采用因子分析法的城市宜居水平實證研究
——以廣東省為例

陳 通，魏承帥，高懷軍

(天津大學 管理學院， 天津 300072)

采用因子分析法的城市宜居水平實證研究
——以廣東省為例

陳 通，魏承帥，高懷軍

(天津大學 管理學院， 天津 300072)

構(gòu)建幸福城市，提高城市的宜居性水平是我國“十二五”規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。從科學性、系統(tǒng)性等原則出發(fā)，構(gòu)建了包括經(jīng)濟實力、城市環(huán)境、交通狀況、污染治理四維目標的城市宜居水平評價指標體系，并基于因子分析法，對廣東省21個城市的宜居水平進行了實證分析。結(jié)果表明：廣東省宜居水平較高的城市主要集中在經(jīng)濟水平比較發(fā)達的東部沿海地帶，加大對城市環(huán)境的保護力度是建設宜居城市的重要途徑。

宜居性；宜居城市；因子分析；廣東省

隨著城市化進程的加快，城市居住環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾日益激化，城市的宜居性越來越受到關(guān)注。2011年“十二五”規(guī)劃的焦點是如何建設幸福城市，2012年黨的十八大報告明確提出建設美麗中國。生態(tài)宜居城市作為幸福城市的基礎和重要組成部分，也是實現(xiàn)美麗中國宏偉目標的重要前提。目前，建設宜居城市已經(jīng)成為全國各地城市建設和發(fā)展的共識與目標。宜居城市的建設不僅有助于區(qū)域內(nèi)城市環(huán)境質(zhì)量的提高，而且對促進城市的可持續(xù)性發(fā)展起到重要作用。本文對宜居城市建設水平進行實證研究，對于剖析建設宜居城市的影響因素和進一步提升我國宜居城市的建設水平具有重要的現(xiàn)實意義。

1 宜居城市的基本內(nèi)涵

目前學界對宜居城市的概念、標準尚未達成一致的意見，但大多數(shù)學者給出的定義基本上都包含了城市形態(tài)、人居環(huán)境、城市生活等內(nèi)容。對于宜居城市的研究最早始于西方發(fā)達國家。Palej[1]立足于建筑和規(guī)劃的角度，認為宜居城市就是社會團體的要素能夠被保留并更新的城市形態(tài)。Evans[2]認為宜居性有兩面，一面是適宜居住性，一面是生態(tài)可持續(xù)性。適宜居住意味著工作地足夠接近住房，工資水平與房租相稱，能接近提供健康生活環(huán)境的設施。適宜居住也要可持續(xù)?！洞鬁馗缛A地區(qū)長期規(guī)劃》把“宜居城市”作為一個重要規(guī)劃目標，并指出“宜居城市是一個能夠滿足所有居民的生理、社會好奇心理方面的需求，同時有利于居民自身發(fā)展的城市系統(tǒng)”。Mike[3]建立了一個城市宜居性模型，該模型由環(huán)境福祉、個人福祉、生活世界組成。

2005年1月，國務院通過的《北京城市總體規(guī)劃(2004—2020)》首次提出城市宜居性的概念，自此引發(fā)了社會各界的關(guān)注，也成為了國內(nèi)學界的研究熱點。學者李麗萍認為，“宜居城市”是指經(jīng)濟、社會、文化、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，人居環(huán)境良好，能滿足居民物質(zhì)和精神生活需求，適宜人類工作、生活和居住的城市。張文忠認為，“宜居城市”應該是一個健康安全、居住舒適、生活方便、出行便利的城市，是宜人的自然生態(tài)環(huán)境與和諧的社會、人文環(huán)境有機結(jié)合的城市，應是所有城市發(fā)展的方向和目標。宜居城市是一個綜合的概念，是物質(zhì)文明、精神文明與生態(tài)文明高度集中的復雜的巨系統(tǒng)，它體現(xiàn)了以人為本、和諧發(fā)展的精神內(nèi)涵。立足于已有研究，本文認為，宜居城市不僅具有環(huán)境優(yōu)美、適宜居住、文化生活豐富等特征，還應體現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)達、物質(zhì)豐殷、可持續(xù)性發(fā)展等特質(zhì)。人類城市發(fā)展的歷史表明，一個城市的經(jīng)濟發(fā)展水平不僅關(guān)乎到城市的可持續(xù)性發(fā)展，更是決定其能否實現(xiàn)建成宜居城市目標的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段我國大部分城市的經(jīng)濟實力多以工業(yè)來支撐，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟收益不僅為宜居城市基礎設施建設提供充足的資金和物質(zhì)保障，而且能滿足城市與日俱增的環(huán)境治理資金和技術(shù)投入需求。

2 城市宜居水平評價方法與指標體系構(gòu)建

2.1 城市宜居水平評價方法

因子分析法的基本原理是：根據(jù)變量間的相關(guān)性將變量分組，使得組內(nèi)變量間的相關(guān)性較高、 不同組的變量間相關(guān)性較低；每組變量代表一個基本結(jié)構(gòu)，該基本結(jié)構(gòu)被稱為主因子；用由最少個數(shù)的、不可測的主因子構(gòu)建的線性函數(shù)與特殊因子之和來描述原始分量，通過分析這些主因子來實現(xiàn)對復雜的問題的研究。本文基于因子分析的思想，將反映城市宜居水平的眾多變量進行分組，提取出公共因子，并確定綜合評價模型的權(quán)重，最后計算出每個樣本的綜合評價值。

2.2 評價指標體系的構(gòu)建

為了科學全面地評估和比較城市宜居性水平的差異，本文在文獻研究的基礎上，遵循科學性、系統(tǒng)性、重點性和簡約性原則，對影響城市宜居水平的各項評價指標進行比較，經(jīng)過反復篩選，設計了一套宜居城市綜合評價指標體系。該評價指標體系包括3個層次，即目標層、系統(tǒng)層和指標層。目標層旨在評價城市在發(fā)展經(jīng)濟、建設宜居城市的過程中在經(jīng)濟、環(huán)境、交通、污染治理等方面的綜合表現(xiàn)，反映的是城市復合生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平、城市經(jīng)濟和功能的和諧程度。系統(tǒng)層旨在評價子系統(tǒng)對綜合評價指標各方面的影響，主要包括經(jīng)濟實力、城市環(huán)境、交通狀況、污染治理4個層面。將這4個層面具體分解成為11項可測量的、具有代表性的統(tǒng)計指標，構(gòu)成指標層，具體見表1。

表1 廣東省城市宜居水平評價指標體系

3 實證分析

3.1 樣本選擇與數(shù)據(jù)獲取

選取廣東省21個城市為研究對象，評價其城市宜居性水平。這些城市雖然行政級別相同、地理位置相近、城市功能相同，但由于受行政體制和歷史發(fā)展的局限以及區(qū)域內(nèi)政治經(jīng)濟情況存在差異，導致廣東省各城市宜居水平參差不齊。本著科學、客觀的原則，本文分析所用的數(shù)據(jù)主要來自于《2011年廣東省統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》。

3.2 廣東省各城市宜居水平實證分析

采用因子分析法，通過SPSS19.0軟件對表1所列的11個三級指標進行降維處理。

首先對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，得到的 KMO 值為0.809，Bartlett 球度檢驗值為311.864，顯著水平P<0.001，表明本研究樣本個數(shù)充足，相關(guān)系數(shù)矩陣為非單位陣，故適合開展因子分析。

然后，采用主成分分析法萃取主因子，按照相關(guān)系數(shù)矩陣特征值大于1的標準，從原11個統(tǒng)計指標中提取3個主因子。如表2所示，所提取的3個主因子累計方差貢獻率均達到89.380%，因此，可以認為這3個因子足夠反映原變量的絕大部分信息。

表2 主因子特征值、方差貢獻率及累計方差貢獻率

因子分析的目的不僅是要找出主因子，更重要的是把握每個主因子的具體經(jīng)濟意義。由于初始化的因子負荷矩陣系數(shù)不太明顯，為了使因子負荷矩陣中系數(shù)0-1化，便于對主因子進行解釋，一般須對因子載荷矩陣進行旋轉(zhuǎn)。本文采用方差極大值法對因子載荷陣進行正交旋轉(zhuǎn)，得到11個指標旋轉(zhuǎn)后的因子載荷陣如表3。表3展示了各主因子在各指標變量上的載荷，即各主因子對各變量的影響程度。由結(jié)果可知：每個主因子只對少數(shù)指標的因子載荷較大，因此根據(jù)分析結(jié)果將指標分為3類，并結(jié)合前述評價指標所代表的具體含義對各主因子進行命名。在第1主因子F1在X4，X6、X2、X1、X5、X3、X7上的載荷值較大，其中X4、X5、X6、X7主要反映了城市的生態(tài)環(huán)境狀況，X1、X2、X3主要反映了城市的工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平，因此可將主因子F1命名為“城市經(jīng)濟環(huán)境因子”。第2主因子F2在X9、X10、X11上的載荷值較大，其中X9、X10、X11作為城市污染治理達標率的綜合評價指標，反映了城市居住環(huán)境以及城市對污染治理的重視程度，因此可將主因子F2命名為“環(huán)境保護因子”。第3主因子F3對X8有較大的載荷系數(shù)，主要反映的是城市交通狀況，可將主因子F3命名為“交通因子”。

表3 正交旋轉(zhuǎn)后的因子載荷系數(shù)與得分系數(shù)

最后計算因子得分。因子變量確定后，便可計算各個因子在每個樣本上的具體數(shù)值，這些數(shù)值就是因子的得分，形成的新變量稱為因子變量。為了考察廣東省各城市的宜居性水平，并對其進行綜合評價，本文采用回歸方法求出因子得分函數(shù)，可以直接寫出主因子的表達式：

F1=-0.079X1-0.164X2+0.156X3+

0.113X4+0.175X5-0.018X6+

0.243X7+0.192X8+0.042X9+

0.250X10+0.172X11

F2=0.626X1+0.430X2+0.142X3+

0.010X4-0.045X5+0.251X6-

0.033X7-0.049X8-0.118X9-

0.069X10-0.068X11

F3=-0.307X1+0.135X2-0.691X3+

0.091X4+0.009X5+0.064X6-

0.191X7-0.022X8+0.337X9-

0.202X10+0.031X11

將21個地區(qū)的觀測值代入以上因子得分函數(shù)，即得各城市的因子得分，表3給出了SPSS計算出的3個主因子的得分系數(shù)。由前文知，3個主因子分別從不同方面反映了廣東省各城市宜居性水平，單獨使用某一主因子并不能對各城市的宜居水平做出綜合評價，因此本文以3個主因子對應的方差貢獻率為權(quán)重，對3個主因子得分進行加權(quán)求和。定義廣東省各城市宜居水平的綜合評價指數(shù)為：

0.740F1+0.156F2+0.103F3

每個城市的綜合評價指數(shù)F反映了該市宜居性水平的強弱，將21個城市的綜合因子得分從高到低排序，如表4所示。

1) 地區(qū)劃分。從實證分析結(jié)果表4可看出：不同城市在經(jīng)濟環(huán)境因子、環(huán)境保護因子、交通因子上存在著較大差異。本文根據(jù)綜合因子得分，將廣東省21個城市劃分為3類，即綜合得分F>0.5，屬于I類城市，反映城市宜居水平居上，包括廣州、深圳、佛山、東莞。綜合得分0.5>F>-0.5屬于II類城市，反映城市宜居水平居于中游水平，包括中山、惠州、珠海江門等13個城市。綜合得分F<-0.5的城市屬于第III類，反映城市宜居水平相對落后，包括陽江、云浮、潮州、汕尾。

2) 各主因子的差異分析。就各主因子的單項排名而言，第1主因子F1的特征根5.580，方差貢獻率為50.730%，在F1上排名比較靠前的城市有廣州、深圳、佛山、東莞、中山，表明這些城市在工業(yè)經(jīng)濟實力和城市環(huán)境治理方面具有比較優(yōu)勢。第2主因子F2的特征根為2.268，方差貢獻率為20.622%，在F2上排名較靠前的城市是廣州、清遠、汕尾、茂名，表明這些城市注重城市環(huán)境保護，在城市生態(tài)環(huán)境方面具有優(yōu)勢。第3主因子F3的特征根是1.983，方差貢獻率是18.028%，在F3上排名較靠前的城市是廣州、河源、惠州、湛江，表明這些城市在城市交通建設方面取得了突出成績。

表4 廣東省各城市因子得分和綜合得分排名

4 結(jié)論

根據(jù)分析各城市的宜居水平綜合得分以及各主因子的得分，本文得出如下結(jié)論：

1) 由于經(jīng)濟發(fā)展水平不同，城市吸引資源的稟賦也存在差異，同時對城市建設的投入力度不一導致各城市的宜居水平存在較大差異。但總體來看，城市宜居水平與經(jīng)濟發(fā)展水平呈正向相關(guān)特征。實證分析結(jié)果表4顯示：綜合得分較高的城市在城市經(jīng)濟環(huán)境因子上的得分也普遍較高，這表明經(jīng)濟發(fā)展水平越高的城市，越重視城市基礎設施的建設和城市環(huán)境的治理。以目前宜居水平排第4的東莞市為例，改革開放以來，東莞市大力發(fā)展開放型經(jīng)濟，加工制造業(yè)迅速崛起，產(chǎn)業(yè)體系齊全，享有“世界工廠”的美譽，2011年經(jīng)濟規(guī)模國內(nèi)排名第22。東莞雄厚的經(jīng)濟實力為城市市政基礎設施建設提供強有力的資金保障。東莞市還不斷加大對教育、衛(wèi)生醫(yī)療、通信、文化藝術(shù)、旅游資源的投入力度，為此東莞先后獲得了居民生活質(zhì)量居全省之首、中國最佳魅力城市、國際花園城市、廣東省教育強市等榮譽，東莞市的宜居水平保持較高的上升勢頭。

2) 實證分析表明，東部沿海城市的綜合因子得分相比內(nèi)陸城市的得分較高。因此，從地理位置分布上看，廣東省宜居水平較高的城市主要集中在經(jīng)濟水平比較發(fā)達的東部沿海地帶。東部沿海城市的經(jīng)濟發(fā)展水平較高、城市化進程較快，資源、資金、技術(shù)及人才優(yōu)勢為其宜居城市基礎設施建設提供了便利。與東部沿海城市相比，內(nèi)陸城市的經(jīng)濟發(fā)展相對滯后、城市化進程緩慢，弱化了其宜居城市的建設能力。

3) 從經(jīng)濟地理和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的角度看，目前廣東省形成了以廣州、深圳為宜居城市建設龍頭和中心，以佛山、東莞為次級中心，以物理距離為半徑的“區(qū)域宜居城市輻射圈”。廣州、深圳、佛山、東莞走在了廣東省宜居城市建設的先列，緊隨其后的是中山、惠州、江門、珠海等毗鄰4個中心城市的第II城市?？梢?，物理距離越小，即輻射半徑越小，受中心城市的資源、技術(shù)、資金輻射能力就越大。反之亦然，云浮、陽江、潮州、梅州等內(nèi)陸城市距離中心城市較遠，輻射半徑較大，則受中心城市的輻射能力較小，因此宜居水平較為落后。

4) 加大對城市環(huán)境的保護力度是建設宜居城市的重要途徑。表4可以看出，綜合得分較高的城市，環(huán)境保護因子的得分也較高，表明這些城市正加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，深入推進技術(shù)升級，加大污染治理的投入力度，不斷改善城市基礎設施建設，營造更加人文、綠色的宜居環(huán)境，增加居民的舒適度和幸福感。

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(責任編輯何杰玲)

EmpiricalResearchonLivabilityLevelofCitiesBasedonFactorAnalysis:TakingGuangdongProvinceasanExample

CHEN Tong，WEI Chengshuai，GAO Huaijun

(School of Management, Tianjin University, Tianjin 300072, China)

Building a happy city and improving the city’s livability level is an important part of China’s Twelfth Five Year Plan. Based on science and system principle, this paper constructed an evaluation index system with four dimensions including, urban economic strength, urban environment, traffic conditions, pollution control. Then factor analysis method was selected to evaluate comprehensively livability level of 21 cities in Guangdong Province, we can conclude that: First, the high leveled livable cities are mainly located in the economically developed eastern coastal zone. Secondly, the increasing efforts of environment protection are an important way of building livable city.

livability; livable city; factor analysis; Guangdong province

2017-04-12

國家自然科學基金資助項目(71272148)；高校博士點基金資助項目(20120032110039)

陳通(1956—)，男，廣東新會人，教授，博士生導師，主要從事公共資源管理方面研究；通訊作者 魏承帥(1988—)，男，山東聊城人，碩士研究生，主要從事城市管理方面研究，E-mail:weichengshuai@126.com。

陳通，魏承帥，高懷軍.采用因子分析法的城市宜居水平實證研究——以廣東省為例[J].重慶理工大學學報(自然科學)，2017(11):217-222.

formatCHEN Tong，WEI Chengshuai，GAO Huaijun.Empirical Research on Livability Level of Cities Based on Factor Analysis: Taking Guangdong Province as an Example[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science)，2017(11):217-222.

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2017.11.033

F291.1

A

1674-8425(2017)11-0217-06