各行业环境经济回归分析

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【题目】环境污染与经济发展的关系探究 
【第一章】环境污染与经济建设的相互作用绪论 
【第二章】环境经济描述统计分析 
【第三章】河北省环境经济关联规则分析 
【第四章】各行业环境经济回归分析 
【第五章】河北省改善环境及促进经济发展对策建议 
【总结/参考文献】环境污染与经济协调发展研究总结与参考文献

　　4 各行业环境经济回归分析

　　本章首先对工业各行业进行聚类分析，对行业变量进行区别，使用综合变量表示复杂的行业变量。然后利用回归模型对不同行业环境经济之间的影响进行分析研究。

　　4.1 各行业间聚类分析

　　聚类分析（Cluster Analysis）也称为群分析，是基于“物以类聚”这一道理，根据其样品或者指标来进行分类的多元统计分析方法，当讨论研究的对象是庞大的样品的时候，要求能根据其特点合理的分类，但是这种分类是没有参考或遵循。也就是说，这种分类方法是在不存在先验知识的条件下来进行的。聚类分析起初是起源于分类学的，在古老的这种分类学中人们主要是依靠着一些经验以及部分专业知识来实现分类，人们是很少会利用数学工具来进行这种定量的分类。

　　随着人类科学技术的发展，分类越来越高的需求，所以有时唯一的经验和专业知识是很难准确分类。所以人们的数学工具参考分类，形成了数值分类学，在多变量分析把技术转化为数值分类法形成了聚类分析法。

　　4.1.1 聚类分析算法原理介绍

　　聚类分析方法多种多样，本文采用的是系统聚类的 Ward 方法，因此只介绍该方法的算法原理。

　　1、Ward 聚类算法的工作原理

　　Ward 算法的工作原理：Ward 法又称离差平方和法，即以平方欧氏距离作为两类之间的距离，首先将第一组每个样本自成一格、类别、使其合并，重心计算类之间的差异，然后将离开的大小区别两种类型的最小平方，这样就增加了第一次合并，最后再依次将所有类别逐级合并。

　　2、Ward 聚类具体算法

　　将 n 个区域样本分成 k 类：G1,G2,……，Gk,用（ ）tiX 表示 Gt 中的第 i 个样本（此处（ ）tiX 是 p 维向量，即有 p 个系统聚类指标），nt 表示 Gt 中的样本个数，（ ）tX 是 Gt 的重心（即该样本的均值），则 Gt 中样本的离差平方和为：

　　4.1.2 各行业聚类分析实证

　　本文通过软件 SPSS19.0 使用离差平和方法（Ward 方法），计算样本的欧氏距离，样本变量按照 Z 得分进行标准化处理。聚类结果如下图 4.1、表 4-1 所示。根据聚类结果我们得出以下结论：

　　本次聚类分析将工业各行业分为四类：第一类纺织业、第二类黑色金属矿采选业、第三类黑色金属冶炼和压延加工业、第四类其他行业。其中黑色金属冶炼和压延加工业是在工业各行业中污染物排放量最为严重的行业，污染物排放量大大超过其他的行业；黑色金属矿采选业的污染物主要集中在固体废物，固体废物排放量要远远超过其他的行业；纺织业是在各污染物排放量中均处在前五位行业，其单位行业利润也相对较高，属于高污染高利润行业。下面针对不同分类进行回归模型分析。

　　4.2 环境经济回归分析

　　4.2.1 逐步回归理论基础

　　逐步回归的基本思想是，从存在于圈外的所有变量，选择偏回归变量的平方的和最大的贡献，与重要的方差比测试方法确定一个选择；目前圈内和所有的变量，寻找偏回归广场和贡献最少的变量，重要的方差比测试方法，以确定从回归方程中删除。选择进入循环，消除重复，直到没有合格的外部选择项，圈到目前为止没有符合条件的条目删除。逐步回归计算中需要使用线性代数消除转换方法变量选择。在选择一个变量回归系数的意义测试，排除变量方差齐性检验。一些选择到一个变量，消除变量后，所有变量不再选择或删除，变量的选择步骤停止，整理信息，得到回归方程。逐步回归由于排斥的重要变量，因此，不需要解决很多回归方程的顺序，显着提高计算效率，而且因为忽略了重要变量，避免小变量回归方程系数回归方程出现导致病态计算的出现，不是正确的解决方案。

　　4.2.2 逐步回归实证分析

　　本文使用软件 SPSS19.0 进行逐步回归分析，分别确定因变量-总产值与环境污染物排放量的关系，因变量-单位利润与环境污染物排放量的关系。建立模型步骤如下：

　　1、读入数据“回归分析数据。xls”

　　2、点击“分析-回归分析-线性（L）”

　　3、在出现的对话框中选择因变量和自变量，确定分析方法为逐步回归法或者最小二乘法，变量进入 F 概率值要小于 0.05,点击确定。因变量-总产值模型运算结果如表 4-2 所示。由于在进行逐步回归时对于因变量-单位利润模型运算结果显示只有一个自变量进入模型，因此对于单位利润的分析不适用逐步回归，经过实践本文直接进行各自变量和单位利润的线性方程分析，所得结果如表 4-3 所示。

　　根据上表显示的模型结果可以得出以下结论：

　　在对因变量-总产值进行回归模型分析时，进入模型的自变量有烟（粉）尘排放量和废水排放量。二者对于总产值影响显示均为正值，说明总产值的变化和二者的变化是正相关的，随着污染物排放量的增加，总产值也会按照不同比例增长。在模型实践中也可以发现工业“三废”和总产值的线性关系均为正相关，这和上述关联规则所得结果是一致的。

　　根据上表可以得出以下信息：

　　在对因变量-单位利润进行回归模型分析时，自变量的系数开始出现负数，即单位废气和二氧化硫二者和单位利润之间存在的是负相关关系，表明了在环境污染物排放量开始对单位利润产生不利影响，尽管总产值是呈现上升趋势，但是利润却会因此降低。

　　这和之前关联规则所得结论是相一致的，这就需要在考虑行业总产值的情况下进一步增强对利润的关注，调整产业结构，降低污染，治理高污染行业等措施的制定刻不容缓。

　　通过以上研究发现河北省环境经济之间存在一系列问题亟待解决，其中包括：产业结构调整、高污染行业治理、监管惩治方针设立、“三废”处理等。本文针对以上问题逐一提出对策建议，如果可以找到一条更加适合环境经济发展的道路，不仅可以更好地推动我省经济发展，促进环境改善，更好的满足人民需要，还可以为具有类似问题的省份提供依据，也可以更好的落实“京津冀一体化”的发展战略。