基于投影寻踪的广东省资源环境绩效评估与分析.pdf

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1、 第 2 4卷】期 1 4 2 0 1 1年 2月 城市环境 城市 态 I RI A ENVI R ONMEN i UR BAN E COI 0G-f Vf J J _ 2 4 N0、l F e b 2 0l 1 基 于投影寻踪 的广东省 资源环境绩效 评估 与分析 李 娟。，李适 宇 ，林 高松(1 中山大学环境科 学与工程学院，广州5 1 0 2 7 5；2 深圳市环境科学研究院，深圳5 1 8 0 0 1)摘要：采用基于投影寻踪的资源环境综合绩效指数(R E P I P P)，埘 2 0 0 7年广东省 各市的资源环 境绩效进行 了评估 与分析。研究结果表明，伞肯资源环境绩效水平空间差异

2、叫显，呈现珠江 _二角洲地 区高于东西两翼和粤北地 区、沿海城 市高于内陆城市的特点，f 尔省的域经济发展格局摹本一致；在各项指标中，工业固废排放绩效的权重较大，落后 地区应特别注意加强环境保护和发展循环经济，减少工业 废排放；R E P I P P与人均 G D P具有一定的正相关关系，但并 不完全由人均 G D P决定，必须通过优化经济结卡 勾、增 强科技创 新水平 和管理水平、加强环境保 护等综合 措施来提 高资 源环境绩效水平。关键词：投影寻踪；资源环境绩效；估；广东 中图分类号：X 1 9 6 文献标识码：A 文章编号：(K)1 1 0 8 8(原 1 0 0 2 1 2 6 4)(

3、2 0 1】)0 1 0 0 1 4 0 4 Re s o ur c e a nd En v i r o n m e nt Pe r f o r ma nc e As s e s s me n t a nd An a l y s i s f o r Gu a ng do n g P r o v i n c e B a s e d o n P r o j e c t P u r s u i t Me t h o d L 1 J u a n 一，L 1 S h i y u ，L I N Ga o s o n g!(】S c h o o l o f E n v i r o n m e n t a l

4、 S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g，S u n Y a t-s e n U n i v e r s i t y，G u a n g z h o u 5 1 0 2 7 5，C h i n a；2 S h e n z h e n A c a d e m y o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e，S h e n z h e n 5 1 8 0 0 1，C h i n a)Ab s t r a c t：T h e r e s o u r c e a n d e n v i r o n me n t a

5、 l p e r f m i l l a I l l：e i n d e x b a s e d o n p r o j e c t p u r s u i t(R E P I P P)wa s a p p l i e d t o r e s o u r c e a n d e n v i r o n me n t p e rfo r ma n c e a s s e s s n l e n t o f Gu a n g d o n g Pr o v i n c e i n 2 00 7Re s e a r c h r e s u l t s s h o we d t h a t t h e

6、r e i s e v i d e n c e s p a t i a l d i f f e r e n c e i n t h e r e s o u r c e a n d e n v i r o n me n t p e r f m n l a n e e o f Gu a n g do n g Pr o v i n c e，a n d REP I PP o f t h e Pe a r l Ri v e r De l t a r e g i o n wa s h i g h e r t h a t o t t h e o t h e r T e g i o n s a n d REP

7、I PP o f c o a s t a l c i t i e s wa s h i g h e r t h a n t h a t o f i n t e rio r c i t i e swh i c h wa s c o n s i s t e n t wi t h t h e e c o n o mi c d e v e l o p me n t l a y o u t o f Gu a n g d o n g P 1 o v i n c e T h e we i g h t o f i n d u s t ria l s o l i d wa s t e e mi s s i o

8、n p e r f o r ma n c e wa s t h e b i g g e s t a l no n g t h e v a r i o u s i n di c a t o r s，t h e r e f o r e t h e b a c k wa r d a r e a s s h o u l d p a y mo r e a t t e n t i o n t o s t r e n g t h e n i n g e n x i 17 o n me n t a l pr o t e c t i o n a n d d e v e l o p i n g c i r c u

9、 l a r e c o n o my i n o r de r t o r e d u c e e mi s s i o n s o f i n d u s t r i a l s o l i d wa s t e REPI PP s h o we d a P o s i r e c o r r e l a t i o n wi t h pe r c a pi t a GDP，bu t REP I P P wa s n o t d e t e r mi n e d e x c l u s i v e l y b y p e r c a p i t a GD P I n o r d e r t

10、 o i mp r o v e t h e l e v e l o f r e s o u r c e s a iq d e n v i r o n me n t a l p e r f o r ma n c e，t h e c o mp r e-he n s i v e me a s u r e s mu s t b e d o n e i n c l u di l g o p t i mi z i n g t h e e c o n o u ti c s t r u c t u r e，p r o mo t i n g s c i e n t i f i c a n d t e c hn

11、o l o g i c a l i n n o v a t i o n a n d ma n a g e me n t l e v e 1 s t l e n g t h e n e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n a n d o t h e r me a s u r e s Ke y w o r d s：p r o j e c t p u r s u i t；r e s o u l c e a n d e l i v i l o n n l e n t p e r t b r ma n c e；a s s e s s me n t；O u

12、 a n g d o n g 广东是我国的经济大省，改革开放 以来社会经济 发展速度一直位居全国前列，2 0 0 7年全省生产总值达 到 3 0 6 7 4亿元，占全国 G D P的 1 2 4 但是，广东省 社会经济发展仍然存在诸多问题，包括产业结构不合 理、区域发展不协调、资源与环境约束加剧等。转 变经济增长方式、建设节约型社会足广东省突破资源 环境瓶颈和实现可持续发展 的根本出路。建设节约 型社会，即提高资源利用效率，以尽可能少的资源消 耗 和环境 占用获得最 大 的经济 效 益 和社会 效 益，实现 资源、环境、经济和社会的协调发展?资源环境综合绩效评估 是建设节约型社会的一 项基 础

13、工 作，国 内一些 学 者对 此展 开 了探索 性研 收稿 日期：2 0 1 1 0 1 0 7 究，但现有研 究仍然 存在较多不足。例如，刘 晓 洁、李桂香等尝试构建资源节约型社会评价指标体 系，但缺乏合理可行 的定量化方法，而且数据难 以获 取 ；中国科学院可持续发 展战略研究组提出 了资 源环境综合绩效指数(R E P I)，并对中国的资源环境绩 效水平进行了评估，但各指标的权重无法确定，为简化 起见只能假定各种资源消耗和污染物排放绩效的权重 相等，综合评价结果的合理性受到了较大影响 J。本文结合投影寻踪法 和遗传算法解决指标 的权 重取值问题，并采用基于投影寻踪的资源环境综合绩 效指数

14、评估广东省各市的资源环境绩效水平、分析其 区域差异，为广东省建设节约型社会提供支持，对其 李娟，等基于投 影寻踪 的广东 省资源环境绩效评估与分析 1 5 他地区的资源环境绩效评估也具有借鉴作用。1 基 于投 影 寻 踪 的 资 源 环境 综 合 绩 效 指 数(R E P I P P)为解决 R E P I 指标的权重取值问题，本文在 R E P I 的基础上提 出一种新 的评估指数，即基于投影寻踪的 资源环境综合绩 效指数(R e s o u r c e a n d E n v i r o n me n t a l P e r f o r m a n c e I n d e x b a s

15、 e d o n P r o j e c t P u r s u i t，R E P I P P)，使评价结果更加科学合理。投影寻踪(P r o j e c t P u r s u i t，P P)是用来处理和分析 高维数据的一种数据分析方法，基本思想是利用计算 机技术，把高维数据通过某种组合投影到低维子空 间 上，并通过极小化某个投影指标，寻找出能反映原高 维数据结构或特征的投影，以达到研究和分析高维数 据 的目的。投影寻踪法具有稳健性好、抗干扰强和准 确度高等优 点，可 用于 解决 评 价与 聚类 问题。“。R E P I P P的计算步骤如下：1 1 评价样本的无量纲化(归一化)处理 设

16、评价样本为(i )l i=1，2，=1，2，P ，其 中(，)为第 i 个样本第 个指标值，n和 P分别 为样本的个数和指标 的数 目。为消除各指标 的量纲 效应，使评价结果具有一般性，需要对样本进行无 量 纲化(归一化)处理，如下式所示：(i，)=(i，J)x ()(1)式中，()为第 个指标 的最大值，(i，)为指 标无量纲化(归一化)处理后的数据。1 2投影指标 函数 Q(a)的构造 投影寻踪法就是把 P维数据 (i )i=1，2，n =1，2，P 综合成以 a=a(1)，a(2)，a(P)为投影方向的一维投影值(i)，即：P(i)=Xa(j)(i )(i=1，2，n)(2)构造综合投影

17、指标时，要求投影值 z(i)的散布特 征为局部投影点尽 可能密集，最好凝 聚成若 干个点 团，而在整体上投影 点之间尽可能散开。因此，投影 指标 函数 可 以表 达成：Q(a)=S：D (3)式中，S：为投影值(i)的标准差，D 为投影 值(i)的局部密度，即：(i)一 E(z)s：(4)D=Z：Z：(R r()(R-r(，)(5)式中，E()为(i)的平均值；R为局部密度的窗 口半 径，可 以 根 据 试 验 来 确 定，一 般 可 取 值 为 0 I S：；r(i，J-)表 示 样 本 之 间 的 距 离，r(i，)=I z(i)-z(j)1 (t)为单位阶跃函数，当 t 0时，其值为 1

18、，当 t 广州 中山 佛 山 珠 海 东芫 汕头 茂名 汕 尾 惠州 阳江 江 门 揭阳 淇江 河源 肇庆 潮州 云浮 清远 韶关 梅州，如表 1 所 示。其 中，深圳是广东省资源 环境绩效水平最高的城市，R E P I P P值达到 2 3 3，比广 州高 7 1。在各单项指标 中，深圳市的用水绩效等 4 项指标为全省第一，其余的能源绩效等 3项指标也处 于领先水平。深圳市 的土地 面积和常住人 口仅为广 东省的 1 0 9 和 7 4，地区生产总值却占 2 1 8 8，这与其资源环境绩效水平较高密切相关。表 I 2 0(7年广 东省资源环境绩效指数 李娟，等基于投影寻踪 的广东省资源环境绩

19、效 评估 与分析 l 7 3 3资源环境综合绩效的空间分布 广东省资源环境综 合绩效 的空 间分 布如 图 2所 示。由图 2可 见，广 东 省 R E P I P P的空 间差 异显 著，呈 现珠江三角洲地区高于东西两翼和粤北地 区、沿海城 市高于内陆城市的特点。根据排序，R E P I P P最高的 6 个城市全部位于珠江三角洲地区，粤北和西北部的 内 陆城市包 括 云浮、肇 庆、清远、韶 关、河 源 和梅 州 的 R E P I P P值在全省排序均靠后，而粤东和粤西的沿海 城 市包 括汕 头、茂 名 等则 介 于 两 者之 间。这 与 广 东 省 的区域经济 发展格局基本 一致。珠三角

20、地 区利用 区 位优势承接港澳产业转移，吸引了大量 资金、技术 和 其他经济社会资源，经济获得极大 的发 展，产业结构 也得到逐步优化，并且有更 多的资金投 入环境保护；而广东省东西两翼 区位优势不 明显，尤其是粤北山区 自然条件较差，经济发展落后，产业结构不合理，资源 利用效率相对较低。口 0 P 0 0。P r -图 2 2 0 0 7年广东省资源环境综合 绩效指数 空间分 布 3 4 R E P I P P与人 均 G D P的关 系 一般而言，经济发展水平越高，技术 水平越先进，资源利用效率和环境保护力度也相应提高 1 3 J。资源 环境综合绩效水平 与经济发展水平 即人均 G D P

21、的关 系如图 3所示。由图 3可知，R E P I P P与人均 G D P具 有一定的正相关关 系，即随着人均 G D P的不断提高，资源环境综合指数整体呈上升趋势，表明资源环境绩 效水平 与 经 济 发 展 水 平 及 发 展 阶段 有 关。但 是，R E P I P P与人均 G D P的相关系数仅 0 6 4，因此资源环 境绩效水平并不完全 由人均 G D P决定。例如，东 莞 和汕头的人均 G D P分别为 4 6万元和 1 7万元，而资 源环境绩效水平 相近；又如深圳 与广州 的人均 G D P 接近，两市的资源环境绩效水平却存在较大差距。因 此，提高资源环境综合绩效并不能仅依靠加

22、速经济增 长来解决，而是在促进增 长的同时，通过优化经济结 构、增强科技创新水平和管理水平、加强环境保护等 多种综合配套措施加以实现。人 均 GDP(兀)图 3 2 0 0 7年广东省资源环境综合绩效指数与人均 G D P关系 3 5评 价方 法的 不足 与建 议 与 R E P I 指数相 比，R E P I P P通过投影寻踪法确定 各指标的权重，突 出了主要指标的影响，权重取值更 为科学合理，有利于比较评价范围内各地 区的资源环 境绩效 水 平 优 劣 和 优 先 控 制其 关 键 指 标。但 是，R E P I P P的评价结果仍然是一个相对值，缺乏统一的 评价标准。因此，建议参考国际

23、和国内不 同地 区的资 源环境绩效水平，制定评价标准，为评价我国各地资 源环境绩效提供规范性的依据。4 结论 本文采用基 于投影寻踪 的资源环境综合绩效指 数(R E P I P P)，对 2 0 0 7年广东省各市的资源环境绩效 水平进行了评估和分析。研究结果表明：1)R E P I P P通过投影寻踪法确定各指标 的权重，突 出了主要指标 的影 响，为控制关键 指标提供 了依 据。广东的工业固废排放绩效 的权重较大，资源环境 绩效水平较低的地区应特别注意加强环境保护，发展 循环经济，提高工业 固体废物的利用率和处理率。2)广东省 R E P I P P的空间差异显著，深圳最高，梅 州最低，

24、整体上呈现珠江三角洲地 区高于东西两翼和 粤北地区、沿海城市高于内陆城市 的特点，与广东省 的区域经济发展格局基本一致。3)R E P I P P与人均 G D P具有一定 的正相关关 系，资源环境绩效水平与经济发展水平及发展 阶段有关。但是，R E P I P P并非完全由人均 G D P决定，因此，提高 资源环境综合绩效并不能仅依靠加速经济增长来解决，必须通过优化经济结构、增强科技创新水平 和管理水 平、加强环境保护等多种综合配套措施加以实现。参 考文 献 1 广东省统计局 2 O 0 7 年广东国民经济和社会发展统计公报 O L h t t p：w：g d g o v c n g o v

25、 p u b t j s j l j k x 2 0 0 NI2 t 2 0 0 8 0 2 2 9 _ 4 3 3 4 0 h t m(2 0 0 8-0 2-2 9)E 2 o o 9 1 0 1 2 (下转 第 2 6页)2 6 城市环境与城市生态2 4卷 1 期2 0 1 1 年 F e、c o、N i 和 C r 主要 以残余 态形 式存 在，P h主要 以可 还原态和残余态形式存在，Mn和 c d主要以乙酸可提 取态和残余态形式存在，迁移顺序是 Mn P bC d C o C u Z nN i C r F e，其 中 M n、P b、C d、C o和 c u有 4 0 以上可以发生

26、迁移，易被生物利用，危害较大。在 宝鸡城市街尘、土壤及河流沉积物中，c u、P b、Mn、C o和 c d 易迁移，易被生物利用，危害较大。参考文献 1 B a n e r j e e A D K H e a v y Me t a l I e v e l s a n d S o l i d P h a s e S p e c i a t io n i n S t r e e t D u s t s o f D e l h i，I n d i a J E n v i r o n me n t a l P o l l u t i o n，2 0 0 3，l，q 一1 n 2 3 4 5 6 7 8

27、 9 1 0 Ha n Y M Du P X，Ca o J Je t a 1 Mu l t i v a r i a t e An a l y s i s o f He a v y Me t a l C o n t a mi n a t i o n i n Ur b a n D u s t o f Xi，a nCe n t r a l C hin a J 1 S c i e n c e o ft h e T o t a l e n v i r o n me n t，2 0 0 6，3 5 5：1 7 6 1 8 6 向丽，李迎霞，史江红，等北京城区道路灰尘重金属和多环芳 烃污染状况探析 J 环境

28、科学，2 0 1 0，3 1(1)：1 5 9 1 6 7 乔胜英，李望成，何方，等漳州市城市土壤 重金属含量特征 及 控制因素 J 地球化学，2 0 0 5，3 4(6)：6 3 5 6 4 1 S e z g i n N，Oz c a n H K，De mi r G，e t a1 D e t e r mi n a t i o n o f He a v y Me t a l C o n c e n t r a t i o n s i n S t r e e t Du s t s i n I s ta n b u l E一 5 h i g h w a y J En v i r o n me n

29、 t I n t e r n a t i o n a l，2 0 0 3，2 9：9 7 9 9 8 5 武永锋，刘从强，涂成 龙贵阳城市土壤 重金属元素 形态分析 J 矿物学报，2 0 0 8，2 8(2)：I 7 7 1 8 O 黄顺生，吴新民，颜朝阳，等南京城市土壤重金属含量及空 间 分布特征 J 城市环境与城市生态，2 0 0 7，2 0(2)：1 4 De x t e r K S，Wa r d N I Mo b i l i t y o f He a v y Me t a l s wi t h i n F r e s h W a t e r S e d i m e n t s A ff

30、 e c t e d b v M o t o-a y S t o r m Wa t e r J S c i e n c e o f t h e To t a l En v i r o n me n t，2 0 0 4，3 3 4 3 3 5：2 7 1-2 7 7 白晓慧，杨万东，陈华林，等城市内河沉积物对水体污染修复 的影 响研究 J 环境科学学报，2 0 0 2，2 2(5)：5 6 2 5 6 5 A】一Kh a s h ma n O A T h e I n v e s t ig a t i o n o f Me t a l Co n c e n t r a t i o n s i n

31、S t r e e t D u s t S a m p l e s i n A q a h a C i t y，J o r d a n I J E n v i r o n me n t a l Ge o c h e mi s t r y a n d He a l t h，2 0 0 72 9：1 9 7 2 0 7 F e n e i r a B a p t i s t a LMi g ue l E I)G e o e h e mi s t u a n d Ri s k As s e s s me n t o f S t r e e t D u s t i n L u a n d a，An g

32、 o l a：A Tr o p ic Ur b a n En v i r o n 一 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6：1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 n l e n t f J A t mo s p h e r i c E n v i r o n me n t，2 0 0 5，3 9：4 5 0 1-4 5 1 2 李增福，朱继业，王腊春合肥市城市土壤重金属元素含量及 空间分布特征 J 城市环境与城市生态，2 0 0 9，2 2(3)：2 4 2 7 古德宁，李立平，邢维芹，等郑 州市城市土壤重金属分 布和 土壤质量评价 J 土壤通报，2 0 0 9，4 0(4)：9

33、2 1-9 2 5 石志芳，姜霞，杨苏文，等巢湖 表层沉积物 中重金属 污染 的 时空变化特征及潜在生态风险评价 J 农业环境科学学 报，2 0 1 0，2 9(5)：9 4 8 9 5 4 F a r k a s A，E na t i e o C，Vi g a n o L As s e s s me n t o f t h e E n v i r o n me n t a l S i g n i fi c a n c e o f He a v y Me t a l P o l l u t i o n i n S u r f i e i a l S e d i me n t s o f t h

34、 e R i v e r P o C h e mo s p h e r e，2 0 0 7，6 8：7 6 1 7 6 8 To k a 1 o l u g，Ka n a l g Mu l t i v a ria t e An a l y s i s o f t h e D a t a a n d S p e e i a t i o n o f He a v y Me t a l s i n S tr e e t Du s t S a mp l e s f r o m t h e Or g a n i z e d I n d u s t r i a l D i s t r i c t i n

35、K a y s e r i(T u r k e y)J A t m o s p h e ri c E n v i r o n me n l，2 0 06，4 0：2 7 9 7 2 8 0 5 Y I u，FZ h uJ C h e ne t a 1 Ch e mi c a l F r a c t i o n a t i o n o f He a v y Me t a l s i n U r b a n S o i l s o f G u a n g z h o u，C h i n a【J 1 E n v i r o n me n t a l Mo n i t o r i n g a n d

36、As s e s s me n t，2 0 0 7，1 3 4：4 2 9 4 3 9 朱明义，刘军宝，周涛发，等宁波城市土壤重 金属的化学形 态分析及生态效应 J 土壤通报，2 0 0 9，4 0(6)：1 4 2 6 1 4 3 1 Ku n wa r P SDi n e s h M，Vi n o d Ke t a 1 S t u d i e s o n Di s t ri b u t i o n a n d F r a c t i o n a t i o n o f He a v y Me t a l s i n Go mt i Ri v e r S e d i me n t sA T

37、rib u t a r yo f t h e G a n g e s，I n d i a J J o u r n al o f H y d rol o g y，2 0 0 5，31 2：1 4 2 7 张凤英，阎百兴，朱立禄松花江沉积物重金属形 态赋存特征研 究 J 农业环境科学学报，2 0 1 0，2 9(1)：1 6 3-1 6 7 Ra u r e t G，L6 p e z S d n c h e z J F，S a b u q u i l l o A，e t a 1 I mp r o v e me n t o f t h e BCR T h r e e S t e p S e q u

38、e n t i a l Ex t r a c t i o n P r o c e d u r e P ri o r t o t h e C e r t i fi c a t i o n o f N e w S e d i m e n t a n d S o i l R e f e r e n c e M a t e ri a l s I J 1 J o u rna l o f E n v i r o n m e n t al Mo n i t o ri n g，1 9 9 9，(1)：5 7-6 1 国家环境保 护局，中国环境 监测 总站 中国土壤 元 素背景值 M 北京：中国环 境科 学 出

39、版社，1 9 9 0：8 7 9 0，3 3 0 4 9 6 作者简介：王利军(1 9 7 8 一)，男，陕西宝鸡人，讲师，博士研究生，从事环 境评价与治理、环境污染修复研究，发表论文 1 0篇。(上接 第 1 7页)2 中国科学院可持续发展战略研究组2 0 0 6中国可持续发 展战略 报告一 建设资源节约型和环境友好型社会 M 北京：科学 出版 社 2 0 0 6：1 1 0 1 1 2 3 中国科学院可持续发展战略研究组2 0 0 9中国可持续发展战略 报告一 探索中国特 色的低碳之 路 M 北京：科学 出版 社，2 0 0 9：3 81-3 8 2 4 刘晓洁，沈镭资源节约型社会综合评价

40、指标 体系研究 J 自 然资源学报，2 0 0 6，2 1(3)：3 8 2 3 9 0 5 李桂香，赵明华，牟文龙，等资源节约型社 会评价指标体系构建 初探 J 济南大学学报(自然科学版)，2 0 0 6，2 0(4)：3 5 0 3 5 3 6 朱有 志，周海 燕节 约型社 会评 价指 标 体 系构建及 应 用研 究 J 长江流域资源与环境，2 0 0 8，1 7(1)：6-9 7 王丽，左其亭，高军省资源节约型社 会的内涵及评价指标 体系 研究 J 地理科学进展，2 0 0 7，2 6(4)：8 6 9 2 8 陈劭峰2 0 0 0 2 0 0 5年 中国的资 源环境 综合绩效评估研究

41、J 科学管理研究，2 0 0 7，2 5(6)：5 1 5 3 官紫玲中国省际资源节约指数 的空间差异研究 J 自然资源 学报，2 0 0 7，2 2(5)：7 1 8-7 2 3 李祚泳投影寻踪的理论及应用 进展 J 大 自然探索，1 9 9 8，1 7(6 3)：4 7 5 O 付强，赵小勇投影寻踪模型原理及其应用 M 北京：科学出 版社，2 0 0 6：6 9 周 明，孙树栋 遗传算 法原理及应用 M 北京：国防工业出版 社，1 9 9 9：1 0 5 1 2 1 林高松，李适宇，江峰考虑污染源强 随机变化的感潮河流环境 容量优化 J 水科学进展，2 0 0 6，7(3)：3 1 7-3 2 2 曾庆泳，陈忠 暖基于 GI S空 间分析 法的广东省经济发展 区域 差异 J 经济地理，2 0 0 7，2 7(4)：5 5 8 5 6 1 作者简介：李娟(1 9 7 3 一)，女，甘 肃平凉人，高级工程师，主要从事环境 管理方向的研究，发表论 文 5篇。川 l寸