采用因子分析法的城市宜居水平实证研究——以广东省为例

陈 通，魏承帅，高怀军

(天津大学 管理学院， 天津 300072)

采用因子分析法的城市宜居水平实证研究
——以广东省为例

陈 通，魏承帅，高怀军

(天津大学 管理学院， 天津 300072)

构建幸福城市，提高城市的宜居性水平是我国“十二五”规划的重要内容之一。从科学性、系统性等原则出发，构建了包括经济实力、城市环境、交通状况、污染治理四维目标的城市宜居水平评价指标体系，并基于因子分析法，对广东省21个城市的宜居水平进行了实证分析。结果表明：广东省宜居水平较高的城市主要集中在经济水平比较发达的东部沿海地带，加大对城市环境的保护力度是建设宜居城市的重要途径。

宜居性；宜居城市；因子分析；广东省

随着城市化进程的加快，城市居住环境与经济发展的矛盾日益激化，城市的宜居性越来越受到关注。2011年“十二五”规划的焦点是如何建设幸福城市，2012年党的十八大报告明确提出建设美丽中国。生态宜居城市作为幸福城市的基础和重要组成部分，也是实现美丽中国宏伟目标的重要前提。目前，建设宜居城市已经成为全国各地城市建设和发展的共识与目标。宜居城市的建设不仅有助于区域内城市环境质量的提高，而且对促进城市的可持续性发展起到重要作用。本文对宜居城市建设水平进行实证研究，对于剖析建设宜居城市的影响因素和进一步提升我国宜居城市的建设水平具有重要的现实意义。

1 宜居城市的基本内涵

目前学界对宜居城市的概念、标准尚未达成一致的意见，但大多数学者给出的定义基本上都包含了城市形态、人居环境、城市生活等内容。对于宜居城市的研究最早始于西方发达国家。Palej[1]立足于建筑和规划的角度，认为宜居城市就是社会团体的要素能够被保留并更新的城市形态。Evans[2]认为宜居性有两面，一面是适宜居住性，一面是生态可持续性。适宜居住意味着工作地足够接近住房，工资水平与房租相称，能接近提供健康生活环境的设施。适宜居住也要可持续。《大温哥华地区长期规划》把“宜居城市”作为一个重要规划目标，并指出“宜居城市是一个能够满足所有居民的生理、社会好奇心理方面的需求，同时有利于居民自身发展的城市系统”。Mike[3]建立了一个城市宜居性模型，该模型由环境福祉、个人福祉、生活世界组成。

2005年1月，国务院通过的《北京城市总体规划(2004—2020)》首次提出城市宜居性的概念，自此引发了社会各界的关注，也成为了国内学界的研究热点。学者李丽萍认为，“宜居城市”是指经济、社会、文化、环境协调发展，人居环境良好，能满足居民物质和精神生活需求，适宜人类工作、生活和居住的城市。张文忠认为，“宜居城市”应该是一个健康安全、居住舒适、生活方便、出行便利的城市，是宜人的自然生态环境与和谐的社会、人文环境有机结合的城市，应是所有城市发展的方向和目标。宜居城市是一个综合的概念，是物质文明、精神文明与生态文明高度集中的复杂的巨系统，它体现了以人为本、和谐发展的精神内涵。立足于已有研究，本文认为，宜居城市不仅具有环境优美、适宜居住、文化生活丰富等特征，还应体现经济发达、物质丰殷、可持续性发展等特质。人类城市发展的历史表明，一个城市的经济发展水平不仅关乎到城市的可持续性发展，更是决定其能否实现建成宜居城市目标的关键。现阶段我国大部分城市的经济实力多以工业来支撑，产业发展的经济收益不仅为宜居城市基础设施建设提供充足的资金和物质保障，而且能满足城市与日俱增的环境治理资金和技术投入需求。

2 城市宜居水平评价方法与指标体系构建

2.1 城市宜居水平评价方法

因子分析法的基本原理是：根据变量间的相关性将变量分组，使得组内变量间的相关性较高、 不同组的变量间相关性较低；每组变量代表一个基本结构，该基本结构被称为主因子；用由最少个数的、不可测的主因子构建的线性函数与特殊因子之和来描述原始分量，通过分析这些主因子来实现对复杂的问题的研究。本文基于因子分析的思想，将反映城市宜居水平的众多变量进行分组，提取出公共因子，并确定综合评价模型的权重，最后计算出每个样本的综合评价值。

2.2 评价指标体系的构建

为了科学全面地评估和比较城市宜居性水平的差异，本文在文献研究的基础上，遵循科学性、系统性、重点性和简约性原则，对影响城市宜居水平的各项评价指标进行比较，经过反复筛选，设计了一套宜居城市综合评价指标体系。该评价指标体系包括3个层次，即目标层、系统层和指标层。目标层旨在评价城市在发展经济、建设宜居城市的过程中在经济、环境、交通、污染治理等方面的综合表现，反映的是城市复合生态环境系统的协调发展水平、城市经济和功能的和谐程度。系统层旨在评价子系统对综合评价指标各方面的影响，主要包括经济实力、城市环境、交通状况、污染治理4个层面。将这4个层面具体分解成为11项可测量的、具有代表性的统计指标，构成指标层，具体见表1。

表1 广东省城市宜居水平评价指标体系

3 实证分析

3.1 样本选择与数据获取

选取广东省21个城市为研究对象，评价其城市宜居性水平。这些城市虽然行政级别相同、地理位置相近、城市功能相同，但由于受行政体制和历史发展的局限以及区域内政治经济情况存在差异，导致广东省各城市宜居水平参差不齐。本着科学、客观的原则，本文分析所用的数据主要来自于《2011年广东省统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《中国统计年鉴》。

3.2 广东省各城市宜居水平实证分析

采用因子分析法，通过SPSS19.0软件对表1所列的11个三级指标进行降维处理。

首先对原始数据进行标准化处理，得到的 KMO 值为0.809，Bartlett 球度检验值为311.864，显著水平P<0.001，表明本研究样本个数充足，相关系数矩阵为非单位阵，故适合开展因子分析。

然后，采用主成分分析法萃取主因子，按照相关系数矩阵特征值大于1的标准，从原11个统计指标中提取3个主因子。如表2所示，所提取的3个主因子累计方差贡献率均达到89.380%，因此，可以认为这3个因子足够反映原变量的绝大部分信息。

表2 主因子特征值、方差贡献率及累计方差贡献率

因子分析的目的不仅是要找出主因子，更重要的是把握每个主因子的具体经济意义。由于初始化的因子负荷矩阵系数不太明显，为了使因子负荷矩阵中系数0-1化，便于对主因子进行解释，一般须对因子载荷矩阵进行旋转。本文采用方差极大值法对因子载荷阵进行正交旋转，得到11个指标旋转后的因子载荷阵如表3。表3展示了各主因子在各指标变量上的载荷，即各主因子对各变量的影响程度。由结果可知：每个主因子只对少数指标的因子载荷较大，因此根据分析结果将指标分为3类，并结合前述评价指标所代表的具体含义对各主因子进行命名。在第1主因子F1在X4，X6、X2、X1、X5、X3、X7上的载荷值较大，其中X4、X5、X6、X7主要反映了城市的生态环境状况，X1、X2、X3主要反映了城市的工业经济发展水平，因此可将主因子F1命名为“城市经济环境因子”。第2主因子F2在X9、X10、X11上的载荷值较大，其中X9、X10、X11作为城市污染治理达标率的综合评价指标，反映了城市居住环境以及城市对污染治理的重视程度，因此可将主因子F2命名为“环境保护因子”。第3主因子F3对X8有较大的载荷系数，主要反映的是城市交通状况，可将主因子F3命名为“交通因子”。

表3 正交旋转后的因子载荷系数与得分系数

最后计算因子得分。因子变量确定后，便可计算各个因子在每个样本上的具体数值，这些数值就是因子的得分，形成的新变量称为因子变量。为了考察广东省各城市的宜居性水平，并对其进行综合评价，本文采用回归方法求出因子得分函数，可以直接写出主因子的表达式：

F1=-0.079X1-0.164X2+0.156X3+

0.113X4+0.175X5-0.018X6+

0.243X7+0.192X8+0.042X9+

0.250X10+0.172X11

F2=0.626X1+0.430X2+0.142X3+

0.010X4-0.045X5+0.251X6-

0.033X7-0.049X8-0.118X9-

0.069X10-0.068X11

F3=-0.307X1+0.135X2-0.691X3+

0.091X4+0.009X5+0.064X6-

0.191X7-0.022X8+0.337X9-

0.202X10+0.031X11

将21个地区的观测值代入以上因子得分函数，即得各城市的因子得分，表3给出了SPSS计算出的3个主因子的得分系数。由前文知，3个主因子分别从不同方面反映了广东省各城市宜居性水平，单独使用某一主因子并不能对各城市的宜居水平做出综合评价，因此本文以3个主因子对应的方差贡献率为权重，对3个主因子得分进行加权求和。定义广东省各城市宜居水平的综合评价指数为：

0.740F1+0.156F2+0.103F3

每个城市的综合评价指数F反映了该市宜居性水平的强弱，将21个城市的综合因子得分从高到低排序，如表4所示。

1) 地区划分。从实证分析结果表4可看出：不同城市在经济环境因子、环境保护因子、交通因子上存在着较大差异。本文根据综合因子得分，将广东省21个城市划分为3类，即综合得分F>0.5，属于I类城市，反映城市宜居水平居上，包括广州、深圳、佛山、东莞。综合得分0.5>F>-0.5属于II类城市，反映城市宜居水平居于中游水平，包括中山、惠州、珠海江门等13个城市。综合得分F<-0.5的城市属于第III类，反映城市宜居水平相对落后，包括阳江、云浮、潮州、汕尾。

2) 各主因子的差异分析。就各主因子的单项排名而言，第1主因子F1的特征根5.580，方差贡献率为50.730%，在F1上排名比较靠前的城市有广州、深圳、佛山、东莞、中山，表明这些城市在工业经济实力和城市环境治理方面具有比较优势。第2主因子F2的特征根为2.268，方差贡献率为20.622%，在F2上排名较靠前的城市是广州、清远、汕尾、茂名，表明这些城市注重城市环境保护，在城市生态环境方面具有优势。第3主因子F3的特征根是1.983，方差贡献率是18.028%，在F3上排名较靠前的城市是广州、河源、惠州、湛江，表明这些城市在城市交通建设方面取得了突出成绩。

表4 广东省各城市因子得分和综合得分排名

4 结论

根据分析各城市的宜居水平综合得分以及各主因子的得分，本文得出如下结论：

1) 由于经济发展水平不同，城市吸引资源的禀赋也存在差异，同时对城市建设的投入力度不一导致各城市的宜居水平存在较大差异。但总体来看，城市宜居水平与经济发展水平呈正向相关特征。实证分析结果表4显示：综合得分较高的城市在城市经济环境因子上的得分也普遍较高，这表明经济发展水平越高的城市，越重视城市基础设施的建设和城市环境的治理。以目前宜居水平排第4的东莞市为例，改革开放以来，东莞市大力发展开放型经济，加工制造业迅速崛起，产业体系齐全，享有“世界工厂”的美誉，2011年经济规模国内排名第22。东莞雄厚的经济实力为城市市政基础设施建设提供强有力的资金保障。东莞市还不断加大对教育、卫生医疗、通信、文化艺术、旅游资源的投入力度，为此东莞先后获得了居民生活质量居全省之首、中国最佳魅力城市、国际花园城市、广东省教育强市等荣誉，东莞市的宜居水平保持较高的上升势头。

2) 实证分析表明，东部沿海城市的综合因子得分相比内陆城市的得分较高。因此，从地理位置分布上看，广东省宜居水平较高的城市主要集中在经济水平比较发达的东部沿海地带。东部沿海城市的经济发展水平较高、城市化进程较快，资源、资金、技术及人才优势为其宜居城市基础设施建设提供了便利。与东部沿海城市相比，内陆城市的经济发展相对滞后、城市化进程缓慢，弱化了其宜居城市的建设能力。

3) 从经济地理和区域经济发展的角度看，目前广东省形成了以广州、深圳为宜居城市建设龙头和中心，以佛山、东莞为次级中心，以物理距离为半径的“区域宜居城市辐射圈”。广州、深圳、佛山、东莞走在了广东省宜居城市建设的先列，紧随其后的是中山、惠州、江门、珠海等毗邻4个中心城市的第II城市。可见，物理距离越小，即辐射半径越小，受中心城市的资源、技术、资金辐射能力就越大。反之亦然，云浮、阳江、潮州、梅州等内陆城市距离中心城市较远，辐射半径较大，则受中心城市的辐射能力较小，因此宜居水平较为落后。

4) 加大对城市环境的保护力度是建设宜居城市的重要途径。表4可以看出，综合得分较高的城市，环境保护因子的得分也较高，表明这些城市正加快产业结构优化，深入推进技术升级，加大污染治理的投入力度，不断改善城市基础设施建设，营造更加人文、绿色的宜居环境，增加居民的舒适度和幸福感。

[1] PALEJ A.Architecture for，by and with Children:A Way to Teach Livable City[C]//Paper presented at the International Making Cities Livable Conference.Vienna，Austria:[s.n.],2000.

[2] EVANS P.Livable cities :Urban struggles for livelihood and sustainability[M].Berkeley:University of California Press,2002.

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[4] 张文彤.SPSS统计分析高级教程[M].北京：高等教育出版社，2004:238-246.

[5] 卢纹岱.SPSS统计分析[M].北京：电子工业出版社，2010:472-478.

[6] 李业锦，张文忠，田山川，等.宜居城市的理论基础和评价研究进展[J].地理科学进展，2008，27(3)：101-109.

[7] 田山川.国外宜居城市研究的理论与方法[J].经济地理，2008，28(4)：535-538.

[8] 张文忠.宜居城市的内涵及评价指标体系探讨[J].城市规划学刊，2007，10(3)：30-34.

[9] 关海玲，孙玉军.我国省域低碳生态城市发展水平综合评价—基于因子分析[J].技术经济，2012，31(7)：91-98.

[10] 毕亮亮，施祖麟.长三角城市科技创新能力评价及“区域科技创新圈”的构建—基于因子分析和和聚类分析模型的初探[J].经济地理，2008，28(6)：946-951.

(责任编辑何杰玲)

EmpiricalResearchonLivabilityLevelofCitiesBasedonFactorAnalysis:TakingGuangdongProvinceasanExample

CHEN Tong，WEI Chengshuai，GAO Huaijun

(School of Management, Tianjin University, Tianjin 300072, China)

Building a happy city and improving the city’s livability level is an important part of China’s Twelfth Five Year Plan. Based on science and system principle, this paper constructed an evaluation index system with four dimensions including, urban economic strength, urban environment, traffic conditions, pollution control. Then factor analysis method was selected to evaluate comprehensively livability level of 21 cities in Guangdong Province, we can conclude that: First, the high leveled livable cities are mainly located in the economically developed eastern coastal zone. Secondly, the increasing efforts of environment protection are an important way of building livable city.

livability; livable city; factor analysis; Guangdong province

2017-04-12

国家自然科学基金资助项目(71272148)；高校博士点基金资助项目(20120032110039)

陈通(1956—)，男，广东新会人，教授，博士生导师，主要从事公共资源管理方面研究；通讯作者 魏承帅(1988—)，男，山东聊城人，硕士研究生，主要从事城市管理方面研究，E-mail:weichengshuai@126.com。

陈通，魏承帅，高怀军.采用因子分析法的城市宜居水平实证研究——以广东省为例[J].重庆理工大学学报(自然科学)，2017(11):217-222.

formatCHEN Tong，WEI Chengshuai，GAO Huaijun.Empirical Research on Livability Level of Cities Based on Factor Analysis: Taking Guangdong Province as an Example[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science)，2017(11):217-222.

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2017.11.033

F291.1

A

1674-8425(2017)11-0217-06