基于熵值法的長三角地區(qū)城市綜合競爭力評價

(安徽工業(yè)大學管理科學與工程學院，安徽馬鞍山243032)

城市綜合競爭力作為一個綜合指標，是資源環(huán)境、社會經(jīng)濟、科教文化、政策制度等諸多要素綜合作用的結果[1]。最早進行競爭力研究的學者是哈佛大學Porter教授[2]和瑞士國際管理發(fā)展學院(IMD)[3]，他們提出的“國家競爭力模型”和“鉆石模型”開創(chuàng)了關于產業(yè)和區(qū)域競爭力研究的先河，也成為后來眾多學者研究城市競爭力的理論基礎。美國巴克內爾大學的彼得教授等認為城市競爭力是一系列經(jīng)濟因素和戰(zhàn)略要素的函數(shù)，可以通過運用多變量方法將抽象的城市競爭力予以顯示[4]。韋伯斯特等[5]認為經(jīng)濟結構、人力資源、區(qū)域稟賦和制度環(huán)境是決定城市競爭力大小的四大要素。貝格[6]借鑒鉆石模型和價值鏈理論，提出了以投入要素與產出要素的關系來評價城市競爭力的“迷宮模型”。國內關于城市競爭力的研究主要集中在對評價模型的構建和城市競爭力的實證分析兩個方面。倪鵬飛[7]運用系統(tǒng)思想分析城市競爭力各構成要素及其相互作用關系，將構成要素劃分為硬力和軟力，提出了“弓弦模型”。劉榮增等[8]從“城市價值鏈”出發(fā)，認為城市綜合競爭力是一個復雜的價值鏈體系，包含城市運作各環(huán)節(jié)的價值流和價值活動。在實證分析上，程玉鴻等[9]通過對珠江三角各城市1990年和2001年兩個時間點運用主成分分析法，得出城市群內部各城市綜合競爭力總體上趨于向均衡化演進的結論。李一瓊等[10]對江蘇省主要城市2009年和2014年綜合競爭力的實證評價表明，不同城市綜合競爭力差異較為明顯且具有一定的空間規(guī)律性。

上述文獻表明，目前關于城市競爭力評價的理論研究成果已很豐富，但在城市綜合競爭力評價方面，學者們所使用的方法為主成分法或因子分析法，這類評價方法對于綜合競爭力較合適，但對指標個數(shù)多于城市個數(shù)的城市綜合競爭力進行評價則不適合。本文借鑒以往文獻研究成果，以我國經(jīng)濟發(fā)展較為發(fā)達的長三角地區(qū)26個城市為研究對象，運用熵值法從資源環(huán)境、教育科技、綜合經(jīng)濟等三方面對其進行綜合測評，在此基礎上運用系統(tǒng)聚類法對長三角地區(qū)26個城市依據(jù)綜合競爭力進行分類，并結合測評和分類結果提出相關政策建議。

1 城市競爭力形成機理

從城市競爭力的概念和系統(tǒng)論的觀點來看，城市競爭力是個復雜的“投入—產出”的動態(tài)系統(tǒng)(圖1)[11]。系統(tǒng)運行過程就是將來自城市系統(tǒng)內、外部的要素投入經(jīng)過處理轉化為輸出的過程。競爭力系統(tǒng)的增長就是以較少的要素投入獲得更多的有用輸出,而這種輸出能力的獲得又依賴于城市系統(tǒng)的輸入能力和處理轉換能力。完整的系統(tǒng)運作周期包括投入、運作、產出、溢出反饋。一個城市的發(fā)展離不開要素的投入，要素投入是系統(tǒng)運作的前提條件。系統(tǒng)投入要素包括資源環(huán)境要素、科技教育要素、資金要素和人力要素。大量要素投入將會形成一個更加優(yōu)越的城市要素環(huán)境，為城市綜合競爭力系統(tǒng)發(fā)展奠定物質基礎。

圖1 城市綜合競爭力動態(tài)系統(tǒng)Fig.1 Dynamic system of urban comprehensive competitiveness

要素投入必須通過城市競爭力系統(tǒng)對其進行協(xié)調運作和融合創(chuàng)新，才能轉化為城市綜合競爭力。政府作為城市的管理主體，通過行政、政策、法律法規(guī)等手段，對系統(tǒng)的投入要素進行集聚、協(xié)調，對資源進行分配，同時控制、激勵城市運作活動過程，使之相互融合，從而實現(xiàn)提升城市綜合競爭力的能力。融合創(chuàng)新是提高資源轉化效率，提升城市競爭力的基本途徑。充分利用現(xiàn)有投入要素資源，進行技術、制度、產業(yè)等方面創(chuàng)新，產生新的增長點，從而探索出環(huán)境保護、公共健康、社會公平和財富增長的發(fā)展新路徑，推動城市綜合競爭力的整體提升。

城市綜合競爭力系統(tǒng)的輸出形成包括資源環(huán)境競爭力、科技教育競爭力、經(jīng)濟綜合競爭力三個子競爭力，三者之間共同作用形成城市綜合競爭力，其對城市發(fā)展的影響具有短期效應與長期效應。短期效應主要體現(xiàn)為對當期或近期經(jīng)濟增長，產業(yè)結構優(yōu)化，人民生活水平提高、科技教育進步和環(huán)境改善的促進，最直接的表現(xiàn)就是當期顯在的綜合經(jīng)濟競爭力的提升，這又為城市后期聚集資源，促進城市綜合競爭力的持續(xù)增強提供必要的物質基礎。長期效應主要表現(xiàn)為當期的資源環(huán)境競爭力和科技教育競爭力對城市未來較長時間內持續(xù)保持競爭優(yōu)勢的支撐作用。從競爭力系統(tǒng)的動態(tài)性看，長期效應對城市發(fā)展的貢獻程度依賴于資源環(huán)境的支撐度、文化教育的先進度、科學技術的創(chuàng)新度和政府管理的治理度。

作為一個動態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，城市綜合競爭力系統(tǒng)在運作過程中會產生溢出效應，主要體現(xiàn)在上一輪的投入和產出對下一輪的城市競爭力形成的具有積累作用，這種累積效應有利于促進下一輪城市綜合競爭力進一步提升[12]。同時，競爭力系統(tǒng)的各投入要素、各子系統(tǒng)間的相互作用也會產生一定的溢出效應，這種效應是本輪城市競爭內部系統(tǒng)的自我強化，積累反饋到本輪或下一輪的系統(tǒng)運作中，促進循環(huán)生成更高的產出。兩者相互影響相互作用推動競爭力的資源要素不斷集聚、范圍不斷擴張，又不斷反饋到新的要素投入與系統(tǒng)運作中，從而不斷推進城市綜合競爭力持續(xù)提高，形成一個動態(tài)循環(huán)的城市競爭力系統(tǒng)。

2 城市綜合競爭力評價指標體系的構建

本文結合城市競爭力形成機理和已有的研究成果，遵循科學性與可行性、代表性與適用性的原則，從城市競爭力系統(tǒng)層次觀出發(fā)，將城市綜合競爭力系統(tǒng)分解為資源環(huán)境子系統(tǒng)、科技教育子系統(tǒng)、經(jīng)濟綜合子系統(tǒng)，并從三個方面構建城市綜合競爭力評價指標體系。即

資源環(huán)境是支撐一個城市現(xiàn)在和未來發(fā)展的基礎。按照資源稟賦理論，資源環(huán)境競爭力影響著一個城市發(fā)展基礎的比較優(yōu)勢。根據(jù)比較優(yōu)勢理論，不同城市的資源環(huán)境稟賦不同，使得綜合競爭力在內的對外開放競爭力、資源競爭力、政府管理競爭力、自然環(huán)境競爭力存在很大差異。一般而言資源競爭力包括人力資源、自然資源、資金資源、區(qū)位資源等，分別以每十萬人大學生數(shù)量、人均水資源擁有量、年末金融機構存款余額、區(qū)位優(yōu)勢等指標來體現(xiàn)。環(huán)境包括自然環(huán)境、社會環(huán)境、政策環(huán)境，選取外貿依存度、FDI、人均財政收入、政府管理效率、財政性社會保障和就業(yè)支出、城鄉(xiāng)收入比、工業(yè)固體廢物綜合利用率、污水處理率、建成區(qū)綠地覆蓋率等14個指標。

科技教育是反映一個城市整體長遠發(fā)展狀況的核心能力，是城市競爭力持續(xù)增強的內生動力。一個城市如果缺乏對科教事業(yè)的投入，其產業(yè)發(fā)展也將失去活力，資源環(huán)境優(yōu)勢也難以得到有效發(fā)揮。科技教育競爭力通過選取R&D經(jīng)費占GDP比重、創(chuàng)新團隊或創(chuàng)新平臺數(shù)、每萬人專利申請量、R&D人數(shù)、工業(yè)企業(yè)新產品銷售收入、每萬人在校大學生數(shù)、教育支出占GDP比重、平均受教育年限、高等院校數(shù)量等9個指標來反映。

經(jīng)濟發(fā)展是一個城市發(fā)展的必然要求和直接體現(xiàn)，也是支撐一個城市持續(xù)發(fā)展的物質基礎。因此，如何提升經(jīng)濟綜合競爭力是一個城市在發(fā)展過程中必須著力解決的重要問題。一般而言，經(jīng)濟綜合競爭力包括規(guī)模競爭力和質量競爭力，規(guī)模競爭力反映一個城市的總體經(jīng)濟發(fā)展水平，可以選取地區(qū)生產總值、社會零售品總額、固定資產投資、地方財政一般預算內收入作為評價指標。質量競爭力則反映一個城市在一定時期內取得的經(jīng)濟的優(yōu)勢程度、人民生活質量和勞動效率的提升程度和企業(yè)質量的高低水平。對于質量競爭力，本文選取了高新技術產業(yè)產值占工業(yè)總產值比重、居民可支配收入、第三產業(yè)占GDP比重，人均地區(qū)生產總值、上市企業(yè)數(shù)、規(guī)上增加值占GDP比重、金融相關率等11個指標。

綜上分析，城市綜合競爭力評價指標體系層次，如圖2所示。

3 研究方案

選取長三角地區(qū)26個城市相關指標，數(shù)據(jù)均來源于國務院發(fā)展研究中心信息網(wǎng)的《區(qū)域經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫》《長三角統(tǒng)計年鑒2015》《中國城市統(tǒng)計年鑒2015》及各市2015年統(tǒng)計年鑒。

3.1 熵值法

采用熵值法對長三角26個城市綜合競爭力進行評價，其方法如下：

圖2 城市綜合競爭力評價指標Fig.2 Evaluation index of urban competitiveness

1)對各指標進行無量綱化處理，記Xij為第i個城市的第j項評價指標下的評價值，i=1，2，…，n；j=1，2，…，m，則：

2)計算第i個城市在第j項指標下評價值的比重

3)計算指標信息熵ej和信息熵冗余度dj

4)計算指標權重Wj

5)城市綜合競爭力評價指標得分Si

本文以60分為基礎分，Si等于基礎分與指標分之和，反映城市在經(jīng)濟、科教、資源環(huán)境等方面的綜合競爭力水平。

3.2 聚類分析法

為了對長三角26個城市進行歸類分析，本文采取系統(tǒng)聚類分析法，其主要步驟如下：

1)以每個樣本點作為一類，計算n個樣本點兩兩之間的離差平方和距離

3)將距離最短的兩個小類聚成一類，再對n-1個類分別按離差平方和計算類與類之間距離，并把距離最短的兩個類聚再為一類，依此類推，直到所有樣本點聚為一類為止；

4)繪制系統(tǒng)聚類圖，確定分類個數(shù)，得到系統(tǒng)聚類分類結果。

4 實證分析

根據(jù)上述計算步驟，對長三角地區(qū)26個城市、3個子系統(tǒng)34個指標的數(shù)據(jù)進行相關處理，依據(jù)熵值法計算子系統(tǒng)各個指標權重(見表1)，計算出各城市競爭力子系統(tǒng)得分，得到長三角地區(qū)城市綜合競爭力排名(見表2)，并通過運用SPSS19.0統(tǒng)計分析軟件，進行聚類分析，得出26個城市綜合競爭力聚類分析樹狀圖(圖3)，根據(jù)該圖可以把26個城市大致分成四類(見表3)。

表1 長三角地區(qū)城市競爭力評價指標及權重Tab.1_ Evaluation indexes and weights of urban competitiveness in Yangtze River delta region

科技教育子系統(tǒng)科技競爭力教育競爭力X71R&D經(jīng)費占GDP比重X72創(chuàng)新團隊或創(chuàng)新平臺數(shù)X73每萬人專利申請量X74R&D人數(shù)X75工業(yè)企業(yè)新產品銷售收入X81每萬人在校大學生數(shù)X82教育支出占GDP比重X83平均受教育年限X84高等院校數(shù)量_______________________________%所個人億元 人%年數(shù)所0.018 1 0.239 9 0.004 6 0.172 8 0.170 0 0.140 0 0.017 0 0.001 2 0.236 4

表2 基于熵值法的長三角地區(qū)城市綜合競爭力評價排名Tab.2 Entropy based on evaluation of comprehensive competitiveness of cities in the Yangtze River delta method

圖3為長三角城市綜合競爭力聚類分析樹狀圖。由圖3可知，26個長三角城市大致可以歸為4類，見表3。表3中每一類城市競爭力平均得分是表2中每一類城市競爭力得分的平均值。

表3 長三角城市分類情況及各系統(tǒng)競爭力平均得分Tab.3 Classification of cities in the Yangtze River Delta and average scores of competitiveness of each system

圖3 長三角城市綜合競爭力聚類分析樹狀圖Fig.3 Tree cluster diagram of urban competitiveness in the Yangtze River Delta region

從表2，3綜合來看，綜合競爭力最強的城市是上海，其不僅是長三角經(jīng)濟發(fā)展的龍頭，也是我國經(jīng)濟、金融、貿易中心，綜合競爭力處于絕對領先地位，各子競爭力得分分別為98.6，93.1，94.8，綜合得分平均比第二類城市高15分以上。第二類城市是杭州、南京、蘇州、無錫。這些地區(qū)憑借其優(yōu)越的地理位置，在資金、技術、資源配置和開發(fā)力度上都具有比較優(yōu)勢，綜合發(fā)展水平較高，各子系統(tǒng)競爭力平均得分分別為77.2，74.7，75.9，綜合得分平均比第三類城市高10分左右。第三類城市有寧波、合肥、南通、常州、紹興、湖州、嘉興、臺州、揚州、鹽城、泰州、鎮(zhèn)江、金華。這些城市由于瀕臨沿江、沿海，較早較深入地進行了改革開放，市場經(jīng)濟有了一定的基礎，社會結構有了一定的調整，生活質量有了一定的提升。各子系統(tǒng)競爭力平均得分分別為67.2，70.1，66.8，綜合得分平均比第四類城市高5分左右，第四類城市由競爭力總體較弱的蕪湖、馬鞍山、銅陵、舟山、滁州、安慶、宣城、池州等加入長三角城市群時間不長的城市組成。由于歷史、地理、文化等各方面因素導致的經(jīng)濟社會發(fā)展較為滯后，位于長三角26個城市的后列，綜合平均得分只有64.3分。

5 結 論

構建了長三角城市綜合競爭力評價指標體系，運用熵值法得出了長三角26個城市綜合競爭力的得分與排名，并通過聚類分析對26個城市進行了聚類，得到以下結論。

1)長三角地區(qū)城市發(fā)展的區(qū)域不平衡性比較明顯。城市綜合競爭力較強的城市位于上海、蘇南、浙北地區(qū)；蘇中、浙中、皖東南地區(qū)由于產業(yè)發(fā)展相對落后、居民收入不高、科技教育水平相對較低等不利因素的制約而處于劣勢地位。

2)區(qū)位優(yōu)勢對長三角地區(qū)城市發(fā)展影響較大。距離上海、南京、杭州較近城市的競爭力相對較強，反之則較弱，說明中心城市輻射帶動效應對提升城市競爭力的重要性。

3)雖然湖州、池州、宣城、安慶等城市在經(jīng)濟實力上處于劣勢，但在資源環(huán)境方面得分較高，說明其后續(xù)發(fā)展有較好的環(huán)境支撐。