,i=1,2…,p (4)
②求指标数据间的相关系数矩阵R
, 为指标j与指数k相关系数。
(5)
③求相关矩阵R的特征和特征向量,确定主成分,求出相关矩阵R的特征值及对应的特征向量u1,u2,…up,其中,于是得p个主成分
(6)
其中,zi,i=1,2…p为原始变量的标准化变量。第i个主成分的特征值即为该主成分的方差。方差越大,对总变差的贡献越大,
其贡献率为. (7)
它反映了第i个主成分综合原始变量信息的百分比,与特征值对应的特征向量ui的p个分量就是第i主成分中p个标准化变量的系数,它们的绝对值大小反映了该主成分与相应变量的相关程度。
④求方差贡献率,确定主成分个数K
选取尽量少的k个主成分( k < p) 来进行综合评价,同时还要使损失的信息量尽可能少。 K值由方差贡献率决定。 (8)
3)协调度的计算
协调度是度量系统或要素间协调状况的定量指标,根据实际情况需要, 可分为对比协调度和发展协调度。对比协调度是度量某一发展阶段不同区域间的环境与经济协调状况,是基于空间的横向对比;发展协调度是衡量不同时期某区域的环境与经济协调状况,是基于时间的纵向对比。本文采用的是发展协调度,对全国各地区不同时期的协调发展度做纵向的对比。根据协调与协调度的定义和分析,环境与经济的协调表现为f(x)与g(y) 的离差,两者的协调度越高,f(x)与g(y)的离差越小,则我们可以用f(x)与g(y)的离差系数来度量环境与经济的协调度,即函数:
(9)
记,则C值越大,Cv的值越小,即环境与经济的协调度越高。为了使协调度的计算有层次性,同时考虑到环境与经济两者在计算中的权重,本文考虑度量环境与经济的协调度。
(4) 协调发展度的计算
根据协调发展的定义,我们将衡量环境与经济协调发展水平高低的指标定义为协调发展度。在发展度和协调度的基础上,提出协调发展度的计算模型:
(10)
V 为环境与经济的协调发展度, C为二者的协调度, T为环境与经济发展的综合评价指数。
(5) 评价标准
协调发展度的计算结果必须通过一系列评价标准加以衡量,才能表达其形象的含义。我们参照国内外各种综合指数的分级方法,按照协调发展度的大小将环境与经济的协调发展状况分为5个层次,如表1 所示
表1 环境与经济协调发展度综合指数分级表
分极 指数值 备注
1 0.8≤V<1.0 优良协调发展类型
2 0.6≤V<0.8 一般协调发展类型
3 0.4≤V<0.6 勉强协调发展类型
4 0.2≤V<0.4 一般失调衰退类型
5 0≤V<0.2 严重失调衰退类型
接下来利用MatLab对上述各地区的情况进行评价分析
2. 模型的求解:
以求解2005年各省协调度为例:
用各省经济指标建立矩阵Y,表示第i个省,第j项经济指标的数值。
用各省环境指标建立矩阵X,表示第i个省,第j项环境指标的数值。
(1) 求经济与环境综合评价指数T
1)用MATLAB(程序见附录)代入(2)-(7)式处理,得到各项指标对经济实力G和环境承载力指数F的贡献率(ag,af):
表2 各项指标对经济实力G和环境承载力指数F的贡献率
经济指标 GDP
人均GDP
GDP增长率
第二产业产值
第三产业产值
第三产业增长率
全员劳动生产率
固定资产投资额
贡献率ag(%) 0.4284 0.3224 0.1525 0.0573 0.0298 0.0086 0.0001 0.0007
环境指标 单位面积工业废水排放 单位面积工业废气排放 单位面积固体废物 单位GDP耗电度数/ 森林覆盖率
单位耕地农业产值
贡献率af(%) 0.4259 0.3417 0.1397 0.0357 0.0230 0.0161
环境指标 化肥施用强度
单位GDP耗标准煤 固体废物排放总量 废气排放总量
固体废物排放总量
贡献率af(%) 0.0003 0.0014 0.0071 0.0048 0.0043
2)确定经济综合评价函数g:
由上表可知,在经济实力方面,GDP,人均GDP,GDP增长率,第二产业产值,第三产业产值这五项的贡献率达到了95%以上,是经济综合评价函数g的主成分,得它们对应的特征向量。
表
nbsp;0.8586 0.4906 0.601 0.8877 0.7306 16
17 湖 北 0.9233 0.4656 0.6029 0.8753 0.7285 17
2 天 津 1.101 0.4069 0.6151 0.8372 0.7256 18
20 广 西 1.1443 0.3808 0.6099 0.8227 0.7185 19
29 青 海 1.4383 0.2581 0.6121 0.7312 0.6945 20
7 吉 林 0.9824 0.3676 0.552 0.8389 0.6878 21
25 云 南 0.9461 0.3491 0.5282 0.837 0.6723 22
26 西 藏 3.7686 0.2475 1.2039 0.5396 0.6698 23
31 新 疆 0.9899 0.3282 0.5267 0.8221 0.6676 24
5 内蒙古 0.6596 0.4047 0.4812 0.8938 0.6552 25
27 陕 西 0.7815 0.3642 0.4894 0.8665 0.6542 26
22 重 庆 0.7766 0.3474 0.4762 0.8617 0.6442 27
24 贵 州 0.6681 0.2997 0.4102 0.862 0.598 28 勉强协调
4 山 西 0.4127 0.3838 0.3925 0.9138 0.5959 29
28 甘 肃 0.55 0.3019 0.3763 0.8839 0.5773 30
30 宁 夏 0.5279 0.2581 0.3391 0.8719 0.5456 31
四、模型的推广
用同样的方法可以的到2001年各省协调发展度(表6)及2001——2005年各省平均经济环境协调发展度(表7)。
表(6) 表(7)
省份 协调发展度 协调发展度等级 省份 协调发展度 协调发展度等级
广 东 0.9683 优良协调 广 东 0.9232 优良协调
江 苏 0.9561 上 海 0.8682
浙 江 0.9465 浙 江 0.8264
山 东 0.935 北 京 0.8100
上 海 0.8959 江 苏 0.8082
北 京 0.8687 山 东 0.8042
河 南 0.862 福 建 0.7810 一般协调
河 北 0.8051 海 南 0.7455
福 建 0.7839 一般协调 河 北 0.6816
四 川 0.7669 新 疆 0.6803
辽 宁 0.7534 河 南 0.6681
湖 北 0.7492 四 川 0.6661
湖 南 0.7489 黑龙江 0.6588
安 徽 0.7468 辽 宁 0.6570
黑龙江 0.6911 云 南 0.6549