木對(duì)增長(zhǎng)壽命的正相關(guān)性會(huì)體現(xiàn)得更強(qiáng)。近年來(lái)，在國(guó)家森林城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)里出現(xiàn)了“林木覆蓋率”的概念[3]，這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)分析與壽命的相關(guān)性最準(zhǔn)確，但目前各地還缺少這方面數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在僅從森林覆蓋率的數(shù)據(jù)就已經(jīng)分析出了森林對(duì)人增壽的正向促進(jìn)作用。僅森林對(duì)人類的巨大保健作用就說(shuō)明了“綠水青山就是金山銀山”重要理念的深刻性[4]，也說(shuō)明人居環(huán)境綠化使人更能貼近樹木，對(duì)保健更為重要[5]。

基于森林對(duì)人的生理和心理雙重保健作用較大，20世紀(jì)70年代發(fā)達(dá)國(guó)家開始興起城市林業(yè)建設(shè)，現(xiàn)在已得到世界各地廣泛認(rèn)同[2]。而人們居住地的經(jīng)濟(jì)需要從整體上逐步發(fā)展，居住地海拔人為不能改變，唯在居住地栽樹不僅容易做到，而且人人都能平等受益。因此，大力發(fā)展城市林業(yè)，建設(shè)城市森林，大力開展村屯綠化，房前屋后綠化，室內(nèi)養(yǎng)花(木本釋放的精氣種類更全[2])，盡可能增加綠量，意義重大。綠化已不是簡(jiǎn)單的美化問(wèn)題，而是與人的生命安全緊密相關(guān)的大問(wèn)題[2]?？梢钥闯?，壽命不只是單純與“醫(yī)療條件好、吃好、喝好”有直接關(guān)聯(lián)的GDP相關(guān)，海拔、森林的作用也處于同等不可忽視的地位。

5 結(jié)論

人均壽命長(zhǎng)短與其居住地人均GDP成正相關(guān)，與海拔高度成負(fù)相關(guān)，與森林覆蓋率成正相關(guān)。但GDP需隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)整體逐漸增長(zhǎng)，海拔高度難以改變，而多栽樹容易做到，會(huì)緊密人與樹木的共棲關(guān)系。本次研究主要是從數(shù)據(jù)角度分析相關(guān)性，不是主要研究人體與GDP、海拔高度、森林覆蓋率的直接生理關(guān)聯(lián)關(guān)系，所得出的壽命與各因素的相關(guān)關(guān)系，如果更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乇硎?，也可稱為觀察性分析、隊(duì)列分析或伴隨關(guān)系分析。