我國城市發(fā)展水平的實(shí)證研究
——基于因子分析和聚類分析

(江西理工大學(xué)外語外貿(mào)學(xué)院 江西 贛州 341000)

我國城市發(fā)展水平的實(shí)證研究
——基于因子分析和聚類分析

宋長健孫菁靖

(江西理工大學(xué)外語外貿(mào)學(xué)院江西贛州341000)

人們在城市的發(fā)展中越來越重視人口、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，生態(tài)環(huán)境狀況逐步成為衡量城市化水平的指標(biāo)之一。篩選出15個指標(biāo)，使用因子分析法，對全國省會級城市進(jìn)行分析，得出反映并影響城市規(guī)模的4個因素。使用聚類分析法，將不同人口城市進(jìn)行類比，為城市的發(fā)展尋找參考模板，探尋不同等級城市的發(fā)展方向。

城市化；因子分析；聚類分析；環(huán)境因子

城市的環(huán)境質(zhì)量直接影響著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、社會進(jìn)步和現(xiàn)代化建設(shè)。環(huán)境相對優(yōu)越地區(qū)，水資源、土地資源、空氣質(zhì)量等支撐城市化的能力強(qiáng)，投資環(huán)境的競爭力強(qiáng)。自1978年來，伴隨著經(jīng)濟(jì)體制的改革，我國城市化水平得到迅速提高，由17.91%上升到56.1%(2015年)，年均增長率為1.005%，城市化已成為我國社會發(fā)展的必然趨勢?？焖俪鞘谢瘞硌杆俚娜丝诩?、產(chǎn)業(yè)集聚、城市空間拓展，也使得為保證城市正常運(yùn)行消耗的資源量大幅度增加，產(chǎn)生并排放出更多的廢氣污染物導(dǎo)致城市環(huán)境狀況不斷惡化，城市環(huán)境問題已成為制約城市健康發(fā)展的瓶頸之一。

一、文獻(xiàn)回顧

城市環(huán)境質(zhì)量和城市規(guī)模等問題是城市經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的重要內(nèi)容。張應(yīng)武(2009)運(yùn)用2002-2006年間285個地級及以上城市的數(shù)據(jù)，估計(jì)了我國城市的最優(yōu)規(guī)模和城市規(guī)模分布函數(shù)。王小魯(2010)通過計(jì)量模型分析，認(rèn)為城市的發(fā)展與各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城市化水平、人口密度、交通條件、地理位置等因素有關(guān)，并提出至少增加上百座百萬級城市的政策建議。楊冬梅(2002)通過構(gòu)建城市化水平指標(biāo)體系，對城市化水平進(jìn)行比較分析，得出不同城市在發(fā)展過程中存在各自的優(yōu)勢與不足。對城市環(huán)境質(zhì)量的研究涵蓋了定性與定量兩個方面，周宏春(2010)指出由于城市人口的不斷増長，建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)張，在中國城市化進(jìn)程中面臨大氣污染、水資源短缺、垃圾圍城等嚴(yán)重環(huán)境污染現(xiàn)象。劉夢琴(2010)利用省級面板數(shù)據(jù)，基于環(huán)境庫茲涅茨曲線模型，對中國城市化與碳排放之間的關(guān)系進(jìn)了實(shí)證研究，結(jié)果表明城市化直接導(dǎo)致了二氧化碳排放的增加。

城市化過程的持續(xù)性特點(diǎn)決定了其在不同的發(fā)展階段具有不同特征。通過對比研究，在了解城市綜合發(fā)展水平的同時，尋找與之相類似城市的發(fā)展歷程，進(jìn)而對城市的發(fā)展趨勢做出預(yù)測，這對城市未來的發(fā)展至關(guān)重要。

二、模型檢驗(yàn)與實(shí)證分析

(一)評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

本文以全國30個省會城市為樣本，選取能夠反映城市狀況的15個指標(biāo)，著重將環(huán)境因素納入城市化分析指標(biāo)內(nèi)，環(huán)境狀況主要以環(huán)境污染物排放量來衡量。X1-年末市區(qū)總?cè)丝?，X2-市轄區(qū)年平均人口；X3-人口自然增長率，X4-市轄區(qū)人口密度；X5-建成區(qū)面積；X6-市轄區(qū)建設(shè)用地面積；X7-建成區(qū)綠化覆蓋面積；X8-園林綠地面積；X9-地區(qū)生產(chǎn)總值；X10-人均地區(qū)生產(chǎn)總值；X11-地區(qū)生產(chǎn)總值增長率；X12-工業(yè)SO2排放量；X13-工業(yè)煙(粉)塵排放量；X14-工業(yè)廢水排放量；X15-工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量。數(shù)據(jù)來自《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒2015》。

(二)因子分析

通過可行性檢驗(yàn)，KMO值為0.751，適合進(jìn)行因子分析。用Bartlett檢驗(yàn)，Sig.=0.000<0.05(即p值<0.05)，各變量間具有相關(guān)性，因子分析有效。通過建立各指標(biāo)間相關(guān)矩陣R，計(jì)算出特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率。第1個公因子的特征值為7.5，貢獻(xiàn)率49.8%，第2個公因子特征值2.2，貢獻(xiàn)率14.4%，第3個公因子1.3，貢獻(xiàn)率7.7%，第4個公因子1.2，貢獻(xiàn)率7.7%，前4個公因子的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到80.37%，反映了研究內(nèi)容80%以上的信息，符合因子分析原理。為更加清楚地了解各主成分的構(gòu)成，采用方差最大法進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)成份矩陣，并將提取后的公因子命名為F1、F2、F3、F4。經(jīng)過分析，F(xiàn)1在X5、X6、X7、X8上載荷較大，定為空間因子。F2在X12、X13、X14、X15上載荷較大，定為環(huán)境因子。F3在X9、X10、X11上載荷較大，定為經(jīng)濟(jì)因子。F4在X2、X3、X4上載荷較大，定為人口因子。依據(jù)以上分析，選出4個主成分，可計(jì)算出各城市得分，并得出以下結(jié)論：

1.影響城市發(fā)展的主因素是空間和環(huán)境因子，其方差貢獻(xiàn)率相加解釋了整個方差的64.248%，說明城市發(fā)展至現(xiàn)階段空間發(fā)展和環(huán)境狀況成為影響城市發(fā)展的主因素。推動城市的發(fā)展，要拓展城市發(fā)展空間，也需要注意開發(fā)過程中環(huán)境的保護(hù)。

2.北京、上海、重慶、廣州綜合得分相對較高，城市化水平較高；天津、南京、武漢、杭州、成都、鄭州緊隨其后。東北地區(qū)以及大部分中西部地區(qū)的城市化水平偏低。

(三)聚類分析

因子分析對我國省會城市的發(fā)展水平進(jìn)行排名，人口、空間、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境之間越協(xié)調(diào)，排名越靠前，但不同地域資源、區(qū)位等條件不同，并非所有城市都適合類似前十名城市的規(guī)模。將因子分析產(chǎn)生的新變量進(jìn)行聚類分析，可以劃分為4個類型。

第1類：上海、北京、重慶、廣州；優(yōu)越的區(qū)位及政策優(yōu)勢，使北京、上海、廣州、重慶的人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模達(dá)到較高水平。上海居首位，表明上海在發(fā)展過程中實(shí)現(xiàn)了空間、環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)之間的相對協(xié)調(diào)?？臻g上，北上廣差異不大，重慶地處西部，與北上廣相比歷史較短，空間規(guī)模得分偏低。環(huán)境上，重慶開發(fā)建設(shè)時間短，環(huán)境狀況優(yōu)勢明顯，得分遠(yuǎn)超其它三個城市。北京人口已接近兩千萬，汽車尾氣、建筑灰塵及燃煤等導(dǎo)致霧霾天氣頻發(fā)；人口的增長、工業(yè)的發(fā)展，廣州市在城市建設(shè)過程中水和空氣污染問題突出，環(huán)境質(zhì)量制約城市的進(jìn)一步發(fā)展。經(jīng)濟(jì)上，優(yōu)越的位置、便利的河海運(yùn)輸使上海具有一定的發(fā)展優(yōu)勢。人口上，人口集聚推動城市不斷發(fā)展。

第2類：天津、南京、武漢、杭州、成都、鄭州；天津毗鄰北京地處華北經(jīng)濟(jì)腹地，匯集政策和區(qū)位優(yōu)勢，發(fā)展?jié)撃艽??？臻g上，南京、天津、成都在建設(shè)用地面積、城市綠化面積上較為合理。環(huán)境上，天津、武漢、鄭州的環(huán)境污染狀況隨城市發(fā)展不斷加劇。經(jīng)濟(jì)上，杭州、武漢、天津具有明顯優(yōu)勢；成都是西部經(jīng)濟(jì)中心，經(jīng)濟(jì)因素越來越成為其發(fā)展的推動力；鄭州為中原地區(qū)的樞紐城市，便利的地理?xiàng)l件所帶來的經(jīng)濟(jì)效益促進(jìn)了城市的建設(shè)與發(fā)展。人口上，鄭州、武漢、成都吸引周邊縣市人口集聚，人口規(guī)模增大；杭州、南京處于東部發(fā)達(dá)地區(qū)，人口增長對城市化影響有限。

第3類：沈陽、西安、長沙、南昌、長春、合肥、濟(jì)南、貴陽、石家莊；在空間排布上，貴陽、西安、長沙地處中西部地區(qū)，在城市空間拓展方面具有優(yōu)勢。受重化工業(yè)的影響，石家莊、沈陽在環(huán)境狀況上的劣勢較為明顯，而長沙、貴陽、南昌相對較好。在經(jīng)濟(jì)對城市發(fā)展的貢獻(xiàn)當(dāng)中，長春、沈陽、濟(jì)南、長沙具有不同的工業(yè)優(yōu)勢，排名較靠前。在人口因子上，南昌、石家莊、合肥地處腹地，臨近幾個人口大省，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對周邊人口的吸引使城市人口迅速增長，對城市化起推動作用。

第4類：太原、南寧、昆明、哈爾濱、烏魯木齊、福州、呼和浩特、蘭州、銀川、西寧、?？冢粡目臻g上看，太原、南寧、昆明位于西部或南部地區(qū)，城市空間規(guī)模拓展基礎(chǔ)較好。在環(huán)境上，海口、南寧距海岸較近，開發(fā)歷史較短；銀川環(huán)境條件相對較好。太原、哈爾濱、呼和浩特煤炭等礦產(chǎn)資源開發(fā)是經(jīng)濟(jì)狀況排名較前的主因。太原、西寧、蘭州城市人口的集聚得益于歷史因素和國家西部開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施。

三、結(jié)論與建議

1.城市化進(jìn)程主要影響因子有四個，分別是：空間、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、人口。其中城市空間規(guī)模變化和環(huán)境狀況是影響城市化的主要因素，這兩項(xiàng)也間接影響著城市經(jīng)濟(jì)狀況和城市人口規(guī)模。因此，城市化發(fā)展需嚴(yán)格控制城市面積的無序擴(kuò)張，保持鄉(xiāng)村地區(qū)自然生態(tài)環(huán)境對環(huán)境污染的消解能力，也為城市環(huán)境污染物處理設(shè)施發(fā)展提供時間。

2.北京、廣州等第一類城市，應(yīng)充分利用已具有的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，將更多的資金投入到環(huán)境保護(hù)與環(huán)境治理中；從源頭上減少污染物排放；嚴(yán)格控制城市面積的進(jìn)一步擴(kuò)張，提高現(xiàn)有城市資源及土地利用率。

3.南京、武漢、成都等第二類城市，沈陽、西安等第三類城市要不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，刺激第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來新的活力；利用較好的空間拓展條件，繼續(xù)擴(kuò)大人口優(yōu)勢，吸引更多高校畢業(yè)生以及農(nóng)民工入城，以人口增長拉動經(jīng)濟(jì)發(fā)展；項(xiàng)目審批過程中重視環(huán)境狀況評估，將污染扼殺在源頭；提高監(jiān)管力度，嚴(yán)格實(shí)施環(huán)境保護(hù)制度。

4.太原、南寧、昆明等第四類城市，要優(yōu)化城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，特別是環(huán)境污染處理設(shè)施的發(fā)展；進(jìn)一步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，不斷發(fā)揮當(dāng)?shù)氐穆糜钨Y源優(yōu)勢，大力推進(jìn)服務(wù)業(yè)發(fā)展，找準(zhǔn)自身發(fā)展定位。參考文獻(xiàn)

[1]張應(yīng)武.基于經(jīng)濟(jì)增長視角的中國最優(yōu)城市規(guī)模實(shí)證研究[J].上海經(jīng)濟(jì)研究,2009,05:31-38.

[2]王正新,朱洪濤,陳雁南.我國高技術(shù)服務(wù)業(yè)區(qū)域發(fā)展水平綜合評價——基于因子分析與改進(jìn)聚類分析的實(shí)證研究[J].科技管理研究,2016,15:70-76.

[3]郭俊華,孫澤雨.基于因子分析法的中國高?？萍紕?chuàng)新能力評價研究[J].科技管理研究,2016,03:66-71.

[4]王小魯.中國城市化路徑與城市規(guī)模的經(jīng)濟(jì)學(xué)分析[J].經(jīng)濟(jì)研究,2010,10:20-32.

[5]王紀(jì)武,韋亞平.基于生態(tài)足跡分析的城市規(guī)模預(yù)測——杭州城市人口規(guī)模研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版),2008,09:1520-1525.

江西理工大學(xué)研究生創(chuàng)新專項(xiàng)資金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號ZS2016036)

宋長健(1992-)，江西理工大學(xué)外語外貿(mào)學(xué)院研究生，研究方向環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)。