上海低碳城市建設(shè)的統(tǒng)計分析：基于2000到2009年數(shù)據(jù)摘要：本文根據(jù)上海提出的低碳城市建設(shè)的概念，并利用2000年到2009年上海地區(qū)低碳經(jīng)濟發(fā)展狀況的相關(guān)數(shù)據(jù)，就上海這10年來的低碳經(jīng)濟數(shù)據(jù)進行分析。首先建立了評價的指標體系，其次，分別采用主成分分析法、因子分析法對上海市近十年來低碳城市建設(shè)進行了全面的評價和比較，并在此基礎(chǔ)上提出了促進上海低碳經(jīng)濟進一步發(fā)展的相關(guān)措施。關(guān)鍵詞：低碳城市主成分分析因子分析、引言上海市位于長江三角洲，是中國的主要經(jīng)濟中心之一。它的總面積為6340平方公里，分為19個區(qū)縣。2008年，這個人口密集的城市居住著1890萬人口。經(jīng)過了一個世紀的工業(yè)化進程，上海目前已經(jīng)成為世界上經(jīng)濟增長最快的城市之一。根據(jù)中國《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要》提出，“十一五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）能耗降低20%左右、主要污染物（SO2和COD）排放總量減少10%。因此，節(jié)能減排是貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建社會主義和諧社會的重大舉措，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇，也是推進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變增長方式，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的必由之路。在此背景下，上海迫切需要從一個傳統(tǒng)的發(fā)展模式向可持續(xù)發(fā)展的模式重新定位。上海市政府也承諾將上海發(fā)展成為一個“資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的城市”，即低碳城市。低碳城市是指城市經(jīng)濟以低碳產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，市民以低碳生活為理念和行為特征，政府以低碳社會為建設(shè)的城市發(fā)展模式。其目標是通過自身低碳經(jīng)濟發(fā)展和低碳社會建設(shè)，保持能源的低消耗和二氧化碳的低排放，為節(jié)能減排和控制全球溫室氣體排放作出貢獻。而為了推動上海發(fā)展低碳城市，上海世博會的舉辦無疑對上海發(fā)展低碳經(jīng)濟起了關(guān)鍵作用。自2000年啟動籌備世博會以來，上海市政府積極推進城市基礎(chǔ)設(shè)施的完善，不斷強化污染控制，并注重可再生能源和節(jié)能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。上海在綠色交通等領(lǐng)域所取得的成績包括提出了公交優(yōu)先戰(zhàn)略，力圖建設(shè)一個世界級的軌道交通網(wǎng)絡(luò)，并積極開發(fā)、使用超級電容車、純電動車、氫燃料電池車、混合動力車等清潔能源車輛技術(shù)。同時，上海正在建造亞洲第一個海上風力發(fā)電場，該發(fā)電場將于2010年世博會召開前投入運行。上海在太陽能光伏發(fā)電方面也走在中國城市的前列，世博園區(qū)建設(shè)了全國最大的單體建筑太陽能屋面。雖然上海對煤電的依賴程度較高，但是上海在探索有效地辦法應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。以上的相關(guān)的政策表明，研究2000年至2009年的上海低碳城市的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。上海目前正處于工業(yè)化的中后期，如何化解經(jīng)濟快速發(fā)展對資源、能源消耗的高度依賴，如何跨越資源、能源的“瓶頸”約束，成為這一時期上海面臨的主要難題。從內(nèi)涵看，低碳經(jīng)濟模式適合上海發(fā)展具體情況，兼顧了“低碳”和“經(jīng)濟”：上海既需要擺脫對化石燃料的過分依賴，減輕高油價的壓力，實現(xiàn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，又需要保持適度、快速的經(jīng)濟增長，解決發(fā)展中的諸多問題。城市是人類經(jīng)濟活動的中心，是社會發(fā)展的心臟。上海快速的城市化進程付出了沉重的資源環(huán)境代價。上海的城市化進程快、規(guī)模大，為人們實踐新的城市發(fā)展模式提供了機會和可能。因此，低碳之路無疑為上海城市的可持續(xù)發(fā)展提供了一條新的途徑。因此，本文在參閱相關(guān)參考文獻的基礎(chǔ)上，對上海2000年至2009年低碳經(jīng)濟的發(fā)展進行評估，首先建立評價體系，其次分別采用主成分分析法、因子分析對10年間的上海低碳城市的發(fā)展水平作定性的評價和排位，并在此基礎(chǔ)上提出了促進上海建設(shè)低碳城市的相關(guān)政策。為了進一步發(fā)展低碳城市的建設(shè)，上海應(yīng)該在未來重點發(fā)展交通、建筑、工業(yè)的低碳技術(shù)。這是推動低碳城市建設(shè)的一個重要部分。另一方面，上海市仍需要做好低碳理念的宣傳，通過這次世博會上海很好地宣傳了低碳理念，但是為了將低碳理念長久地植根于市民心中，仍然是一項長遠而艱巨的工作。二、上海低碳城市建設(shè)的實例分析低碳城市是指低碳經(jīng)濟為發(fā)展模式及方向、市民以低碳生活為理念和行為特征、政府公務(wù)管理層以低碳社會為建設(shè)標本和藍圖的城市。從此定義上可以看出，評價低碳城市的建設(shè)應(yīng)即包括城市本身的工業(yè)、交通、建筑，也要包括上海市民的低碳理念、政府重視度這幾個方面的統(tǒng)計指標。指標的選取上，考慮到了指標的全面性、代表性、可得性、簡捷性和整合性等特性。本文根據(jù)低碳可持續(xù)發(fā)展評價系統(tǒng)篩選了其中囊括以上幾個方面的的21個指。即公眾對環(huán)境保護的滿意率、居民的低碳理念、人均公共綠地面積、綠化覆蓋率、單位生產(chǎn)總值二氧化硫排放量、單位生產(chǎn)總值化學(xué)需氧量排放量、R&D占GDP比重、單位生產(chǎn)總值綜合能耗、單位工業(yè)增加能耗、機動車保有量變化趨勢、工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)重復(fù)用水量、污水處理率、歷年環(huán)境保護投入情況、歷年環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良率、人口自然增長率、人均生產(chǎn)總值、對外開放度、人均可支配收入、第三產(chǎn)業(yè)比重、外貿(mào)進出口總額。本文以上海市2000-2009各個年份作為樣本，選取上述21個指標，分別通過主成分分析和因子分析來定量分析近十年來上海低碳城市發(fā)展的狀況。下面所有結(jié)果都是根據(jù)SPSS13.0和Excel2003計算完成。（一）主成分分析因為本文的21個指標度量單位不同且取值范圍彼此差異非常巨大，不宜直接用協(xié)防差矩陣來求主成分。同時考慮到對數(shù)據(jù)進行標準化處理會抹殺原始數(shù)據(jù)一部分重要信息，因此綜合考慮用相關(guān)矩陣求主成分。因此通過SPSS軟件得到21個指標的特征根（見表1）根據(jù)表1判斷21個指標之間是否存在明顯的多重共線性，若存在則通過對原始指標進行調(diào)整以消除多重共線性根據(jù)表9可以發(fā)現(xiàn)從指標10開始所有的指標特征根非常接近0，因此可以認為這21個指標存在多重共線性。經(jīng)過對指標的刪減最后將9個指標作為分析變量，消除原有的多重共線性。這9個指標分別為：居民的低碳理念、人均公共綠地面積、綠化覆蓋率、單位生產(chǎn)總值二氧化硫排放量、單位生產(chǎn)總值化學(xué)需氧量排放量、R&D占GDP比重、單位生產(chǎn)總值綜合能耗、單位工業(yè)增加能耗、機動車保有量變化趨勢。通過SPSS軟件再求得以上9個指標的特征根，如表2：由于表2中各個指標不存在非常接近0的特征根，因此可以認為消除了多重共線性。本文假設(shè)將特征根大于1指標作為主成分，由表2可得主成分宜取兩個分別記為七、七。根據(jù)SPSS結(jié)果可知兩個主成分七、七的方差和占全部方差的比例為96.66%，因為其中85.31%是由*貢獻，因此選取*為第一主成分，七為第二主成分，主成分基本上保留了原來指標信息，這樣原來的9個指標就轉(zhuǎn)化為2個新指標。通過SPSS軟件得到因子載荷矩陣如表3。表1相關(guān)矩陣的特征根成分特征根成分特征根118.884124.095x10-1621.745131.556x10-1630.631141.172x10-1640.304155.374x10-1850.24916-6.554x10-1760.12917-8.676x10-1770.03518-2.197x10-1680.01719-2.645x10-1690.00620-4.677x10-16108.542x10-1621-6.832x10-16115.296x10-16表2篩選的9個指標的特征根成分123456789特征根7.6781.0220.2070.0420.0320.0130.0060.0040.002再對因子載荷矩陣的第，列的每個元素分別除以第i個特征根的平方根就得到主成分分析的第i個主成分的系數(shù)，結(jié)果見表4。則*，七的線性組合為：1123456-0.1712x；+0.3525%*-0.3514%9（1）j2=0.3663%*-0.1218%2—0.1951%;+0.0337%*+0.0743%;+1123456-0.1712x；+0.3525%*-0.3514%9（1）j2=0.3663%*-0.1218%2—0.1951%;+0.0337%*+0.0743%;+0.2149%;+0.8485%*+0.1644%*-0.1218%*（2）78919i表3因子載荷矩陣%1%2%3%4%5%6%7%8%9成分10.8920.9810.941-0.997-0.9840.965-0.4760.980-0.977成分20.370-0.123-0.1970.0340.0750.2170.8570.166-0.123注：其中%、%、%、%、%、%、%、%、%分別代表居民的低碳理念、人123456789均公共綠地面積、綠化覆蓋率、單位生產(chǎn)總值二氧化硫排放量、單位生產(chǎn)總值化學(xué)需氧量排放量、R&D占GDP比重、單位生產(chǎn)總值綜合能耗、單位工業(yè)增加能耗、機動車保有量表4主成分系數(shù)%1%2%3%4%5%6%7%8%9成分10.32090.35290.3385-0.3587-0.35400.3471-0.17120.3525-0.3514成分20.3663-0.1218-0.19510.03370.07430.21490.84850.1644-0.1218注：其中%、%、%、%、%、%、%、%、%代表意義同上表3123456789

根據(jù)表達式（1）、（2）可知，需要對原始數(shù)據(jù)%（i=1,2,...,9）進行數(shù)據(jù)標準化處理。本文采用的數(shù)據(jù)標準化公式為：x=七一七,i=1,2,...,10j=1,2,...,9

ijsj1如1如S2=工j10-1=1,j=1,2,...,9z

ij110z

iji=1其中i的值分別代表2000~2009年，j分別代表9個指標序號。運用Excel軟件求得數(shù)據(jù)標準化后的％*?％9個指標值，如表5所示。因此，將％*?X*值代入上述y、y的表達式即式（1）和式（2）可得2000~20091912年的主成分得分，如下表6所示：表5標準化的9個指標X1X2X3X4X5X6X7X8X9-2.2866-4.8225-5.03874.20013.8417-4.02022.68743.6328-4.3849-2.2866-3.6903-4.11323.59433.3406-2.81413.8214.4411-3.475-2.2866-1.5201-1.33682.26163.3406-1.60812.57172.1657-2.0365-0.91466-0.293540.97689-0.040390.16703-1.60811.28780.67865-0.48371-0.914660.744351.4396-0.64617-1.1692-0.40202-0.23905-1.34730.9765-0.914661.68791.4396-0.76732-1.33620.80403-1.0025-1.87631.16180.457332.15971.9024-1.7366-1.83732.0101-1.3379-2.05591.663表62000~2009年的主成分得分年份y1y22000-7.14694.01382001-5.82744.78232002-4.222.62192003-1.38140.686462004-0.66298-1.118620050.035064-1.73620061.4799-1.654820073.6441-2.502520084.9944-2.893820099.0853-2.1987從表4中可以看出第一主成分的線性組合中正系數(shù)的大小基本相當，所以可以看作綜合變量，可以認為第一主成分體現(xiàn)的是一個較為綜合的低碳經(jīng)濟指標。第一主成分的得分越高則說明低碳經(jīng)濟的綜合效益越顯著。第二主成分中，正系數(shù)指標中低碳理念和單位生產(chǎn)總值綜合能耗是兩個系數(shù)比較大的，因此可以認為第二主成分是低碳經(jīng)濟的“成果”指標。第二主成分的得分越小，則說明低碳經(jīng)濟的實施效果越好。兩個主成分包含的原始數(shù)據(jù)的信息總量達到了96.66%。這說明這2個主成分代表原來的9個指標評價社會的低碳經(jīng)濟效益已經(jīng)有足夠的把握。本模型利用主成分y，y的線性組合，以主成分y的方差貢獻率a作為權(quán)TOC\o"1-5"\h\z12kk數(shù)構(gòu)造一個綜合評價函數(shù)F=ay+ay，為了方便度量，將第二主成分的數(shù)據(jù)1122取為相反數(shù)，既等價于把綜合評價模型轉(zhuǎn)化為F=氣yi-a2y2因此可以得到綜合評價函數(shù)為：F=0.85y-0.11y12將表6中2000~2009年的主成分y1，y2得分代入上述表達式，得到的是這

十年間的低碳城市發(fā)展的綜合得分的排名，如下表7所示:為使結(jié)果更加清晰，運用Excel畫圖，如下圖1所示：表72000~2009年上海低碳城市發(fā)展的綜合得分排名12345綜合得分7.96444.56363.37231.43990.2208年份20092008200720062005排名678910綜合得分-0.4405-1.2497-3.8754-5.4793-6.5164年份20042003200220012000圖1歷年上海低碳經(jīng)濟綜合得分10分得合綜歷年低碳經(jīng)濟綜合得分505-（二）因子分析10分得合綜歷年低碳經(jīng)濟綜合得分505-將原始指標數(shù)據(jù)進行標準化。由于原始數(shù)據(jù)有不同的含義，且量綱不同，這樣經(jīng)過標準化以后使數(shù)據(jù)集中每個變量的變化范圍大體相同，這樣再進行分析具有很強的客觀性。標準化以后的數(shù)據(jù)用x,x,x表示（如表5）,然后對標準化129后的數(shù)據(jù)進行因子分析。運用SPSS得到特征根及累計貢獻率表，按照特征根大于1的原則，選入了兩個公共因子，其累計方差貢獻率為94.063%，由于得到的未旋轉(zhuǎn)因子的實際意義不好解釋，因此，對公共因子進行方差最大化正交旋轉(zhuǎn)，輸出結(jié)果如表8所示。表8特征根及累計貢獻率成份初始特征值旋轉(zhuǎn)平方和載入合計、?、.兒方差的％累計％合計方差的％累計％119.79986.08286.08213.96260.70460.70421.8367.98194.0637.67333.35994.06330.6352.76396.82640.2981.29798.12350.2451.06599.18860.1320.57699.76470.0360.15599.91980.0130.05799.97690.0060.024100.000由表9可得，原變量氣可由因子表示為：氣=0.948xF1+0.237xF2原變量x2可由各因子表示為：X2=0.694xF1+0.685xF2其他由此類推可得。

表9旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣成份12居民的低碳理念0.9480.237人均公共面積0.6940.685綠化覆蓋率0.5930.717單位生產(chǎn)總值二氧化碳排放量-0.762-0.627歷年環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良率0.6030.570人口自然增長率0.6020.539人均生產(chǎn)總值/元0.8870.459對外開放度0.4770.867機動車保有量變化趨勢0.8620.459工業(yè)廢水排放總量/億噸-0.775-0.619工業(yè)重復(fù)用水量/億噸0.8330.487污水處理率0.8520.494R&D經(jīng)費占GDP比重0.9080.407單位生產(chǎn)總值綜合能耗-0.856-0.493單位工業(yè)增加能耗0.113-0.954人均可支配收入/元0.9050.421GDP/億元0.8810.467歷年環(huán)境保護投入情況/億元0.8890.449外貿(mào)出口額/億元0.7750.593第三產(chǎn)業(yè)比重0.966-0.180

公眾對環(huán)境保護的滿意率0.7570.643單位生產(chǎn)總值化學(xué)需氧量排放量-0.722-0.671外貿(mào)進口額/億美元0.7480.652表10因子得分得分總得分122000-0.76231-1.31483-0.9582586162001-0.72574-1.30281-0.9303951582002-0.66981-0.95193-0.7698625292003-0.58059-0.89786-0.6931083112004-0.501780.12286-0.2802543652005-0.369220.737650.0233262332006-0.151350.813140.19070183720070.459190.842190.59501914620080.931700.858450.90572223220092.369921.093151.917119532根據(jù)SPSS得到的F1、F2的得分計算因子綜合得分，以各因子的方差貢獻率占兩個因子總方差貢獻率的比重為權(quán)重進行加權(quán)匯總，得出從2000年至2009年的綜合得分F，即F=(60.704xF1+33.359xF2)/96.063計算出的結(jié)果如表10所示。為使結(jié)果更加清晰，運用Excel畫圖，如下圖2所示:圖2歷年上海低碳經(jīng)濟綜合得分歷年上海低碳經(jīng)濟綜合得分由旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣可以看出，公共因子F1中居民的低碳理念、人均生產(chǎn)總值、機動車保有量變化趨勢、工業(yè)重復(fù)用水量、污水處理率、R&D經(jīng)費占GDP比重、人均可支配收入、GDP、歷年環(huán)境保護投入情況、第三產(chǎn)業(yè)比重上的載荷值都很大，基本包括了低碳城市中交通、建筑、工業(yè)方面主要的指標，可以認為是一個“準低碳城市指標”。公共因位2中綠化覆蓋率、對外開放度、公眾對環(huán)境保護的滿意率、外貿(mào)進口額這些指標占的比重交大，重點體現(xiàn)了上海低碳建設(shè)中的成果，得分越高說明成果越顯著。有了對各個公共因子的合理地解釋，結(jié)合各個年份在兩個公共因子上的得分和綜合得分，就可對年份的綜合發(fā)展水平進行評價了。由得分的逐年增加可以看出，上海的低碳城市建設(shè)是逐年變好的。同時根據(jù)圖2發(fā)現(xiàn)增長的速率也是逐年增大。三、模型分析和結(jié)果討論本文通過比較、篩選，最后選取21個指標對上海的低碳城市建設(shè)進行評價，獲得了較準確滿意的結(jié)果。采取了2種評價分析模型，每種分析各有特色。就單一評價分析來說，評價結(jié)果雖然有些差異，但綜合來看呈現(xiàn)出一致性，較好的說明了近十年來上海低碳城市建設(shè)狀況。綜合起來看，上海的低碳建設(shè)成效是逐年提升的，同時根據(jù)因子分析最后得到的綜合得分圖可以發(fā)現(xiàn)逐年的低碳城市建設(shè)速度呈遞增趨勢。根據(jù)實際情況，這十年來上海在低碳城市建設(shè)方面能夠取得如此成績主要與其低碳城市建設(shè)的戰(zhàn)略目標有分不開的關(guān)系。自從2003年英國能源白皮書中最早提出低碳經(jīng)濟概念以來，短短幾年時間，“碳循環(huán)”、“碳足跡”、“低碳技術(shù)”、“碳匯收入”、“低碳生活方式”、“低碳城市”等一系列與低碳經(jīng)濟密切關(guān)聯(lián)的新概念應(yīng)運而生，低碳經(jīng)濟理念以及低碳經(jīng)濟發(fā)展模式迅速受到全球的廣泛關(guān)注和各國政府的高度重視。2007年，我國政府成立了由溫家寶總理任組長的“國家應(yīng)對氣候變化領(lǐng)導(dǎo)小組”。同年，我國政府發(fā)布了《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》。從全球來看，發(fā)展低碳經(jīng)濟實質(zhì)是進行一場涉及生產(chǎn)模式、價值觀念和國家權(quán)益的革命；從我國情況看，發(fā)展低碳經(jīng)濟、建設(shè)低碳城市是我國學(xué)習實踐科學(xué)發(fā)展觀、應(yīng)對氣候變化、全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。而上海作為全國的經(jīng)濟中心，自然需要在低碳經(jīng)濟建設(shè)方面要起到領(lǐng)頭羊的作用。目前業(yè)界公認的低碳城市標準是，將建筑、交通、工業(yè)這三大碳排放源的低碳規(guī)劃納入城市的整體運行規(guī)劃中，并能使整個城市的碳排放量有明顯下降。而本文選擇的22個指標均是由建筑、交通、工業(yè)這三個大方向著手，同時因為低碳經(jīng)濟的實行不僅需要低碳技術(shù)的支持，還離不開上海市民在日常生活中的低碳生活，因此本文加入了低碳理念普及率的指標。從主成分分析和因子分析均可以發(fā)現(xiàn)上海市的低碳經(jīng)濟建設(shè)近幾年來是卓有成就的，每年的低碳經(jīng)濟綜合指標都是逐年提高。從表中可以發(fā)現(xiàn)近幾年來上海的低碳經(jīng)濟指標的提高較為顯著，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，低碳經(jīng)濟指標的提高很大程度上是依托了上海世博。自2002年底申博成功，同時也正是到英國能源白皮書在全球范圍內(nèi)首次提出低碳經(jīng)濟概念，可謂天時地利人和，中國正需要讓上海借助世博來宣傳低碳理念并實踐低碳技術(shù)。為進一步在全國范圍內(nèi)實行低碳經(jīng)濟城市的建設(shè)打下基礎(chǔ)。因此上海重點從建筑、交通、工業(yè)三大方面植入了大量的低碳技術(shù)。在建筑上，在世博園區(qū)幾乎所有設(shè)施和展館運用了低碳技術(shù)。大量建筑屋面安裝了太陽能板和雨水回收系統(tǒng)，能實現(xiàn)清潔發(fā)電和節(jié)約自來水；一些外國國家館的外墻甚至用大豆纖維、藤條和竹子這些綠色材料建成。上海市希望通過世博會宣傳注重低碳和環(huán)保的理念，將這種環(huán)保理念與世博會進行了完美的融合。為“低碳時代”的到來起到了先峰和帶頭的作用。在交通上，上海主要采取的措施有：優(yōu)先發(fā)展環(huán)境友好型的公共交通；大規(guī)模建設(shè)軌道交通網(wǎng)絡(luò)；加強公共汽車服務(wù)；推廣清潔能源汽車；控制機動車的增長；提高機動車排放標準并不斷加強管理；加快淘汰舊車輛。在工業(yè)上，上海也采取了相關(guān)措施達到“節(jié)能減排”的目的。具體的有：改善能源結(jié)構(gòu)；減少電力對煤依賴的影響；提高能源效率；大