城市生态-社会-经济综合分析指标体系筛选方法

陈瑞青，何 玲，杨 青，潘安娥，马慧敏

(武汉理工大学 管理学院，湖北 武汉 430070)

城市生态-社会-经济的全面协调可持续发展是20世纪90年代以来，我国区域发展战略的中心思想。面对新一轮全球科技革命、产业变革和治理变革的挑战与机遇，面对经济发展新常态的趋势和特点，面对实现中华民族伟大复兴的需要，党的十八届五中全会提出塑造区域协调发展新格局。“十三五”规划《建议》指出，要“塑造要素有序自由流动、主体功能约束有效、基本公共服务均等、资源环境可承载的区域协调发展新格局”，明确了“十三五”时期推动区域全面协调可持续发展的总体思路。

国内外关于城市生态-社会-经济综合分析指标体系的研究主要集中在可持续发展、绿色发展、循环经济、低碳经济、生态经济、绿色经济、资源节约型和环境友好型社会(两型社会)、生态城市、绿色城市等方面。代表性的指标主要有：联合国的可持续发展指标、千年发展目标指标、21世纪议程可持续发展指标，OECD的环境指标，世界银行的社会发展指标、环境与可持续发展指标，欧盟委员会的资源利用效率指标，我国环境保护部的生态县、生态市、生态省建设指标，国家发改委、环境保护部、国家统计局的循环经济评价指标，中国科学院的可持续城市指标体系，中共中央办公厅和国务院办公厅颁布的《生态文明建设目标评价考核办法》，等等。

这些指标体系主要是按照经济、社会、资源、环境、科技、制度等多维度建立指标体系，代表性的指标体系有：简新华等的资源节约和环境友好二维度指标体系[1]。魏星等的城市化与生态环境二维度指标体系[2]。ALBERTI提出了评价城市可持续发展的城市质量(基础设施和社会条件)、城市流(自然资源流)和城市模式(生态环境和城市系统的发展关系)三维度的指标体系[3]。阿姆斯特丹大学城市区域生活质量研究组(URGE)构建了一套城市绿色发展的经济评价体系，由人类经济生产活动、城市绿色环境状态和城市公共管理3个维度组成[4]。杨青等根据我国著名生态学者马世骏和王如松的“社会-经济-自然”复合生态系统所建立了3维度指标体系[5-6]。北京师范大学科学发展观与经济可持续发展研究基地等提出了经济增长绿化度、资源环境承载潜力和政府政策支持度3维度指标体系[7]。赵国杰等建立了自然生态化、经济低碳化和社会幸福化3维度指标体系[8]。向书坚等构建了绿色生产指数、绿色消费指数、生态健康指数3维度指标体系[9]。联合国可持续发展委员会(UNCSD)提出了社会、经济、环境和制度4维度指标体系。朱洪祥等建立了经济发展、城市建设、生态环境、社会和谐4维度指标体系[10]。OECD建立了环境和资源生产率、自然资本、环境质量对生活品质的影响、经济增长机会和政策措施与响应、社会经济发展的背景和特征5维度指标体系[11]。王彦鑫等提出了生态社会、生态政治、生态经济、生态文化和生态环境5维度指标体系[12]。李海龙等提出资源节约、环境友好、经济持续、社会和谐、创新引领5维度指标体系[13]。中办和国办颁布的资源利用、生态环境保护、年度评价结果、公众满意程度、生态环境事件5维度的《生态文明建设考核目标体系》，以及资源利用、环境治理、环境质量、生态保护、增长质量、绿色生活、公众满意程度7维度的《绿色发展指标体系》。FANG等主要从高效、低碳、生态效益、环境保护、资源节约、创新、智能和安全这8条路径探讨了城市可持续发展的战略与基本原则[14]。

虽然国内外学者对城市生态-社会-经济综合分析指标体系进行了较多的研究[15-17]，但指标的设计和筛选方法研究鲜见，指标体系的科学性有待进一步研究。

1 城市生态-社会-经济综合分析指标的设计原则

(1)科学性原则。城市生态-社会-经济综合分析指标的选取应建立在科学的系统论基础之上，以理论为指导，以研究目标为导向，结合研究对象特点设计指标体系。全部所选指标要通过一系列检验，以保证指标设置和计算方法的正确性，使指标体系更加科学合理。

(2)全面性原则。指标体系是多种因素综合作用的结果，因此指标体系应该从不同的角度反映评价系统的主要特征和状况，城市综合分析评价应涵盖经济、社会、生态发展等各主要领域以及发展水平、协调性和可持续性等主要动态变化特征。

(3)代表性原则。尽管城市协调涉及了人类活动的各个领域，但是指标体系却不可能包罗万象，指标选择应强调代表性和典型性，避免意义相近或重复的指标。以国际权威机构经典观点的高频指标为重点，结合文献梳理和相关指标体系的比较与借鉴，根据可观测性原则和数据可获得性原则，保证初步筛选后的指标体系可以量化分析。

(4)可比性原则。城市综合分析评价是跨时空的研究活动，因此指标设计与处理应在不同城市、不同时期具有可比性，以便进行横向和纵向比较。

(5)可行性原则。指标设计要考虑数据可获得性、数据的可靠程度或数据质量的稳定性，要尽可能使用现有统计体系下的统计资料。优先选择概念明确、代表性强、可靠度高、可获得性大的指标。

(6)动态性原则。城市全面协调可持续发展作为一个系统，其状态是不断变化的，是动态的，在不同发展阶段有不同侧重点。因此，指标体系应充分考虑系统动态变化特征，结合当前国家提出的发展理念和战略，综合考虑城市发展的现状和未来趋势。

2 城市生态-社会-经济综合分析指标的筛选模型与筛选标准

2.1 相关系数法

运用相关系数法对指标进行初步筛选，其目的是将存在多重共线性的指标剔除，避免不同的指标反映相同的信息。指标的相关性是指不同指标存在含义上或者对评价结果的影响上的一致性，造成信息的重复使用，降低评价的科学性和合理性。指标相关系数计算公式如下：

(1)

式中：rij为指标i与指标j的相关系数；yki为第k个评价对象第i个指标的评分值；m为某指标的所有评价对象的样本总数。

根据相关系数筛选指标的标准如下：①当某指标与其他多个指标的相关系数的绝对值大于Q时，原则上删除后者；②当某指标与其他单个指标相关系数的绝对值都不超过Q，但与其他多个指标相关系数的绝对值大于q(q

2.2 变异系数法

变异系数的大小一方面代表了指标数据所包含信息量的多少，在评价中体现为对评价结果的鉴别能力。某指标的变异系数越小，其在评价中的信息含量就越少，鉴别能力也越弱。因此要根据指标的变异系数大小删除对评价结果影响小的评价指标，使保留下来的指标对评价结果具有显著影响。另一方面，变异系数也反映指标的不确定性。变异系数太大，指标不够稳定，也应该删除。变异系数计算公式如下：

(2)

式中：vi为指标i的变异系数；si为指标i的均方差。

根据变异系数筛选指标的标准如下：为避免极端数据造成的不良影响，删除指标变异系数大于U和小于u(u

3 城市生态-社会-经济综合分析指标体系的实证研究

3.1 指标的初选

通过对国内外可持续发展、全面发展、协调发展和生态文明建设指标体系的借鉴，根据指标选择的科学性、直观性、完备性和可操作性，对这些指标进行了分析，初步筛选出使用频数较高的48个指标：人均GDP、单位GDP能耗、工业固体废物综合利用率、第三产业产值占GDP比重、生活垃圾无害化处理率、森林覆盖率、城镇恩格尔系数、城市化率、人均公共绿地面积、万元GDP工业二氧化硫排放量、城市绿化覆盖率、城镇居民人均可支配收入、单位GDP水耗、城镇生活污水处理率、R&D经费支出占GDP比重、农民人均纯收入、城镇登记失业率、工业用水重复利用率、人口自然增长率、人均水资源、农村恩格尔系数、人均预期寿命、人均耕地面积、万人拥有的在校大学生数、城市空气质量优良率、教育经费占GDP的比重、工业废水排放达标率、城镇居民人均居住面积、人口密度、区域环境噪声、万人拥有的卫生医疗机构床位数、万人拥有的执业(助理)医师数、环境保护与治理投资占GDP的比重、基尼系数、工业废水排放、高新技术产业占GDP比重、城市人均道路面积、万人拥有的公交车辆、第二产业产值占GDP比重、GDP增长速率、城乡居民收入比、氮氧化物排放、饮用水水质达标率、单位GDP二氧化碳排放、用水达标率、环境空气质量、PM10、人均用电量。

3.2 样本选取与数据来源

城市是一个国家和地区的经济力量在空间形式上的集中表现，城市的发展状况是一个国家和地区经济发展水平的标志。城市所具备的经济特征，使得城市经济在自身发展的同时，能够通过创新的示范效应，带动一个国家经济的发展。从全球看，城市正在取代国家和区域，成为全球经济和发展的新策源地。因此，城市的全面协调可持续发展具有典型意义。

党的十八届三中全会提出，“使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥政府作用”，表明我国的经济体制将进一步向市场化方向转变，政治中心的经济辐射效应具有重要的现实基础。目前，构成我国区域经济体系核心的4个直辖市和15个副省级城市是我国区域的政治和经济中心。因此，笔者选取4个直辖市和15个副省级城市作为研究对象，能够较好地反映我国城市全面协调可持续发展的状况。

指标数据来源于2007—2015年《中国统计年鉴》《中国城市统计鉴》《中国科技统计年鉴》《中国环境年鉴》《中国环境统计年鉴》以及各省市统计局统计年鉴、统计公报、中经网数据库。

3.3 基于设计原则的指标筛选

(1)对初选指标的筛选。根据指标设计的科学性和代表性原则，在初选的48个指标的基础上，考虑到不同指标体系在地域覆盖、时期跨度、研究领域和数据来源等方面存在的局限性，对某些指标进行了改进，如用公共财政教育投入强度代替教育经费占GDP的比重，最终筛选出以下31个指标：人均GDP、单位GDP能耗、高新技术产业产值占GDP比重、工业固体废物综合利用率、第三产业产值占GDP比重、生活垃圾无害化处理率、森林覆盖率、城镇恩格尔系数、城市化率、人均公共绿地面积、万元GDP工业二氧化硫排放量、城市绿化覆盖率、城镇生活污水处理率、R&D经费支出占GDP比重、城镇登记失业率、人口自然增长率、人均水资源、农村恩格尔系数、万人拥有的在校大学生数、城市空气质量优良率、人口密度、区域环境噪声、万人拥有的卫生医疗机构床位数、万人拥有的执业(助理)医师数、城市人均道路面积、万人拥有的公交车辆、第二产业产值占GDP比重、城乡居民收入比、PM10、人均用电量和公共财政教育投入强度。

(2)补充指标。根据动态性原则，结合国家“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，补充人均实际利用外资、万人专利授权量、人均公园绿地面积、人均液化石油供气量、人均人工煤气和天然气供气量、人均供水量、人均固定资产投资完成额、单位人口拥有的图书馆藏量8个指标；根据全面性原则和数据可得性，补充城市统计年鉴中广泛使用的9个指标：第三产业就业人员占全部城镇单位就业人员比、居民消费价格指数CPI、万元GDP工业废水排放量、万元GDP工业烟尘排放量、万人建成区面积、公共财政收入支出比、城镇单位在岗职工平均工资、公共财政科学技术投入强度和市区道路交通噪声。

(3)其他分析。根据评价系统的可观测性和可行性原则，重点从定量角度评价城市发展水平，因此评价指标体系没有采用公平度、满意度和安全感等在权威机构典型文献中出现，但在中国统计年鉴中没有统计的指标。

最终，笔者筛选出48个基本指标，如表1所示。

表1 城市协调发展基本指标

3.4 基于定量分析的指标筛选

(1)指标数据的标准化。对指标原始数据进行标准化处理,将其转化为区间[0,1]之间的评分值,可消除原始指标的正逆差异、量纲差异及量级差异。正指标、逆指标和适中指标的标准化公式分别如式(3)～式(5)所示：

(3)

(4)

(5)

式中：i=1,2,…,48；k=1,2,…,m；m为19个典型城市2006—2014年的171个样本；max(xki)和min(xki)为指标i所有样本的最大值和最小值；xig为适中指标的理想值，如城市化率可以取发达国家的平均值75%作为最优值。

(2)基于相关系数和变异系数的指标筛选。根据标准化后的面板数据，在SPSS 23.0中，计算面板数据的相关系数矩阵，基于相关系数删除了19个指标，如表2所示。然后，计算指标的变异系数，删除变异系数大于0.8或小于0.3的指标，基于变异系数删除的14个指标如表3所示。最终从48个基本指标中筛选出了15个指标，如表4所示。

表2 基于相关系数的指标筛选结果

续表2

表3 变异系数小于0.3或大于0.8被删除的指标

表4 城市生态-社会-经济综合分析指标体系

4 结论

城市是我国转变经济发展方式，调整优化结构，促进经济社会发展的重要载体。因此，研究城市生态-社会-经济综合分析指标体系有助于城市的全面协调可持续发展。笔者通过对国内外可持续发展、全面发展、协调发展和生态文明建设等相关指标体系进行梳理和统计分析，初步选出48个频数较高的指标。同时考虑到不同指标体系在地域覆盖、时期跨度、研究领域和数据来源等方面存在的局限性，根据指标设计原则，通过定性分析的方法对48个初选指标进行改进、整合和补充，筛选出城市综合分析的48个基本指标。以4个直辖市和15个副省级城市为研究对象，查找基本指标的原始数据并对原始数据进行标准化处理。综合运用相关系数和变异系数法，基于一定的筛选标准对48个基本指标进行定量筛选，最后得到了15个底层指标，建立了我国城市生态-社会-经济综合分析指标体系。

笔者的创新点在于：①指标的定性与定量筛选相结合。在国内外经典文献的基础上，基于指标设计原则进行定性分析，初步筛选出48个基本指标，然后根据相关系数和变异系数法对指标进行定量筛选。既能避免指标的筛选过于依赖专家的知识和经验，又能确保指标筛选的科学性。②综合运用相关系数法和变异系数法进行指标筛选。既避免了信息重复，又有较强的鉴别能力，还有较好的稳定性。因此，与其他指标体系相比，笔者所构建的指标体系是一个包含了国内外经典指标的较精简且科学合理的指标体系。

未来可在笔者已建立的城市生态-社会-经济综合分析指标体系的基础之上，进一步深入研究城市生态-社会-经济综合分析的综合指数、协调度和协调发展指数模型，探索城市生态-社会-经济全面协调可持续发展的演化规律，促进城市可持续发展。

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