基于主成分分析與灰色預測的新型城鎮化綜合水平測度
——以湖南省為例

劉鵬飛 黃仕元 張鴻欽 丁志鵬 李贏杰

1 研究背景

改革開放40年以來，我國城鎮化發展水平持續提高，對于城鎮化的發展也越來越重視，黨的十六大提出走中國特色城鎮化發展道路，此后的十六屆五中全會又提出了“新四化”，十七大提出“新五化”[1]。特別是黨的十八大以來，黨中央就新型城鎮化建設作出重要指示。要求以五大發展理念為引領，把人作為城鎮的核心，著重于提高戶籍人口城鎮化率，城鄉基本公共服務均等化，努力讓人民群眾獲得幸福感。而黨的十九大報告則指出要把推進新型城鎮化作為解決區域發展“不平衡不充分”的重要手段。跟隨國家的腳步[2]，湖南省近幾年也在積極推進省內新型城鎮化的發展，頒布《湖南省新型城鎮化規劃（2015—2020年）》，開展湖南省新型城鎮化工作會議，以城市群為主要形態，輻射帶動全省城鎮化發展，走出一條具有湖南特色的新型城鎮化道路。

直到2018年，湖南省的城鎮化率已達56.02%，相比于5年前的47.96%增加了8.06個百分點，城鎮化發展迅速。通過比較湖南省及其各市的城鎮化率可以看出湖南省總體城鎮化發展水平一直都在穩步提升，其各市城鎮化率發展的趨勢同全省的綜合發展趨勢大致相同，尤其是其中的長沙市、湘潭市、株洲市、岳陽市的城鎮化率在此時間段內始終高于全省的綜合水平，這與近幾年湖南省“3+5城市群”的發展政策密不可分。但從整體上看，湖南省的城鎮化率與北京，天津這種大城市相比，其城鎮化率并不高，還存在著巨大差距。從全國范圍來看，湖南省的城鎮化率從2010年到2018年間始終低于全國平均水平（圖1），總體上城鎮化水平較低；2018年二者城鎮化率差值為3.56%，2017年為3.9%，2016年為4.6%，2015年為5.21%，2014年為5.49%，可以看到二者差距逐年縮小，說明近些年來湖南省的城鎮化發展速度超過全國平均水平，但2018年仍低于全國水平3.56個百分點。湖南省在城鎮化發展方面并沒有走在全國前列，如何繼續保持發展勢頭和發展質量已經成為當前湖南省新型城鎮化發展不可忽視的問題。

圖1 湖南省及全國城鎮化率比較圖

2 研究方法

評判城鎮化發展的因素有很多，如何能在眾多因素中找到其主要影響因素，是剖析湖南省新型城鎮化發展模式的關鍵。本文采用降維方式排除其他相關因素的線性干擾，利用主成分分析法[3]，對湖南省13個地級市的面板數據進行解析。相比于往年對于新型城鎮化的研究，本文在指標體系創建方面進行了改進，更加強調人的可獲得性，其次本文利用灰色預測GM模型對湖南省未來5年的城鎮化進行預測分析。

2.1 評價指標體系的創建

新型城鎮化是一個多元的概念，不能僅僅依靠城鎮人口占總人口的比重這一單一指標去進行評價。通過閱讀文獻發現前人對于新型城鎮化評價指標體系的研究多是在新型城鎮化概念內涵上，結合前人研究觀點確定指標因子，再進行相關數據的搜集、處理和分析。竇銀娣在已有概念的基礎上，將城市人居環境和新型城鎮化結合在一起，從資源、經濟、社會、基礎設施、人口等多個維度去構建指標體系[4]。沈彥等人根據人口城鎮化與土地城鎮化的內涵，在已有評價指標基礎上構建了土地城鎮化與人口城鎮化協調程度的評價指標體系[5]。王富喜等人從經濟發展、社會發展、人口發展、生態環境、城鄉協調、城鎮化效率等6個方面出發，構建了城鎮化質量評價指標體系[6]。本文從經濟、人口、產業結構、基礎設施、教育文化、綠化環境、污染治理等方面出發，更加注重居民的人均可獲得性，將指標體系劃分為3個一級指標、7個二級指標、25個具體指標因子。考慮到2011年統計年鑒部分指標數據缺失及數據的時效性，主要數據來源為2019年—2012年湖南省統計年鑒，此外，根據現行全國教育水平及湖南本省的教育情況（除長株潭高等教育水平遠超其他市外，其他市區該層面基本相差不大），本文教育指標選取的是更偏向基層的中等教育層面（表1）。

表1 湖南省新型城鎮化水平綜合評價指標體系

2.2 主成分分析

由于直接綜合比較分析湖南省13個地級市不同維度的25項指標數據是一件比較困難的事情，數據多且復雜，而以往的權重計算或多或少會充滿著主觀性，為了讓分析的結果更加科學、綜合，更有說服力，我們需要采取降維處理的方式，用少數幾個綜合性變量來代替原來眾多的指標數據，即將原來單一的原始因子中所包含的信息投影到新的綜合性因子中。在不影響因子所含信息的前提下，以少數代替多數，將復雜問題簡單化，可視化。

（1）數據處理和分析

本文利用SPPS19.0進行原始數據的標準化處理。首先進行KMO值檢驗，由表2可知，本案例KMO值為0.789，巴特利特球形卡方為4686.233，sig值=0.000＜0.05，變量之間相關性很強，適合進行因子分析。根據特征值大于1，累計貢獻率85%以上的要求，本文選取了5個主成分（表3～4）。

表2 KMO和Bartlett檢驗

表3 總方差解釋

通過表4，我們可以更加直觀地看到各因子在主成分上的解釋量。

表4 因子載荷矩陣

第一主成分在X8、X9、X1、X2、X12、X13、X3、X4、X14、X15、X16、X5、X6、X7等方面因子解釋量大，綜合反映了城市經濟發展水平、城鎮居民生活質量，因此將第一主成分定義為“城鎮現代化因子”。

第二主成分在X19、X20、X21、X22等方面因子解釋量大，綜合反映了城鎮教育文化發展水平，因此將第二主成分定義為“教育文化因子”。

第三主成分在X10、X11等方面的因子解釋量大，綜合反映了城鎮的產業結構情況，因此將第三主成分定義為“產業結構因子”。

第四主成分在X24、X25方面因子解釋量大，因此定義為“環境治理因子”。

第五主成分在X23方面因子解釋量大，因此定義為“城鎮綠化因子”。

根據數理統計知識，求得主成分載荷矩陣，從而可得5個主成分F1、F2、F3、F4、F5的得分。

根據主成分得分（表5），我們可以更直觀地分析湖南省13個地級市的城市發展情況。以2018年為例，長沙市、株洲市、湘潭市、郴州市等城市在F1上的得分較高，而邵陽、懷化、婁底得分則靠后，說明在城市經濟發展、居民生活質量方面，長沙、株洲、湘潭等市走在前列，而邵陽、懷化、婁底則需要加強這兩方面的發展；衡陽、邵陽、懷化在F2上的得分較高、張家界、婁底、益陽得分較低，說明前者在中等教育層面發展不錯，而后者則需要加大自身對教育領域的投入（長株潭三市作為最先起步的新型城市群，擁有得天獨厚的發展條件，各方面基本上走在全省的前列，通過數據觀察，三者的中等教育層面略低，但考慮到長沙作為新一線城市，株洲湘潭作為其左膀右臂，其教育服務的重點已經不只是面向基層，三者的高等教育水平遠超其他市區，并且由于這三市綜合得分排名高居前三位，對結果影響不大，所以該層面可忽略不計）；張家界、懷化在F3上的得分較高，說明其第三產業產值占比大，產業結構相對優化，而郴州則需要優化自己的產業結構布局；長沙、株洲、湘潭、岳陽等在F4上的得分較高，說明其城鎮發展過程中對于環境污染治理方面比較重視，而邵陽、郴州、懷化在這方面則需要加強。長沙、株洲、湘潭在F5上的得分比較高，說明其城鎮的發展注重綠化，注重人民的生活環境質量，懷化、益陽、邵陽要加強其城鎮的綠化種植，提升城鎮的舒適度。

表5 2018年湖南省13個地級市各主成分得分比較

通過觀察這7年數據，發現湖南省13個地級市兩級分化，得分高的一直很高，而得分低的始終在低分段徘徊，雖然整體都在提高，但整體得分排名浮動不大。將各年份的各主成分最高分與最低分差值△F匯總到一個表中（表6），發現：

表6 湖南省13個地級市各主成分得分差值比較

自2011年以來，F1的差值逐年增大，說明湖南省這13個城市在城市經濟發展和居民生活質量方面越來越兩極分化，差距在逐年拉大。

F2的差值從2011年—2014年持續降低，2014年后開始平穩，浮動不大。說明湖南省這13個城市在中端教育水平層面差距在縮小，并且逐漸達到了適應其自身發展水平的教育程度。

F3的差值自2011年—2017年逐年降低，說明湖南省在各市的產業結構調整方面付出了行動，且結果顯著，利于全省經濟格局向更高層次躍進。2018年數值拉大是由于張家界第三產業產值比重又創新高。

F4代表的是環境治理因子，其差值總體上降低說明湖南省這幾年越來越注意城鎮生態環境的可持續發展，加強無公害處理廢棄物的能力，嚴格管控污水的排放和處理，營造更加舒適的人居環境。

F5代表的是城鎮綠化因子，其差值由2011年和2012年的7.34、6.90突然降到2013年的4.11，究其原因，是張家界在2013年人均公園面積急劇縮小，城鎮發展犧牲了公園綠化面積，公園綠地由360多hm2驟降到220多hm2。而其他市域變化較小，從而產生了這個結果。自2016年差距拉大，是由于株洲、湘潭等市越來越注重城市的綠化環境，發展迅速，分值逐漸拉開，2018年差距縮小是因為懷化在這一年開始注重人均公園面積的可得性。

最后計算各個地級市的綜合得分，△F1表示某地區2011年到2018年綜合得分的差值，△F2表示某年份綜合得分最高的城市與綜合得分最低的城市的差值（表7）。

表7 湖南省13個地級市新型城鎮化發展水平動態綜合測度（2011—2018）

（2）結果分析

根據表7的新型城鎮化發展水平動態綜合測度得分，我們可以看出：

從時間序列上看，湖南省13個地級市的綜合發展得分維持在穩定增長階段。從2011年—2018年，長沙增幅穩居第一，增長了5.5376個單位，其次是株洲、郴州、湘潭，說明這幾個地區8年間在綜合發展方面取得了很大的進步；而懷化、婁底的增幅不高，說明其發展勢頭不足，通過觀察其八年間的各主成分得分，我們發現二者的城鎮經濟發展、居民生活水平都不高，尤其是懷化F1因子得分很低，而F1的權重高達44.903%，說明城鎮現代化因子對于新型城鎮化至關重要，因此經濟發展動力不足是導致二者發展程度小的主要原因。

從空間序列上看，湖南省的新型城鎮化發展不平衡，從每年的綜合得分可以看到，長沙的綜合得分遠遠高于其他地區，穩居全省第一，其次是株洲、湘潭等地，得分也較高，而得分較低的有婁底、張家界、懷化等地，總體上呈現出東北高，西南低的發展態勢。雖然綜合測評分逐年增加、但地域間的差異卻在逐年拉大，從表7的△F2可以看到，每年最高得分和最低得分的差距越來越大，長株潭的快速發展對于位置偏西的地區輻射帶動效果較弱。

2.3 基于GM模型的湖南省城鎮化率預測

本文借助軟件Python來對湖南省城鎮化率進行灰色預測，精度測試如表8、圖2所示，預測結果如表9所示。

表8 湖南省城鎮化率灰色GM模型精度測試（2011—2018）

圖2 湖南省城鎮化率灰色GM模型精度測試及預測

表9 湖南省城鎮化率預測（2019—2023）

本文數據來源來自湖南省統計年鑒、全國統計年鑒。由于在本文完成前2019年的統計數據統計局還未發布，所以將2019年作為預測值。通過預測結果可以看出湖南省未來5年的城鎮化率持續穩步提升。湖南省自身對城鎮化發展越來越重視，頒布《湖南省新型城鎮化規劃（2015—2020年）》，開展湖南省新型城鎮化工作會議，制定“3+5”城市群快速發展政策，再加上東部發達地區產業轉移的機遇，國家對中部地區的重視，未來幾年湖南省的新型城鎮化建設水平將會快速發展。

根據中共中央國務院印發的《國家新型城鎮化規劃（2014—2020年）》提到的世界城鎮化發展普遍規律，可知湖南省仍處于城鎮化率30%～70%的快速發展階段，如果繼續以傳統粗放的城鎮化模式發展，可能會落入“中等收入陷阱”，造成產業升級緩慢、資源環境惡化、社會矛盾增多等諸多風險，進而影響城市現代化進程。隨著內外部環境和條件的深刻變化，城鎮化必須進入以提升質量為主的轉型發展新階段。在如此背景之下，我們更應該全方位寬領域多層次地做好新型城鎮化的各項工作，讓湖南省城鎮化的發展更加穩定高效，最終帶領全省走向共同富裕的現代化道路。

3 政策建議、結論與展望

綜合上述研究，發現湖南省新型城鎮化還存在一些弊端：城鎮化發展水平不高、各市的新型城鎮化發展在不同方面存在短板、整體產業結構得分不高、區域新型城鎮化發展水平差異明顯、城市群的快速發展對于位置偏西的地區輻射帶動效果較弱。針對以上問題，本文提出些許建議，希望對湖南省新型城鎮化的發展有參考意義。

（1）組建城市經濟區，統籌總體發展

由于不同地區的地形、資源、區位、歷史文化、政策等條件的不同，導致湖南省各區域的新型城鎮化發展水平差距明顯。東部實力遠遠強于西部，這也與我國的整體發展態勢相似。改革開放以來，我國在區域布局上實行的是“梯度推進戰略”，但在一定程度上形成了“馬太效應”，加劇了中西部與東部沿海的差距[7]。根據綜合得分，我們也發現了湖南省各市的差距在拉大，集中優勢發展城市群輻射帶動周邊的效果并不突出。本文認為，之所以增長極的作用弱，是由于沒把握好各級輻射范圍導致的，為此我們可以借鑒許均的些許成果：通過中心職能計算出城市質量，根據城市之間綜合交通距離得出交通可達性，引進改進的模型來分析出各城市之間的空間經濟聯系，根據輻射范圍將全省劃分為六大城市經濟區[8]，我們只需要增強其核心城市，加大各經濟區核心城市的空間聯系，形成水滴效應，統籌全局發展。

（2）幫扶西部待開發區，促進共同發展

湖南省經濟差異變大很大一部分原因在于東部尤其是長株潭的發展過快，西部區域發展緩慢造成的。從主成分得分中就可以看出西部地區經濟基礎薄弱，基礎設施、產業結構普遍落后，在經濟發展中處于劣勢，要想整體提高全省的發展層次，必須要在資源、政策、產業上予以傾斜[9]。我國為了解決東西部差異問題，提出了西部大開發戰略，湖南省也可借鑒國家對西的相應政策[10]，建設一個西部增長極，城市初期發展除了資源問題，更重要的是交通條件，與外界聯系的能力。懷化市是西部規模最大的城市，是多條鐵路的交匯中心，擁有上瑞和懷新兩條高速以及芷江機場，是全國性綜合交通樞紐。應該充分利用其便捷的交通優勢，將其發展成西部的經濟交匯中心。西部地區自然、人文旅游資源豐富，這種不可復制、壟斷性的條件更應該整合起來，作為湖南省的獨特之處走出去。同時，科技水平和人口素質是決定經濟發展水平的一個重要因素[7]。通過各主成分得分，我們可以看到西部的教育水平普遍低于東部，加大教育投資，吸引和留住人才也是縮小差距的重要手段。

（3）優化產業結構，提高發展質量

新型城鎮化需要升級傳統產業結構模式，傳統產業轉型不是被取代，而是要通過創新去實現，延長產業鏈、提高產品附加值、提高技術含量。中西部要積極利用長三角、珠三角的溢出效應，主動承接其優秀的產業、人才和資本。東部其發展程度足以支撐其發展新型產業，只需繼續加快高新技術等第三產業的發展，引領全省產業升級。其次，也要鼓勵各地實施差異化的科技創新政策[11]，以提高科技創新水平，推動新型城鎮化的健康發展。