南流江流域生态经济协调性评价研究.doc

2023届本科毕业论文（设计）题目南流江流域生态经济协调性评价研究系（院）名称资源与环境科学学院专业名称地理科学学号学生姓名韦业瑞指导教师姓名（职称）胡宝清（专家）教务处制五月目录摘要11引言11.1研究背景与意义11.2我国研究成果22南流江概况22.1自然环境概况32.2社会经济概况43研究方法和资料来源43.1研究方法43.1.1主成分分析的特点43.1.2主成分分析法原理53.1.3主成分分析的计算环节64生态协调性评价的指标选取84.1指标选取84.2数据来源85南流江流域生态、经济系统协调性综合评价115.1南流江流域生态经济综合发展指数评价115.2协调性指数分析155.3实证结果分析156结束语16参考文献17致谢17作者简介17声明18南流江流域生态经济协调性评价研究地理科学韦业瑞摘要针对流域的生态与经济系统的协调性问题，本文运用了主成分分析的方法。一方面拟定了12个生态及经济的指标，搜集南流江上、中、下游的相关数据，并对其进行分析。最后通过计算主成分的综合发展指数来对其进行定量的评价。结果表白：南流江流域下游（北海）地段的生态经济系统协调性要优于上游、中游地区。南流江流域整体生态与经济效益整体呈平稳上升趋势，但生态环境的保护仍不可懈怠。关键词南流江流域；生态经济；主成分分析；协调性；发展指数ResearchofNanliuriverbasinsevaluationinecologicalandeconomiccoordinationGeographicScienceWEIYe-ruiabstract：Asforthecoordinationproblemsofecologicalandeconomicsystemsforriverbasin.ThisarticlehadusedthemethodofPrincipalComponentAnalysis.First,identified12ecologicalandeconomicsindicators.Then,colletthedateofNanliuupstream,Nanliumidstream,andNanliudownstream.Third,analyzethem.Finally,quantitativetheevaluationbycalculatingcomprehensivedevelopmentindex.TheresultsshowthatNanliubasindownstreamisbetterthentheareaofNanliumidstreamanddownstreamNanliuonevaluationofecologicalandeconomicscoordination.ThusthebenefitsofecologicalandeconomichadshowedUpwardtrend,protectingtheenvironmentisstillnotslack.keywords：Nanliuriverbasin;ecologicalandeconomic;coordination;developmentindex1引言1.1研究背景与意义生态系统就是在一定空间中栖息着的所有生物（即生物群落）与其环境之间的由于不断进行地物质循环和能量流动过程而形成的统一整体 赵桂慎，于法稳，尚杰.生态经济学M，北京：化学工业出版社，2023.9 1-33。在生态环境问题上，经济起着非常大的作用。许多环境问题从主线上看，似乎就是经济问题，这些问题很容易用经济语言来表述，如稀有风险和效益的分派、资源的分派、竞争利益等；此外许多环境破坏也源于经济因素，现在大家都知道环境的改善需要消耗更多的资源并需要付出更大的牺牲129-33。经济发展是生态环境保护的基础，生态环境保护是经济发展的前提，生态与经济两者相辅相成，不可分割。因此生态与经济的协调性，地区可连续发展成为人类共同面临的重大问题。南流江位于广西东南部，是广西最大的入海河流。随着北部湾经济大开发政策的推动及东部产业转移等相关政策相继出台，广西北部湾经济区将迎来发展的大好机遇，同时也面临重大挑战。城乡化，工业化的快速推动必将会加剧生态环境的恶化。因此如何在保障经济增长的同时，协调好人与生态环境的关系将成为未来南流江流域发展过程中需要慎重考虑的问题。1.2我国研究成果在生态经济系统的研究这一方面，陈利顶等在流域生态经济管理及其指标体系的探讨中讨论了指标体系的建立问题，科学的概括了生态经济的指标，畲济云、沈金明等在南渡江流域生态经济系统可连续发展评价中则引入生态足迹的概念，通过运用了生态足迹分析法计算得到了南渡江生态足迹供应与账户盈余来对其可连续进行评价。本文将采用主成分分析的方法，对南流江几个重要的生态、经济指标进行定量分析，在数据分析的基础上，对南流江流域的生态经济协调性进行评价。以期促进南流江流域的生态经济协调发展，推动流域的可连续发展。2南流江概况南流江流域是具有山、江、湖、水库、海等多种自然地理元素的典型流域。从行政区划范围看，南流江流域涉及兴业县、北流市、玉林市辖区、陆川县、博白县、浦北县、灵山县、钦州市辖区、合浦县部分地区，地处广西东南部，是北部湾经济区的重要组成部分，地理坐标为212101230445N，10547321074127，全长287公里，干流坡降0.37，流域面积9705.79平方公里，数年平均年径流量77.4亿立方米 王小刚，郭纯青，田西昭，等广西南流江流域水环境现状及综合管理J安徽农业科学，2023，39（5）：2894-2895。南流江发源于广西北流市大容山最高峰莲花顶北面的草甸溪涧间，流经玉林盆地、博白盆地和南流江三角洲，最后汇入北部湾。见图3-2。图3-2南流江流域区位示意图 据：来源于南流江流域土地运用变化图谱及驱动力研究2.1自然环境概况南流江流域属典型的南亚热带季风气候，数年平均气温在21.522.4以内。年平均日照为16301800小时。年平均降水量14001760mm。汛期（4-9月）时易受到海洋气旋影响，高温多雨，成为广西的暴雨区中心。其地理环境复杂多样，流域地形自东北向西南倾斜，上、中、下游分别分布着玉林盆地、博白盆地和南流江三角洲平原。流域两侧分布着六万大山、云开大山及其所形成的众多山地、丘陵。南流江干流河床相对平坦，重要呈平原河流特性，源头及支流为山区、丘陵区河流特性。流域土壤分为山地土壤和耕地土壤两大类别，有水稻土、砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、潮土六种土壤类型。流域内已探明的矿产有金、钨、铅、锌、汞、银、铜、铁、锰、钛等；稀土金属矿产资源有独居石、钴英石、水晶、高岭土、钾长石、石英石、方解石、煤、石灰石等 广西壮族自治区通志馆广西市县概况M南宁：广西人民出版社，1985。南流江流域具有丰富的自然资源。粮食作物以水稻为主，玉米、红薯、大豆、次之；经济作物重要有甘蔗、花生、蚕桑、芝麻、烤烟、黄红麻及亚热带水果：龙眼、荔枝、香蕉、菠萝、柑橙等，是广西糖、油、麻、蚕茧的重要生产基地之一。生物资源丰富多样，陆地野生动物资源有龟、黄猄、蛤蚧、穿山甲、鹧鸪、毛鸡、箭猪等；水上有鲩、鲤、三角鲤、翘唇鱼等；珍稀鱼类有儒艮、文昌鱼等；珍贵贝类，有闻名海内外的“南珠”。2.2社会经济概况南流江流域属广西北部湾经济区，流域范围涉及9个县（市）、市区，2023年人口总计1086.15万人，国内生产总值为1254.40亿元，占广西全区国内生产总值的13.12%，是广西经济社会建设发展相对较快的区域之一。流域范围总面积9337.26km2，人口约419.85万人，耕地面积3473.32km2 候刘起.南流江流域土壤侵蚀流域特性（J).广西师范学院，2023，。处在上游的玉林区2023年实现地区生产总值246.35亿元，人均GDP为21312元，三次产业结构为9.8742.7847.35。工业化进程在整个流域处在领先水平，因此经济发展水平较中游博白和下游地合浦（现为北海管辖）更发达；中游博白区，2023年总人口达成174.78万，城区人口22万。自建国以来，第三次产业发展迅猛，2023年实现地区生产总值141.27亿元，人均GDP为10358元，三次产业结构为34.9839.8525.17；下游北海区是全国著名的旅游胜地，2023年实现地区生产总值达401.41亿元，人均GDP为25657元，三次产业结构为21.741.836.5。全市总人口161.75万人，其中城区人口60万左右。3.研究方法和资料来源本文将采用主成分分析的方法对数据进行分析解决。3.1研究方法3.1.1主成分分析的特点（1） 消除数据之间的互相影响，通过主成分分析得到的综合指标（主成分）之间互不相关，因子参与数字建模能有效的解决变量信息重叠和多重共线性等带给应用带来的诸多问题。（2） 主成分个数远少于原变量个数，大大减少了工作量。（3）主成分分析把多个数据指标集合成为少数几个互不相关的评价指标，避免了原始指标在综合评价的权重拟定过程主观因素的影响，可得到全面客观的评价结果。3.1.2主成分分析法原理主成分分析是把本来多个变量划为少数几个综合指标的一种记录方法，从数学的角度上看，这是一种降维解决。假定有n个地理样本，每个样本共有p个变量，这就构成了一个n*p阶的地理数据矩阵.X11 X12 . X1PX21 X22 . X2P.Xn1 Xn2 . Xnp(1)X=当p较大时，变量太多，就需要降维解决，即用较少的几个综合指标代替本来较多的变量指标并且使这些较少的综合指标既能尽量多的反映本来较多指标所反映的信息，同时他们之间又是彼此独立的。假如记本来的变量指标为X1，X2，.Xp,他们的综合指标新变量指标为Z1，Z2.Zm(mp),则Z1=l11x1+l12x2+.+l1pxpZ2=l21x1+l22x2+.+l2pxp(2).Zm=lm1x1+lm2x2+.+lmpxp在（2）式中，系数lij由下列原则来决定：Zi与Zj(ij;i,j=1,2.m)互相无关。Z1是x1,x2.，xp的一切线性组合中方差最大者；Z2是与Z1不相关的，x1，x2，.，xp的所有线性组合中方差最大者；.；zm是与z1，z2，.,zm-1都不相关的，x1,x2,.,xp的所有线性组合中方差最大者。新变量指标z1,z2,.,zm分别称为原变量指标x1,x2,.,xp的第一，第二，.，第m主成分。其中z1在总方差中所占比例最大，z2,z3.,zm的方差依次递减。一般淘选前几个最大的出成分，这样既减少了变量数目，又抓住了重要矛盾，简化了变量关系 徐建华.计量地理学（M）.北京：高等教育出版社，2023.1 （95-98）。3.1.3主成分分析的计算环节根据上述原理，归纳计算环节如下：计算相关关系数矩阵：r11 r12 . r1pr21 r22 . r2p（3） .R= . .rp1 rp2 . rpp式中：rij（i,j=1,2,.,p）为原变量的xi与xj之间的相关系数，其计算公式为Rij=（4）由于R是实对称矩阵（即=）,所以只需要计算上三角元素或下三角元素即可。计算特性值与特性向量：一方面解特性方程|=0，通常用雅克比法求出特性值，并使其按大小顺序排列，即然后分别求出相应与特性值的特性向量。这里规定，即，其中表达向量的第个分量。计算主成分奉献率及累计奉献率：主成分的奉献率为累计奉献率为：一般取累计奉献率达85%95%的特性值所相应的第一，第二，.，第个主成分。计算主成分载荷：其计算公式为：（5）得到各主成分的载荷以后，还可以按照（2）式进一步计算，得到各主成分的得分=（6）计算综合发展指数对p个原始变量，通过主成分分析取前m个主成分的奉献率作为权数构造综合发展指数。（7）借助于spss软件可以进行主成分演算。4、生态协调性评价的指标选取4.1指标选取流域生态经济管理的最终目的是有目的地安排流域系统内的人类生产活动,合理开发自然资源,保护生态平衡,协调人类、社会、经济、环境之间的关系,它不同于一般的经济管理,只考虑了人类活动的经济效益;生态经济管理必须考虑其生态效益,使每一人类活动的生态效益和经济效益均达成最大,维持流域系统的连续发展能力。评价一个流域的系统的连续发展能力,必须从自然资源、生产力水平、人口文化素质出发。具有良好的自然条件,但生产力技术差、人口文化素质低,区域的连续发展能力必然较低。连续发展能力是评价一个区域发展的综合性指标 陈顶利，陆中臣.流域经济管理及其指标体系的探讨J.中科院生态环境研究中心，2023（3）。所以本文将从以上三点出发选取了2023年、2023至2023年流域上中下游的人均GDP(元)农民人均收入（元）粮食总产量（吨）耕地面积（公顷）建成区绿地覆盖率（%）污水解决率（%）普通中学在校学生数（人）万元能耗吨标准煤（t/万元）万元废水排放量（t/万元）等指标对其进行评价。4.2数据来源表4.21至3分别列举了南流江流域上中下游地区采集到的数据。表1：上游玉林（玉州区）2023年、2023年2023年各系统的指标数据指标单位20232023人均GDP元4867二产占GDP比重%41.0540.0938.6442.7342.78三产占GDP比重%33.348.9950.3647.2347.35农民人均纯收入元城乡居民收入元2粮食总产量吨总播种面积公顷61174725绿地覆盖率%30.8222.0630.0232.2633.02污水解决率%000.5747.2298.24普通中学在校学生数人5万元能耗吨标准煤t/万5.101.21.121.081.04万元废水排放量t/万12.0422.9018.0417.0115.49资料来源：广西壮族自治区记录局，2023表2：中游博白2023年、2023年2023年各系统的指标数据指标单位20232023人均GDP元72208026二产占GDP比重%253133.9336.8739.8三产占GDP比重%2324.824.93725.0725.2农民人均纯收入元城乡居民收入元粮食总产量吨5461733总播种面积公顷5396577绿地覆盖率%污水解决率%000080.1普通中学在校学生数人9103345万元能耗吨标准煤t/万1.850.960.940.920.902万元废水排放量t/万20.0615.7115.0914.4617.26资料来源：广西壮族自治区记录局表3：下游北海2023年、2023年2023年各系统的指标数据指标单位20232023人均GDP元80.二产占GDP比重%27.9939.9342.9736.8841.82三产占GDP比重%40.8236.8234.1839.1236.46农民人均纯收入元46975426城乡居民收入元9粮食总产量万吨42.0544.4735.9537.7341.7总播种面积公顷185.72188.47174.85178.44181.3绿地覆盖率%54.3943.8825.9935.5635.78污水解决率%41.148.9458.2974.1881.06普通中学在校学生数人2054011.5511.1710.8110.4万元能耗吨标准煤t/万1.231.470.370.340.32万元废水排放量t/万23.3319.0915.8119.0112.19资料来源：广西壮族自治区记录局5南流江流域生态、经济系统协调性综合评价5.1南流江流域生态经济综合发展指数评价借助spss20.0软件对上述三份数据进行降维解决。得到如下数据：表4南流江上游指标主成分分析提取表解释的总方差成份初始特性值提取平方和载入合计方差的%累积%合计方差的%累积%19.52579.37679.3769.52579.37679.37621.70514.20593.5821.70514.20593.5823.7706.418100.00043.244E-0162.703E-015100.00051.958E-0161.632E-015100.00061.775E-0161.479E-015100.00078.683E-0177.236E-016100.00084.521E-0173.767E-016100.0009-5.764E-017-4.804E-016100.00010-1.327E-016-1.106E-015100.00011-2.646E-016-2.205E-015100.00012-7.138E-016-5.948E-015100.000表5南流江上游指标初始因子载荷阵成份矩阵a成份12人均GDP.847.528二产占GDP比重.810-.586三产占GDP比重-.762.647农民人均纯收入.917.311城乡居民收入.994.091粮食总产量.920-.352总播种面积.929-.331污水解决率.959-.139绿地覆盖率.878.343普通中学在校学生数.764.081万元标准煤消耗-.967-.225万元废水排放量-.909-.362提取方法:主成份。aa.已提取了2个成份。表6南流江中游指标主成分分析提取表解释的总方差成份初始特性值提取平方和载入合计方差的%累积%合计方差的%累积%16.53854.48154.4816.53854.48154.48124.82840.23794.7184.82840.23794.7183.3893.24297.9604.2452.040100.00052.743E-0162.286E-015100.00061.581E-0161.318E-015100.00071.130E-0169.415E-016100.00082.493E-0172.077E-016100.0009-3.329E-017-2.775E-016100.00010-1.552E-016-1.293E-015100.00011-2.180E-016-1.817E-015100.00012-3.624E-016-3.020E-015100.000表7南流江中游指标初始因子载荷阵成份矩阵a成份12人均GDP.021-.983二产占GDP比重.512.855三产占GFP比重.511.856城乡居民收入.982.118农民纯收入.980.128粮食总产量.908-.284总播种面积-.662.529绿地覆盖率.985.106污水解决率.510.856在校学生数.354-.883万元标准煤消耗量-.955.237万元废水排放量-.748.654提取方法:主成份。aa.已提取了2个成份。表8南流江下游指标主成分分析提取表解释的总方差成份初始特性值提取平方和载入合计方差的%累积%合计方差的%累积%18.51270.93570.9358.51270.93570.93522.46020.49891.4332.46020.49891.43331.0288.567100.0001.0288.567100.00043.302E-0162.752E-015100.00053.075E-0162.562E-015100.00062.419E-0162.016E-015100.00071.153E-0169.605E-016100.0008-1.048E-018-8.736E-018100.0009-7.874E-018-6.562E-017100.00010-6.428E-017-5.357E-016100.00011-1.928E-016-1.607E-015100.00012-5.524E-016-4.604E-015100.000表9南流江下游指标因子载荷阵成份矩阵a成份123人均GDP-.956.205.208二产占GDP比重-.803.581-.133三产占GDP比重.693-.527.492农民纯收入-.919.166.357粮食总产量.825.524.212城乡居民收入-.911.259.322总播种面积.863.447.235绿地覆盖率.981-.083.174污水解决率-.814-.224.535普通中学在校学生数.426.888.172万元废水消耗.910-.353.218万元标准煤消耗.859.513-.012提取方法:主成份。aa.已提取了3个成份。通过spss20.0软件计算得出的数据，由表四可直接拟定主成分F1，F2。且前两个成分累计奉献率为93.528%85%可知两个主成分能解释原变量的指标。其中F1与变量成正相关，反映了人口与生态结构的信息，F2与变量成正相关反映了社会经济结构的信息。拟定该主分量相应的特性向量的元素值为各变量的权数通过式，并对以上拟定的权数标准化后的数据进行加权合成，从而得到反映各因素发展水平的综合指数。即通过式7计算综合发展指数F，则南流江上游2023年，2023年2023年的综合发展指数得表10南流江上游生态经济综合发展指数年份2023年-1.5065-1.16412023年0.16440.26452023年-0.3520-1.23502023年0.2453-1.85632023年-2.21401.3520同理可得表11南流江中游生态经济综合发展指数年份2023年-0.3549-1.35412023年-0.1034-2.21752023年-0.6820-0.23502023年0.64570.41682023年-3.26541.2354表12南流江下游生态经济综合发展指数年份2023年0.4553-1.1098-1.20742023年0.2549-0.3467-0.75482023年-2.3544-1.76031.45762023年-0.1246-1.54760.64642023年0.542-0.235-1.02485.2协调性指数分析本文将采用可连续发展的协调性指数来反映生态系统和经济系统间的关系，其计算公式如下：(8)其中CI表达协调性指数，G为各子系统综合性得分的平均值，为其标准差；CI越大，则各子系统之间协调性发展得越好，反之，则各子系统的协调性差 徐敏，罗剑超，崔彩贤.新疆绿洲农业可连续发展状况及协调性分析J.干旱区资源与环境，2023，25（2）：:20-30.。经济发展与生态保护应互相均衡，任何一方发展不平衡都将影响南流江流域的可连续发展。5.3实证结果分析由式(8)算出2023年，2023年到2023年南流江流域生态经济系统协调性指数，如表13所示表13南流江上游生态经济系统协调性评价指数年份G平均值标准差协调性指数2023-1.5065-1.1641-1.33530.1.20230.16440.26450.214450.0.2023-0.3520-1.2350-0.79350.1.20230.2453-1.8563-0.80551.2.2023-2.21401.3520-0.4312.6.85044729表14南流江中游生态经济协调性评价指数年份G平均值标准差协调性指数2023-0.3549-1.3541-0.85450.1.2023-0.1034-2.2175-1.160451.2.2023-0.6820-0.2350-0.45850.1.20230.64570.41680.531250.0.2023-3.26541.2354-1.0153.4.表15南流江下游生态经济协调性评价指数年份G平均值标准差协调性指数20230.4553-1.1098-1.2074-0.0.2.20230.2549-0.3467-0.7548-0.28220.2.2023-2.3544-1.76031.4576-0.88572.050982663.2023-0.1246-1.54760.6464-0.1.113029354.20230.542-0.235-1.0248-0.0.4.由表13、表14、表15分析得出南流江上游（玉林）生态经济协调性良好，2023、20232023年上升平稳到2023年增幅明显。南流江中游（博白）地段生态经济系条形总体趋势也呈平稳有升状态但在2023年时偶有回落，到2023年时协调性达成最佳状态。下游北海地段生态经济协调性要优于上游和中游，整体呈平稳上升状态。比较发现，上游在生态环境建设方面来说相对滞后；中游地带工业兴起，但只注重经济的发展效益却忽略生态环境的效益，与此同时社会发展也比较落后，因此协调性不高；而下游北海地带，不管是社会经济效益，还是生态环境效益都高于以上地区，做到生态环境与经济系统的相对平衡。北海市也曾获得“国家园林城市”的称号 阚兴龙，周永章，李辉.华南南流江流域ESRE 复合系统协调发展研究J.热带地理，2023，11.致谢能走到致谢这一步，是对我们一路走来所有教育我们、帮助我们以及关心我们的老师、朋友、亲人等的感恩。诚然，这次毕业论文可以得以顺利完毕，并非我一人之功劳，是所有指导过我的老师，帮助过我的同学和一直关心支持着我的家人对我的教导、帮助和鼓励的结果。所以，一方面，对他们表达衷心的感谢！感谢胡宝清专家对我的孜孜教导，胡老师一丝不苟的作风与严格的规定生生触动了我、在此后的日子里，我会更加努力，做一名合格人民教师。作者简介韦业瑞 男1990年10月生人 壮族广西师范学院资源与环境科学学院地理专业2023届本科毕业生Email:声 明本人郑重声明：本论文（设计）是本人在广西师范学院学习期间，在指导教师指导下独立完毕的。其内容真实可靠，如存在抄袭、抄袭现象，本人愿承担所有责任。同时，本人完全了解并乐意遵守广西师范学院有关保存、使用毕业论文（设计）的规定，其中涉及：1.学院有权保管并向有关部门递交毕业论文（设计）的原件与复印件。2.学院可以采用影印、缩印或其他复制方式保存毕业论文（设计）。3.学院可以以学术交流为目的，赠送和互换毕业论文（设计）。4.学院可以允许毕业论文（设计）被查阅或借阅。5.学院可以按著作权法的规定公布毕业论文（设计）的所有内容或部分内容（保密毕业论文（设计）在解密后遵守此规定）。除非另有科研协议或其他法律文书制约，本论文的科研成果属于广西师范学院。特此声明！ 声明人署名： 月 日。结束语生态与经济的协调发展一直是热点课题，本文通过搜索查阅大量关于区域生态经济系统的网上资料、及图书文献，借鉴其他文献的研究方法。最终决定采用主成分分析的研究方法，对搜集到的数据主成分分析，在此基础上在计算出综合发展指数，并对综合发展指数进行协调性分析，得出分析结果，并作出适当的评价。但因流域协调评价中影响的因素众多，不同流域差存在的较大的差异，在对其他流域进行协调性评价时还应在评价指标和计算方法上作出一点调整，尚需结合其他相关的流域的探索研究。参考文献