2002-2011年中國城市化發展水平擬合分析及發展預測

孫浩楠 黃麗娜

(武漢大學資源與環境科學學院，湖北 武漢 430079)

1.引言

城市化指隨著一個國家或地區社會生產力的發展、科學技術的進步以及產業結構的調整，其社會由以農業為主的傳統鄉村型社會向以工業(第二產業)和服務業(第三產業)等非農業為主的現代城市型社會逐漸轉變的歷史過程。中國正經歷高速城市化進程，改革開放以來，特別是社會主義市場經濟體制基本框架確立以后，城市作為區域經濟社會發展的中心，其地位和作用得到了前所未有的認識和重視，城市化與城市發展空前活躍。

國內外學者對城市發展隨時間的演化過程開展了大量研究。1966年，聯合國人居署提出城市發展包括五個維度，即:住房、社會發展與消除貧困狀況、經濟發展狀況、環境管理和城市管治。在此基礎上，構建了以基礎設施、廢物處理、健康、教育和城市生產力為主題的城市發展指標體系［1］。關于城市化發展進程的分析方法和模型也相繼提出，如主成分分析法［2］、聚類分析法［3］、熵值法［4］等。王桂新和沈建法采用極差標準化和均方差決策法評價中國1997年223 個地級以上城市發展綜合競爭力［5］。諾瑟姆(Ray.M.Northam)把世界各國城市化發展進程的軌跡概括為一條被拉長的S 型曲線［6］。饒會林對標準的S 型曲線進行了改進，提出了雙S 型曲線。李迅等用時間趨勢外推法分析了1980—1998年我國城市化發展的軌跡，以時間為橫坐標軸，以城市化水平為縱坐標軸，將80年代以來各年份的城市化水平落到圖上［7］。借鑒前人的研究方法，本文基于人口、經濟、城市建設、人民生活、環境構建城市化水平綜合評價指標體系，在此基礎上利用線性、時間序列、Logistics 曲線模型對我國2002年至2011年城市化水平進行趨勢擬合，以此探討我國城市化水平未來的發展方向。

2.研究數據與分析方法

(1)數據來源

本文所用數據資料取自《中國統計年鑒》、國家統計局網站，缺失數據采用線性插值方式補充。

我國城市化水平整體空間差異如圖1 所示。整體而言，我國地級城市東多西少?；诎朔较蜻B通性進行地級市數量的空間相關分析可知，全局Moran’s I 值為正，即各省地級市數量與地理位置呈現全局正相關。局部得到地級市的高—高與低—低聚集區域，由此初步判斷:我國城市主要以上海、南京、杭州為中心的長江三角洲城市群，廣州、深圳為中心的珠江三角洲城市群，這些地區的城市化水平明顯高于我國中西部。

(2)指標體系

借鑒侯學英的研究［8］，本文針對對中國城市化水平進行擬合和預測構建了人口、經濟、環境、基礎建設、生活構建三級指標體系(表1)。其中人口體現了農村人口向城市人口轉變的過程;經濟發展從經濟總量、對外貿易、經濟結構三個方面做出評估與預測;城市建設與生活表現城市化過程中居民生活的改變;采用污水治理達標率對城市化給環境帶來的影響做出評價。

(3)城市化發展擬合模型

本研究使用簡單線性回歸與時間序列對全國城市化水平發展指數進行擬合及預測，并比較兩者的誤差率，評估模型的優良;從五個主題中各選取一個指標，應用Logistics 曲線進行擬合，進而對未來城市發展趨勢進行預測。

圖1 我國城市化整體差異(左圖為各省地級市數量分級統計，右圖為各省地級市數量空間相關性表示)

3.城市化水平定量評價

本研究采用的城市發展水平指標體系涉及人口、經濟、環境、城市建設和生活5 個主題12 個要素23 個指標因子(見表1)?？紤]到指標之間存在一定相關性，首先通過相關分析方法對評價指標進行簡化。城市化水平定量評價的具體步驟如下:

1)對城市化水平指標因子進行相關分析，選取相關性較小的指標。

2)進行因子分析，根據特征根的值大于1 的原則，選取主因子，得到各個主因子的特征根以及貢獻率，建立因子載荷矩陣。

3)取各個主因子的權重等于各個主因子的貢獻率與累計貢獻率的比值，計算求得2002年至2011年三個主因子的得分。

4)求解權重向量和因子得分矩陣叉積得到全國城市化發展水平發展指數(見表2)，擬合2002年至2011年間中國城市化水平發展指數的變化趨勢(見圖2)。

表1 指標體系

表2 2002年—2011年城市化水平發展指數

圖2 2002—2010年城市化水平發展指數柱狀圖

4.城市化發展水平擬合及預測

4.1 城市化指數擬合

本文采用簡單線性回歸和時間序列方法，對全國城市化水平發展指數進行擬合及預測，比較兩者的誤差率，得到最優模型，以此預測2012年以及2013年的城市化水平發展指數［9］。線性擬合R2為0.9793，擬合程度較好，故中國在2002年至2011年十年間城市化水平的發展趨勢基本可以用線性模型進行擬合。對比線性擬合，時間序列擬合誤差率更低均小于10%，擬合結果更為可信［10］。在此基礎上對2012年、2013年的城市化指數進行預測(圖3)，采用時間序列對2012年與2013年城市化指數的預測更符合城市化指數變化的趨勢［11］。

圖3 2002-2011年我國城市化指數擬合對比圖(左為線性擬合，右為時間序列擬合)

4.2 子系統擬合及預測

五個主題中與城市化水平發展指數相關性最大的指標為非農業人口比例、外商直接投資、人均綠地面積、居民人均用電量、工業廢水達標率五個指標，選用這五個指標應用Logistic曲線進行擬合，通過誤差率和相關系數R2評價模型的優良［12］。

利用最小二乘法計算出系數A、B 分別在K 的值為0.8和1 時的初始值，得到K=1 時擬合效果較好，故采用K=1時系數A、B 的初始值;以此進行Logistic 曲線擬合(見圖4)，并比較誤差率(見表3)與相關系數R2。

圖8 城市化水平發展子系統擬合及預測曲線

表3 子系統擬合誤差率

總的來講，對比實際值擬合結果誤差率均在10%以內，可以證明，子系統城市化趨勢基本符合Logistic 曲線模型。非農業人口比例曲線擬合效果最差，實際利用外資額與居民人均用電量這兩項指標擬合效果最好，污水達標率與人均綠地面積的擬合效果較好。

4.3 結果分析

根據擬合結果可以看出我國經濟與工業城市化速度最快，經濟的高速城市化歸功于改革開放以來我國與其他國家經濟交流的日益增加。工業發展與經濟城市化是相輔相成的，由經濟與工業的城市化趨勢呈現的一致性，說明高速的經濟與工業城市化是有一定的關聯的。人口城市化遠遠滯后于經濟與工業城市化，生活水平與環境的城市化時間發展的趨勢基本呈現線性。由此看出，我國城市化發展仍存在諸多問題，如城市擴張的同時帶來的資源過度開發、人口素質的滯后等。

在未來一段時間內，我國城市化進程將基本符合線性趨勢。人口向城市的轉變可能還是會滯后于以S 型曲線初級階段速度發展的經濟與工業城市化，環境治理和人民生活水平提高還是會以滯后于經濟和工業城市化的速度進行。

5.小結

中國的城市化水平在近20年間迅速提高。然而，通過對2002-2011年中國城市化水平進行定量分析和時序擬合表明:我國城市化發展并不均衡，人口城市化滯后于經濟發展與居民生活水平，城市化同時帶來的環境問題還沒有被充分重視。在發展經濟的同時，兼顧城鎮與鄉村的發展、人民生活水平的提高以及環境質量的保護，是推進我國城市化全面協調發展必須面對的挑戰。

［1］沈建國，寧登.城市指標與城市管理——聯合國人居署“城市指標項目”回顧與展望［J］.城市發展研究，2004，03:42-46 +52.

［2］王琳，陳權寶.基于全局主成分分析的城市化水平綜合評價研究——以山西省11 個地級市為例［J］.生態經濟(學術版)，2009，02:342-345.

［3］史文利，高天寶，王樹恩.基于主成分分析與聚類分析的城市化水平綜合評價［J］.工業工程，2008，03:112-115.

［4］王富喜，毛愛華，李赫龍，賈明璐.基于熵值法的山東省城鎮化質量測度及空間差異分析［J］.地理科學，2013，11:1323-1329.

［5］王桂新，沈建法.中國地級以上城市綜合競爭力研究［J］.復旦學報(社會科學版)，2002，03:69-77.

［6］饒會林 城市經濟學1999

［7］李迅等.21 世紀初期我國城市化發展態勢與對策的探討［J］.城市規劃學刊，2000，(4)

［8］侯學英.中國城市化進程時空差異分析［M］經濟科學出版社，2008.

［9］陳花婷.城市化水平預測模型及應用［D］.西北民族大學，2014.

［10］張松林，熊紅軼.中國城市化水平時間序列模型分析:1949～2007 ［J］.統計與決策，2009，20:80-82.

［11］李林杰;金劍 中國城市化水平預測的時間序列模型及其應用2005 (zk)

［12］王遠飛，張超.Logistic 模型參數估計與我國城市化水平預測［J］.經濟地理，1997，04:8-13.