基于CCA模型的長沙市產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境的相關性分析

湯進華

摘 要 產業(yè)結構與環(huán)境問題的關系問題是當前業(yè)界和學界關注的熱點。以長沙市為例，利用近30年來的統(tǒng)計數(shù)據，運用典型相關分析法分析產業(yè)結構變動與環(huán)境響應，發(fā)現(xiàn)：（1）從典型變量與本組各要素的關聯(lián)程度看，產業(yè)結構組第一典型相關變量（U1）與第一產業(yè)結構呈高度負相關關系，相應地環(huán)境質量組第一典型相關變量（V1）與工業(yè)廢氣排放量高度正相關;產業(yè)結構組第二典型相關變量（U2）與第三產業(yè)結構高度正相關，相應地環(huán)境質量第二典型相關變量（V2）與工業(yè)廢水排放量呈負相關關系。表明長沙市第一產業(yè)占比越小，第二產業(yè)占比越大，工業(yè)廢氣排放量越多，第三產業(yè)占比越高，工業(yè)廢水排放量就越少。（2）從典型變量與對方組各要素的關聯(lián)程度看，環(huán)境質量組V1與第一產業(yè)占比高度負相關，而與第二產業(yè)占比高度正相關。環(huán)境質量組V2與第三產業(yè)占比呈正相關性，而與第二產業(yè)占比表現(xiàn)為負相關。表明，長沙市第一產業(yè)占比越小，第三產業(yè)占比越高，環(huán)境質量越好;第二產業(yè)占比越高，環(huán)境質量就越差。（3）從冗余度分析看，典型變量能很好地反映出相關信息。依據上述分析結果，結合長沙實際情況，從改善生態(tài)環(huán)境的角度，提出了產業(yè)結構調整的相關建議。

關鍵詞 產業(yè)結構 生態(tài)環(huán)境 典型相關 長沙市

中圖分類號：F127文獻標識碼：A

目前，產業(yè)轉型與升級已進入關鍵期，環(huán)境保護問題越來越引起人們的重視。那么，環(huán)境污染程度與產業(yè)結構調整有著怎樣的關聯(lián)？如何協(xié)調兩者之間的關系？國內外學者對該問題的研究主要集中在以下三個方面。首先，產業(yè)結構調整與環(huán)境質量的關系研究。Grossman（1991）等人研究發(fā)現(xiàn)，處于不同經濟發(fā)展階段，產業(yè)結構調整與環(huán)境污染水平之間呈現(xiàn)倒“U”型關系。具體而言，產業(yè)結構變動與環(huán)境污染之間的關系，取決于研究選擇的具體污染類型。并且，隨著產業(yè)結構的升級，環(huán)境會逐步得到改善。第二，城市化水平與環(huán)境質量的關系研究。Martinez-Zarzoso， Inmaculada （2006） 對高度發(fā)達國家分析認為，當城市化水平達到某一水平時，城市化對于二氧化碳排放量的影響將會轉變?yōu)樨撔?。而城市化率與溫室氣體排放之間的關系卻始終呈正相關?？梢?，城市化與生態(tài)環(huán)境之間既存在互相促進、互為因果的邏輯聯(lián)系，也體現(xiàn)出相互制約、相互影響的理論關系。第三，城市化、產業(yè)結構與環(huán)境污染三者關系的研究。楊浩（2018） 認為，產業(yè)結構調整是化解城市化與環(huán)境污染問題之間矛盾和實現(xiàn)兩者協(xié)調發(fā)展的關鍵。產業(yè)結構的優(yōu)化有助于改善城市化帶來的環(huán)境污染，而城市化對環(huán)境污染程度取決于第二產業(yè)比重。

綜上所述，從現(xiàn)有的研究區(qū)域來看，較少落點到一個城市;從研究內容來看，很少從產業(yè)結構內部與環(huán)境內部之間的相關性，及兩組變量的整體相關性。因此，本研究為彌補上述不足，以中部城市——長沙市為例，采用1990—2017年長沙市的統(tǒng)計數(shù)據，運用典型相關法分析研究產業(yè)結構變動和生態(tài)環(huán)境的相關性，對協(xié)調推進長沙市經濟發(fā)展和保護生態(tài)環(huán)境具有重大的實際意義。

1研究方法和數(shù)據來源

1.1研究方法

典型相關分析（CCA）是研究兩組變量之間相關關系的一種統(tǒng)計分析方法，其思想是通過主成分分析和因子分析，把兩組變量之間的相互關系轉化為研究兩個新變量之間的相關性，而且又不減少原來變量信息。設有兩組變量分別為m與n維，且m≤n，即

X=（X1，X2，X3， …，Xm）

Y=（ Y1，Y2，Y3， …，Xn）

設m+n維隨機向量，協(xié)方差，

其中是X的協(xié)方差，是Y的協(xié)方差，是X，Y的協(xié)方差陣。

令兩個綜合變量U和V來分別表示兩組變量。他們分別是X和Y的線性組合：

則Ui與Vi的相關系數(shù)

在的約束下，求使其最大值的a1，b1，稱為第i組典型相關變量。若第一組不足以反映相關性，再做第二組、第三組等，且與前組互不相關。

再對典型相關系數(shù) 進行顯著性檢驗（F檢驗）。設，先檢驗假設：

若不能拒絕，則有，不能提供信息。若拒絕，進一步檢驗假設：

以此類推，若不能拒絕，則只需考慮前i-1對典型相關變量，否則直到k為止。

1.2指標選擇和數(shù)據來源

為描述產業(yè)結構變動，許多學者采用三次產業(yè)產值結構指標，也有人將各產業(yè)就業(yè)結構來進行定量評價。本文中產業(yè)結構用各產業(yè)產值占GDP的比重指標來度量，分別用X1、X2、X3表示第一、二、三產業(yè)產值占GDP比重。

為反映生態(tài)環(huán)境演變特征，依照相關參考文獻，考慮數(shù)據的可獲得性、可靠性、穩(wěn)定性、權威性等因素，本文選取工業(yè)廢水排放量Y1、工業(yè)廢氣排放量Y2、工業(yè)粉塵排放量Y3，工業(yè)固體廢棄物產生量Y4來表示生態(tài)環(huán)境指標。

上述數(shù)據來源于長沙統(tǒng)計年鑒（1991—2018）中的統(tǒng)計數(shù)據。

2典型相關分析

根據典型相關分析方法的要求，首先確定兩組變量：

X=（X1，X2，X3），Y=（Y1，Y2，Y3，Y4）

式中：控制變量組X為各產業(yè)結構;效應變量Y為各環(huán)境變量。

2.1典型相關系數(shù)

根據典型相關分析原理，先從兩組變量中提取能反映X與Y之間整體的相關情況兩個典型變量U和V（最大相關性的線性組合），然后進行兩個典型變量間的相關性分析。由于指標數(shù)據具有不同的量綱，需對數(shù)據進行極大值-極小值標準化處理，再對處理后的數(shù)據運用SPSS25.0進行典型相關分析，輸出典型相關分析結果（表1）。

根據計算，由表1顯示兩個典型相關系數(shù)分別為0.954，0.733，對這兩個典型相關系數(shù)的顯著性進行檢驗，在顯著性水平為0.05上，前兩個典型相關系數(shù)對應的p均小于0.05，否定了典型相關系數(shù)為零的假設，表明3對典型變量中前面2對典型變量之間相關關系顯著，產業(yè)結構要素變量對環(huán)境質量要素變量的影響明顯，能夠用產業(yè)結構要素組的典型變量來解釋環(huán)境質量要素變量組的典型變量。

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