辽宁省人口、经济与环境协调发展的空间自相关分析

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人口与发展２０１３年第１９卷第３期

ＰＯＰＵＬＡＴｌ０Ｎ＆ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＶ０１．１９Ｎｏ．３２０１３

辽宁省人口、经济与环境协调发展的空间自相关分析

王辉１’。，苑莹２，刘帆２，王亮１

（１辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁大连

大连１１６０８１）１１６０２９；２辽宁师范大学历史文化旅游学院，辽宁

摘要：以辽宁省１４市为研究对象，选取２００５—２０１１年人口、经济和环境相关指标，利用ＳＰＳＳｌ６．０软件对

数据进行主成分分析得出综合得分，计算辽宁省１４市人口、经济与环境发展协调度，对全省和各市的协

调发展状况进行空间自相关分析，实现对三者空间演化规律的探究。目前沈阳、大连在辽宁沿海经济

带、沈阳经济区中的核心地位已经确立，但其带动作用仍然有限，各市发展不均衡，其辐射功能有待进一

步增强，区域发展的过程虽有波动起伏，出现离散，但最终朝集聚趋势发展。

关键词：人口；经济与环境；协调度；空间自相关；辽宁省

中图分类号：Ｃ９２２文献标识码：Ａ文章编号：１６７４—１６６８（２０１３）０３—００２９—０９

ＴｈｅＳｐａｔｉａｌＡｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＤｅｇｒｅｅｏｆ

ＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＥｃｏｎｏｍｉｃａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ

ＷＡＮＧＨｕｉｌ…，ＹＵＡＮＹｉｎ９２，ＬＩＵＦａｎ２，ＷＡＮＧＬｉａｎ９１

（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＵｒｂａｎａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｅｃｉｅｎｃｅｓ，ＬｉａｏｎｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ

１１６０２９，Ｃｈｉｎａ；２ＳｃｈｏｏｌｏｆＨｉｓｔｏｒｉｃａｌａｎｄＣｕｌｔｕｒａｌＴｏｕｒｉｓｍ，ＬｉａｏｎｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｗｅｎｉ＠，Ｄａｌｉａｎ

１１６０８１．Ｃ＾讥ｎ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｔａｋｅｓｔｈｅ１４ｃｉｔｉｅｓｏｆＬｉａｏｎｉｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅ

ｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ，ｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｏｒ７ａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｓｅｌｅｃｔｓｉｎ—ｙｅａｒｓ（２００５—２０１１），ｐｒｏｃｅｓｓｅｓｔｈｅｄａｔａ

ｔｈｒｏｕｇｈＳＰＳＳ１６．０，ｃａｌｃｕｌａｔｅｓｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｅｇｒｅｅａｍｏｎｇｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ，ｅｃｏｎ—

ｏｍｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆＬｉａｏｎｉｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅａｎｄｅｘｐｌｏｒｅｓｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｅ

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ｌｉａｏｎｉｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅ

收稿日期：２０１３—０３—０９：修订日期：２０１３—０５—２３

基金项目：辽宁省社科规划基金项目资助（Ｌ１２ＢＪＩ－０２４）；辽宁省财政厅科研基金项目（１２Ｃ０２３）；辽宁省科技厅基金项目（２０１２００１０１１）；大连市科技基金项目（２０１２Ｄ１２ＺＣｌ８６）

作者简介：王辉（１９７５一），女，辽宁省葫芦岛人，博士后，副教授，主要从事经济地理研究；苑莹（１９８９一），女，辽宁省大连人，辽宁师范大学２０１２级研究生，主要研究方向为经济地理。?２９?

人口与发展２０１３年第３期

１前言

辽宁省整体经济环境发展取得了较大的进步，人们的生活水平也有较大提高，但经济社会发展过程中，人１：３问题不断突出，环境质量恶化，三者间的矛盾不断冲突，对辽宁省各市及整体发展带来了一定影响。人Ｅｌ的稳步发展是经济社会进步的基础，而人口与经济环境间的协调发展是实现可持续发展的重要途径。国内外学者利用协调度计算方法对区域人口分布、人口与经济、人口与环境、经济与环境的协调发展状况做了相关的研究与分析¨。］。孙树垒，凌迎兵对江苏省１３市的户籍人Ｅｌ行政布局、市域人ＶＩ经济布局及市区人口经济布局的特点进行了分析［６１；李新运，史纪慧对青岛市人１２Ｉ与经济发展之间的定量关系进行了实证研究＂ｊ。王辉、郭玲玲等人对辽宁省１４市的经济与环境、大连等沿海城市的旅游经济和生态环境做了定量研究和时空演变分析［８－１２］；盖美，赵丽玲对辽宁沿海经济带经济与海洋环境的协调发展状况做了研究¨３｜。国外学者也从旅游发展角度对经济与环境的协调关系做出了相关分析¨４｜。此外，也有不少学者从空间角度利用ＥＳＤＡ技术研究区域经济差异问题［１５。０。，通过可视技术反应区域经济集聚和异质化的空间分布特征，揭示空间相关作用在经济增长中的影响。关伟，杜海飞运用ＥＳＤＡ技术对辽宁省县际经济差异进行了时空分析心¨；方叶林，黄震方等人综合运用主成分分析法和ＥＳＤＡ法对中国省域旅游经济进行了时空差异分析［２２】；ＣａｒｌＧ，ＵｈｎＩ运用空间自相关对物种空间分布状况进行了分析研究［２３Ｊ；ＨｉｄｅｏＥｚｏｅ，ＡｙａｋａＮａｋａｎｕｒａ运用空间自相关分析对人类种群分布结构及大小状况做了研究旧４Ｉ；ＴｉｅｆｅｌＳｄｏｒｆＭ运用全局空间自相关和回归分析对区域经济发展进行了空间分析和预测旧５Ｉ。本文在上述研究基础上，将协调度计算和空间自相关分析相结合，对辽宁省人Ｅｌ、经济与环境协调发展的空间关联性进行研究并进而分析其空间分布差异与变化规律，实现对区域人Ｅｌ、经济与环境协调发展程度的空间演化规律探究，为区域协调均衡发展提供理论支持和方法参考。

２指标选取与研究方法

２．１指标选取

指标选取的好坏在一定程度上直接影响评价结果的准确性，在兼顾区域代表性、数据可获得性和评价指标科学性的基础上，共选取了１４市的２６项指标。人口指标包括：总人Ｅｌ数（孑。）、出生率（ｚ：）、死亡率（毛）、人口自然增长率（缸）、第二产业从业人数（ｚ，）、第三产业从业人数（ｚ。）、每十万人口平均在校大学生数（ｚ，）７项；经济指标包括：ＧＤＰ（ｘ。）、人均ＧＤＰ（ｚ：）、第二产业比重（戈，）、第三产业比重（戈。）、ＧＤＰ增长率（戈，）、第三产业增长率（％）、固定资产投资增长率（戈，）、建筑业国有施工企业劳动生产率（菇。）、万元ＧＤＰ利税（戈。）和百元固定资产第二产业产值（ｘｍ）１０项；环境指标包括：工业二氧化硫排放量（Ｙ，）、工业烟尘排放量（Ｙ：）、工业废水排放量（Ｙ，）、工业固体废物产生量（儿）、工业废水处排达标率（Ｙ，）、工业固体废弃物综合利率（Ｙ。）、污染治理资金／ＧＤＰ（Ｙ，）、城建区绿化覆盖率（Ｙ。）和人均公共绿地面积（Ｙ。）９项。这２６项指标２５４８个原始数据分别来源于：辽宁省２００６－－２０１２年的统计年鉴、同时期各市的统计年鉴和省相关部门的调查数据。

２．２研究方法

在主成分分析的基础上结合协调度以及探索性数据空间分析（ＥＳＤＡ）方法对辽宁省１４市的人口、经济与环境协调发展度进行空间差异分析。通过运用ＳＰＳＳｌ６．０中的主成分分析的降维功能提取主因子，算出每个市域的人Ｅｌ、经济与环境发展综合得分，结合协调度公式计算各年１４市的人Ｅｌ、经济与环境协调发展状况。通过全局空间自相关和局部空间自相关分析辽宁省整体的空间发展趋势及市际间的空间关联和差异程度。

２．２．１主成分分析

由于原始数据存在量纲及数量大小的不同，需对数据进行预处理。其中，环境污染指标相对于其他指标而言是“逆指标”，即在所确定的取值范围内，其指标值是越小越好，而“正指标”值是越大越好。故采用的预处理公式为：?３０?

王辉等：辽宁省人口、经济与环境协调发展的空间自相关分析

正指鼢’。＝蔷茅等扔

逆指标∥。＝菡警蠕钫

大于８５％的原则，确定ｋ个主成分。根据各主成分的特征值和所得分数计算综合得分。公式为：（１）（２）通过ＳＰＳＳｌ６．０中的ＤａｔａＲｅｄｕｃｔｉｏｎ一’Ｆａｃｔｏｒ命令进行主成分分析，依据特征值大于等于１且累计贡献率

肚再专可¨再丢可即．＋再丢可０

式中，Ａ。，Ａ：，……，Ａ。表示第一，第二……第Ｐ主成分的特征值（特征值都大于０）。

式如下：（３）因主成分分析求得的各系统的综合发展水平有正有负，不便于计算协调度。为更好的反应系统协调发展状况，本文对人口、经济与环境系统的综合发展指标进行归一化处理，又由于处理后的数据必有一值为０，不适用于计算协调发展度系数，故借用功效系数调整，使得各系统的综合发展指数在０．４和１之间Ⅲ１。公Ｆｃ戈，＝二芝：≥；笔亏嵩。ｏ．６＋。．４ｃ４，

．厂（并）是原来归一化后经济系统综合发展指数，Ｆ（ｚ）是变化后的经济系统综合发展指数，人口和环境系统综合发展指数计算同理。

２．２．２协调度

协调度是度量系统之间或系统内部要素之间协调状况好坏的定量指标。其计算公式为：ｉ【型出掣］３Ｄ＝历ｒ￡【兰２：堡（ｚ２：！（兰２１‘

Ｃ２ｊ＠’

（６）

（７）Ｔ＝ｔｘＦ（戈）＋口Ｇ（ｙ）＋ｙＰ（ｚ）

式中，Ｄ为协调发展度（系数）；Ｃ为协调度；Ｋ为调节系数，ＫＩ＞２，取Ｋ＝６；Ｔ为经济与环境效益（或发展水平）的综合得分；仅，ｐ，＾ｙ为待定权数，因以人口系统为中心的研究人口状况、经济效益与环境发展三者间的协调发展关系，故权重系数设为０．４、０．３、０．３。在实际应用中，最好是Ｔ∈（０，１），这样可保证Ｄ∈（０，１）。

２．２．３全局空间自相关

全局空间自相关主要是对属性在整个区域空间上特征的描述，反映了观测变量在整个研究区域内空间相关性的整体趋势。选取最常用的是Ｍｏｒａｎ’ｓＩ系数来衡量，其计算公式为：

Ｍｏｒａｎ７ｓｌ＝旦ｕ生—ｉ＿＿——一ｓ２∑∑％∑∑％（菇ｉ—ｘ－３（ｘｊ—ｘ－）（８）

式中：ｘ＝音‘荟戈ｉ，ｓ２＝１凡‘萎（戈。一ｉ）２，ｎ为空间单元的数目，本文为１４；戈ｉ、巧表示空间单元ｉ、ｊ的属性值；形ｉ为空间权重矩阵，一般采用临近标准和距离标准，本文采用临近标准：即如果ｉ区域与ｊ区域相邻，其值为Ｉ；否则职，＝０；当ｉ＝ｊ时，既ｍｍ０。Ｍｏｒａｎ’ｓＩ的取值范围为［一１，１］。当Ｍｏｒａｎ指数Ｉ大于零时，表明区域与其周边地区的经济实力不具有显著的空间差异。即特征值相似的区域存在集聚（高值或低值集聚），值越趋近于１，总体空间差异越小；当Ｍｏｒａｎ指数Ｉ小于零时，表明区域与其周边地区的经济实力具有显著的空间差异，值越趋近于一１，总体空间差异越大。即特征值不相似的区域存在集聚（“低一高”或?３１?

人口与发展２０１３年第３期

“高一低”集聚）。当Ｍｏｒａｎ指数等于零时，则不存在空间相关性。

用Ｍｏｒａｎ’ｓ１分析观测变量的空间格局时，需进行显著性检验，以便在一定的概率下保证推断结论的正确性。若数据服从正态分布，其统计检验可采用ｚ检验，检验公式为：

ｚ（，）：咝￣／ｖａｒ（Ｊ）（９）

热刚卜击，ｖａｒ㈤＝≮孝孚搿㈤崩＝主ｉ＝１骞％川＝丢耋骞ｃ¨％）２，训：＝∑（埘．ｉ＋Ｗ．ｉ）２。埘ｉ、＂ｔＯ．』为相关权重矩阵的第ｉ行和第ｊ列之和。根据Ｚ值的大小，在设定显著性水平下做出接受或拒绝零假设的判断，取显著性水平仅＝０．０５，当Ｚ＜一１．９６或Ｚ＞１．９６时拒绝零假设，观测变量的空间自相关显著；否则接受零假设。

２．２．４局部空间自相关

局部空间自相关指数可以具体度量每个区域与周边地区之间的局部空间关联和空间差异程度，结合Ｍｏｒａｎ散点图可以将局部差异的空间结构可视化，研究其空间分布规律。一般采用Ｌｏｃａｌ

计量来衡量局部空间的自相关性，公式如下：Ｍｏｒａｎ’ＳＩ（ＬＩＳＡ）统＾＝孚∑ｗ，ｊ（ｘｊ—ｉ）＝Ｚ。∑既弓（１０）

式中：Ｚｉ、ｚｊ为区域ｉ和区域ｊ属性的标准化值，Ｚｉ＝∑≯，∑％乞为空间滞后向量，统计检验也采取Ｐ值检验。

３实证分析

辽宁省，简称“辽”，地理坐标处在东经１１８。５０’至１２５０

４７’，北纬３８。４３’（陆地）至４３０２９’之间。是中国东北方向经

济区和环渤海经济区的重要结合部。省会沈阳，辖１４个省

辖市，其中副省级城市２个（沈阳、大连）。作为曾经的北方

工业大省，现整体经济发展较好，但市际间存在着不均衡；

同时由于人口城市化的快速发展及个别资源型城市的转

型，市际间的环境状况较历史也有所不同。

３．１协调度分析

利用ＳＰＳＳ软件，对指标进行主成分分析，通过公式（１）

一（３）分别计算得到辽宁省１４市的人口、经济与环境综合

发展平均得分。

通过图２可以看出，辽宁省七年整体的人口、经济和环

境系统的综合发展水平呈波动式发展，其中人口系统的综

合发展水平呈小幅波动前进，，这期间辽宁省对人口发展采０ｌ兰兰．０坚』＿ｏ

图１ｒ米取了积极有效措施，调控人口数量的同时侧重于人口素质辽宁省１４市分布图

的提升和生活质量的提高。经济综合发展则是呈波浪式前进，起伏较大。环境的综合发展符合库兹涅茨曲线，呈倒“ｕ“型。综合人口、经济与环境的发展评价可以看出，２００７年以前经济和环境的综合发展得分较高，而人口的综合发展得分较低。２００８年较比２００７年经济有大幅上升而人口和环境综合评价得分有所下降，这是由于２００８年奥运会影响，来辽宁旅游、走访、以及商贸等外来流动人口突然增多，人口发展拉动经济?３２?

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