基于主成分分析的河南省城市綜合競爭力評價

潘春彩，吳國璽，閆衛(wèi)陽

(1.許昌學(xué)院城市與環(huán)境學(xué)院，河南許昌 461000;2.河南大學(xué) 環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，河南開封 475004)

在經(jīng)濟一體化和全球化快速發(fā)展的背景下，區(qū)域和國家之間的競爭已逐漸演化為城市層面上的競爭，現(xiàn)代城市只有通過增強自身的競爭力才能在復(fù)雜的競爭環(huán)境中取得有利地位。城市競爭力是涉及到城市各方面的系統(tǒng)工程，受城市各種軟環(huán)境和硬環(huán)境的影響。哈佛大學(xué)商學(xué)院波特教授認為特定產(chǎn)業(yè)能否在國際競爭中取勝，取決于生產(chǎn)要素，需求狀況，相關(guān)和支持產(chǎn)業(yè)，企業(yè)戰(zhàn)略、結(jié)構(gòu)和競爭的優(yōu)劣程度4個因素，提出了鉆石模型［1］。仇保興認為城市在不同社會發(fā)展階段，城市競爭力的影響因素也不盡相同［2］。國內(nèi)研究者根據(jù)城市競爭力的概念、含義及其測度，提出了城市競爭力模型［3］、城市空間相互作用理論模型［4］、城市綜合承載力模型［5］等。許學(xué)強，程玉鴻根據(jù)基礎(chǔ)實力、核心能力和環(huán)境三個子系統(tǒng)，構(gòu)建了城市競爭力評價模型［6］，李琳，韓寶龍等認為創(chuàng)新型城市競爭力是由創(chuàng)新資源整合力、創(chuàng)新環(huán)境支撐力、創(chuàng)新主體交互作用力和創(chuàng)新績效表現(xiàn)力4種能力要素構(gòu)成的綜合能力，建立了創(chuàng)新型城市競爭力評價指標體系，并進行了實證研究［7］。李娜，于濤方對城市競爭力的概念進行了辨析，提出了基于資源、能力和環(huán)境的城市競爭力評價程序［8］。王發(fā)曾，呂金嶸從基礎(chǔ)競爭力、經(jīng)濟競爭力、科學(xué)技術(shù)競爭力、開放競爭力、政府作用和城市環(huán)境競爭力6個方面，建立了評價指標體系，對中原城市群城市競爭力進行了評價［9］。可見，城市綜合競爭力評價應(yīng)綜合考慮現(xiàn)階段城市競爭力的內(nèi)涵及影響因素，體現(xiàn)知識經(jīng)濟與全球化時代的特征。

1 城市綜合競爭力指標體系的設(shè)置

根據(jù)城市競爭力評價指標體系設(shè)置的一般原則，結(jié)合人口學(xué)、城市經(jīng)濟學(xué)和城市地理學(xué)的基本原理，借鑒前人的研究成果［10-11］，從經(jīng)濟發(fā)展與效益、社會與科教發(fā)展、居民生活質(zhì)量以及基礎(chǔ)設(shè)施與生態(tài)環(huán)境4個方面，把城市競爭力評價指標體系分為4個系統(tǒng)，構(gòu)建了城市綜合競爭力評價指標體系(表1)。

經(jīng)濟發(fā)展與效益系統(tǒng)由12個指標組成。這些指標反映了城市經(jīng)濟效益、經(jīng)濟發(fā)展水平、社會化程度以及城市外向型依存度等。

社會與科技發(fā)展系統(tǒng)由8個指標組成。該系統(tǒng)反映了人口控制、質(zhì)量、城市化水平、政府對科教的重視程度、高素質(zhì)人口比例及醫(yī)療資源占有情況。

居民生活質(zhì)量系統(tǒng)由8個指標組成。反映城鎮(zhèn)居民生活現(xiàn)代化程度和生活質(zhì)量水準。

基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境系統(tǒng)由8個指標組成。該系統(tǒng)反映了城市的基礎(chǔ)設(shè)施、交通狀況和環(huán)保狀況，同時也是居民生活質(zhì)量的重要指標。其中，失業(yè)率、最低生活保障人數(shù)和人口自然增長率3個指標為逆指標，其值越低則水平越高。

2 城市綜合實力評價模型與方法

2.1 研究區(qū)范圍

以河南省市級行政單位為單元，包括鄭州、洛陽、開封、焦作、新鄉(xiāng)、安陽、鶴壁、濮陽、三門峽、商丘、周口、平頂山、許昌、漯河、南陽、信陽、駐馬店、濟源等38個城市為研究樣本，資料來源于《河南省統(tǒng)計年鑒2005，2006》、《中國城市年鑒1987—2009》。

2.2 研究方法

主成分分析(PCA)方法是通過原始變量的線性組合，把多個原始指標減化為有代表意義的少數(shù)幾個指標，以使原始指標能更集中地表明研究對象的特征。為克服多指標變量間信息重疊及人為確定指標權(quán)重的主觀性，運用因子分析法對河南省城市競爭力進行定量測度［5］。運用因子分析可以通過多個指標的線性組合把原來多個變量歸納為少數(shù)幾個相互獨立的綜合指標，并盡可能多地保留原來較多變量所反映的信息［12］。利用統(tǒng)計分析軟件SPSS 11.0首先對原始變量進行標準差標準化處理，然后選取主成分方法提取公因子，按照特征值大于1的原則，共提取5個主因子，累計貢獻率為90.733%，能反映原始變量的絕大部分信息，具有顯著代表性。其中，失業(yè)率、最低生活保障人數(shù)占總?cè)丝诒戎?、人口自然增長率為逆指標，表中的數(shù)據(jù)已經(jīng)作了轉(zhuǎn)換，分別取它們的倒數(shù)。

表1 城市綜合競爭力評價指標體系Tab.1 The evaluation index system of city comprehensive strength

2.3 評價過程與分析

通過相關(guān)系數(shù)矩陣及顯著性檢驗可知，所選36個指標變量之間很多存在相關(guān)關(guān)系，有些相關(guān)系數(shù)還很高。這說明有必要進行主成份分析。由表2可知，變量相關(guān)矩陣的前10個特征根，其值均大于1，它們一起解釋總方差的82%(累計貢獻率)。按照主成份分析的一般原理和要求，可以認為這10個主成份概括了原始數(shù)據(jù)的絕大部分信息?；蛘哒f用它們來考察38個城市的綜合實力具有82%的可靠性。計算每個城市每個主成份得分。公式為:

式中:Zi為第i個主成份的得分;Zxj為第j個指標變量的標準化數(shù)據(jù);αij為第i個主成份上的載荷值;λi為第i個主成份對應(yīng)的特征根;p，m分別為原始指標變量的個數(shù)和所選主成份的個數(shù)。在本例中，p=36，m=10。

計算每個城市的綜合實力得分。公式為:

式中:Z'k為第k個城市的綜合得分;Zi為第i個主成份的得分;ci為第i個主成份的方差貢獻率。選用主成分方法，并在SPSS軟件中實現(xiàn)，得到其初步分析結(jié)果(表2和表3)。

3 河南省城市綜合競爭力分析

3.1 河南省城市綜合競爭力的綜合判斷

從城市競爭力綜合得分值看(表4)，得分1.0以上的有鄭州、洛陽、濮陽、安陽，城市競爭力綜合水平較高，具有較強的競爭優(yōu)勢。得分在0以上的有南陽、漯河、新鄉(xiāng)、焦作、鞏義、許昌、平頂山、開封、靈寶、三門峽、駐馬店、登封等城市，其他城市得分在0之下，說明城市競爭力水平較低，這些城市明顯處于競爭劣勢(圖1)。

圖1 河南省城市(市區(qū))綜合實力排序圖Fig.1 The diagram of city comprehensive strength sequence of Henan Province

在38個城市中，市區(qū)非農(nóng)業(yè)人口在100萬人以上的特大城市只有鄭州和洛陽，這表明河南省城市呈大城市少、小城市多的“金字塔型”城市結(jié)構(gòu)，并初步形成了大、中、小城市相結(jié)合的城市化發(fā)展網(wǎng)絡(luò)。大城市人口較多，集聚效應(yīng)明顯，小城市發(fā)展?jié)摿^大。鄭州市轄有6區(qū)5市1縣，城市化水平居第一位，城市化處于快速發(fā)展階段。

3.2 河南省城市綜合競爭力的空間差異

受地理環(huán)境、歷史基礎(chǔ)和社會經(jīng)濟發(fā)展水平的制約，河南城市分布的特色顯著，28個城市分布在鐵路沿線，占城市總數(shù)的73.6%，集中了全省城市人口的近80%，城市空間布局不合理，發(fā)展不平衡?？傮w上看，城市多數(shù)分布于中北部，豫北地帶城市密度高，豫西、東、南地區(qū)城市密度低，且城市多分布在鐵路沿線。河南省城市多集中在豫中北、豫西南這兩個經(jīng)濟區(qū)，共有城市32個，包括鄭州在內(nèi)的7個大城市都在這兩個經(jīng)濟區(qū)內(nèi)。豫東、豫南全部都是綜合型的農(nóng)業(yè)小城市，綜合經(jīng)濟實力弱，形不成區(qū)域聚集和輻射作用，無明顯的特色和優(yōu)勢，經(jīng)濟發(fā)展緩慢，城市功能弱。河南是近1億人的人口大省，經(jīng)濟總量居全國第五位，但缺乏具有綜合實力的特大城市。在四周有北京、武漢、濟南、西安4個超大城市，4個超大城市距鄭州市又比較遠，而鄭州市對全省的輻射帶動作用非常有限，鄭州市發(fā)展緩慢，實力不足，其中心城市的功能難以發(fā)揮，導(dǎo)致城市整體聚集效應(yīng)和經(jīng)濟效益偏低。長期以來，鄭州城市發(fā)展速度遠遠低于全省平均水平。雖然河南省比較重視中原城市群的發(fā)展，但是忽視了鄭州市的優(yōu)先發(fā)展，這影響了中原城市群的升級，也影響了全省城市競爭力的提高。

表2 38個城市(市區(qū))綜合實力評價中10個主成分的載荷值Tab.2 The load value of the ten principal components in the comprehensive strength evaluation of the 38 cities

表3 38個城市(市區(qū))綜合實力評價中10個主成分對應(yīng)的特征根和貢獻率Tab.3 The characteristic root and contribution of the ten principal components in the comprehensive strength evaluation of the 38 cities

3.3 城市綜合競爭力與城市經(jīng)濟水平關(guān)系

經(jīng)濟發(fā)展水平高的城市，城市競爭力水平也高，如鄭州、洛陽、濮陽、安陽;這里工業(yè)化基礎(chǔ)較好，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)達，相應(yīng)的城市競爭力水平較高，另一類是經(jīng)濟發(fā)展水平較低、城市競爭力水平也相對較低的地區(qū)，如信陽、商丘和周口市。農(nóng)業(yè)區(qū)域面積大，工業(yè)發(fā)展薄弱，經(jīng)濟發(fā)展水平不高。開封是傳統(tǒng)的輕工業(yè)城市，原有的輕工業(yè)企業(yè)技術(shù)改造緩慢，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，經(jīng)濟發(fā)展緩慢，表現(xiàn)出城市競爭力水平與經(jīng)濟發(fā)展具有同步性的特征。鄭州、安陽、焦作市居民生活質(zhì)量和社會文化水平相對較高，城市競爭力的提高帶來了城市居民生活水平的提高和社會的進步。

表4 38個城市(市區(qū))綜合實力評價及排序Tab.4 The evaluation result and sortorder of the comprehensive strength evaluation of the 38 cities

3.4 河南省城市綜合競爭力與城鄉(xiāng)共同發(fā)展

城市競爭力較低的城市城鄉(xiāng)差距較大，競爭力高的城市城鄉(xiāng)差距有縮小的趨勢。這表明在城市化進程中，城市對鄉(xiāng)村的帶動作用逐漸增強，城鄉(xiāng)共同發(fā)展。表現(xiàn)在城市生態(tài)建設(shè)和環(huán)境質(zhì)量上，許昌、濮陽、洛陽、平頂山表現(xiàn)出城市建設(shè)與環(huán)境質(zhì)量先行，城市建設(shè)促進城市快速發(fā)展，這是一貫重視城市生態(tài)建設(shè)和改善環(huán)境質(zhì)量的結(jié)果。相反，城市競爭力較高的鄭州、焦作生態(tài)水平相對較低，這是因為隨著城市的不斷發(fā)展，城市建設(shè)力量相對不足，城市建設(shè)的空間相對減小，經(jīng)濟在城市發(fā)展中起主導(dǎo)作用，生態(tài)狀況出現(xiàn)逐漸降低的趨勢。

河南省城市化水平低，進程緩慢，城市空間布局不合理。經(jīng)濟發(fā)展與城市競爭力具有一定的相關(guān)性。城市化進程中城鄉(xiāng)共同發(fā)展，環(huán)境狀況也發(fā)生一定變化。因此，要大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，積極培育增長極，完善城市功能，加強城市體系建設(shè)，促進城市在空間上的整合;加強路網(wǎng)、信息化等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，大力推進城鄉(xiāng)一體化;加強區(qū)域創(chuàng)新，探索城市發(fā)展機制，促進創(chuàng)新機制與資源的有效利用;加強城鄉(xiāng)聯(lián)系，促進城鄉(xiāng)共同發(fā)展;全面提高環(huán)境質(zhì)量，不斷提高城市競爭力和質(zhì)量水平。

4 結(jié)語

第一，運用主成分分析方法，計算了河南省38座城市的城市競爭力。2006年河南省城市綜合競爭力排序為:鄭州、洛陽、濮陽、安陽、南陽、漯河、新鄉(xiāng)、焦作、鞏義、許昌、平頂山、開封、靈寶、三門峽、駐馬店、登封等。

第二，河南省城市綜合競爭力不平衡。鄭州、洛陽等城市綜合競爭力一直位于河南省的前列，濮陽、安陽、南陽、漯河、許昌城市競爭力提升較多，焦作、平頂山有所下降，開封城市競爭力下降最多。中小城市鞏義、靈寶、登封、新鄭等城市在經(jīng)濟發(fā)展與效益、社會與科技發(fā)展、居民生活質(zhì)量、基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境方面發(fā)展速度快。

第三，河南省城市競爭力分化趨勢初步顯現(xiàn)。以鄭州為中心的中原城市群地區(qū)的城市綜合競爭力強，鄭州、洛陽、漯河、新鄉(xiāng)、焦作、鞏義、許昌、平頂山、開封等分別排在全省的前12位。而以農(nóng)業(yè)為主的城市經(jīng)濟發(fā)展與效益較低，科技發(fā)展水平不高，競爭力較弱。

第四，在中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)中，必須重視城市產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，大力發(fā)展第二、三產(chǎn)業(yè)，不斷提高經(jīng)濟效益，支持科學(xué)技術(shù)發(fā)展，提高居民生活質(zhì)量，加強基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境建設(shè)。只有通過提高河南省城市綜合競爭力，增強集聚效益，才能不斷提高區(qū)域競爭優(yōu)勢，推動中原崛起。

［1］Porter M.The Competitive Advantage of Nations［M］.New York:Free Press，1990.

［2］仇保興.城市定位理論與城市核心競爭力［J］.城市規(guī)劃，2002，26(7):11-13.

［3］寧越敏，唐禮智.城市競爭力的概念和指標體系［J］.現(xiàn)代城市研究，2001(3):19-22.

［4］閆衛(wèi)陽，王發(fā)曾，秦耀辰.城市空間相互作用理論模型的演進與機理［J］.地理科學(xué)進展，2009，28(4):511-518.

［5］孫莉，呂斌，胡軍.中原城市群城市承載力評價研究［J］.地域研究與開發(fā)，2008，27(3):16-20.

［6］許學(xué)強，程玉鴻.珠江三角洲城市群的城市競爭力時空演變［J］.地理科學(xué)，2006，26(3):257-265.

［7］李琳，韓寶龍，李祖輝，等.創(chuàng)新型城市競爭力評價指標體系及實證研究——基于長沙與東部主要城市的比較分析［J］.經(jīng)濟地理，2011，31(2):224-229.

［8］李娜，于濤方.論城市競爭力及評價方法和程序［J］.人文地理，2005，20(3):44-48.

［9］王發(fā)曾，呂金嶸.中原城市群城市競爭力的評價與時空演變［J］.地理研究，2011，30(1):49-60.

［10］閆衛(wèi)陽，王發(fā)曾，秦耀辰.河南省城市綜合實力評價與空間影響力分析［J］.河南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2007，37(2):157-161.

［11］高霞.河南省城市綜合效率差異特征研究［J］.地域研究與開發(fā)，2010，29(2):76-81.

［12］徐建華.現(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法［M］.北京:高等教育出版社，2002:84-93.