河南省城市宜居性時空演變與影響因素研究

王銳杰， 張杜鵑， 杜文霞

山西師范大學地理科學學院， 山西 臨汾 041000

目前，快速發展的經濟，為中國城市化發展及建設提供了有利的物質基礎，城鎮化進程迅猛發展，但也逐漸暴露出了一些亟需解決的問題，如城市的土地、環境、資源難以承受，交通擁堵、住房短缺、房價飛漲、生態惡化等，這都對人們的居住環境和生存狀態造成深遠的影響[1].因此，適用、高效、健康、便利、生態的人居空間就顯得更為重要,對城市宜居性的建設也日益引起人們的重視.

宜居城市建設最早出現在西方發達國家，其思想首先是由古希臘時代的柏拉圖在其《理想國》的著作中首次提出的理想城市的概念.但是直到如今國外對城市宜居性的概念仍缺乏統一的標準.埃文斯(P·Evans)認為城市宜居性的重點是生存可持續和生態可持續兩方面，生存就是有不錯的居住環境，能方便的去上班，有一定的收入能滿足自身健康的生活需要，但是在生存的時候必須注重生態的可持續，更不能降低生活環境質量，更不能破壞生態環境質量[2].哈爾韋格(D·Hahweg)從自身的角度出發認為：宜居城市應當重視共享，從而使居民可以便捷的出行，比如步行、開車、騎車或乘坐公共交通工具，能夠過上健康舒適的生活[3].博格(TimothyD.Berg)發起了宜居城市運動，他認為城市擁有具備滿足居民工作、居住、購物等綜合功能的人性化道路和街區就可實現宜居[4].

國內對居住環境評價的研究開始于1990年，晚于國外對宜居城市的研究.吳良鏞教授最早對宜居城市理論進行研究，他于1993年提出建立“人居環境科學”.并于2001年出版了《人居環境科學導論》，系統介紹了人居環境科學興起、發展與主要理論方法，標志著人居環境科學理論體系的形成[5].張文忠通過大量研究，認為宜居城市建設應堅持4個原則，即社會和諧、環境宜人、生活舒適、城市安全；應包含5大理念，即城市可持續發展、以人為主、注重生態環境的保護、尊重歷史文化與遺跡、重視創新與包容；應重視5大體系的建設，即健康發展的城市經濟環境、優美的生態環境、安全的城市環境、便捷的公共服務環境、和諧的社會環境[6].任致遠認為宜居城市就是“易居、逸居、康居、安居”，也就是人人有其居，還能住得好，住得舒適方便，住得安全[7].

河南省地處沿海開放地區向中西部地區的過渡地帶，是中國經濟由東啟西的中間地帶.隨著城市化的快速發展，河南省的城市也相應出現一系列不適宜人類居住的問題.為了進一步認識并解決這些問題，本文以河南省的18個地市市轄區為研究對象，利用宏觀數據對城市宜居性進行評價，探討其時空演變規律，并從中分析影響因素，從而推動河南省城市宜居性整體水平的提高.

1 數據來源與評價方法

1.1 數據來源

本文以2007年國家出臺的《宜居城市科學評價標準》為主要依據，并借鑒了國內外學者的研究成果，從經濟、社會、環境、生活、文化5個方面構建了河南省城市宜居性評價指標體系.評價指標由5個一級指標，28個二級指標組成(表1).本文的數據來源于2010年、2013年、2016年 《河南省統計年鑒》《中國城市統計年鑒》《中國城市建設統計年鑒》和各城市《環境狀況公報》，同時參考相關省市統計公報和相關部門網站.

1.2 評價方法

1.2.1 變異系數法

權重的確定包括主觀和客觀兩種賦值方法.通過借鑒相關的研究成果，本文采用了客觀賦值法，即首先對數據進行標準化處理，再通過變異系數法賦予權重[8]，具體結果如表1所示.具體的步驟如下：

表1 河南省城市宜居性各項指標權重

(1)標準化處理

(2)求變異系數

(3)求權重

其中，Wi為權重，CVi是第i項指標的變異系數.

1.2.2 TOPSIS法

本文采用由Hwang和Yoon于1981年提出的理想解法，即TOPSIS法.TOPSIS 方法的原理就是通過測度各市指標評價值向量與評價的理想解和負理想解的相對距離為評價對象排序[9].具體步驟如下：

(1)根據權重和標準化數據得到加權規范化矩陣:

Tij=Wi*Yij(i=1,2,...18,j=1,2,...28,Wi為第j個指標的權重)

(2)確定理想解T+和負理想解T-：

(3)計算各評價單元與理想解和負理想解的距離：

(4)計算各評價單元與理想和負理想的距離：

按照ECi值的大小進行排序，值越大，說明宜居性水平越高.

2 河南省城市宜居性的時空演變特征分析

2.1 城市宜居水平的時間演變特征分析

通過計算可以得到2010年、2013年、2016年3個時間節點上的城市宜居性指數(圖1).整體來看，河南省城市宜居性處于中等水平，但城市間的差異在呈擴大趨勢.2010年城市宜居水平最高的是鄭州，最低的是商丘，兩者之間相差0.314 3；2016年城市宜居水平最高的依然是鄭州，最低的依然是商丘，兩者之間的差距擴大到了0.428 1.各個市的城市宜居指數在近10年來呈現出波動變化的狀態，主要包括4種類型，即持續提高型，如濟源市、周口市；先降低后升高型，如駐馬店市、濮陽市；先升高后降低型，如開封市、安陽市、平頂山市等；最后是穩定型，如商丘市、漯河市、新鄉市等.可以發現在近10年來，河南省沒有出現城市宜居水平呈直線下降的城市，說明各個市的宜居水平沒有出現持續惡化的現象.

圖1 河南省城市宜居性指數柱狀圖

從18個城市2010年和2016年宜居性各單項指標及綜合排名(表2)可以看出，各宜居要素的排名情況與綜合排名有所差異，各個城市在不同維度內各具優勢，且隨著時間的推移各個城市的優劣勢又變化各異.2010年綜合排名最靠前的城市有鄭州市、洛陽市、新鄉市、三門峽市和安陽市，雖然鄭州的經濟、生活、文化維度均排名第一，但其社會和環境維度卻排名靠后；洛陽在經濟、文化維度排名第二，生活維度排名第五，社會維度排名第七，環境維度排名十八；新鄉在生活、文化維度內排名第三，在經濟、社會和環境維度排名也比較靠前；三門峽在經濟、社會、生活、環境維度排名均靠前，只有在文化維度內排名十二位；安陽在經濟、社會和文化維度排名均靠前，在環境和生活維度排名居中.

表2 2010年、2016年河南省宜居性各單項指標及綜合指標排名

到了2016年綜合排名最前列的城市依然是鄭州、新鄉、安陽、洛陽，濟源躋身第五名.在這期間，鄭州在經濟、生活、文化維度內依然排名第一，值得一提的是其社會維度排名有了很大的提高，排名第二，但其環境狀況仍然沒有好轉，排名仍靠后；新鄉在經濟維度排名也有提高，但其環境狀況卻急劇下降，排名倒數，告誡我們在大力發展經濟的同時也要兼顧環境質量的提升；安陽在環境、文化維度的排名有了一定的提高，在社會維度的排名又有稍微的下降；洛陽在經濟、生活和文化維度的排名基本保持不變，社會和環境維度的排名有稍微的提高；濟源在各個維度的排名均有提高.需要注意的是，漯河、信陽的綜合排名倒數，但其環境維度的排名卻名列前茅，這是因為漯河、信陽屬于傳統的農業區，對環境破壞較小，經濟基礎薄弱，城市建設資金有限，基礎設施建設欠缺，導致城市宜居水平較低；平頂山的綜合排名居中，但其社會維度排名第一，這是因為其比較注重社會保障體系的建設，又有一定的經濟基礎，使居民參保率較高.

2.2 城市宜居水平的空間演變特征分析

通過計算求得各城市宜居性的綜合得分，再應用ArcGIS軟件的自然間斷點法對河南省2010年、2013年、2016年3年的城市宜居綜合指數進行空間可視化表達，將城市宜居水平分為5個等級，即高水平區域、較高水平區域、中等水平區域、較低水平區域和低水平區域.隨著城市宜居度由低到高，色彩由淺到深顯示，如圖2所示.

圖2 河南省城市宜居性空間分布格局

2.2.1 城市宜居性綜合得分空間演變特征分析

總體上看，河南省城市宜居性空間分布格局演變保持相對穩定，但是各城市之間宜居性差異較大，非均衡性現象凸顯，在空間上呈現出“西高東低、北高南低”的空間分布格局，其中以省會鄭州為核心的城市宜居水平最高，圍繞鄭州的外圍城市宜居水平次之，形成典型的“中心-外圍”結構，說明區域核心城市帶動作用強，涓滴效應顯著，對提升區域宜居水平起著重要的作用.而東部、南部、東南部的城市由于離區域核心城市較遠，再加上自身基礎薄弱，吸收核心城市的輻射能力有限，因而宜居水平較低.

從3個時間截面的城市宜居水平空間格局演變來看，18個城市在不同的時間維度里宜居水平有不同程度的波動.首先，省會鄭州市在3個年份中一直穩居高水平區域，安陽市、新鄉市一直處于較高水平區域，鶴壁市、濮陽市則一直處于中等水平區域，南陽市、駐馬店市、周口市則一直處于較低水平區域，商丘市一直處于低水平區域；其次，濟源市宜居水平由中等水平上升為較高水平，焦作市宜居水平由較高水平下降為中等水平，平頂山市、開封市宜居水平在較高水平和中等水平間來回浮動，漯河宜居水平在較低水平和低水平區域來回浮動；第三，變動幅度最大的是許昌和信陽，許昌在2010年、2013年間都一直處于較高水平區域，到了2016年則驟降為較低水平區域，這是由于許昌一直是河南省的工業強市，也是中原城市群的核心城市，但近年來由于工業產能過剩，制造業不景氣，致使經濟發展速度放緩，再加上撤縣設區使得許昌市轄區人口猛增，而相應的基礎設施與上升的人口需求尚不匹配，導致城市宜居水平驟降；信陽的宜居水平則由中等水平下降為較低水平，雖然信陽在過去的幾年進行了積極的產業調整，但其農業占比過大仍然是導致其經濟發展緩慢的重要原因，再加上其遠離省會城市的輻射范圍，境內多山地丘陵，難以進行大規模的工業生產，所以其城市宜居水平一直較低.

2.2.2 城市宜居性單項指標空間特征分析

為了更加詳細的了解城市在各個維度內宜居水平的空間分布格局，本文在以上計算出指標權重的基礎上分維度進行宜居水平分析，將求得3年的分維度值取平均值，得到單項指標的空間分布圖(圖3).經濟富裕度的空間分布格局基本與城市宜居性綜合得分的空間分布格局相一致，以鄭州、洛陽為核心，隨離核心距離的增加，經濟富裕度趨向于降低的趨勢，說明經濟條件與城市宜居性有很大的關系；社會和諧度的高值區主要位于三門峽、平頂山、安陽，總體也呈現出“北高南低、西高東低”的空間分布格局，而鄭州的社會和諧度水平居于中等水平，說明鄭州在以后的建設中要注重社會和諧度的建設，從而推動城市宜居性的提升；環境優美度整體呈現出“南高北低”的空間分布格局，這與城市宜居性綜合得分的空間分布格局截然相反，說明在城市的建設過程中，我們要堅持以科學發展觀為核心，合理處理好經濟發展與環境保護的關系，既要綠水青山也要經濟好又快發展；生活舒適度整體呈現出大部分地區處于中等水平以上，只有南陽、信陽、漯河、商丘屬于較低水平和低水平，說明河南省在生活舒適度方面整體來說建設的不錯；文化豐富度整體呈現出“北高南低”的空間分布格局，而且中等水平以上的城市只有6個，所以河南省在以后宜居城市建設的過程中要重視文化基礎設施的建設，滿足居民的文化需求.

圖3 河南省城市宜居性單項指標空間分布格局

2.2.3 空間相關性分析

將河南省城市綜合宜居水平進行全局空間相關性分析和局部空間相關性分析，計算得出Moran’s I指數(表3)和空間集聚圖(圖4).結果表明：Moran’s I指數從2010年的0.199 7上升為2013年的0.213 0之后又有稍微下降，2016年降為0.183 5，說明河南省城市宜居性存在正相關性，但總體來看，這種相關性并不是很強.

表3 河南省城市宜居性的全局Moran’s I指數

圖4 2010年、2013年、2016年河南省城市宜居性局部空間自相關分析

在空間上，河南省城市宜居性具有顯著的空間集聚特征，高值區主要分布在河南省的北部部分地區，低值區主要分布在河南省的南部和東南部部分地區，這與前面城市宜居水平的研究結果相對應.從時間上來看，城市宜居水平的“熱點”區域從2010年向新鄉市、焦作市集聚，而焦作市在2013年又退出熱點區，至2016年新鄉市、濟源市成為熱點區；城市宜居水平的“冷點”區域由2010年僅有周口1市擴大到了2016年周口市、駐馬店市、信陽市3市，該區域經濟基礎薄弱，發展動力不足，文化建設滯后，社會保障度低，是河南省城市宜居度的低水平區域.同時，低高型集聚的城市數量由2010年的1個增加至2013年的2個，到2016年則完全消失，而高低型集聚的城市數量則一直為0.總體來說，河南省城市宜居水平具有明顯的高、低值集聚區，在以后的城市建設中要加強城市間的聯系，充分發揮核心城市對周邊城市的帶動作用，加大對南部和東部城市的扶持力度，促進河南省城市宜居水平整體性的提高.

3 城市宜居性的影響因素分析

城市是一個復雜的開放型系統，包括人類、生態、經濟、社會、文化等多方面的要素[10]，其中經濟是城市宜居性建設的支撐，只有有足夠的經濟實力才能完善地區基礎設施的建設，提高人們的生活質量，豐富人們的精神世界，提升生活舒適度.同時城市的建設環境也不同程度的影響著城市宜居性，出行方便，服務設施齊全，社會保障體系完善，居民對這樣的生活環境肯定也會滿意.根據前面對各個宜居性指標權重的介紹，并結合研究區的實際情況，從各個維度內選取具有代表性的指標，共17個指標作為解釋變量，對河南省2010年、2013年、2016年面板數據進行回歸分析，探求城市宜居性的影響因素.

3.1 面板數據模型設定

靜態的面板數據主要分為：混合模型、固定效應模型、隨機效應模型[11].為了確定使用哪個模型進行數據分析，首先需對數據進行F檢驗及Hausman檢驗，從而確定適用模型，檢驗結果如表4所示.

表4 模型設定檢驗結果

F檢驗的統計值是5.144 0，且P值<0.01，所以拒絕原假設，不能建立混合模型，應建立固定效應模型；Hausman的統計值為87.448 2，且P值<0.01，所以拒絕原假設，不能建立隨機效應模型，應建立固定效應模型.因此，根據以上兩次檢驗，最終決定建立固定效應模型.

3.2 構建模型及結果分析

由于各個指標數據之間的差值較大，為克服存在的異方差現象，故對原始數據取對數，從而將所有數據再進行固定效應模型的整體估計.從模型整體顯著性看，F值為44.428 3，相應的P值小于0.01，說明模型整體擬合情況較好；從模型擬合優度看，R2為0.987 5，擬合效果好，調整方差為0.965 4.所以，選取的解釋變量對河南省城市宜居性水平有較好的解釋力(表5).

表5 固定效應模型的整體計量

根據顯著性大小(表6)可知，通過0.05顯著性的指標包括：人均GDP、城鎮居民人均可支配收入、城鎮醫療保險覆蓋率、空氣質量達到及優于二級天數、生活垃圾無害化處理率、人均居住面積、萬人擁有公共汽車數量、人均擁有道路面積、百人圖書館藏書量、劇場影劇院數.

表6 固定效應模型估計結果

從模型的回歸系數可以看出，人均GDP、城鎮居民人均可支配收入、城鎮醫療保險覆蓋率、空氣質量達到及優于二級天數、生活垃圾無害化處理率、人均居住面積、萬人擁有公共汽車數量、人均擁有道路面積、百人圖書館藏書量、劇場影劇院數均與城市宜居指數呈正比關系.其中對城市宜居性影響較大的是城鎮居民人均可支配收入、萬人擁有公共汽車數量、劇場影劇院數.人均GDP和城鎮居民人均可支配收入反映的是城市經濟狀況和居民的收入水平，城市經濟實力越雄厚，居民收入水平越高，越利于城市宜居水平的提升；城鎮醫療保險覆蓋率反映的是社會保障水平，社會保障程度越高，居民的生活就越有保障，越有利于居民安居樂業；空氣質量達到及優于二級天數和生活垃圾處理率反映的是地區的環境狀況，優美的環境不僅有利于居民的身心健康，還能把環境優勢轉化為經濟優勢，推動區域經濟發展，促進城市宜居性的提高；人均居住面積、萬人擁有公共汽車數量、人均擁有道路面積反映的是生活舒適程度，人們居住寬敞，出行便捷，就會提升居民的幸福指數；百人圖書館藏書量和劇場影劇院數反映的是地區文化基礎設施建設狀況，文化對一個城市就像一張名片，也是一個品牌，更是一種軟實力，它是一個城市綜合實力和靈魂的體現，城市的基礎設施越完善，文化越豐富，越利于宜居水平提高.

根據以上的檢驗結果，設定固定效應模型為

LnIit=α0+α1LnSgdp,it+α2LnCsr,it+α3LnZyl,it+α4LnTs,it+α5LnSh,it+α6LnJz,it

+α7LnQc,it+α8LnDi,it+α9LnBs+α10LnWj,it+Ui+Vit

式中i表示不同地級市，t表示時間，Sgdp表示人均地區生產總值，Csr代表的是城鎮居民人均可支配收入，Zyl代表的是城鎮醫療保險覆蓋率，Ts代表空氣質量大于及優于二級的天數，Sh代表的是生活垃圾無害化處理率，Jz代表人均居住面積，Qc代表萬人擁有公共汽車數，Dl代表人均擁有道路面積，Bs代表百人圖書館藏書量，WJ代表劇場影劇院數，Ui代表不可觀測的地區效應，Vit表示隨機誤差項，α0表示研究單元共同的截距項，α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9、α10分別代表相應指標的回歸系數.

4 結論與討論

(1)整體來看，在2010年～2016年間河南省城市宜居性處于中等水平，但城市間的差異在呈擴大趨勢.排名靠前的城市主要是鄭州市、洛陽市、新鄉市，排名靠后的城市主要是商丘市、漯河市、南陽市，濟源的宜居水平一直呈現上升的趨勢.

(2)從各單項指標排名來看，各宜居要素的排名情況與綜合排名有所差異，各個城市在不同維度內各具優勢，且隨著時間的推移各個城市的優劣勢又變化各異.

(3)從空間來看，河南省城市宜居性空間分布格局演變保持相對穩定，在不同的時間維度宜居水平有不同程度的波動，但是各城市之間宜居性差異較大，非均衡性現象凸顯，在空間上呈現出“西高東低、北高南低”的空間分布格局，其中以省會鄭州為核心的城市宜居水平最高，圍繞鄭州的外圍城市宜居水平次之，形成典型的“中心-外圍”結構.經濟富裕度、社會和諧度、生活舒適度、文化豐富度的空間分布格局大致與城市宜居水平空間分布格局相一致，而環境優美度則恰好相反，呈現出“南高北低”的空間分布格局.

(4)從空間相關性來看，河南省城市宜居性存在正相關性，但總體來看，這種相關性并不是很強.且城市宜居性具有顯著的空間集聚特征，高值區主要分布在河南省的北部部分地區，低值區主要分布在河南省的南部和東南部部分地區.

(5)通過面板數據分析可以發現，人均GDP、城鎮居民人均可支配收入、城鎮醫療保險覆蓋率、空氣質量達到及優于二級天數、生活垃圾無害化處理率、人均居住面積、萬人擁有公共汽車數量、人均擁有道路面積、百人圖書館藏書量、劇場影劇院數均與城市宜居指數呈正比關系.其中對城市宜居性影響較大的是城鎮居民人均可支配收入、萬人擁有公共汽車數量、劇場影劇院數.

本文的研究主要存在以下不足，一是所用的數據都是統計年鑒的客觀數據，沒有考慮到居民的主觀因素；二是分析城市宜居性的影響因素時，沒有把自然地理條件和歷史因素考慮在內，在今后的研究中應該繼續完善.