我國城市發展水平的實證研究
——基于因子分析和聚類分析

(江西理工大學外語外貿學院 江西 贛州 341000)

我國城市發展水平的實證研究
——基于因子分析和聚類分析

宋長健孫菁靖

(江西理工大學外語外貿學院江西贛州341000)

人們在城市的發展中越來越重視人口、經濟與環境之間的協調，生態環境狀況逐步成為衡量城市化水平的指標之一。篩選出15個指標，使用因子分析法，對全國省會級城市進行分析，得出反映并影響城市規模的4個因素。使用聚類分析法，將不同人口城市進行類比，為城市的發展尋找參考模板，探尋不同等級城市的發展方向。

城市化；因子分析；聚類分析；環境因子

城市的環境質量直接影響著經濟的可持續發展、社會進步和現代化建設。環境相對優越地區，水資源、土地資源、空氣質量等支撐城市化的能力強，投資環境的競爭力強。自1978年來，伴隨著經濟體制的改革，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展的必然趨勢。快速城市化帶來迅速的人口集聚、產業集聚、城市空間拓展，也使得為保證城市正常運行消耗的資源量大幅度增加，產生并排放出更多的廢氣污染物導致城市環境狀況不斷惡化，城市環境問題已成為制約城市健康發展的瓶頸之一。

一、文獻回顧

城市環境質量和城市規模等問題是城市經濟學研究的重要內容。張應武(2009)運用2002-2006年間285個地級及以上城市的數據，估計了我國城市的最優規模和城市規模分布函數。王小魯(2010)通過計量模型分析，認為城市的發展與各國的經濟發展水平、城市化水平、人口密度、交通條件、地理位置等因素有關，并提出至少增加上百座百萬級城市的政策建議。楊冬梅(2002)通過構建城市化水平指標體系，對城市化水平進行比較分析，得出不同城市在發展過程中存在各自的優勢與不足。對城市環境質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，建筑規模的不斷擴張，在中國城市化進程中面臨大氣污染、水資源短缺、垃圾圍城等嚴重環境污染現象。劉夢琴(2010)利用省級面板數據，基于環境庫茲涅茨曲線模型，對中國城市化與碳排放之間的關系進了實證研究，結果表明城市化直接導致了二氧化碳排放的增加。

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

二、模型檢驗與實證分析

(一)評價指標體系的構建

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，著重將環境因素納入城市化分析指標內，環境狀況主要以環境污染物排放量來衡量。X1-年末市區總人口，X2-市轄區年平均人口；X3-人口自然增長率，X4-市轄區人口密度；X5-建成區面積；X6-市轄區建設用地面積；X7-建成區綠化覆蓋面積；X8-園林綠地面積；X9-地區生產總值；X10-人均地區生產總值；X11-地區生產總值增長率；X12-工業SO2排放量；X13-工業煙(粉)塵排放量；X14-工業廢水排放量；X15-工業固體廢棄物產生量。數據來自《中國城市統計年鑒2015》。

(二)因子分析

通過可行性檢驗，KMO值為0.751，適合進行因子分析。用Bartlett檢驗，Sig.=0.000<0.05(即p值<0.05)，各變量間具有相關性，因子分析有效。通過建立各指標間相關矩陣R，計算出特征值和累計貢獻率。第1個公因子的特征值為7.5，貢獻率49.8%，第2個公因子特征值2.2，貢獻率14.4%，第3個公因子1.3，貢獻率7.7%，第4個公因子1.2，貢獻率7.7%，前4個公因子的累計方差貢獻率達到80.37%，反映了研究內容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成，采用方差最大法進行正交旋轉，得到旋轉成份矩陣，并將提取后的公因子命名為F1、F2、F3、F4。經過分析，F1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，定為環境因子。F3在X9、X10、X11上載荷較大，定為經濟因子。F4在X2、X3、X4上載荷較大，定為人口因子。依據以上分析，選出4個主成分，可計算出各城市得分，并得出以下結論：

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

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。東北地區以及大部分中西部地區的城市化水平偏低。

(三)聚類分析

因子分析對我國省會城市的發展水平進行排名，人口、空間、經濟、環境之間越協調，排名越靠前，但不同地域資源、區位等條件不同，并非所有城市都適合類似前十名城市的規模。將因子分析產生的新變量進行聚類分析，可以劃分為4個類型。

第1類：上海、北京、重慶、廣州；優越的區位及政策優勢，使北京、上海、廣州、重慶的人口和經濟規模達到較高水平。上海居首位，表明上海在發展過程中實現了空間、環境、人口、經濟之間的相對協調。空間上，北上廣差異不大，重慶地處西部，與北上廣相比歷史較短，空間規模得分偏低。環境上，重慶開發建設時間短，環境狀況優勢明顯，得分遠超其它三個城市。北京人口已接近兩千萬，汽車尾氣、建筑灰塵及燃煤等導致霧霾天氣頻發；人口的增長、工業的發展，廣州市在城市建設過程中水和空氣污染問題突出，環境質量制約城市的進一步發展。經濟上，優越的位置、便利的河海運輸使上海具有一定的發展優勢。人口上，人口集聚推動城市不斷發展。

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濟腹地，匯集政策和區位優勢，發展潛能大。空間上，南京、天津、成都在建設用地面積、城市綠化面積上較為合理。環境上，天津、武漢、鄭州的環境污染狀況隨城市發展不斷加劇。經濟上，杭州、武漢、天津具有明顯優勢；成都是西部經濟中心，經濟因素越來越成為其發展的推動力；鄭州為中原地區的樞紐城市，便利的地理條件所帶來的經濟效益促進了城市的建設與發展。人口上，鄭州、武漢、成都吸引周邊縣市人口集聚，人口規模增大；杭州、南京處于東部發達地區，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，在城市空間拓展方面具有優勢。受重化工業的影響，石家莊、沈陽在環境狀況上的劣勢較為明顯，而長沙、貴陽、南昌相對較好。在經濟對城市發展的貢獻當中，長春、沈陽、濟南、長沙具有不同的工業優勢，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，經濟發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、海口；從空間上看，太原、南寧、昆明位于西部或南部地區，城市空間規模拓展基礎較好。在環境上，海口、南寧距海岸較近，開發歷史較短；銀川環境條件相對較好。太原、哈爾濱、呼和浩特煤炭等礦產資源開發是經濟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戰略實施。

三、結論與建議

1.城市化進程主要影響因子有四個，分別是：空間、環境、經濟、人口。其中城市空間規模變化和環境狀況是影響城市化的主要因素，這兩項也間接影響著城市經濟狀況和城市人口規模。因此，城市化發展需嚴格控制城市面積的無序擴張，保持鄉村地區自然生態環境對環境污染的消解能力，也為城市環境污染物處理設施發展提供時間。

2.北京、廣州等第一類城市，應充分利用已具有的經濟優勢，將更多的資金投入到環境保護與環境治理中；從源頭上減少污染物排放；嚴格控制城市面積的進一步擴張，提高現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整產業結構，刺激第三產業的發展，為經濟發展帶來新的活力；利用較好的空間拓展條件，繼續擴大人口優勢，吸引更多高校畢業生以及農民工入城，以人口增長拉動經濟發展；項目審批過程中重視環境狀況評估，將污染扼殺在源頭；提高監管力度，嚴格實施環境保護制度。

4.太原、南寧、昆明等第四類城市，要優化城市基礎設施建設，特別是環境污染處理設施的發展；進一步促進經濟發展，不斷發揮當地的旅游資源優勢，大力推進服務業發展，找準自身發展定位。參考文獻

[1]張應武.基于經濟增長視角的中國最優城市規模實證研究[J].上海經濟研究,2009,05:31-38.

[2]王正新,朱洪濤,陳雁南.我國高技術服務業區域發展水平綜合評價——基于因子分析與改進聚類分析的實證研究[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校科技創新能力評價研究[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模的經濟學分析[J].經濟研究,2010,10:20-32.

[5]王紀武,韋亞平.基于生態足跡分析的城市規模預測——杭州城市人口規模研究[J].浙江大學學報(工學版),2008,09:1520-1525.

江西理工大學研究生創新專項資金項目(項目編號ZS2016036)

宋長健(1992-)，江西理工大學外語外貿學院研究生，研究方向環境經濟學。