我國主要城市的城市病綜合測度及特征分析*

施益軍 翟國方 周姝天 劉宏波 魯鈺雯 SHI Yijun, ZHAI Guofang, ZHOU Shutian, LIU Hongbo, LU Yuwen

1 研究背景

改革開放以來，我國各城市的發展取得長足的進步，但是在發展過程中，由于自然或人為的各種原因，導致城市部分功能失靈，各種社會經濟問題凸顯，從而阻礙了城市的發展。這主要表現為自然資源短缺、生態環境破壞、城市交通擁堵、居民生活成本增加、公共資源供給不均衡和公共安全事件頻發等城市病。可以說，城市病已經成為制約城市可持續發展的重要問題之一。因此，采用定量方法多維度綜合研究城市病嚴重程度、影響因素及發展趨勢，有助于城市病的治理，實現城市的可持續發展。

學術界對城市病的研究起步較早。國外學者對城市病的研究始于城市經濟學中的相關研究，包括城市經濟發展、城市規劃和城市治理等諸多方面。后期研究主要關注點集中在城市交通問題、住房問題、貧困問題、污染問題及城市的外部性問題等方面[1-4]。整體而言，國外關于城市病的研究更側重于定量分析，往往聚焦于一個具體的現實問題，通過各種調研方式、數據實證得出令人信服的結論和解決方案。

我國關于城市病的研究更關注城市病的概念界定、表現、原因和治理對策的定性分析方面[5-9]，國內學者也普遍關注到城市病研究的重要性，近年來成果不斷增加。但同時我們也看到，已有的成果中還是以定性研究居多，定量研究偏少。僅有的少量研究如李天健從自然資源短缺、生態環境污染、城市交通擁堵、居民生活困難、公共資源緊張及公共安全弱化6個城市病的主要表現入手，選取48個指標，運用主成分分析法，對2006年至2010年北京市城市病的演變進行分類評價和綜合評價[10]；石憶邵以北京、上海、廣州3個城市為例，通過選取30個指標測度了3個城市的城市病指數[11]；齊心根據城市病的表現，建構了由7個表現層和25個具體指標構成的北京城市病綜合測度體系，并對北京市2008—2012年的城市病狀況進行實際測度[12]；鮑嘉運用模糊綜合評級法建立指標體系，以合肥2007—2012年數據為例，對合肥近階段城市病狀況進行測度[13]；任成好通過自構城市病測度指標體系，采用主成分分析法對我國288個地級市的城市病予以實證分析[14]。總結來看，目前已有的定量研究提出的測度方法和指標為我國城市病的研究提供了基礎和借鑒參考。但同時也應該看到，現有研究中的指標相對零碎，部分指標體系并未完全體現城市在城鎮化進程中遇到的各類問題，因此需要進一步探索適合我國城市病評價的指標體系和方法。另外，在指標的權重確定上，現有研究普遍采用層次分析法和主成分分析法，主觀性較大。本文采用熵權法確定各指標權重旨在提高研究的客觀性。

圖1 當前我國城市病集中表現的問題

基于我國目前城市存在的主要問題，采用定量方法多維度綜合研究城市病嚴重程度、影響因素及發展趨勢，有助于城市病的治理，實現城市的可持續發展。本文從6大表現層面構建城市病綜合指數評價的框架體系，選取6個一級評價指標和39個二級評價指標，并以全國31個省會城市（含直轄市）為例，測度我國主要城市的城市病綜合指數。在此基礎上，進一步探討城市病與經濟水平、城鎮規模、城鎮化速率和科技水平的關系。

2 城市病綜合評價體系構建

2.1 城市病綜合評價計算方法

考慮到評價體系和指標的科學性、普適性和可操作性，本文在構建評價體系和選取指標時，從當前城市面臨的主要問題出發，重點考慮以下幾個方面（圖1）：（1）自然資源短缺：水、土地、能源等自然資源是人類生存的基本條件，也是一個城市經濟社會發展的基礎。隨著人口和經濟社會活動的增加，越來越多的城市面臨日益嚴重的自然資源相對短缺問題，反過來嚴重制約和影響了城市居民的生產和生活。（2）生態環境污染：粗放式的發展模式、產業結構的轉型、城鎮化的快速發展等因素，使城市的環境污染和生態破壞日益嚴重，甚至超出了城市承載力的極限，使城市失去可持續發展的基礎。（3）城市交通擁堵：迅速推進的城市化使得城市交通需求與交通供給的矛盾日益突出，最直接的影響是居民的出行時間和成本的增加及交通事故的多發。（4）居民生活困難：近年來不斷高漲的物價與房價，以及就業困難，給人民生活造成極大壓力。（5）公共資源緊張：當公共資源的供給無法滿足人口和公共服務需求的增長時，就會出現看病難、上學難、就醫難等一系列社會問題。公共服務不均等現象則會進一步惡化問題的嚴重性。（6）公共安全弱化：由于人口在短時間內大量涌入，而城市的基礎設施建設、承載能力和管理水平沒有同步提升，導致各種公共安全事件頻發。城市由于人口眾多且結構復雜，社會矛盾與沖突現象更多，社會治安與穩定受到一定的挑戰。

基于上述評價指標體系，可以構建城市病綜合指數U的計算公式如下：

其中，Ui為i城市或地區的城市病綜合指數；Xij為i城市或地區第j個評價指標的得分值；Wij為i城市或地區第j個評價指標的權重值。

表1 我國城市病綜合指數評價指標體系及權重值

由于不同指標數量級、量綱和正負相關性都不一樣，因此需要對選取的指標進行標準化處理，即無量綱化處理。當評價指標值越大，城市問題越嚴重，這類指標稱為正向指標；指標值越大，城市問題越輕微，這類指標稱為負向指標。

對于正向指標，其標準化公式為：

對于負向指標，其標準化公式為：

權重值確定方法有多種，比較常用的有AHP層次分析法、主成分分析法和熵值法等。為了減少權重確定中人為主觀因素的影響，本文采用熵權法確定各評價指標權重值。熵權法的特點是具有很強的客觀性，相對其他主觀賦值法，精度較高、客觀性更強，能較好地反映評價指標值對評價結果的影響。

假設原始數據有m個評價指標，n個評價對象，則矩陣X為：

對原始數據進行標準化處理，可得到新的矩陣Y：

由此可以計算出第j個指標的熵值ej：

基于熵值可以計算權重值：

2.2 指標體系與權重值

參考國內外相關權威指標體系，結合我國城市的發展現狀，最終確定指標體系分為自然資源問題、生態環境問題、城市交通問題、居民生活問題、公共資源問題及公共安全問題6個一級指標和人均水資源量、常住人口密度等39個二級指標，構成城市病綜合指數的評價體系，同時基于熵權法計算，可得到各評價指標權重值（表1）。

2.3 研究范圍和數據來源

從理想角度來說，對全國尺度所有的城市進行評價可以較為真實地反映出我國各城市當前所面臨的主要城市病。但由于本文中采取的指標較多，很多地級市的數據存在缺失，因此，本文將研究范圍限定為31個省會城市（含直轄市）。一方面，省會城市和直轄市的數據通常較為完整，便于搜集和研究的開展；另一方面，又兼顧到全國不同地域間的差異性。

本文所采用的數據主要來自《2015中國統計年鑒》和《2015中國城市統計年鑒》，部分缺失數據來自各省、自治區或直轄市的統計年鑒。

表2 我國31個主要城市城市病綜合指數

3 我國主要城市的城市病綜合評價及結果分析

根據上述測度過程，可以得出我國31個主要城市的城市病綜合指數（U）、自然資源短缺指數（U1）、生態環境破壞指數（U2）、城市交通擁堵指數（U3）、居民生活問題指數（U4）、公共資源供給失衡指數（U5）和公共安全弱化指數（U6），具體如表2所示。

從綜合評價來看，各城市的城市病綜合得分差距較大，蘭州市的城市病最為嚴重，綜合得分為44.6352；隨后為烏魯木齊市、上海市、南寧市和石家莊市，綜合得分依次為42.4077、41.7274、41.1449和40.4789；而排名最后的為拉薩市，其綜合得分為23.4716，基本為蘭州市的1/2。根據城市病綜合指數的總體分布，可以將城市病問題分為5個等級（表3），由一級到五級，等級越高，城市病越嚴重。從不同城市病等級的城市分布地區來看（圖2），北方城市城市病指數普遍高于南方，西部城市城市病指數普遍高于東部。但仍存在個例，如上海作為國內的特大城市和經濟中心，集聚了大量的人口，資源環境和社會經濟等各個方面都面臨著巨大的壓力，從而導致城市問題的增多。

圖2 我國主要城市城市病等級分布圖

從自然資源短缺方面來看，前3名從高到低為銀川市、西寧市和蘭州市，得分依次為11.9182、11.8469和10.4788。其中，銀川市的資源短缺主要表現在人均水資源量、單位地區生產總值電耗和單位地區生產總值能耗這3個方面；由于地處西北地區，水資源緊缺，直接導致了人均水資源量的稀缺；同時，由于寧夏地區本身經濟發展水平和科技水平的落后，需要消耗更多的能源和資源去支持社會經濟的發展，這也導致了地區生產總值電耗和地區生產總值能耗較高的問題。西寧市的資源短缺問題主要表現在單位地區生產總值電耗和單位地區生產總值能耗這兩個方面，與銀川市類似，受限于青海地區的社會經濟和科技水平，西寧市也出現地區生產總值電耗和地區生產總值能耗較高的問題。蘭州市的資源短缺主要表現在人均水資源量和單位地區生產總值電耗這兩個方面，其原因也與前兩者類似。自然資源緊缺得分最低的為廣州市，自然資源豐富的先天優勢，加上后天社會經濟和科技水平的扎實基礎，大大緩解了廣州市在城市發展過程中的自然資源短缺問題。

從生態環境污染方面來看，前3名從高到低為蘭州市、石家莊市和上海市，得分依次18.9584、15.5720和12.8500。這3個城市均有嚴重的大氣污染，具體表現在可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）和工業煙塵排放量等指標年平均濃度名列前茅。石家莊市和蘭州市的主要產業為工業，工廠廢氣、廢水不合理排放造成嚴重的環境污染，同時對生活垃圾無害處理率的低下也進一步加劇了環境污染。另外，上海作為特級大城市，大量的城市人口產生了大量的城鎮生活污水，也給城市生態環境造成了巨大的壓力。

從城市交通擁堵方面來看，前3名從高到低依次為上海市、北京市、鄭州市，得分依次為4.0800、3.7658和3.6843。其中，北京市、上海市作為一線城市，居民的經濟水平較高，較多的居民購買機動車，這導致機動車增長迅速，交通流量持續攀升，加劇了城市交通擁堵，超出了道路承載力。鄭州是中部地區的核心城市，其高密度的人口和低密度的路網也導致了城市交通問題的加劇。

從居民生活問題方面來看，前3名從高到低依次為南寧市、昆明市和成都市，得分依次為16.9120、14.9151和10.4404。其中，南寧市居民生活問題主要集中在健康方面，甲乙類傳染病發病率、病死率和死亡率均處于較高水平，這也間接說明當地的醫療水平相對落后。昆明市和成都市的居民生活困難均主要表現在就業困難和健康方面，就業方面體現在城鎮登記失業人數和失業率上，健康方面主要表現在甲乙類傳染病死亡率和病死率上。

從公共資源短缺方面來看，前3名依次為銀川市、南昌市和鄭州市，得分依次為8.6646、7.8334和7.1716。這3個城市在中學教育資源方面的短缺尤為明顯，每所中學容納的學生數和每個專任教師負擔的學生數均名列前茅，需增加中學學校及專業教師數量，以緩解中學教學壓力。另外，南昌市在醫療資源方面的短缺尤為明顯，主要表現在職業醫師和護士較少。

從公共安全弱化方面來看，前3名依次為烏魯木齊市、天津市、呼和浩特市，得分依次為7.9067、6.8173、5.7797。其中，烏魯木齊在交通事故、火災事故和刑事案件上均存在較大風險。這表明其社會治安環境較差，增加了社會治安環境的治理難度，也突顯了其進行公共安全問題治理的重要性和必要性。天津市的公共安全弱化主要表現在交通事故和火災方面，由于車輛較多，造成交通擁堵以及交通事故多發。呼和浩特的公共安全問題主要為火災及由此造成的直接經濟損失，需要加強防火意識，有效減少火災及經濟損失。

表4 城市病指數驅動因子空間回歸分析結果

4 城市病指數主要驅動因子篩選與分析

4.1 城市病指數變動的動力機制

城市病的產生與發展是社會經濟和城鎮化發展過程中各種因素共同導致的，其指數值高低受到區域發展的基礎條件、產業狀態等多方面的影響[15]。參考現有的相關研究以及本文所構建的城市指標體系，從經濟水平、土地規模、人口規模、產業結構和科技水平5個方面探討城市病指數的動力機制。

（1）經濟水平方面：大眾慣性思維認為，城市病的產生和增加是由社會經濟的快速發展引起的。在城市病指數測度的基礎上，進一步分析城市病與經濟發展水平的關系，有助于更好地理解和認識城市病的產生和發展。

（2）土地規模方面：城市用地的增減和占比高低反映出城鎮化規模的變化。分析城市病指數與城鎮規模的相關性，有助于更好地理解和認識城市病的產生和惡化及其與城鎮規模的關系。

（3）人口規模方面：我國各城市面臨的城市病是在快速城鎮化進程中產生的，所以通常認為城鎮化發展速率（城鎮人口規模增長）過快導致了城市病。分析城市病指數與城鎮人口規模的相關性，有助于更好地理解和認識城市病的產生和惡化與城鎮化速率的關系。

（4）產業結構方面：產業結構的失調會導致各類資源環境問題的產生，從而加劇城市問題。調整產業結構使產業的發展與城市功能定位相適應，與資源環境承載能力相適應，可以有效緩解城市問題。因此，進行城市病指數與產業結構的相關性分析，有助于更好地理解城市病的產生和減少與產業結構的關系。

（5）科技水平方面：科技水平是對一地區科學技術投入、人員數和綜合實力的反映。科技水平的提升和發展有助于城市問題的解決和減少，因而分析城市病指數與城鎮規模的相關性，有助于更好地理解和認識城市病的產生和減少與科技水平的關系。

4.2 城市病指數變動的動力因子分析

根據上述動力機制的分析，構建城市病指數變動動力因子分析模型[15]。具體模型如下：

式中，U為城市病綜合指數，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5分別為經濟水平、土地規模、人口規模、產業結構和科技水平。本文采用人均GDP來代表經濟發展水平，采用城市建成區面積代表城市土地規模，采用城鎮常住總人口占總人口比重代表城鎮人口規模，采用二三產業占比代表產業結構，采用科技支出占比代表科技水平高低。β0為常數項，β1、β2、β3、β4和β5為各解釋變量的待估系數，ε為隨機擾動項。

根據表4分析結果可知，整個模型的R2為0.371269，接近0，說明擬合優度符合要求；F的P值為0.031453，小于0.05，說明模型顯著。從各參數值的分析結果來看，LN_Y1和LN_Y2的P值小于0.05，通過了顯著性檢驗，說明經濟水平和土地規模與城市病綜合指數的變化存在著一定的相關關系；LN_Y3、LN_Y4和LN_Y5的P值均未通過顯著性檢驗，說明人口規模、產業結構和科技水平與城市病指數變化無明顯的相關關系。

從各影響變量的相關系數來看：經濟水平與城市病綜合指數的相關系數為-0.358055，且通過5%的顯著性水平檢驗，這說明城市經濟水平與城市病指數存在著負向相關關系，即經濟水平每提高1個單位，城市病指數會降低約0.358個單位。也就是經濟水平越高的區域，其城市病指數相對越低，主要原因是因為經濟水平越發達的區域有更多的資金可以投入城市病的改善和治理中，從而降低城市病指數。城市土地規模與城市病綜合指數的相關系數為0.12749，且通過了5%的顯著性水平檢驗，這說明城市的土地規模與城市病指數存在著正向相關關系，即城市土地規模每增加1個單位，城市病指數會提高0.127個單位。這與我國當前城鎮化發展過程中城市規模的增長方式是密不可分的，當前城市規模的增長中主要以土地規模增長為主，“土地城鎮化”明顯快于“人的城鎮化”，城市規模呈現出盲目式擴張和無序蔓延，從而導致各類城市問題的產生。

5 總結與展望

本文以全國31個主要城市為例，測度和分析了我國主要城市的城市病綜合指數。在此基礎上，進一步分析探討城市病與經濟水平、土地規模、產業結構、城鎮化率和科技水平的關系。研究結果表明：城市病是個綜合問題，涉及自然資源、生態環境、城市交通擁堵、城市民生、公共資源和公共安全等諸多方面。城市病指數的高低與經濟發展水平和土地規模呈現出明顯相關關系，與城鎮人口規模、產業結構和科技水平無明顯相關關系。本文構建的城市病評價的指標體系，擴充了城市病測度的方法，為不同城市各個地區的城市病研究和治理提供借鑒和參考。

城市病的治理需要“望、聞、問、切”，全面謀劃，涉及社會、經濟、技術、制度等多個方面的改革和完善。在城鎮化推進的過程中，一方面不能一味地偏重經濟發展的數量而忽視經濟發展的質量，應依托技術升級降低單位GDP的產值能耗，實現經濟發展水平的提質升級；另一方面，要改變地方政府以“土地財政”為主要財政收入的傳統做法，在實現城市規模增加的同時更加注重城鎮化質量提升[15]。城市的土地規模應與社會經濟水平和地區發展條件相適應，既不能過于冒進也不能過于落后。同時城市的管理者要善于運用市場手段來解決問題，更好發揮政府的公共服務和社會治理職能，促進城市健康發展。在后期的研究中，可以圍繞以下兩方面進一步深化：一是完善指標體系，并將研究范圍擴大到全國尺度，更全面地測度我國當前各城市面臨的問題；二是可以研究一段時間內城市病指數的變化，動態地把握城市面臨的問題，以便更好地提出應對策略。