寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量評價(jià)及空間格局研究

任凱麗　朱志玲　受夢婷（寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏銀川75002）

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寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量評價(jià)及空間格局研究

任凱麗朱志玲受夢婷
（寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏銀川75002）

文章以寧夏19縣區(qū)為基本研究單元，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民生活質(zhì)量、公共基礎(chǔ)設(shè)施指標(biāo)、生態(tài)環(huán)境四個(gè)方面構(gòu)建城市人居環(huán)境評價(jià)指標(biāo)體系，基于GIS和主成分分析方法對寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)并探討其空間格局特征。結(jié)果顯示：寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量空間差異明顯，整體呈現(xiàn)“北高南低”的不均衡態(tài)勢；經(jīng)濟(jì)環(huán)境是影響城市人居環(huán)境質(zhì)量的首要因素，社會環(huán)境、城市服務(wù)環(huán)境與生態(tài)環(huán)境對城市人居環(huán)境質(zhì)量具有重要影響。根據(jù)城市人居環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)結(jié)果，將研究區(qū)劃分為四大類型區(qū)。

人居環(huán)境質(zhì)量；空間格局；主成分分析法；寧夏

一、引言

人居環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的活動空間，是生存行為中利用與改造自然的主要場所［1］。近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，居民對人居環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高。《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》中，突出強(qiáng)調(diào)以人為本，注重城鎮(zhèn)化質(zhì)量的提升，黨的十八大報(bào)告中也明確提出要促進(jìn)生活空間宜居適度。建立在可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)上的人居環(huán)境質(zhì)量提升，作為國家宏觀政策調(diào)整的重點(diǎn)，既是城市化建設(shè)的重要內(nèi)容［2］，也是衡量城鎮(zhèn)化質(zhì)量的一個(gè)重要依據(jù)［3］，受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。

對于人居環(huán)境研究始于20世紀(jì)50年代，道薩迪亞斯的“人類聚居學(xué)”［4］、霍華德的“田園城市理論”、沙里寧的“有機(jī)疏散理論”，都是早期研究人居環(huán)境的典范。20世紀(jì)80年代以來，中國學(xué)者對人居環(huán)境開展了較為廣泛的研究。從理論研究來看，吳良鏞創(chuàng)立的人居環(huán)境科學(xué)及其理論框架，提出了以人為核心的人居環(huán)境建設(shè)原則［5］；錢學(xué)森提出“山水城市理論”，建立人工環(huán)境與自然環(huán)境相融合的人類聚居環(huán)境，都為此后人居環(huán)境的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。從研究空間尺度來看，對城市、社區(qū)、村落、流域等小尺度研究較多［6-10］，而對人居環(huán)境的宏觀空間格局特征討論較少［11］。從研究方向來看，多側(cè)重于人居環(huán)境的容量［12］，適宜性［13］，滿意度［14］，以及人居環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的耦合關(guān)系等方面［15］［16］。從研究方法來看：定性與定量方法相結(jié)合，各種數(shù)理分析和空間模型的構(gòu)建方法應(yīng)用廣泛［17］，研究方法趨于多樣化。

寧夏作為絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶的重要戰(zhàn)略支點(diǎn)，未來的發(fā)展充滿機(jī)遇。全面提升人居環(huán)境質(zhì)量既是促進(jìn)人地協(xié)調(diào)，提升區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的重要保障，同時(shí)也是更好融入“一帶一路”的戰(zhàn)略選擇。近年來，隨著中南部百萬人口扶貧攻堅(jiān)戰(zhàn)略的實(shí)施和山區(qū)大縣城建設(shè)的快速推進(jìn)，素有“貧瘠甲天下”之稱的南部山區(qū)人居環(huán)境大為改善。在統(tǒng)籌城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展，不斷優(yōu)化國土空間格局的新時(shí)期，對人居環(huán)境的質(zhì)量也需要重新審視?；诖耍狙芯恳詫幭?9區(qū)縣為基本研究單元，選取2013年數(shù)據(jù)，構(gòu)建寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系，采用主成分分析方法，以方差貢獻(xiàn)率為系數(shù)建立評價(jià)模型。借助SPSS19.0、ArcGIS軟件，對寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)并探討其空間格局特征及影響因素，以期為寧夏各區(qū)域制定合理的城市人居環(huán)境保障措施，構(gòu)筑西部生態(tài)宜居示范區(qū)，提供科學(xué)依據(jù)。

二、研究區(qū)概況

寧夏是我國五大自治區(qū)之一，位于中國西北地區(qū)東部，黃河上游地區(qū)，北緯35°14′-39°23′，東經(jīng)104°17′-107°39′之間，總面積5.19萬平方千米，現(xiàn)轄銀川市，石嘴山市、吳忠市、固原市、中衛(wèi)等五個(gè)地級市，永寧、賀蘭、靈武，平羅等19個(gè)區(qū)縣。寧夏地處農(nóng)牧交錯(cuò)帶，半濕潤向半干旱和干旱過渡地區(qū)，屬典型的大陸性半濕潤半干旱氣候，年均氣溫5℃-9℃，具有太陽輻射強(qiáng)，晝夜溫差大，南寒北暖等特點(diǎn)。寧夏地勢南高北低，自然地理環(huán)境南北差異大，主要分為資源稟賦優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)較好的北部沿黃灌區(qū)，氣候惡劣、多風(fēng)沙天氣的中部干旱帶和生態(tài)環(huán)境脆弱、水土流失嚴(yán)重的南部黃土丘陵溝壑區(qū)三部分。截至2013年，全區(qū)總?cè)丝?54.194萬人。其中，鄉(xiāng)村人口313.918萬，城鎮(zhèn)人口340.276萬，城鎮(zhèn)化率為52%。

三、研究方法與數(shù)據(jù)來源

（一）指標(biāo)體系及其說明

城市人居環(huán)境是一個(gè)綜合復(fù)雜的系統(tǒng)，指標(biāo)體系的構(gòu)建既要系統(tǒng)全面地反映城市人居環(huán)境狀態(tài)，又要突出城市人居環(huán)境本質(zhì)屬［5］。目前，對于城市人居環(huán)境的評價(jià)，學(xué)術(shù)界尚未形成一個(gè)統(tǒng)一的指標(biāo)體系，朱鵬基于人的“需求層次”理論，從5個(gè)需求層次角度出發(fā)，構(gòu)建了評價(jià)城市宜居性指標(biāo)體系［18］；葉長盛從城市生態(tài)環(huán)境、居住條件，公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施和城市的可持續(xù)性4個(gè)角度構(gòu)建城市人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系［19］。本文立足于寧夏城市人居環(huán)境的實(shí)際情況，結(jié)合指標(biāo)選取的科學(xué)性，可操作性，整體性等原則，在參考相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，依據(jù)中國人居環(huán)境獎(jiǎng)的定量參考標(biāo)準(zhǔn)，主要選取了經(jīng)濟(jì)發(fā)展、居民生活質(zhì)量、公共基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境4個(gè)一級指標(biāo)，包含14個(gè)二級指標(biāo)，構(gòu)建寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系（見表1）。

（二）研究方法

主成分分析法是多元統(tǒng)計(jì)分析方法的一種，主要是利用降維將多個(gè)指標(biāo)簡化成幾個(gè)綜合指標(biāo)成為主成分，且各主成分之間互不相關(guān)，很好地避免了原始指標(biāo)的重復(fù)性。指標(biāo)的減少使研究問題得到簡化，從而更容易抓住主要矛盾，揭示事物內(nèi)部變量之間的規(guī)律性。

表1　寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系

（三）數(shù)據(jù)來源及處理

本文數(shù)據(jù)來源于2014年《寧夏統(tǒng)計(jì)年鑒》以及寧夏各縣區(qū)國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)，數(shù)據(jù)來源較為統(tǒng)一。空間分析單元包括寧夏19個(gè)縣區(qū)，行政邊界數(shù)據(jù)來源于寧夏回族自治區(qū)地圖集經(jīng)掃描后的矢量化地圖。運(yùn)用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，以消除不同量綱對計(jì)算結(jié)果的影響。采用主成分分析法，運(yùn)用SPSS19.0、GIS軟件對寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量及空間格局進(jìn)行綜合評價(jià)。

四、研究結(jié)果與分析

（一）主成分特征分析

為了判斷提取的主成分與原始變量間的關(guān)系，利用SPSS做主成分分析，從相關(guān)系數(shù)矩陣中可以看出，主成分與原始變量間存在較大的相關(guān)性，提取出的主成分具有代表性。按照累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%的提取原則，共提取4個(gè)主成分，得到各主成分的特征值和相應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率（見表2），前4個(gè)因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到88.897%，保留這四個(gè)因子能夠概括絕大部分信息。用4個(gè)主成分來代替原來的14個(gè)原始變量，大大降低原始數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，達(dá)到降維的目的。

表2　主成分的特征值和貢獻(xiàn)率

通過對4個(gè)主成分的載荷系數(shù)矩陣（見表3）進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)第一主成分中人均社會消費(fèi)品零售額、人均居民可支配收入、人均GDP、社會固定資產(chǎn)投資額、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重等指標(biāo)載荷量絕對值較大，主要反映了城市人居環(huán)境中的經(jīng)濟(jì)環(huán)境。方差貢獻(xiàn)率為62.686%，是影響城市人居環(huán)境質(zhì)量的最重要因素。第二主成分中市區(qū)人口密度、萬人擁有醫(yī)療衛(wèi)生人員數(shù)、人均道路面積、性別比等指標(biāo)載荷量絕對值較大，主要反映的是城市人居環(huán)境中的社會環(huán)境。第三主成分中用水普及率、建成區(qū)綠化覆蓋率、燃?xì)馄占奥实戎笜?biāo)載荷量絕對值較大，主要反映城市人居環(huán)境中的城市服務(wù)環(huán)境。第四主成分中人均綠地面積、生活垃圾處理率載荷量絕對值較大，反映的是城市人居環(huán)境中的生態(tài)環(huán)境。

（二）城市人居環(huán)境質(zhì)量評價(jià)模型

運(yùn)用綜合評價(jià)法對寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，指數(shù)越大，城市人居環(huán)境質(zhì)量越好，反之則越差。以4個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率為系數(shù)建立寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量評價(jià)模型：

表3　主成分載荷矩陣

式中：F1、F2、F3、F4分別為各主成分的得分，P1i、P2i、P3i、P4i分別為指標(biāo)i在1，2，3，4主成分上的載荷系數(shù)，F(xiàn)為各區(qū)縣的城市人居環(huán)境質(zhì)量綜合得分。將標(biāo)準(zhǔn)化之后的數(shù)據(jù)代入式（1-5），得到寧夏城市人居環(huán)境綜合質(zhì)量得分及其排名（見表4）。

從經(jīng)濟(jì)環(huán)境來看，銀川市、石嘴山市質(zhì)量最高，鹽池縣最低。這主要是因?yàn)殂y川市和石嘴山市，作為寧夏的中心城市和重要的工業(yè)城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)好，居民生活富裕，而地處農(nóng)牧交錯(cuò)帶的鹽池縣，生態(tài)環(huán)境脆弱，工業(yè)發(fā)展能力差，經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢。從社會環(huán)境來看，靈武市質(zhì)量最高，原州區(qū)質(zhì)量最差。靈武市作為寧夏工業(yè)發(fā)展的核心區(qū)域，寧東能源化工基地的所在地，交通便利，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施配套完善。而原州區(qū)作為寧夏南部的中心城市，城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，導(dǎo)致人口大量快速集聚，基礎(chǔ)設(shè)施，社會服務(wù)能力需進(jìn)一步加強(qiáng)。從城市服務(wù)環(huán)境來看，紅寺堡區(qū)質(zhì)量最高，海原縣質(zhì)量最差。紅寺堡區(qū)為寧夏最大的生態(tài)移民區(qū)，在移民搬遷過程中，政府深入貫徹“搬得出，穩(wěn)得住”的方針，積極完善基礎(chǔ)設(shè)施。海原縣由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約，地方財(cái)政收入很難滿足各項(xiàng)社會服務(wù)建設(shè)的需要。從生態(tài)環(huán)境來看，隆德、彭陽等南部山區(qū)質(zhì)量最好，同心縣質(zhì)量最差。隆德、彭陽等六盤山地區(qū)，隨著退耕還林還草工程的不斷推進(jìn)，生態(tài)環(huán)境大為改善，是國家重點(diǎn)的生態(tài)功能區(qū)。而同心縣、中寧縣等中部干旱帶地區(qū)，氣候惡劣，生態(tài)環(huán)境治理難度大。

從城市人居環(huán)境綜合得分來看，首府城市銀川市和石嘴山市城市人居環(huán)境最好，海原、彭陽等南部山區(qū)城市人居環(huán)境質(zhì)量最差。城市人居環(huán)境綜合質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)環(huán)境格局具有高度重合性［11］，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高的地區(qū)，城市的人居環(huán)境質(zhì)量也相對較高，但并不完全一致。

（三）寧夏城市人居環(huán)境的空間分異研究

為了更好地反映寧夏各區(qū)縣城市人居環(huán)境質(zhì)量的空間差異，運(yùn)用ArcGIS軟件，選用自然斷裂法，根據(jù)城市人居環(huán)境質(zhì)量的綜合得分由大到小，將研究區(qū)劃分為四大類型區(qū)：I類型區(qū)，II類型區(qū)，III類型區(qū)，IV類型區(qū)（見圖1）。

圖1　寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量空間分級

表4　城市人居環(huán)境質(zhì)量得分

由圖1可知，寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量南北差異顯著，具有明顯的集聚特征。北部沿黃城市人居環(huán)境質(zhì)量整體較高，以I類型區(qū)，II類型區(qū)，III類型區(qū)為主。而寧夏中南部市縣，除原州區(qū)為II類型區(qū)，同心縣為III類型區(qū)以外，其余縣區(qū)皆為IV類型區(qū)，城市人居環(huán)境質(zhì)量整體偏低。從整體來看，IV類型區(qū)所占比例最大，包含7個(gè)縣區(qū)，III類型區(qū)包含5個(gè)縣區(qū)，II類型區(qū)包括5個(gè)縣區(qū)，而城市人居環(huán)境質(zhì)量最好的I類型區(qū)只有銀川市和石嘴山市。

五、結(jié)論與討論

寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量空間差異明顯，與經(jīng)濟(jì)環(huán)境格局基本一致。寧夏19區(qū)縣中城市人居環(huán)境質(zhì)量最好的是銀川市和石嘴山市，最差的是海原縣和彭陽縣。城市人居環(huán)境空間分異突出表現(xiàn)為“北高南低”的不均衡態(tài)勢，北部沿黃灌區(qū)城市人居環(huán)境質(zhì)量明顯高于中部干旱帶和南部黃土丘陵地區(qū)。

通過主成分分析，提取了經(jīng)濟(jì)環(huán)境、社會環(huán)境、城市服務(wù)環(huán)境，生態(tài)環(huán)境四個(gè)主成分，由各主成分的貢獻(xiàn)率可以看出，經(jīng)濟(jì)環(huán)境對城市人居環(huán)境質(zhì)量的影響最大，其次是社會環(huán)境，城市服務(wù)環(huán)境與生態(tài)環(huán)境的影響相對較小。但就不同縣區(qū)而言，影響城市人居環(huán)境質(zhì)量的因素又各有差異。

根據(jù)城市人居環(huán)境質(zhì)量的綜合得分，由大到小將研究區(qū)域劃分為四個(gè)類型區(qū)。I類型區(qū)包括銀川市、石嘴山市；II類型區(qū)包括平羅縣、利通區(qū)、沙坡頭區(qū)、青銅峽市、原州區(qū)；III類型區(qū)包括永寧縣、賀蘭縣、靈武市、中寧縣、同心縣；IV類型區(qū)包括鹽池縣、紅寺堡區(qū)、海原縣、西吉縣、隆德縣、涇源縣、彭陽縣。其中IV類型區(qū)所占比例最大，I類型區(qū)所占比例最小。

由于人居環(huán)境本身的復(fù)雜性和多變性，本文只是從空間上對寧夏城市人居環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了分析，而未進(jìn)行時(shí)間序列上的對比研究。

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（責(zé)任編輯：管仲）

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41161078）。

任凱麗（1991-），女，山東淄博人，碩士研究生，研究方向：城市與區(qū)域發(fā)展規(guī)劃；通訊作者：朱志玲（1969-），女，寧夏銀川人，教授，研究生導(dǎo)師，研究方向：城市與區(qū)域發(fā)展規(guī)劃。