Оценка комплексного влияния климатических, биогеохимических, антропогенных и социально-экономических факторов на формирование демографических показателей Еврейской автономной области с помощью корреляционного и факторного анализов

УДК 502.11:614.7:519.7

ББК 28.08

Клинская Елена Олеговна

кандидат биологических наук, доцент

кафедра экологии и биологии Дальневосточная государственная социально-гуманитарная академия

г. Биробиджан Klinskaya Elena Olegovna Сandidate of Biology,

Assistant Professor Chair of Ecology and Biology Far Eastern State Socio-Humanitarian Academy Birobidzhan

Оценка комплексного влияния климатических, биогеохимических, антропогенных и социально-экономических факторов на формирование демографических показателей Еврейской автономной области с помощью корреляционного и факторного анализов Evaluation of the Integrated Influence of Climate, Biogeochemical, Anthropogenic and Socio-Economic Factors on Demographics of the Jewish Autonomous Region by Means of Correlation and Factor Analysis

С помощью многомерного анализа (корреляционный и факторный) изучено комплексное влияние климатических, антропогенных,

биогеохимических и социально-экономических факторов на формирование демографических процессов в Еврейской автономной области (ЕАО). Среди всей совокупности исследуемых факторов выявлены факторы, имеющие приоритетное, наибольшее влияние на демографическую ситуацию автономии.

The integrated influence of climate, anthropogenic, biogeochemical and socioeconomic factors on the demographic processes in the Jewish Autonomous Region (JAR) is studied with the help of multivariate analysis (correlation and factor). Among the total set of the factors under study the factors having priority and the greatest influence on demographic situation of the autonomy are revealed.

Ключевые слова: качество среды жизни, демография, климатические, биогеохимические, антропогенные и социально-экономические факторы, корреляционный и факторный анализы.

Key words: environmental life quality; demographics; climate,

biogeochemical, anthropogenic and socio-economic factors; correlation and factor analysis.

Здоровье населения всегда занимает одно из первых мест в системе жизненных ценностей любого человека и государства в целом. Важнейшими параметрами, характеризующими состояние здоровья населения, являются демографические показатели. Влияние факторов среды жизни на

демографические показатели является типичным примером закономерностей и связей, которые существуют между высокоагрегированными

внутрифакторными показателями. При этом оценка количественных закономерностей вклада факторов среды жизни в формирование демографических процессов на разных территориях возможно только на основе методов системного анализа, оценки и прогнозного моделирования [3].

За последнее десятилетие численность населения в Еврейской автономной области (ЕАО) продолжает снижаться, увеличивается влияние факторов окружающей среды на здоровье населения [2, 4, 6, 7, 9, 10]. Несомненно, что состояние здоровья определяется спецификой климата региона, загрязнением окружающей среды антропогенными источниками, условиями и образом жизни населения. ЕАО является биогеохимической провинцией, и, возможно, что дефицит или избыток отдельных элементов или их совокупности может занимать ведущее место в формировании здоровья населения и демографических процессов автономии. Поэтому для исследования были выбраны четыре группы факторов: климатические, биогеохимические, антропогенные и социально - экономические.

Цель исследования: комплексный анализ количественных

закономерностей вклада климатических, биогеохимических, антропогенных и социально-экономических факторов в формирование демографических процессов на территории ЕАО с использованием корреляционного и факторного анализов.

ЕАО расположена в северо-восточной части Евразийского континента и в южной - российского Дальнего Востока, между 470 и 490 северной широты и 1300 и 1350 восточной долготы, лежит в бассейне Амура (с притоками Бирой, Биджаном и Тунгуской). На западе автономия граничит с Амурской областью, на севере - с Хабаровским краем, на юге по реке Амур - с Китаем. Имеет в своем составе 6 административных территорий, в том числе г. Биробиджан как административный центр.

Матрица исследования включала 5 демографических показателей (у -рождаемость, У2- смертность, У3 - естественная убыль (на 1000 населения), У4 -

младенческая смертность (на 1000 родившихся живыми), У5 - численность населения) и 76 (х! - х76) - биогеохимических, антропогенных, социальноэкономических показателей и биоклиматических индексов.

Источниками информации антропогенных, социально-экономических, демографических и биогеохимических показателей ЕАО послужили статистические материалы официальной отчетности областного Комитета статистики с глубиной проработки 9 лет (2000-2008 гг.). Данные о погодных условиях (показатели температуры, влажности, атмосферного давления воздуха, скорости ветра и облачности) для вычисления биоклиматических индексов (эффективной температуры неподвижного воздуха, индекса ветрового охлаждения по Хиллу, индекса жесткости погоды по Бодману, эквивалентноэффективной температуры, индекса Сайпла, эптолопии) были взяты на официальном сервере «Погода России» [8].

Математическую обработку данных проводили с помощью корреляционного и факторного анализов. Поскольку распределение некоторых показателей отличалось от нормального, в качестве меры связи был выбран коэффициент ранговой корреляции Спирмена [5]. Критерием оценки служил достаточно высокий удельный вес значимых корреляций с достоверностью связи р<0,05.

На первом этапе мы использовали корреляционный анализ. Как видно из данных табл. 1, значения коэффициентов корреляции с высокой прямой силой

связи (при г>0,7, достоверность на уровне ^0,°5) установлены между

показателем рождаемости (У1) и оборотом розничной торговли и общественного питания, оказанием платных услуг населению, числом больничных и амбулаторно-поликлинических учреждений, больничных коек, врачей, среднего медицинского персонала, числом дошкольных, средних специальных и высших учебных заведений и показателями благоустроенного жилья населения.

Таблица 1

Коэффициенты корреляции демографических показателей с социальноэкономическими условиями проживания в Еврейской автономной области

Параметры исследования Уі У 2 У3 У 4 У 5

Среднемесячная заработная плата - - -0,80 - -

Оборот розничной торговли 0,87 -0,87 - -0,77 0,93

Оборот общественного питания 0,89 -0,89 - -0,75 0,93

Оказание платных услуг населению 0,88 -0,88 - -0,71 0,91

Число больничных и амбулаторно- 0,95 -0,95 - -0,81 0,93

поликлинических учреждений

Число больничных коек 0,92 -0,92 - -0,73 0,89

Численность врачей 0,93 -0,93 - -0,84 0,98

Численность среднего медицинского 0,96 -0,96 - -0,84 0,98

персонала

Численность официально - 0,84 - - 0,90

зарегистрированных безработных

Производство скота и птицы на убой в - -0,87 - - -

хозяйствах всех категорий

Производство молока в хозяйствах всех - -0,72 - - -

категорий

Удельный вес площади жилого фонда (на

конец года, %), оборудованной:

водопроводом 0,96 - - -0,82 0,96

водоотведением 0,97 - - - 0,97

отоплением 0,71 - - -0,82 -

горячим водоснабжением 0,98 - - -0,79 0,98

ваннами 0,98 - - - 0,99

напольными электроплитами 0,91 - - - 0,90

Число дошкольных образовательных 0,75 -0,73 - - 0,76

учреждений

Число учреждений начального профессионального образования 0,78 -0,81 - - 0,79

Число средних специальных учебных 0,91 -0,79 - - 0,90

заведений

Число государственных высших учебных 0,94 -0,84 - - 0,93

заведений

Число зарегистрированных преступлений - 0,88 - - 0,96

Число зарегистрированных тяжких и - 0,87 - - 0,96

особо тяжких преступлений

Число предприятий и организаций - -0,87 - - 0,94

Для показателя смертности (У2) в ЕАО по результатам корреляционного анализа установлена высокая положительная связь с такими показателями как

численность официально зарегистрированных безработных, общее количество преступлений и число преступлений, относящихся к категории тяжких и особо тяжких. Высокая обратная корреляционная связь зафиксирована между показателем смертности и расходами населения (оборот розничной торговли, общественного питания, оказание платных услуг), медицинскими показателями (число больничных и амбулаторно-поликлинических учреждений, число больничных коек, число врачей и среднего медицинского персонала), числом дошкольных, начальных, средних специальных и высших учебных заведений, производством скота, птицы и молока, а также общим числом предприятий и организаций.

Для показателя естественная убыль (у3) населения ЕАО выявлена сильная

обратная корреляционная зависимость лишь с таким показателем как среднемесячная заработная плата, что, по-видимому, является основной причиной миграционного оттока населения автономии.

Младенческая смертность (у4) находится в обратной зависимости с такими показателями как оборот розничной торговли, общественного питания, оказание платных услуг, числом больничных и амбулаторно-поликлинических учреждений, количеством больничных коек, числом врачей и среднего медицинского персонала, показателями благоустроенного жилья. А численность населения (у5) находится в прямой сильной зависимости с

большинством социально-экономических показателей.

Исследуя зависимость между демографическими показателями и климатическими условиями проживания в ЕАО, было установлено, что высокой зависимости между данными группами показателей нет.

Как видно из представленных в табл. 2 коэффициентов корреляции, из 24 антропогенных показателей, включенных в матрицу анализа, с 6 факторами выявлена корреляционная зависимость высокой степени. При этом с показателями рождаемости и численности населения установлена обратная зависимость, тогда как с показателем смертности - прямая сильная связь. Следует особо подчеркнуть наличие высокой корреляционной зависимости младенческой смертности с таким показателем как загрязнение атмосферного воздуха диоксидом серы.

Таблица 2

Коэффициенты корреляции демографических показателей с антропогенными условиями проживания в Еврейской автономной области

Параметры исследования У1 У 2 У3 У 4 У 5

Выбросы всех загрязняющих веществ отходящих от стационарных источников -0,95 0,95 - - -0,92

Загрязнение атмосферного воздуха твердыми веществами от стационарных источников -0,90 0,95 -0,92

Загрязнение атмосферного воздуха газообразными и жидкими веществами от стационарных источников 0,90 -0,84

Загрязнение атмосферного воздуха диоксидом серы от стационарных источников -0,99 0,85 0,78 -0,98

Загрязнение атмосферного воздуха оксидом углерода от стационарных источников -0,80 0,91 - - -0,85

Удельный вес проб, не отвечающих гигиеническим нормативам на 100 исследованных проб, из источников децентрализованного водоснабжения (%) по микробиологическим показателям -0,82 -0,81

В табл. 3 представлены коэффициенты корреляции

биогеохимическими и демографическими показателями в ЕАО.

между

Таблица 3

Коэффициенты корреляции демографических показателей с биогеохимическими условиями проживания в Еврейской автономной области

Параметры исследования У1 У 2 У3 У 4 У 5

Содержание железа в питьевой воде, мг/дм - - - 0,89 -

Концентрация радона в воздухе жилых и общественных зданий в диапазоне от 100 Бк/м до 200 Бк/м3 0,76

Как следует, из данных, представленных в табл. 3 высокая

корреляционная зависимость выявлена между концентрацией радона в воздухе жилых, общественных зданий и смертностью населения автономии, а также между высоким содержанием железа в питьевой воде и младенческой смертностью. Исследования, проведенные Г.М. Абдурахмановым и И.В.

Зайцевым (2004), показали, что в пуповине новорожденного и плаценте железо скапливается в больших концентрациях (в плаценте - 518,43 мг/кг, в пуповине - 47,27 мг/кг сухого вещества). А содержание этого элемента в организме новорожденного более 60 мг/кг может вызывать у него нейротоксический эффект и сильное снижение иммунитета [1].

Проведенный анализ на основании оценки совокупности высоких корреляционных связей (при г>0,7), долевых вкладов социальноэкономических, климатических, антропогенных и биогеохимических факторов, выявил приоритетный вклад социально-экономических показателей в формирование демографических процессов в ЕАО. Вклад социальноэкономических показателей составляет 75%, антропогенных - 19%,

биогеохимических - 6%. По-видимому, климатические условия в области не относятся к ведущему фактору, влияющему на формирование демографических показателей.

На втором этапе многомерного анализа использовался факторный анализ. В соответствии с критерием Кайзера (1960), мы должны оставить факторы с собственными значениями большими 1. Согласно проведенным вычислениям и критерия Кайзера, мы выделили 7 факторов (табл. 4), которые в наибольшей степени влияют на демографические процессы в ЕАО и объясняют 85,3% обобщенной дисперсии.

Таблица 4

Собственные значения выделенных факторов, характеризующие демографические процессы на территории ЕАО

Фактор Собственные значения Процент общей дисперсии, «объясняемой» выделенными факторами

Фактор 1 33,11 42,45

Фактор 2 8,81 11,29

Фактор 3 7,21 9,25

Фактор 4 6,06 7,77

Фактор 5 4,58 5,88

Фактор 6 3,80 4,87

Фактор 7 2,96 3,80

Первый признак можно назвать «фактором, характеризующим социально-экономические условия жизни населения, а также качество атмосферного воздуха», связан с признаками, включающими 25 социальноэкономических показателей (расходы населения, качество медицинского обслуживания, питания населения, количество учебных заведений и др.), которые характеризуют условия проживания населения ЕАО и 6 антропогенных. Анализируя значения факторных нагрузок для первого признака, отрицательное значение имеют только «производство молока и картофеля в хозяйствах всех категорий» (факторные нагрузки -0,7). Остальные факторные нагрузки имеют положительные значения (факторные нагрузки от 0,7 до 0,96).

Второй фактор можно назвать «фактором, характеризующим показатели благоустроенного жилья у населения» (факторные нагрузки от 0,7 до 0,85).

Третий фактор - «фактор, характеризующий доходы и расходы населения», поскольку он связан с такими признаками как «среднемесячная заработная плата» (факторная нагрузка 0,78), «средний размер месячной пенсии» (факторная нагрузка 0,87), «плата за жилье в домах муниципального жилищного фонда» (факторная нагрузка 0,78), «продукция животноводства» (факторная нагрузка 0,76).

Четвертый фактор - это «фактор, характеризующий качество питьевой воды». Он связан с такими показателями как «содержание хлоридов в питьевой воде» (факторная нагрузка 0,85), «жесткость питьевой воды» (факторная нагрузка 0,7), «удельный вес проб воды, не отвечающих гигиеническим нормативам» (факторная нагрузка 0,76).

Пятый фактор - «фактор, характеризующий качество почв». Связан с такими показателями как «доля проб почв, не отвечающих гигиеническим нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям» (факторные нагрузки -0,71 и -0,77 соответственно).

Шестой фактор - «фактор, характеризующий климатические показатели». Он связан с такими биоклиматическими показателями как «эффективная температура неподвижного воздуха» (факторная нагрузка -0,84),

«эквивалентно-эффективная температура (показатель тепловой

чувствительности с учетом влияния ветра)» (факторная нагрузка -0,81), «эптолопия» (факторная нагрузка -0,82).

Седьмой фактор - «фактор, характеризующий биогеохимические

показатели», поскольку связан с такими показателями как «содержание кальция в поверхностных и питьевых водах» (факторная нагрузка 0,82) и «содержание магния в поверхностных и питьевых водах» (факторная нагрузка 0,82).

Таким образом, на территории ЕАО демографические процессы определяются действием 7 факторов. Наибольшее влияние на демографические процессы в автономии оказывают социально-экономические условия жизни населения, а также качество атмосферного воздуха (42,45% обобщенной дисперсии). Наименьший вклад вносят биогеохимические показатели» (3,8% обобщенной дисперсии).

Применение методов многомерного анализа позволяет объективно обосновывать приоритетные факторы среды жизни, влияющие на демографические процессы в регионе. В связи с этим, целесообразно использовать многомерный анализ при разработке территориальных программ, направленных на обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия населения, а также для прогнозирования вариантов его улучшения и принятия соответствующих управленческих решений.

Библиографический список

1. Абдурахманов Г.М., Зайцев И.В. Экологические особенности содержания микроэлементов в организме животных и человека [Текст] / Отв. Ред. Ш.И. Исмаилов. М.: Наука, 2004. 280 с.

2. Антонова М.С. Экология йододефицитных состояний в ЕАО [Текст] // Здоровье. Медицинская экология. - Владивосток, 2004, № 6-7. - С. 32-38.

3. Боев В.М. Экология человека на урбанизированных и сельских территориях [Текст] / В.М. Боев, Н.Н. Верещагин, М.А. Скачкова. - Оренбург, 2003. - 392 с.

4. Григорьева Е.А., Христофорова Н.К. Дискомфортность климата Еврейской автономной области [Текст] // География и природные ресурсы. 2004, №4. - С. 101-104.

5. Закс Л. Статистическое оценивание [Текст]. - Москва: Статистика, 1976. - 598 с.

6. Крохалева С.И. Содержание нитратов в растительных продуктах питания и нитратная нагрузка на организм человека в г. Биробиджан [Текст]. Автореферат дисс. ... канд. биол. наук. - Владивосток, 2005. - 18 с.

7. Ревуцкая И.Л. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье детей [Текст]. Современные проблемы регионального развития: материалы II международной научной конференции, Биробиджан, 6-9 октября 2008 г. - Биробиджан: ИКАРП ДВО РАН, 2008. - С. 158-159 с.

8. Сервер «Погода России» [Базы данных]. http://meteo.infospace.ru.

9. Суриц О.В. Кальций и магний в питьевой воде Еврейской автономной области и

заболеваемость населения [Текст]. Межрегиональная конференция «Комплексные

исследования природной среды в бассейне р. Амур». - Хабаровск, 2009. - С. 53-57.

10. Суриц О.В., Христофорова Н.К. Фтор в питьевой воде ЕАО и заболеваемость населения кариесом [Текст] // Проблемы региональной экологии. 2008, №4. - С. 199-204.

Bibliography

1. Abdrakhmanov, G.M., Zaytsev, I.V. Ecological Peculiarities of Minor Constituents in the Organisms of Animals and Human Beings [Text] / Editor-in-Chief Sh.I. Ismailov. - М.: Science, 2004. - 280 p.

2. Antonova, M.S. Ecology of Iodine-Shortage Conditions in JAR [Text] / M.S. Antonova // Health. Medical Ecology. - Vladivostok, 2004, № 6-7. - P. 32-38.

3. Boev, V.M. Human Ecology in Urban and Rural Areas [Text] / V.M. Boev, N.N. Vereshchagin, M.A. Skachkova. - Orenburg, 2003. - 392 p.

4. Grigorieva, E.A., Khristoforova, N.K. Climate Discomfort of the Jewish Autonomous Region [Text] // Geography and Natural Resources. - 2004. - № 4. - P 101-104.

5. Krokhaleva, S.I. Nitrate Contents in Vegetable Food and Nitrate Body Burden in Birobidzhan: Synopsis of Diss. ... Cand. of Biol. [Text] / S.I. Krokhaleva. - Vladivostok, 2005. -18 p.

6. Revutskaya, I.L. Influence of the Open Air Pollution on Children’s Health [Text] / I.L. Revutskaya // Modern Problems of Regional Development: Materials of II International Scientific Conference, Birobidzhan, October 6-9, 2008. - Birobidzhan, 2008. - P 158-159.

7. «Russias Weather» Server [Electronic Resource]. - Access Mode: http://meteo.infospace.ru.

8. Surits, O.V. Calcium and Magnesium in Drinking Water of the Jewish Autonomous Region and Population’s Sickness Rate [Text] / O.V. Surits // Multiregion Conference «Complex Research of Natural Environment in the Amur River Basin». - Khabarovsk, 2009. - P. 53-57.

9. Surits, O.V., Khristoforova, N.K. Fluorine in Drinking Water of JAR and Caries Sickness Rate of the Population [Text] / O.V. Surits // Problems of Regional Ecology. - 2008. - №

4. - P. 199-204.

10. Zaks, L. Statistical Estimation [Text] / L. Zaks. - Moscow: Statistika, 1976. - 598p.