基于因子分析的长三角地区城市宜居规模研究

来源:用户上传      作者: 胡钰蕾 周钧

　　摘 要：近年来，随着中国城市化进程的推进和各种城市问题的涌现，城市的宜居规模逐渐成为关注的热点。是否存在合理的宜居规模，影响城市宜居规模的主要因素都是有待探讨的问题。本文将通过构建因子得分模型，提炼影响城市宜居规模的主要因素，并综合分析和评价长三角地区16个主要城市的宜居水平和宜居规模。结果表明，城市经济发展水平、城市公共服务水平、城市公共基础设施状况是影响城市宜居规模的主要因素。长三角16个城市中，宜居水平最高的是上海，其次分别是南京、苏州、无锡与杭州，在现有条件下，这些城市的规模基本符合居民的宜居需要。此外，一些宜居城市在某个主成分方面仍存在一定短板，补足短板就可以使城市更加宜居，获得更大的宜居规模。
　　关键词：城市宜居规模 长三角地区 因子分析
　　中图分类号：F207 文献标识码：A
　　文章编号：1004-4914（2011）08-219-04
　　
　　一、引言和文献综述
　　（一）引言
　　随着城市化进程的不断推进，城镇化水平进一步提高，中国的城市规模正在不断扩大。然而，城市病频繁爆发，居民生活质量日益下降。欧洲太空总署公布的卫星数据显示，北京汽车废气污染一度较为严重，拥堵使北京成为“全球最大的汽车废气污染沉积中心”。深圳市在建市不到30年的时间，人口总数已经从几十万迅速增长到2009年底的1200多万(其中流动人口占85%)，迅速步入全球超大城市的行列，人口密度位居全球第五、全国第一。与此同时多条河流已经被严重污染，土地资源严重紧张,城市生活垃圾以每年约10%的速度增长，一度出现“垃圾围城”现象。糟糕的空气质量、拥堵的交通状况、令人头痛的住房问题，还有日益紧张的生活节奏，城市规模的不断膨胀带来的似乎是人们生活质量的日益下降。如何应对城市病频发的困境，分析影响城市宜居状况的主要因素，找到城市宜居规模是一个我们急需破解的难题。
　　城市科学发展的前提是以人为本，因而城市的宜居性是影响城市规模的极为重要的属性。在研究城市宜居规模前，首先要明确城市规模的概念，城市规模是指城市地域空间内聚集的人口、物质、经济要素在数量和层次上的差异，是用以衡量城市大小的数量概念，包括城市人口规模、城市用地规模、经济规模三种指标。其中人口规模指城市人口的数量，是最常用的指标，一般用市区非农人口数量表示。依据经济学的基本假定，经济理性人会做出最有利于自己的选择，不论高端人才还是体力劳动者，都更倾向于选择宜居效用最大的城市生活，会在环境优美、交通便利、安全卫生、商业繁荣、文化底蕴深厚的城市集聚，这些吸引力带来人口的流动将会极大的改变这些城市的规模，最后形成的这个适宜人民居住的城市规模就是宜居规模。
　　如何衡量城市的宜居性，WHO提出了安全性（safety）、健康性（health）、便利性（convenience）、舒适性（amenity）的居住环境基本理念，这也成为宜居城市评价的重要依据。2007年，由中国城市科学研究会等单位牵头完成的《宜居城市科学评价指标体系研究》通过住房和城乡建设部验收。根据该标准，可从社会文明度、经济富裕度、环境优美度、资源承载度、生活便宜度、公共安全度和综合评价七大项来评价一个城市的宜居程度，综合宜居指数在80以上，就可称之为“宜居城市”。
　　为了考察宜居和城市规模的关系，本文选取我国长三角地区的16个城市作为样本，进行实证分析和研究。试图通过分析回答以下实际问题：什么样的城市规模最适宜人居？如何改善一个地区的宜居水平，提高一个城市的宜居规模？本文希望通过对这些问题的研究，为我国，特别是长三角地区下阶段的城市化进程提供有益的参考和建议。
　　（二）文献综述
　　对宜居和城市规模问题的研究最早可以追溯到Howard（1902）提出的田园都市理论，他提出的最小成本理论被认为是早期最佳的城市规模的理论之一。该理论认为最佳城市规模是成本的函数，而实证中心城市的最优规模是5.8万人，而外围的“田园城市”的人口最优规模是3.2万人。后来，以米尔斯（1967）、阿隆索（1970）为代表城市规模研究主要的基于集聚和规模经济的城市成本―收益分析逐渐成为研究城市规模问题最普遍的一种方法。Henderson（2005）以中国200多个城市为样本，建模估计了城市集聚的净效益。研究发现中国的城市集聚效应非常高，中小城市的规模只要上升一点，城市工人的实际收入就会明显的增加；即使城市规模到达顶点时，集聚的净效益才会缓慢的下降。
　　但成本收益角度的研究并不是唯一视角，因为这些研究只以城市为主体，并没有考虑到居民对于城市宜居的感受和城市运行的效率。当然，外国也有学者注意到这个问题，York（1986）通过对中国城市化及城市规模的研究，分析了中国各城市规模与经济发展和宜居性的关系。他指出，外向型的大中沿海城市具有较高的经济水平发展，但并非拥有更好的生活质量即宜居性。但他的研究只是描述性的，并没有深入。国内的研究也很有限，李文宇（2011）对我国26个省会城市规模与宜居程度关系进行分析，得出结论：我国中心城市的规模扩张是以宜居程度下降为代价的，同时也产生了拥挤效应。李虹颖，张安明（2010）运用主成分分析法，从重庆市主城九区的城市经济水平、城市环境状况、城市居住状况、城市保障状况以及生活便捷程度等方面对其宜居性进行评价与分析, 认为重庆市城市宜居性主要受社会经济条件的影响。但是他们没有考虑到城市规模与城市宜居性的关系。孙浦阳（2010）从“城市宜居最优化”的角度来分析城市最优规模问题，用主成分分析法对教育、通讯，交通、环境等9个方面的因素进行评估，得出我国城镇人口增加将增加城市的宜居水平。
　　二、指标选取
　　（一）宜居因素
　　参考前文对宜居的定义和指标设置，本文认为对长三角地区的城市而言，交通状况、环境状况、经济富裕状况和科教文卫事业的水平都是影响城市宜居规模的重要因素。
　　1.交通状况。现代城市的发展和经济运行越来越依赖于城市内外的交通基础设施的完善程度和发达程度。交通状况的好坏决定了城市以物流、人流、信息流为主要标志的内外部市场容量和市场结构，城市的内外部市场容量和结构又决定其要素和产业的聚集，从而决定着城市的规模。我们发现许多特大城市都存在着极高的拥堵成本，即便耗费巨资拓宽街道，修筑地铁和轻轨等轨道交通设施，甚至使用车辆限行和限购等行政措施，但城市交通始终无法得到改善，其原因在于，城市人口超过一定规模，边际城市交通渠道投资对城市交通通达性呈递减趋势。
　　2.环境状况。一方面，优美的环境本身对任何人都是一个无法抗拒的吸引力，人们更倾向于在环境优美，气候宜人的地方定居。风景名胜也将吸引成千上万游客的到来，这将给城市的消费和经济带来巨大的帮助，创造许多就业岗位，从而为城市规模增长提供了支持。另一方面，城市环境容量限制着城市规模发展，当达到城市环境所能容纳的污染物最大负荷量，即城市自然环境对污染物的净化能力的极限时，污染物排放就会造成城市生态系统的恶化。因而需要一个合理的城市规模保障城市环境的可持续发展。
　　3.经济富裕状况。经济富裕状况是一个经济发展水平的综合性指标，包括人均GDP，人均可支配收入，就业岗位数，人均住宅面积等指标。有些地方GDP很高，但是居民并不富裕，因为人均可支配收入等指标并不高，这样的富裕就不是宜居意义上的富裕。居民富裕状况更多的取决于人均收入状况，例如长三角地区的物价水平接近，居民的收入水平越高，他们的生活满足感和幸福度也就相对更高。此外，产业结构对一个地方的经济模式和居民生活方式拥有极其重要的影响，特别是第三产业的发展状况，直接影响居民的生活水平和质量。

　　4.科教文卫状况。科学技术是第一生产力，是人类文明的标志，有力地推动了经济和社会的发展，科技的进步为人类创造了巨大的物质财富和精神财富。有科技优势或科技水平发展迅速的城市可以吸引高素质人才的集聚，居民也会在科技的应用中得到快乐和方便。教育则是当下家长们最为关注的问题，调查显示，在家庭的意愿支出中，排第一位的就是子女教育支出，可见家庭对教育的重视。文化事业涵盖的领域很广，包括新闻媒体，图书馆、博物馆、剧院、电影院等公共设施，随着人们水平的提高，市民们对文化产品的需求不断提升，影响到注重生活品位的市民宜居感的重要因素。随着我国人口总量的持续增长，老龄化进程加快，卫生服务需求不断提高。一个城市是否拥有适应人民健康需求、比较完善的医疗卫生服务体系，是否能满足当地的医疗卫生需求，成为影响城市宜居性的一大因素。总之，科教文卫体事业的发展不仅关系到人民福祉和国家未来，也是一个城市是否有吸引力，是否宜居的重要指标。
　　（二）宜居影响因子
　　基于科学性、全面性、可操作性的原则，依据2.1中的分析，结合长三角地区的实际，从宜居视角出发，本文选取了影响长三角地区城市宜居规模10个指标，编号及对应指标设置如下表1：
　　三、宜居城市的因子分析
　　（一）数据来源和方法
　　虽然采取多指标评价体系能够较为全面的反映长三角各城市的宜居水平，克服单一指标的局限性，但是多个指标之间可能存在高度相关及信息重复。而因子分析法可以使用较少的因子综合反映和描述多个指标之间的联系，它将相关性较高的指标转化成一个因子，通过较少的因子就能反映原始数据的大部分信息，同时能掌握影响因子得分的主要因素。因此，本文将通过构建因子得分模型，综合分析和评价长三角16个城市的宜居水平。
　　本文通过SPSS17.0软件进行数据分析和处理，数据来自中经网数据库和2009年中国城市统计年鉴。由于数据量纲不一致，所以首先对数据进行标准化处理。进而求得数据相关系数矩阵（表2）。
　　（二）因子选取
　　由相关系数矩阵可知，部分指标之间存在一定相关性，同时进行KMO检验发现，KMO=0.86>0.8，适合采用因子分析。进而可求得因子特征值和贡献度表，以及因子载荷矩阵表。由于初始载荷矩阵结构较复杂，各因子的代表变量不明显，导致因子难以命名和解释，所以本文对因子载荷矩阵进行旋转，以简化因子载荷结构，使之易于分析。结果见表3：
　　由表3可知，前3个因子的累计贡献率达到84.44%＞80%，这说明这三个公因子可以基本反映样本的大部分信息，因此可以用这3个因子代替原来的10个指标进行分析，这使得对城市宜居性的综合评价得以简化。对上表进行旋转之后，得表4：
　　由表4可知，第一个因子中人均绿地面积（X2）、煤气天然气用户比（X4）、职工平均工资（X5）、第三产业占GDP比重（X10）的载荷较大，而这些指标主要反映了城市的经济发展水平，因此第一个公共因子可以命名为“城市经济发展水平”。而第二个因子中人均教育经费支出（X1）、人均医院床位数（X6）、互联网用户数占比（X7）的载荷较大，而这些指标主要反映了城市的公共服务水平，因此第二个公共因子可以命名为“城市公共服务水平”。第三个公共因子中人均铺装道路面积（X3）、人均房地产投资额（X9）的载荷较大，而这两个指标主要反映了城市基础设施建设水平，因此第三主成分可以命名为“城市公共基础设施状况”。即公共因子1、2、3分别为“城市经济发展水平”、“城市公共服务水平”、“城市公共基础设施状况”
　　（三）因子评分
　　下面将计算各主因子得分，并以各自贡献率为权数进行加权平均，得到各城市的工业经济效益综合得分及排名。根据表3，得到因子得分模型：
　　Fj=αiXi+εi,i=1……14（1）
　　同时可得综合得分函数：
　　F=0.45*F1+0.36*F2+0.19*F3（2）
　　依据综合得分函数，对长三角16市的三个主成分进行因子评分，并计算总得分排名，结果表略。
　　由有关数据可知：1.长三角16个城市中，宜居水平最高的是上海，其次分别是南京、苏州、无锡与杭州。上海作为宜居城市的主要优势是其发达的经济水平，包括较高的城市职工平均工资、良好的能源消费结构、良好的三次产业结构、较高的人均城市绿地面积。此外，上海的城市公共服务水平也非常优秀，仅次于杭州与苏州，其原因在于上海的人均医院床位数、人均教育经费支出和互联网用户数占比都是16个城市中最好的。而上海的城市公共基础设施状况并不好，显示上海在人均铺装道路、人均住宅投资方面并不突出，这也说明上海有限的“硬件设施”成为了限制上海宜居水平或人口进一步增加的主要因素。南京城市宜居水平较高的原因主要是由于其较高的职工平均工资、良好的产业结构，苏州和无锡则主要依赖于良好的城市公共服务以及完善的城市基础设施，杭州的最大优势也在于城市公共服务。
　　2.长三角16个城市中，宜居水平最低的是南通，其次是台州、湖州、扬州和泰州等。虽然南通在第二公共因子“城市公共服务水平”表现尚可，但是其在第一、第三因子得分都最为落后，这显示限制南通宜居水平提升的主要原因是经济发展水平较为落后且城市公共基础设施不完备。而台州、湖州这两个浙江城市宜居水平的主要短板在于城市公共服务水平落后，扬州和泰州则表现出与南通类似的特征，这也显示了浙江与江苏两省在城市化发展过程中表现出的特征，浙江更加注重民间与资本的力量，而江苏则更多体现了政府的推动力。
　　3.分项来看，在城市经济发展水平优势较为明显的城市包括上海、南京、无锡、舟山等；在城市公共服务方面优势明显的城市包括杭州、苏州、上海和宁波；而在城市基础设施方面，排名靠前的城市则是苏州、无锡、南京和绍兴。而保持这些优势，补足自身短板是城市宜居规模发展的必由之路。
　　四、综合评价分析
　　1.城市宜居规模和效率分析。为探究不同规模城市的规模效率如何，土地、资本和劳动力的使用效率如何,本文选择了7个指标来反映不同规模的城市资本、土地、劳动力的利用情况,进而体现出城市宜居规模。反映投入产出效率的指标有：人均GDP，人均固定资产投资，单位固定资产投资产出；反映土地利用状况的指标有人均建成区土地面积和土地产出效率；反映劳动力利用状况的是就业人口比重和职工平均工资。人口规模根据长三角地区实际，划分为四个等级，即0~100万人，100~200万人，200~300万人，300万人以上。各指标的计算结果表略。
　　由有关数据可知：在人均GDP方面，大规模城市产出水平相对较高，其中人口在200~300万的城市人均GDP最高。投入产出的效率方面，规模越大城市一般单位投资的产出更高，这可能是由于大城市的集聚效应更强造成的。在就业方面，人口规模大于300万的大城市的就业人口比重最大，职工的平均工资也最高，大于100万的三个等级的城市出现了约1000元的收入差，说明在规模越大的城市，收入水平越高，这也是人们涌入大城市的一个主要原因。但在土地产出效率方面的差别却很大，规模大于300万和规模在200~300万的城市的效率分别是200万以下城市的三倍和两倍，说明大于200万的城市土地利用效率更高。
　　结合3因子评分的结果，我们发现，长三角16个城市中，宜居水平最高的是上海，其次分别是南京、苏州、无锡与杭州。这五个宜居水平最高的城市，恰好是城市规模相对较大的城市，除上海外，其余四个城市的人口水平介于200~500万之间。这样的城市规模能够支持较高的产出水平，较快的经济发展速度和就业与工资，在集聚效应和规模效应方面也有一定优势。同时，宜居水平相对较低的南通、台州、湖州、扬州和泰州等城市，人口规模主要集中在100~200万人之间。限制这些城市宜居水平提升的主要原因是经济发展水平较为落后，城市公共基础设施不完备及城市公共服务水平落后，各种资源的利用效率较低，导致现有的城市规模无法最有效的支持经济发展水平和人民生活需要，宜居性有待提高。

　　综合而言，我们发现200万人是长三角效率提升的一个门槛人口，大于200万人口的城市一般具有较高的投入产出效率和土地利用效率，宜居性也更强，人民生活的舒适度满意度高。因而在实践中，要鼓励有条件的城市努力迈上200万人这一门槛，以便进入高效发展的快车道，提升宜居水平，寻找到适合城市最有发展的宜居规模。
　　2.综合评价。本文将影响城市规模的因素分成了三个方面，并通过因子得分模型对宜居规模因素进行了重点分析。总体而言，长三角地区的城市在其现有规模的宜居性方面，各有优劣。综合分析结果表明上海、南京、苏州、无锡和杭州等城市的宜居水平较高，说明在现有条件下，这些城市的规模基本符合居民的宜居需要。本章分析结果和其他一些机构的研究虽然选取指标的角度不同，但结果基本相近。中国城市竞争力研究会选出的2009年十大宜居城市中，苏州排名第二，宁波排名第五名，且两地在该会的评选中连续多年名列前茅。而中国社会科学院发布住房绿皮书《中国住房发展报告（2009-2010）》综合各地的经济情况、房地产发展情况以及具体地理位置，得出了居住环境前10名城市中，上海、杭州也榜上有名。
　　虽然我们找出了这一地区基于现有规模的宜居城市，但要指出的是，这些宜居城市在某个主成分方面仍存在一定短板。例如上海由于人口规模较大，导致其公共基础设施的发展无法满足人们的要求，虽然在收入和公共服务方面的优势增加了居民的宜居感，但仍面临着一定的人口规模过大而导致的公共基础设施不足的问题。从更纯粹意义上的宜居看，城市公共服务和城市基础设施状况是与城市规模相关更为紧密的主成分，也更贴近居民的生活感受。在一定时期内，道路、医院、图书馆、学校等的数量不会急剧变化，而人口的快速增加则会降低人均拥有的公共服务和基础设施，这两项仅有苏州和无锡的得分均为正值，这从一个侧面说明在现有的条件下，他们的规模最为符合长三角地区的宜居规模，巧合的是，苏州和无锡的市辖区非农人口数均在230~240万人这个区间，这个区间应该就是除去上海这个中心城市外，同类城市宜居规模的一个标准值。
　　如果一个城市提高了其公共服务提供水平，改善了基础设施状况，他们就能拥有一个更大的宜居规模。而且如苏州这样的城市，仍需要在提高居民收入水平上面下功夫，提高城市居民的整体宜居感。这个评价只代表当前的状况，随着时间的变化，评价的结果也将有所变化。但从宜居的视角寻找合理的城市规模，分析其中影响要素，却为现有的研究和实践提供了一个贴近民生的新思路。
　　五、政策含义
　　1.转变经济发展方式，提高经济发展水平。本文的研究发现，城市宜居性与经济发展水平，经济运行效率密切相关。如何在宜居的前提下提高小城市规模，这需要加快长三角地区产业的转型升级，积极促进生产性服务业、新能源产业、生物医药产业、高新技术产业等的发展，提高第三产业在沿海发达地区的比重。在地区经济发展的同时，注重居民收入水平的提高，减轻居民的生活和工作压力，使城市成为一个高效宜居的场所。
　　2.控制城市蔓延，实现精明增长。随着长三角地区经济的不断发展，城市规模的扩展似乎也无法避免，如何达到或保持宜居规模，关键在于城市规模如何增长。要改变城市规模的粗放式增长，防止城市范围的不断扩大，就要确立城市精明增长的概念，严格控制城市蔓延，合理引导城市增长。所谓精明增长，就是在节约土地、基础设施和公共服务成本的基础上，充分利用城市存量空间，加强对现有社区的重建，对废弃和污染的工业用地重新开发，密集组团，尽量拉近生活和就业单元距离。要实现精明增长，就要提高土地使用效率，通过科学的规划平衡资源保护与经济增长之间的关系，设置城市成长边界，对绿地，农田和敏感区域保护。
　　3.改善基础设施条件，提高公共服务水平。要改善城市基础设施建设水平，一方面要提高公共设施的人均占有量，另一方面，还要提高公共设施的可达性，促进公交发展。基础设施建设方面，不仅要满足当前城市规模的需要，还要在科学预测的基础上有一定的超前性。要注意不同城市间基础设施的衔接与合作，还要加强长三角与其周边区域重要交通通道的衔接。科教文卫事业一直是城市政府公共服务的主业，城市政府要重视这些与民生相关的行业，促进其和谐发展，改变对城市GDP的过分追求，合理分配财力，提高公共服务水平和质量。此外，长三角地区的城市，政府也需要实现职能向服务型政府转变，着力将长三角地区造成文化底蕴深厚、国际化环境较好的世界宜居区域。
　　4.疏堵结合，补足短板是大城市病的药方。如何解决本文绪论中提到的城市病问题，一方面要解决城市自身存在的问题，例如上海要努力补足其在基础设施建设方面的短板，改善城市交通和住房状况，提高城市的宜居属性。另一方面，控制人口的过快增长，要构建政府规划、市场调控、信息共享的外来人口管理体系，减少人口盲目流动对城市经济和稳定带来的冲击。通过合理规划进行疏导，通过发展超大城市周围次一级城市，建设卫星城和开发区有效疏导城市中心区的人流，从而减轻超大城市的压力。只有解决城市发展不均衡的问题，在全国范围内形成多个合理城市群体系，才能有效减轻个别超大城市的膨胀压力。
　　[注：单位固定资产投资产出=GDP/固定资产投资，土地产出效率=GDP/土地面积。资料来源：中经网数据库和2009年中国城市统计年鉴。]
　　
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　　10.薛薇.SPSS统计分析方法和应用[M].电子工业出版社，2009
　　（作者单位：南京大学商学院 江苏南京 210093，中国人民大学经济学院 北京 100872）
　　（责编：吕尚）

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