山东省城市发展质量差异与变化趋势研究

周慧敏 王成新 刘婕 于尚坤 孙冰

[提要] 本文利用相关数据，选取人均GDP、人均科学事业教育支出和生活垃圾处理率等18项指标，构建城市发展质量指标体系，运用熵权法测度城市发展质量综合得分，采用空间分析、标准差、变异系数和R/S分析法，对山东省各地市城市发展质量时空特征和变化趋势进行分析，并得出相关结果。

关键词：城市发展质量；地区差异；变化趋势；山东

本文为国家自然科学基金项目：“高速交通对城市空间结构演变的影响与优化研究”（项目编号：41371170）；山东省研究生教育创新计划项目（项目编号：SDYC15041）资助；通讯作者：王成新

中图分类号：F127 文献标识码：A

收录日期：2018年7月4日

一、引言

改革开放以来，中国城镇化水平以每年1.01%的速度增长，城镇化率由1978年的17.92%上升到2017年的58.52%。但片面的提高城镇化率导致城市发展质量不高，带来了城市环境污染、城市交通拥挤和城市居民幸福指数降低等一系列问题。处理好城市发展过程中“质”和“量”的问题，在提高城市发展速度的同时也要考虑城市发展质量，使得两者能够相互协调，相互统一。目前，学者对于城市发展质量的研究主要集中在城市发展质量内涵、指标体系的构建、影响因素研究上。在研究内涵上，目前尚未有明确定义，学者多从自己的研究背景出发阐述城市发展质量的含义。因为城市发展质量内涵的不确定性，依据“五位一体”、绿色发展、健康经济和以人为本等理念构建指标体系来评价城市发展质量的高低也是当前学者们研究的方向之一。在研究尺度上，学者多从大尺度和中尺度出发综合评价城市发展质量。如王德利等基于对城市化质量的测度，判定改革开放以来中国城市化发展速度及2008年省际城市化发展速度的适度性。近年来，以城市群为研究对象探究城市发展质量也逐渐兴起。马静等人利用长江中游城市群地级市相关数据，揭示了城市群内部城市发展质量的协调程度，并对提高城市发展质量提出了可行性建议。同时，也有学者从人口、社会、经济、环境和教育等方面探究影响城市发展质量的因素。研究方法上主要有熵权法、聚类分析、空间自相关、耦合协调模型等计量分析法。

综上所述，学者对城市发展质量的研究成果颇多，研究视角也呈现出多样化。但是在指标构建上多与从特定的理念相结合，难以全面体现城市发展质量的现状。同时在研究方法上，往往仅用一两种方法研究，缺乏多种方法的融合，难以科学地综合测评城市发展质量。本研究从经济、社会和生态三个子系统出发，选取人均GDP、人均科学事业教育支出和生活垃圾处理率等18项指标，构建评价城市发展质量的综合指标体系。依据测评得分，结合空间分析、标准差、变异系数和R/S分析法对各地市城市发展质量时空特征和变化趋势进行分析。

二、研究区概况与研究方法

（一）研究区概况。山东省东临黄海和渤海，西接黄淮海平原，人口众多，是典型的半岛大省。2016年山东省城市化率达到59.17%，与2000年相比提高了32.39%。但是，由于省内自然条件和历史因素的影响，就17地市的发展来说，各地市之间经济社会发展存在较大差距。如青岛市、烟台市和威海市等东部城市，其2016年城市化率均超过66%（青岛市为83.19%，烟台市为66.93%，威海市为71.62%），它们凭借其天然的沿海优势，在对外贸易中优势突出；同时，良好的开放环境使得城市的开放性和包容性增强，加之近海城市环境好，吸引了一大批优秀人才。济南市、淄博市和东营市的2016年城市化率均超过70%（济南市为79.39%、淄博市为74.90%、东营市为73.72%），作为山东省的工业城市，其拥有良好的城市发展基础，劳动力人口大量集聚，城市基础服务设施齐全，城市发展良好。聊城市、菏泽市、济宁市等鲁西地市，2016年城市化率在53%以下，低于全省平均水平。由于城市历史发展和地形因素影响，城市发展和经济发展水平低、开放性差。

（二）研究方法

1、熵权法：本研究在综合多种指标权重确定方法的基础之上，最终选择采用熵权法确定指标权重并计算城市质量的综合得分。计算步骤依次为无纲量化——确定信息熵——计算指标权重——计算综合得分，具体公式如下：

其中，m为指标数，m=1，2，3…；n为年数，n=1，2，3…。当bij为无纲量化后的值，当指标为正向指标时，取（1）式中的bij值；当指标为负向指标时，取（1）式中的bij值。

2、R/S分析法：R/S分析主要用于分析和预测复杂的自然和社会时间序列中隐含的趋势，并以此来预测未来的发展趋势。基本步骤如下：将重新标度的序列？子；计算标准差S（t）；计算极差R（t）；将R（t）/S（t）比作为因变量，？子作为自变量拟合幂指数，得Hurst指数。具体公式如下：

Rt=22H-1-1

当H=0.5时，时间序列反映的事物变化率没有“记忆”；当H≠1/2时，我们说时间序列的变化率具有长程记忆性。当H>0.5时，Rt>0，表明时间序列差分的自相关系数大于0，即时间序列的变化前后正相关，这种序列具有持久性，表明过去的一个增量意味着未来的一个增量，过去的一个减量意味着未来的一个减量。当H<0.5时，Rt<0，表明时间序列差分的自相关系数小于0，即时间序列的变化前后负相关，这种序列具有反持久性，过去的一个增量意味着未来的一个增量，过去的一个减量意味着未来的一个减量。

3、标准差和变异系数：标准差（S）和变异系数（v）可以用来测度区域的绝对差距和相对差距，数值越大，代表差距越大。

其中，k为城市數量，？琢=1，2，3…。C？琢为？琢城市，c均为k个城市发展质量水平的均值。

（三）数据来源。本研究的数据选自2006～2017年《中国城市统计年鉴》。本研究将城市发展质量系统分为经济、社会和生态等三个子系统，在综合了多位学者的研究之后，本研究最终选取人均GDP、人均科学事业教育支出和生活垃圾处理率等18个指标作为衡量城市发展质量的主要指标。（表1）

三、城市发展质量时空特征分析

（一）时间特征分析。2005～2016年来各城市发展质量水平不断上升。2016年，17城市平均城市发展质量指数为1.591，与2005年相比增长提高16.41%。在增长速度上，除临沂市外，山东省城市发展质量年均增长率均在1%以上，各城市的城市发展质量水平不断提高。临沂市年均增长率最低为0.86%；莱芜市年均增长率最高为1.68%。同时，济南市、青岛市、淄博市和烟台市的年均增长率均在1.5%以上，这些城市本身的城市发展质量基础较高，加之城市不断进行产业创新、城市环境治理和提高社会福利水平，城市发展质量提高迅猛。

（二）空间格局及差异演变分析。本文选取2005年、2010年和2016年三个截面，利用地理信息技术探究山东省城市发展质量水平的空间分布特征。依据各城市发展质量得分，本文将城市发展质量划分为低发展质量水平（<1.3）、中等质量发展水平（1.3～1.45）、较高发展质量水平（1.45～1.6）和高质量发展水平（>1.6）。2005年，多数城市的城市发展质量处于中等水平，仅有东营市、济南市、青岛市和威海市4个城市发展质量处于较高水平；莱芜市、滨州市、聊城市和滨州市城市发质量处于低发展水平。2010年，较高城市发展质量水平的城市数量增至9个，还有8个城市处于中等城市发展质量水平。2016年，东营市、淄博市、济南市、青岛市、烟台市和威海市的城市发展质量水平已经处于高发展行列，剩余11个城市的城市发展质量也全部处于较高水平。（图1）

从空间分布来看，山东省已经形成以青岛市和济南市为“双核心”的城市高发展质量分布格局。济南市作为省会城市拥有天然的政府优惠政策；同时，济南市的文化教育事业发达，拥有大量的高科技人才，为提高城市发展质量注入了活力。青岛市凭借自己的港口优势，对外贸易发达，可以及时地获取世界先进的信息源，城市具有较高的“灵敏性”；此外，“海尔”、“青岛啤酒”和“海信”等大型企业也为青岛市带来了可观的经济收益，提高了城市发展质量水平。（图2）

用标准差和变异系数测度的山东省城市发展质量的绝对差距和相对差距变化趋势呈现出一致性。与2005年相比，2016年標准差提高48.21%，变异系数提高27.31%，山东省各地市城市发展质量的绝对差距比相对差距增长快，说明山东省城市发展质量的“两极化”特点进一步突出。具体来看，变化趋势大致可以分为三个阶段：2005～2007年，山东省城市发展质量的绝对差距和相对差距在急速下降，年变化率分别为-10.14%和-11.01%，说明在这一时期内，山东省各地市城市发展质量差距在不断缩小；2008～2014年，山东省城市发展质量的绝对差距和相对差距加速上升，年变化率分别为11.78%和9.86%，反映了山东省各地市城市发展质量差距在不断扩大，地区差异开始凸显；2015～2016年，山东省各地市的城市发展质量绝对差距和相对差距有小幅降低，年变化率为-1.47%和-1.94%，反映了山东省各地市城市发展质量差距有小幅减少。

四、城市发展质量水平趋势预测分析

根据R/S结果显示，山东省各地市城市发展质量水平呈现出反持续性和持续性的分布差异。其中，济南市、聊城市、济宁市、泰安市和威海市的Hurst指数大于0.5，且Rt小于0，说明这5个城市发展质量水平与时间序列变化前后呈负相关，综合考虑2005～2016年这些地市的城市发展质量，可以得出在2016年之后这些城市的城市发展质量将有下降的趋势。青岛市、烟台市、淄博市、潍坊市和东营市等12个城市的Hurst指数大于0.5且Rt大于0，说明这12个城市发展质量水平与时间序列变化前后呈正相关，综合考虑2005～2016年这些地市的城市发展质量，可以得出在2016年之后这些城市的城市发展质量将会继续提高，城市发展愈来愈好。（表2）

以济南市和青岛市城市发展质量的R/S变化图为例，探究其城市发展质量的变化趋势。在散点图中添加乘幂趋势线后拟合优度R2分别为0.9448和0.9282，说明R/S分析可以有效地显示济南市和青岛市的城市发展质量的变化趋势。济南市的Hurst指数为0.38<0.5，Rt<0，反映了济南市的城市发展质量变化趋势具有反持续性，结合2005～2016年济南市城市发展质量是不断提高的发展结果来看，未来济南市的城市发展质量将呈现下降的趋势。济南市位于省内中部地区，城市发展具有历史的“保守性”，与其他城市相比优势产业并不突出；加之其特殊地形，城市环境质量远低于东部沿海城市，对人才的吸引力较弱，城市发展活力和潜力降低。青岛市的城市发展质量的R/S变化图显示，青岛市的Hurst指数为0.9347>0.5，Rt>0，反映了青岛市的城市发展质量变化趋势具有持续性，结合2005～2016年济南市城市发展质量是不断提高的发展结果来看，未来青岛市的城市发展质量将继续提高。青岛位于山东省东部沿海城市，城市开放性和包容性较强，为青岛市的大型企业的发展创造了良好的条件；同时，海滨城市环境良好，适宜居住，吸引了一大批优秀人才，增强了城市创新力，为城市发展注入了新的生机与活力。（图3、图4）

五、结论

本文以山东省17地市为研究对象，利用2005～2016年数据选取18个相关指标计算城市发展质量综合得分，并在此基础上进行时空特征分析和变化趋势研究，结论如下：（1）从时间尺度来看，2005～2016年山东省各地市城市发展质量水平不断提高。在增长速度上，除临沂市外，山东省城市发展质量年均增长率均在1%以上；（2）在空间格局分布上，已形成以青岛市和济南市为双核心的城市高发展质量分布格局。从标准差和变异系数测度的山东省城市发展质量空间差异演变结果来看，2005～2016年标准差提高48.21%，变异系数提高27.31%，两者变化趋势呈现出一致性。总体上山东省城市发展质量水平地区差异不断增大，城市发展质量不均衡性特点突出；（3）R/S分析结果显示，各地市的城市发展质量水平在时间变化趋势上呈现出地区差异。山东省有5个城市发展质量具有反持续性特点；有12个城市发展质量具有持续性特点。以济南市和青岛市为例分析两城市的R/S变化图，结果显示未来济南市的城市发展质量将呈现下降趋势，青岛市的城市发展质量将继续提高。

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