广西生态城市建设能力的实证分析*

文/黄冰 韩永彩（梧州学院商学院）

城市生态学和生态城市建设是21世纪城市发展的主要方向，生态城市的理论和实践研究越来越受到各国众多专家和科学家的重视。因此，有必要对生态城市的建设能力进行定性和定量的分析与评估，分析和识别生态城市建设和发展过程中存在的不足，为今后的生态城市建设提供指导。

一、生态城市的内涵

生态城市是联合国教科文组织发起的“人类与生物圈”（MAB）项目研究过程中提出的一个概念。它是城市生态发展的结果；社会和谐、经济效率、生态良性循环的人类生命形式是自然、城市和人作为一个有机整体整合而形成的互利共生结构[1]。

所谓城市生态，就是实现城市、社会、经济、自然生态系统整体协调，以达到稳定有序状态的发展过程。

二、生态城市建设能力绩效指标体系的构建

（一）生态城市建设能力绩效指标构建的原则[2，3]：

1.科学性原则

生态城市建设能力绩效指标体系应以科学分析为基础，客观反映生态城市的主要特征和复杂性，反映区域生态城市建设的评价能力，又应避免高度相关的指标和重复。

2.系统性原则

该指标体系能全面反映经济系统、社会系统和自然系统的主要特征及其相互关系。它不仅能反映地方性、即期性和单一性的特点，又能反映普遍性、长期性和系统性的特点。

3.动态性原则

指标的选择应考虑静态指标和动态指标的结合，既反映某一点生态城市建设水平，又反映生态城市一段时期内发展的指标。

4.重点性原则

在指标选择上，要突出重点，突出共性，选择有代表性的指标和主要指标。

5.规范性和可操作性原则

指标的选择应符合相关国际和国家标准，避免使用难以统计的指标，以实现指标的标准化、可比性、定量性，才能使指标体系具有可操作性。

（二）广西生态城市建设能力绩效指标体系的构建

根据生态城市绩效指标的选取原则，结合广西的具体情况，构建了广西生态城市绩效指标体系[4]（见表1）

表1 广西生态城市建设能力绩效指标体系

（三）指标数据预处理

首先，为了确保每个指数与综合得分正相关，反向指数必须被视为正指数，有12个反向指标。处理方法为对于比例数据用（1-Xi）代替原来的Xi；对于绝对数据要取倒数，即用代替原来的Xi。处理后，所有的指标都变成正向指标。

其次，数据应标准化，以避免测量单位在数据分析过程中影响分析结果。其中，标准化公式为第i个指数观测值的平均值和第i个指数观测值的标准偏差

三、对广西生态城市建设能力的评价与分析

在建设生态城市的过程中，不仅要注重经济、社会和环境系统的发展，而且也要注重“经济—社会—自然”三个系统的协调发展。因此，除了对生态城市建设能力进行综合评价和分析外，还应分别评价生态城市建设中各子系统的生态建设能力。

本文采用主成分分析法[5,6]对广西1999—2010年期间的生态城市建设能力进行综合评价与分析。选取12个样本容量，是根据“最小样本容量”原理，满足

这意味着样本量不得小于模型中解释变量的数量（此处指二级指标Bi的数量）。选择1999年为第一年，是因为考虑到期间要包含2002年（西部大开发起始年），前后有对比，另外还考虑到原始数据的可得性。

（一）经济生态化建设能力的评价与分析

首先，使用eviews6.0软件计算每个主要成分的特征值、方差贡献率和累积贡献率，以获得特征值和贡献率表[7.8]（见表2），并提取主要成分。前两个主要成分的特征值大于1，累计贡献率为87.59%，超过80%。

表2 因子特征值及贡献率

根据提取主成分的原则，选取前2个主成分PCA1、PCA2，可以完全代表16个指标反映广西12年来生态城市建设中经济生态化建设的发展水平。

其次，根据主成分与原始标准化变量的相关系数矩阵描述各主成分的属性。从表2可以看出，第一主成分PCA1的方差贡献率达75.29%，表3还显示了PCA1与以下指标相关程度较大，包括人均GDP、人均家庭收入、总劳动生产率、固定资产投资占GDP的比重、每万元GDP能耗、第二产业占GDP的比重、重工业国内生产总值与轻工业国内生产总值的比率、每万人的学生人数、每万人的科技人员人数、进出口总额等，而且这些指标属于经济生态化建设序列，对经济生态化的建设水平的解释程度较大，说明经济生态化建设总体水平。第二主成分PCA2主要与以下指标相关程度较大，包括与能源消费弹性系数、第三产业占GDP的比重等，总体反映出了经济建设中经济效益的提高、经济发展模式的改变。

表3 主成分与原始标准化变量的相关系数矩阵

再次，根据表3计算主成分的公式和标准化指标的数据并代入计算公式

计算第i个主成分得分。其中m为主成分数，P为指标变量数，aki为第i个主成分Fi对第k个原始标准化变量的相关系数。

再根据综合评价函数

计算经济生态化建设能力的综合得分（见表4）。

表4 广西经济生态化建设能力评价的综合得分

最后，根据表4做12年来广西经济生态化建设能力各主成分得分及综合能力得分变化趋势的折线图（见图1）。从图中可知，第一主成分PCA1得分的总体趋势是逐年上升的，说明广西经济发展的规模和速度是持续提升的。2003年前曲线比较平坦，2003年后曲线明显更陡峭，说明自2002年西部大开发政策落实后，政策效应开始发挥作用。第二主成分PCA2得分呈现M型趋势，2003年是中间最低点，2002年、2005年是两个顶点，说明广西经济在后西部大开发期经济总体规模、速度虽然提升了，但经济效益、结构的调整还跟不上，势必在未来经济发展中对前者带来负面影响。广西经济生态化建设综合能力PCA得分总体呈上升趋势，但是这只是样本年限中的变化趋势，如果未来经济效益不提高、结构不优化，上升势头势必会下挫。

图1 广西经济生态化建设能力PCA1、PCA2、PCA得分折线图

（二）社会生态化建设能力的评价与分析

首先，计算每个主要成分的特征值、方差贡献率和累计贡献率[7,8]，并提取主要成分（见表5）。

表5 因子特征值及贡献率

其次，根据主成分和原始标准化变量之间的相关系数矩阵描述每个主成分的属性。根据主成分和原始变量之间的相关系数矩阵，我们可以确定主成分PCB1的就业人口比率，第二产业为总人口、城市化、城市人口密度、万人公共交通、人均城市道路网、客运、货物运输、人均日用水量、人均日生活用水量、参加失业保险人数、参加城市基本保险人数等指标十分重要，而且这些指标属于社会生态化建设中的各个方面，因此对社会生态化建设水平的解释程度较大，反映出了社会生态化建设的人口结构、人民生活质量和生活保障。第二主成分PCB2涉及第三产业从业人口占总从业人口的比率、邮电业务总量、城镇登记失业率等指标，反映出了劳动生产要素在现代服务业的资源配置状态。第三主成分PCB3主要与城镇居民恩格尔系数、用水普及率等指标有关，反映了城镇内部收入差距、城市市政基础设施水平。

再次，计算主成分得分及社会生态化建设能力的综合得分。

最后，根据主成分得分及社会生态化建设能力的综合得分做12年来广西社会生态化建设能力各主成分得分及综合能力得分变化趋势的折线图（见图2）。从图中可知，第一主成分PCB1得分的总体趋势分两个阶段，2002年前是呈弱减趋势，2002年后呈弱增趋势，说明西部大开发后国家对西部投入增加，以至于广西社会发展的资源配置、人民生活水平、社会保障等各方面都有了明显的改善。2008—2009年有明显下降趋势，说明金融危机以来对社会建设带来明显的负面影响。第二主成分PCB2、第三主成分PCB3得分均在2002年前弱增，在2002年后弱减，说明广西社会建设在后西部大开发期发展的资源配置、人民生活水平、社会保障等各方面都有了明显的改善，但劳动生产要素在现代服务业的资源配置状态、城镇内部收入差距、市政基础设施还跟不上，势必在未来社会发展中对前者带来负面影响。广西经济生态化建设综合能力PCA得分在2002年前呈弱减，2002年后呈弱增趋势，但这只是样本年限中的变化趋势，如果未来劳动生产要素在现代服务业中不能有效配置、城乡各自内部收入差距不能缩小、市政基础设施建设跟不上，弱增势头必然更加乏力。

图2 广西社会生态化建设能力PCB1、PCB2、PCB3、PCB得分折线图

（三）自然生态化建设能力的评价与分析

首先，计算每个主要成分的特征值、方差贡献率和累计贡献率[7,8]，并提取主要成分（见表6）。

表6 因子特征值及贡献率

其次，根据主成分和原始标准化变量之间的相关系数矩阵描述每个主成分的属性，第一主成分PCC1的方差贡献率达54.08%，从表6还可以看出，PCC1的主要组成部分为人均公共绿地、人均GDP的工业废气排放量、人均GDP的工业废水排放量、人均GDP的工业固体废物排放量、城市生活垃圾和粪便处理量、二氧化硫排放标准率、烟尘排放标准、工业粉尘标准、工业粉尘排放标准、工业固体废物综合利用等指标非常重要，这些指标属于自然生态设计的各个方面，因此对自然生态化建设水平的解释程度较大，反映出了自然生态化建设的总体水平。第二主成分PCC2主要涉及建成区的绿化覆盖率、生活垃圾无害化处理率等指标，反映出了城区自然改善能力。第三主成分PCC3主要与人均水资源、污染源治理完成投资总额等指标有关，反映了自然资源开发治理能力。

再次，计算主成分得分及社会生态化建设能力的综合得分。

最后，根据主成分得分及社会生态化建设能力的综合得分做12年来广西自然生态化建设能力各主成分得分及综合能力得分变化趋势的折线图（见图3）。从图中可知，第一主成分PCC1得分总体呈上升趋势，其中，2007—2008年期间有短暂下降趋势，究其原因，是因为2007年广西曾经发生过多起重大天气气候事件，其中夏季发生严重干旱、全区大范围秋冬连旱带来的影响特别严重。第二主成分PCC2、第三主成分PCC3得分的波动性却较大，尤其是2004年前，但2004年后总体呈现递增趋势，这说明未来自然生态化建设过程中对城市生态自然改善、自然资源开发治理能力的投入要逐步稳定化、持续化才能对广西生态化城市建设形成有力的支撑。总体来看，广西自然生态化建设能力是在提高的，并且2004年后比2004年前的提升速度更快。这主要是由于西部大开发的深入，以及承接东部产业转移、打造北部湾经济圈等多种机遇叠加拉动广西城镇化建设、城市群聚集加速发展的结果。

图3 广西自然生态化建设能力PCC1、PCC2、PCC3、PCC4、PCC得分折线图

（四）广西生态城市建设能力的综合评价与分析

首先，计算每个主要成分的特征值、方差贡献率和累计贡献率[7,8]，提取主要成分（见表7）。

表7 因子特征值及贡献率

其次，计算出广西生态城市建设能力的综合得分。

最后，根据广西生态城市建设能力的综合得分的数据，做折线图，得到广西生态城市建设能力的综合变化趋势（见图4）。从图4中可知，广西在1999—2010年期间的生态城市建设水平在2002年前大体是递减的，在2002年后递增。这主要是因为2002年前经济、自然生态化建设能力是递增的，而社会生态化建设能力是弱减的，导致生态城市建设综合能力呈下降趋势，2002年后三者均为递增，三者协调发展的结果是综合能力呈现递增趋势。2008—2009年综合能力得分折线有一段短暂下挫，对应前面经济、社会、自然得分折线图我们可以找到同样原因。

图4 广西生态城市建设能力综合得分PC折线图

四、广西生态城市建设的协调性分析

（一）经济、社会、自然的生态化建设能力对生态化城市建设能力长期关系分析

被解释变量为以主成分分析所得的生态城市建设能力的综合得分PC，解释变量有三个：以主成分分析所得经济生态化建设能力的综合得分PCA、社会生态化建设能力的综合得分PCB、自然生态化建设能力的综合得分PCC，由此构造多元回归模型model1：

进行回归分析。多元回归分析模型的回归方程为：

所得统计检验变量结果，判断系数为R2=1.00，回归的默认误差为0.24，这表明模型的适应性非常好，各解释变量均通过t检验。

根据回归方程，我们可以知道对生态城市建设的综合能力的贡献度由大到小排序是：社会生态化水平（0.67）—自然生态化建设能力（0.55）—经济生态化建设能力（0.47）。

（二）经济、社会、自然的生态化建设能力对生态化城市建设能力短期关系分析

1.生态城市建设能力和经济生态化建设能力的短期关系分析

首先对生态城市建设能力序列PC、经济生态化建设能力序列PCA进行单位根检验，结果显示PC~I（1），PCA~I（1）。接着进行协整检验，构造回归模型model2[9,10]：

由模型的估计方程得到残差序列resid01，并对其进行单位根经验，结果表明resid01是稳定的。因此，可以假设序列PC和序列PCA之间存在协整关系。最后，为了研究PC和PCA之间的动态关系，构造误差修正模型model3：

模型估计结果为：

模型的统计检验变量R2=0.28，回归的标准误差为1404.88，说明模型的拟合性不好。同时，该方程不能通过F检验，各解释变量不能通过t检验。说明短期内，经济生态化建设能力的变动对生态化城市建设水平的影响稳定，但影响不显著。

2.生态城市建设能力和社会生态化建设能力的短期关系分析

首先，对生态城市建设能力序列PC、社会生态化建设能力序列PCB进行单位根检验，结果显示 PC~I（1），PCB~I（1）。 接着进行协整检验，构造回归模型model3[7]：

由模型的估计方程得到残差序列resid02，并对其进行单位根经验，结果表明resid02是稳定的。因此，可以假设序列PC和序列PCB之间存在协整关系。最后，为了检查PC和PCB之间的动态关系，构造误差修正模型：

模型估计结果为：

模型的统计检验变量R2=1.00，默认回归标准误差为0.4606，这表明模型的适应性非常好。同时，该方程通过F检验，各解释变量通过t检验。说明短期内，社会生态化建设能力的变动对生态化城市建设水平的影响是很稳定的，并且很显著。根据模型估计结果可以解释为社会生态化建设能力提高1%，那么短期内生态城市建设能力将增加0.6916%左右。假如前一期生态城市建设能力PC与社会生态建设能力PCB的关系是长期失衡的，则可以根据误差修正项ECM2（-1）系数的估计值，将前一期间两者的平衡状态调整为当前期间0.0416的速度，以使其恢复到长期平衡状态。

3.生态城市建设能力与自然生态化建设能力的短期关系分析

首先对生态城市建设能力序列PC、自然生态化建设能力序列PCC进行单位根检验，表明它们之间不存在协整关系。这说明短期内，自然生态化建设能力的变动对生态化生产建设水平的影响不稳定，并且不显著。

五、结论

根据生态城市的内涵和广西城市发展现状，从经济生态化、社会生态化和自然生态化三个方面构建了广西生态城市建设能力评价指标体系，然后通过主成分分析法和回归分析法对广西1999—2010年共12年期间的生态城市建设能力进行评价和分析，得出结论如下：

其一，广西12年来经济生态化建设水平是在快速持续提高的，尤其是在2003年西部大开发政策滞后效应开始显现后，上升的速度明显加快。但如果在未来经济发展中经济效益不提高、结构不优化，上升势头势必会受到影响。其二，广西社会生态化建设水平在2002年西部大开发后是在持续提高的，但速度很慢。但如果未来劳动生产要素在现代服务业中不能有效配置、城乡各自内部收入差距不能缩小、市政基础设施建设跟不上，弱增势头必然更加乏力。其三，广西的自然生态化建设能力是在提高的，并且2004年后比2004年前的提升速度更快。这主要是由于西部大开发的深入，以及承接东部产业转移、打造北部湾经济圈等多种机遇叠加拉动广西城镇化建设、城市群聚集加速发展的结果。需要注意的是，未来自然生态化建设过程中对城市生态自然改善、自然资源开发治理能力的投入要逐步稳定化、持续化才能对广西生态化城市建设形成有力的支撑。其四，广西生态城市建设能力12年来变化分两个阶段：在2002年前大体是递减的，在2002年后递增。这主要是因为2002年前经济、自然生态化建设能力是递增的，而社会生态化建设能力是弱减的，社会生态化建设能力的不同步发展导致生态城市建设综合能力呈下降趋势；2002年后三者均为递增，三者协调发展的结果是综合能力呈现递增趋势。其五，根据回归分析可知，长期以来，对生态城市建设的综合能力的贡献度按照从大到小顺序排名，依次是：社会生态化建设能力—自然生态化建设能力—经济生态化建设能力，因此，广西在今后的城市生态化建设中要加强的能力依次是：经济生态化—自然生态化—社会生态化，做到经济、社会、自然的生态化协调发展。其六，样本观测期间，广西生态城市建设能力的构建与经济、社会、自然建设能力的短期关系可能是稳定也可能是不稳定的。自然生态化建设能力对生态城市建设能力的影响不稳定，经济生态化建设能力的构建对生态城市建设能力的影响可视作是稳定的但不显著，社会生态化建设能力的构建对生态城市建设能力的影响是稳定并且显著的。这说明在下个阶段的五年或者十年的规划中，广西在城市生态建设中应当注重的是：自然生态化建设能力对生态城市建设能力的影响关系的稳定性，生态建设能力对城市生态建设能力的影响力度。