基于主成分分析法的徐州都市圈综合实力评价

韩艳红，文玉钊，马颖忆

(1. 南京晓庄学院 环境科学学院，江苏 南京 211171；2. 河南财经政法大学 资源与环境学院/城乡协调发展河南省协同创新中心，河南 郑州 450046；3. 金陵科技学院 建筑工程学院， 江苏 南京 211169)

0 引言

当前我国多数城市群发展尚不成熟，培育都市圈是从城镇圈到城市群的中间阶段，都市圈已成为区域经济发展的重要依托.2021年6月公布的《江苏省国土空间总体规划(2021—2035年)》提出“两心三圈四带”的国土空间总体格局，“三圈四带”的成员中有徐州都市圈、陆桥东部联动带、沿大运河文化魅力带，直接与徐州都市圈紧密相关，徐州都市圈在江苏省区域协调发展新格局中有着重要的战略地位，加快徐州都市圈建设有利于发展苏北经济，缩小江苏南北贫富差距，对推动苏北、鲁西南、豫东、皖北振兴有着十分重大的意义.

国内学者在城市综合实力评价方面的研究成果较多，如周鹏飞等采用TOPSIS改进的因子分析法测算“三区三州”的自我发展能力[1]，邓玲等利用因子分析法客观评价西部地区城市可持续竞争力[2]，倪鹏飞等构建指标体系，运用城市经济竞争力的测量模型，研究全球1007个城市的经济竞争力层级[3]，邓春等运用因子分析法研究海口、三亚、洋浦、八所、防城港、钦州、北海等7个代表性港口的经济竞争力，探讨海南港口经济发展的对策建议[4].在运用主成分分析法评价城市综合实力方面，叶依广等建立城市指标体系，计算长江三角洲15个城市的综合实力[5].周勇研究长三角16个城市的综合实力，根据各市的综合得分，将长三角城市划分为三个圈层[6].张吉献测度河南省各市综合实力，发现河南省城市综合经济实力空间异质性显著[7].齐晶晶等计算环渤海经济圈40个城市的综合经济实力，探讨环渤海经济圈的增长极、腹地经济发展水平产生巨大差距的原因，提出促进环渤海经济圈城市协调发展的建议[8].林潇潇构建综合指标体系，计算西北地区主要城市的综合实力，在此基础上提出发展建议[9].李奇等从经济总量、经济结构、经济效益三方面构建山西省城市经济综合实力评价体系，测度山西省城市的综合经济实力[10].王胜今[11]、张超[12]、王晓雨[13]、刘鹏[14]、谢守红[15]、张竞雪[16]、吴少华[17]、阮红伟[18]等学者分别研究了东北地区、西北地区、淮海经济区、京津冀地区、全国主要城市、中西部地区、西部地区、“一带一路”沿线十五个沿海港口城市的综合竞争力，为区域经济进一步发展提供决策依据.总体来看，现有成果丰富了区域综合实力研究体系，但也存在一些局限：多数成果基于全国、省市等地理单元，跨省城市群的综合实力评价研究较少；多数成果研究单一年份的区域综合实力，缺乏对区域综合实力发展对比研究.鉴于此，本文以徐州都市圈为研究区域，基于统计数据，评价2010、2020年徐州都市圈综合实力，在此基础上提出徐州都市圈的发展建议，以期为同类跨省城市群的发展提供借鉴.

1 研究区域

徐州都市圈地跨苏、皖、鲁、豫四省，是一个分割管理的区域，包括江苏省的徐州、连云港和宿迁，安徽省的宿州和淮北，山东省的枣庄和微山县，河南省的永城，其区域构成以江苏省境内为主体(见图1).徐州都市圈地理位置优越，交通条件便捷，有京沪、京九、陇海和连霍等铁路穿过，徐州都市圈拥有得天独厚的自然条件以及丰富的煤铁储备，是中国重要的煤炭、电力基地，依靠自身丰富的煤炭和铁资源，形成了徐州、淮北、枣庄等工业城市.徐州都市圈成立于1986年，由于地理位置、开放时间等因素的制约，徐州都市圈发展相对滞后，同时都市圈内部城市经济发展水平差距较大.

图1 研究区域

2 研究方法与数据来源

2.1 评价指标

传统的综合实力评价方法往往只采用少数指标，难以客观、综合地反映综合实力，本文借鉴一系列综合实力研究成果[19-21]，结合数据的可靠性和可获取性，遵循指标体系构建的科学性、系统性和可操作性原则，选取5个层次26个主要指标作为刻画徐州都市圈综合实力的变量，建立徐州都市圈经济实力评价指标体系(见表1).

表1 徐州都市圈综合实力评价指标体系

2.2 数据来源与研究方法

目前评价区域综合实力的方法有主成分分析方法、模糊综合评价方法、层次分析方法、因子分析模型、综合指数方法等，其中，主成分分析法是考察多个变量间相关性的一种统计方法.本文运用主成分分析法，通过降维把较多的变量转化成几个综合指标，综合指标为原来变量的线性组合，计算出徐州都市圈的综合实力，能最大程度地避免人为因素的影响，所得结果更为全面.徐州都市圈位于淮海经济区的核心区域，2010年淮海经济区核心区一体化建设正式启动，徐州都市圈在基础设施、产业发展、科技、金融、旅游等方面的一体化发展加快，区域竞争力得以全面提升.本文试评价2010年、2020年徐州都市圈的综合实力，探讨十年来徐州都市圈综合实力的发展变化，进而为徐州都市圈的发展把脉.本文研究数据来源于2011年、2021年徐州都市圈各城市的统计年鉴、统计公报以及各城市人民政府官方网站.

3 徐州都市圈综合实力实证分析

3.1 因子分析过程

3.1.1 可行性分析

运用SPSS 26.0统计软件对2010、2020年徐州都市圈各城市数据进行因子分析，相关系数矩阵显示大多数变量相关值不小于0.6，说明指标间具有较高相关性，所反映的信息有一定的重叠，进行因子降维分析是必要的.KMO检验结果显示，KMO取样适切性量数分别为0.851和0.816，大于0.7，Bartlett球形检验统计量的值分别为334.214和315.315，显著性水平均为0.000，表示相关系数矩阵和单位阵之间有着显著的差异，因而运用因子分析法对徐州都市圈综合实力进行分析是可行的.

3.1.2 主因子的确定

运用SPSS 26.0统计软件进行因子分析，得到特征根和因子贡献率(见表2)，特征根越大，贡献率就越大，特征根大于1才能入选主因子.依据累计贡献率超过50%，特征值大于1的原则，可以提取出3个主因子，累积方差贡献率分别为92.19%和91.97%，说明3个主因子所包含的要素信息量包含了大部分指标信息，被剔除的信息量很少，因子分析结果可靠.

表2 特征根和因子贡献率

3.1.3 主成分的解释

荷载矩阵进行因子旋转得到相应的因子成分矩阵如表3所示.2010年第一主成分的方差贡献率为79.76%，权重为86.52%，第一主成分包含大量指标信息，是最重要的影响因子，第一主成分负载较大的变量包括人口、GDP、建成区面积、从业人员数、地区财政收入、社会消费品零售总额、规模以上工业企业数、第三产业占GDP比重、城镇化率、发电量、卫生机构床位数、邮电业务总量等指标，载荷绝大部分都超过了0.9，该主成分既反映了经济发展实力，又反映了基础设施、社会保障、对外开放等信息，可将其命名为经济社会发展与对外开放因子.第二主成分、第三主成分的方差贡献率为7.58%、4.84%，权重为8.22%和5.25%，只宜作为综合实力分析的辅助依据.第二主成分负载较大的变量包括农村居民可支配收入、居民消费价格指数、人均GDP，主要反映了居民生活水平等信息.第三主成分负载较大的变量包括城镇居民可支配收入，该主成分反映了居民收入水平等信息.

表3 2010年因子分析成分矩阵

荷载矩阵进行因子旋转得到相应的因子成分矩阵如表4所示.2020年第一主成分的方差贡献率为78.51%，权重为85.36%，是最重要的影响因子，第一主成分负载较大的变量包括人口、GDP、人均GDP、建成区面积、从业人员数、地区财政收入、社会消费品零售总额、规模以上工业企业数、第三产业占GDP比重、城镇化率、发电量、卫生机构床位数、邮电业务总量等指标，该主成分既反映了经济发展实力，又反映了基础设施、社会保障、对外开放等信息，可将其命名为经济社会发展与对外开放因子.第二主成分、第三主成分的方差贡献率为8.34%、5.12%，权重为9.07%和5.57%.第二主成分负载较大的变量包括农村居民可支配收入、居民消费价格指数，该主成分反映了居民生活水平等信息.第三主成分负载较大的变量包括城镇居民可支配收入，该主成分反映了居民收入水平等信息.

表4 2020年因子分析成分矩阵

3.1.4 因子得分

运用SPSS 26.0计算2010、2020年徐州都市圈城市综合实力的主成分得分，并计算徐州都市圈城市综合实力的总得分，结果如表5所示.总体而言，江苏省内城市的综合实力高于其他城市，比较十年间各城市的发展趋势，徐州都市圈各城市发展相对稳定，其综合实力相对排名不变，但综合实力的绝对差异变化较大，内部分化明显，徐州、连云港、宿迁的综合实力排名居前三，排名最后的是河南省永城市，2020年徐州市的综合实力为1.85，而永城市的综合实力只有-0.81.

表5 徐州都市圈2010年与2020年综合实力得分与排名

2010、2020年徐州市的总得分分别为1.87、1.85，排名稳居徐州都市圈的第一位，分别为连云港市的4.56倍和4.51倍，为宿迁市的17.00倍和11.56倍.徐州都市圈是江苏省重点打造的三大都市圈之一，作为徐州都市圈的核心城市，徐州肩负着带动都市圈发展的重任.徐州是古九州之一，也是汉文化的发源地，徐州的特殊地位还体现在区位优势和交通优势上，徐州位于京沪铁路和陇海铁路的交汇处，是淮海经济圈的核心城市，再加上其工业基础和政策优势，徐州完全有实力带动徐州都市圈发展.枣庄市和宿州市分别排名第四位和第五位，淮北市、微山县、永城市排名靠后，得分均为负值，且永城市一直排名最后，得分较低.

3.2 基于因子分析结果的聚类分析

运用SPSS 26.0软件对2010、2020年徐州都市圈城市进行聚类分析，根据合理的聚类准则与实际分类需求，可将徐州都市圈城市划分为三类(见表6).2010、2020年徐州都市圈城市聚类分析结果一致，A类城市为徐州市，B类城市为宿迁市、连云港市、枣庄市，C类城市为宿州市、淮北市、微山县、永城市.

表6 徐州都市圈聚类分析结果

3.2.1 A类城市

2010、2020年徐州第一主成分的得分分别为2.08、2.06，远远高于其他城市，说明徐州市的经济社会发展与对外开放水平最优.徐州产业基础扎实，区位和交通优势明显，教育、文化、医疗卫生服务功能较完备，徐州有“中国工程机械之都”的美誉，凭借其老工业基地的优势，徐州这些年来在产业转型、城市转型、生态转型方面取得了较好的成绩，徐州大力发展新能源、智能装备制造、生物医药、集成电路与ICT等新兴产业，产业结构持续优化，经济综合竞争力明显提升，经济总量有了大幅增长，2020年徐州市实现GDP达7319.8亿，超过了大连市和沈阳市.

3.2.2 B类城市

2010、2020年连云港市第一主成分的得分分别为0.47、0.44，其经济社会发展与对外开放水平较优，第二主成分的得分分别为0.41、0.38，表明连云港市居民生活水平相对较高.连云港市是全国首批14个沿海开放城市之一，连云港港口是我国十大海港之一，连云港市对外开放的基础较好，但由于连云港偏离徐州都市圈中心，对整个徐州都市圈的影响有限.连云港的发展离不开徐州的支持，徐连两市经济联系密切，徐连城镇发展轴的逐步完善有利于提升徐州都市圈经济发展水平，增强区域综合竞争力.

宿迁市是江苏省最年轻的设区市，2010、2020年宿迁市第一主成分的得分分别为0.28、0.40，其经济社会发展与对外开放水平相对较优，宿迁市经济社会发展基础优厚，苏州宿迁工业园区、宿迁经济开发区、宿迁国家高新区等工业园区、世界文化遗产京杭大运河、乾隆行宫遗址、项王故里、骆马湖、洪泽湖湿地等著名旅游景点、洋河与双沟两大“中华老字号”名酒是宿迁市经济发展的特色与优势，宿迁市凭借其独特的区位优势、交通优势和政策优势，发展速度加快，宿迁市的短板主要体现在第二主成分、第三主成分的得分均为负值，表明宿迁市的居民生活水平和收入水平有待提高.

枣庄市的综合实力与宿迁市整体相当，十年来枣庄市与宿迁市综合实力差距有加大趋势，枣庄市的特殊性表现在枣庄是我国重要的煤矿基地，也是山东省重要的工业城市，枣庄市的工业经济一度走在山东前列，经济社会发展水平相对较优，随着煤炭资源枯竭，枣庄市发展步伐放慢，与宿迁市的发展差距增大，目前枣庄急起直追，大力推动传统煤化工产业转型升级，新兴产业快速崛起，大力发展兽药产业、旧物市场、石榴产业等地方特色产业，立足本地农业资源优势，产业集群渐成规模.

3.2.3 C类城市

C类城市包括宿州市、淮北市、微山县、永城市，与中心城市徐州相比，综合得分和第一主成分的得分均为负值，综合实力水平较低.“中国山芋之乡”宿州市是传统的农业大市，2020年宿州市人均生产总值为6.2万元，比全国平均水平低1.04万元，在安徽省内排名第10，传统产业为纺织服装、食品加工、机械电子、家具板材、化工建筑材料等.淮北市位于四省交界处，是安徽面积最小的地级市，农业资源丰富，农业生产优势明显，2020年淮北市人均生产总值为5.68万元，比全国平均水平低1.56万元，在安徽省内排名第十二位.微山县是山东省的农业大县，以传统种植和养殖业为主，渔湖产品产量较高，但微山县的传统农业格局并未突破，农产品开发尚未形成规模，科技投入仍不足，且微山县的工业发展过度依赖煤炭产业，经济发展缺乏可持续性.作为河南省的农业大市，永城市被誉为“中国面粉城”，永城市立足自身农业资源优势，农产品加工业初具规模，形成了面制品、肉制品、休闲食品、粮食加工流通等重点产业化集群，但永城市农业产业链仍需进一步完善，科技创新和品牌建设还较薄弱.

4 结论与讨论

本文构建综合评价指标体系，探讨徐州都市圈的综合实力，研究发现，徐州市、连云港市、宿迁市的综合实力排名居前三，排名最后的是河南省永城市；徐州都市圈城市可划分为三类，A类城市为徐州市，B类城市为宿迁市、连云港市、枣庄市，C类城市为宿州市、淮北市、微山县、永城市.

研究表明，徐州都市圈的综合实力总体不高，各城市大都处于各省经济体系的“末梢”，离省域内经济中心普遍较远，成为各省经济发展中最容易被忽视的区域.由于徐州都市圈隶属于四个省级行政区管辖，各城市存在各自的利益诉求，矛盾和问题多，普遍存在的行政壁垒严重影响了要素有序流动与优化配置，统筹协调难度大，因此推动徐州都市圈协同发展必须破除行政壁垒.可借鉴长三角区域合作等经验，加强地方政府之间的联系，建立徐州都市圈区域协同发展新机制，并做大做强徐州增长极，更好地发挥其在区域经济社会活动中的龙头作用，辐射带动整个区域协同发展，同时城市之间抱团取暖，充分发挥各自优势，务实合作，稳步推进交通、产业、科技创新、金融服务、环境保护等方面的一体化，是徐州都市圈城市谋求发展的重要路径.

具体到每一类城市，应重点从以下三个方面入手：A类城市徐州尽管综合实力遥遥领先，但徐州工业化能力不足，民营经济发展较落后，发展机会相对较少，留不住人才，另外徐州远离长江经济带，难以接受上海的辐射带动，且徐州自身辐射能力有限，带动周边地区发展还面临着诸多困难.提升徐州市综合经济实力应重视人才引进，充分发挥空间近邻效应，带动周边城市经济发展，徐州还要与其他城市分工合作，避免各自为政，实现合作共赢发展.

B类城市宿迁市、连云港市、枣庄市的综合实力相对较优，该类城市的发展应主动接受徐州的辐射带动，推进交通网络体系一体化建设，进一步提高要素资源的流动效率，加快推动与徐州的一体化.同时，该类城市要重视与徐州的产业分工和经济合作，有效配置资源，以交通网络体系为纽带，以经济合作为抓手，推进区域一体化进程，促进自身高质量发展，实现经济效益最大化.

C类城市宿州市、淮北市、微山县、永城市的综合实力相对较低，其发展应根据各城市的特点，加快推进产业结构优化升级.宿州市应充分利用其区位、交通、资源优势，大力发展农业，重视砀山县的酥梨、西瓜，萧县的葡萄等特色水果种植，大力扶植烟草、农药化肥生产、农业机械、食品深加工等已有产业，加快与合肥、蚌埠、徐州之间的铁路建设，完善干线公路网络，提高对外开放程度，确保农副产品运输畅通.淮北市属于资源枯竭型城市，产业转型迫在眉睫，应进一步加强与徐州的经济联系，主动承接徐州的产业转移，并与宿州抱团发展，打造宿淮城市群，实现两者的优势互补与合作共赢.微山县经济单一依靠煤炭开采，但由于近些年来煤炭价格下跌、国家环保政策施行等原因，微山县的经济转型迫在眉睫.微山县一半的面积被微山湖所占据，微山县可凭借其丰富的淡水资源，大力发展渔业养殖和旅游业.永城市由煤炭产业转型，应大力发展农产品加工业，重点发展面制品加工、畜禽加工、水产品加工、农产品物流等四大主导产业，培育面粉食品产业集群，打造食品产业园，实现由“面粉城”向“食品城”的大转变，推进现代农业高质量发展.

徐州都市圈是江苏省重点打造的三大都市圈之一，与苏锡常都市圈、南京都市圈相比，徐州都市圈经济发展面临着诸多困境.本文只研究了徐州都市圈的综合实力，下一步笔者将深入探讨南京都市圈、苏锡常都市圈的发展，并与徐州都市圈进行对比研究，探究江苏省三大都市圈之间的综合实力差异并分析原因，为深入探讨三大都市圈的发展思路提供理论依据.