汾河流域城鎮(zhèn)化水平綜合測度及其空間分異

王艷琴 張曉琴

(太原師范學院地理科學學院，山西 晉中 030619)

城鎮(zhèn)化水平是衡量一個地區(qū)社會經濟發(fā)展狀況的重要指標，在國家新型城鎮(zhèn)化建設階段，城鎮(zhèn)化水平提升成為未來城鎮(zhèn)化需要關注的重要問題。劉兆德等從人口、經濟、土地和社會4個方面，構建中國城鎮(zhèn)化綜合水平評價指標體系，測算了全國31個省域城鎮(zhèn)化綜合水平指數(shù)，并分析其時空演變特征[1]；鄒亞鋒等根據(jù)新型城鎮(zhèn)化的內涵,從人口、經濟發(fā)展、生活質量、基礎設施、資源環(huán)境、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌方面對省會城市新型城鎮(zhèn)化水平進行了綜合測度[2]；王洋等以縣為基本單元，從人口、經濟和社會3方面構建中國縣域城鎮(zhèn)化水平的綜合評價體系，利用熵值法對縣級單元的綜合城鎮(zhèn)化水平及其子系統(tǒng)水平進行評價，結果表明，人口和經濟是反映中國縣域城鎮(zhèn)化水平的2大子類型，中國人口城鎮(zhèn)化分區(qū)模式為北高南低，經濟城鎮(zhèn)化分區(qū)模式為東高西低[3]。綜合來看，國內學者基于不同的研究區(qū)域和研究方法對城鎮(zhèn)化水平展開了分析，研究區(qū)域包括城市群、省、市、都市圈、流域等[1,4,7]，研究基本單元逐漸由省、市尺度轉變?yōu)榭h(區(qū))尺度；以往城鎮(zhèn)化測度多采用單一指標，近年來學者們多從人口、經濟、社會、空間、文化要素等方面構建指標體系[2]，采用主成分分析[8]、熵值法[3]、DEA模型等方法綜合分析國家或地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平，探討空間差異及影響因素，對地區(qū)經濟發(fā)展具有重要意義。

汾河流域是山西省重要的人口、經濟密集區(qū)，其城鎮(zhèn)化水平提升對促進流域經濟社會發(fā)展和帶動周邊地區(qū)的城鎮(zhèn)化建設具有重要意義，但當前對于汾河流域城鎮(zhèn)化空間差異方面的研究相對薄弱。隨著山西進入經濟轉型發(fā)展關鍵時期，研究流域城鎮(zhèn)化及其空間分異對于區(qū)域經濟協(xié)調和山西高質量發(fā)展具有重要意義。

1 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)和方法

1.1 研究區(qū)概況

汾河發(fā)源于山西省寧武縣管涔山，于萬榮縣匯入黃河，流經山西6市28縣，是山西省內天然徑流量最大的河流。汾河流域地處黃河流域中游，流域面積為39471km2，約占全省總面積的1/4，流域人口和GDP分別占全省的39%和42%。汾河流域包含太原盆地、臨汾盆地和運城盆地等重要的城鎮(zhèn)密集區(qū)，是山西省城鎮(zhèn)化發(fā)展水平較高的區(qū)域?；诖?，本文以太原、忻州、晉中、呂梁、臨汾、運城36縣級行政單元為研究區(qū)域[9]。

1.2 指標選取與數(shù)據(jù)來源

借鑒國內相關文獻的城鎮(zhèn)化評價指標體系，以及汾河流域城鎮(zhèn)化發(fā)展實際情況，從人口、經濟、社會3個方面來構建指標體系，測度城鎮(zhèn)化綜合水平。

表1 汾河流域城鎮(zhèn)化水平綜合測度指標體系

1.3 研究方法

1.3.1 主成分分析

運用SPSS 23.0軟件對數(shù)據(jù)進行標準化處理，利用降維提取反映汾河流域城鎮(zhèn)化水平的主成分，然后以各主成分的方差貢獻率為權重，計算汾河流域城鎮(zhèn)化水平綜合得分，公式：

(1)

式中，F(xiàn)n為第n個縣(區(qū))城鎮(zhèn)化水平的綜合得分；Pj為j主成分對應的方差貢獻率；Xnj為第n個縣(區(qū))在j主成分上的得分。

1.3.2 空間自相關分析

1.3.2.1 全局空間自相關

用于檢驗汾河流域內相鄰縣(區(qū))的城鎮(zhèn)化水平在整個流域內空間相關性，用Moran′s I指數(shù)來衡量[10]，公式：

1.3.2.2 局部空間自相關

全局空間自相關只能反映出城鎮(zhèn)化綜合水平在汾河流域內的空間特征，對于流域內各縣(區(qū))與周圍縣(區(qū))之間的局部空間聚集程度采用局部空間自相關分析，公式：

(3)

式中，Ii為局部空間自相關指數(shù)；Zi是i縣區(qū)的城鎮(zhèn)化水平得分；Wij是空間權重矩陣。

2 結果與分析

2.1 城鎮(zhèn)化水平綜合測度

運用SPSS 23.0軟件對數(shù)據(jù)進行因子效度檢驗，得出KMO值0.654，Bartlett球形度檢驗伴隨概率0.000，值<0.05，符合主成分分析條件，從而進行分析。最終提取3個主成分因子，3個主成分特征值均>1，且方差累計貢獻率為78.026%，表明所選取的主成分因子解釋了原始數(shù)據(jù)78%的信息。采用方差極大法旋轉得到主成分載荷矩陣，見表2。

表2 旋轉后的主成分載荷矩陣

由表2可知，第1主成分F1與X2城鎮(zhèn)人口密度、X6就業(yè)人員、X8普通中學在校生人數(shù)、X7人均社會消費品零售總額、X11非私營單位在崗職工平均工資、X1城鎮(zhèn)人口占總人口比重、X10城鎮(zhèn)居民人均可支配收入有較大的正相關，這些變量大多與城鎮(zhèn)人口集聚有關，因此把其命名為“人口集聚因子”；第2主成分F2與X5人均一般公共預算收入、X4人均GDP、X3第二、第三產業(yè)占GDP比重有較大的正相關，而這些變量均反映居民經濟水平，因此把其命名為“經濟發(fā)展因子”；第3主成分F3與X9每萬人醫(yī)院床位數(shù)有較大的正相關，反映城城市社會生活，因此命名為“社會生活因子”?？偟膩碚f，汾河流域城鎮(zhèn)化水平主要受到人口集聚水平、居民經濟實力、社會生活水平等因素的影響。

以各主成分的方差貢獻率為權重，利用公式(1)計算得到汾河流域各縣(區(qū))在每個主成分的得分以及綜合得分，見表3。

表3 縣域城鎮(zhèn)化主成分得分及綜合得分

由表3可知，3個主成分因子對每個區(qū)縣的城鎮(zhèn)化水平的影響度參差不齊。F1得分較高的有太原市區(qū)、榆次區(qū)、堯都區(qū)、孝義市、介休市等，這些地區(qū)大多是區(qū)域發(fā)展的中心城市，人口集聚作用明顯。其中，太原市區(qū)的第1主成分因子得分顯著高于其它縣區(qū)，表明太原市區(qū)人口集聚對城鎮(zhèn)化水平影響極大；F2得分較高的有孝義市、太原市區(qū)、靈石縣等，表明這些地區(qū)經濟實力對城鎮(zhèn)水平影響較大；F3得分較高的有太原市區(qū)、榆次區(qū)、交口縣、堯都區(qū)，表明這些地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平與社會生活水平有較大關聯(lián)。

從總體來看，汾河流域城鎮(zhèn)化水平綜合得分最大值為12.751，最小值-2.935，標準差2.842，以汾河流域城鎮(zhèn)化的平均水平0作為劃分依據(jù)，僅大約36%的縣區(qū)城鎮(zhèn)化水平高于平均水平，其余縣發(fā)展水平較為低下，表明汾河流域城鎮(zhèn)化水平整體較低，縣域城鎮(zhèn)化發(fā)展的兩極化趨勢明顯。汾河流域城鎮(zhèn)化水平得分較高的地區(qū)數(shù)量少，如太原市區(qū)、榆次區(qū)、堯都區(qū)、孝義市、靈石縣、介休市、侯馬市等，這些地區(qū)主要為省會城市或地級市等區(qū)域中心城市，城鎮(zhèn)化水平較高主要得益于這些地區(qū)經濟社會發(fā)展較好，具有較好的交通可達性且能提供更多的就業(yè)機會和工資收入，要素集聚能力強，對于人口集聚有更大的吸引力等。流域大部分地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展處于平均水平以下，如萬榮縣、文水縣、婁煩縣、汾西縣、靜樂縣、嵐縣等，這些地區(qū)基本處于汾河流域邊緣地帶，經濟基礎薄弱，對人口的吸引力不足，城鎮(zhèn)化水平有待提高。因此，汾河流域城鎮(zhèn)化發(fā)展水平差異較大，不平衡性較為突出，這與流域內各縣的人口集聚能力、經濟發(fā)展水平、社會生活等不同有關。

2.2 城鎮(zhèn)化水平空間分異

根據(jù)城鎮(zhèn)化水平綜合得分，運用ArcGIS的自然斷裂分級法將流域城鎮(zhèn)化水平劃分為5個分區(qū)，探討其空間分異特征，見圖1。

從圖1可知，汾河流域城鎮(zhèn)化水平處于高水平、中高水平、中等水平、中低水平、低水平區(qū)的縣域數(shù)量分別為1個、5個、7個、13個、10個，高水平區(qū)及中高水平區(qū)數(shù)量少，中等水平及以下的縣域數(shù)量多，空間結構特征總體表現(xiàn)為流域城鎮(zhèn)化空間差異明顯，“核心-邊緣”結構突出。流域城鎮(zhèn)化高水平區(qū)集中于太原市區(qū)，中高水平區(qū)主要分布在太原市區(qū)附近、堯都區(qū)以及流域中部的孝義市周邊，城鎮(zhèn)化發(fā)展中等水平區(qū)基本位于高水平區(qū)和中高水平區(qū)外圍，城鎮(zhèn)化低水平區(qū)有流域北部的嵐縣、婁煩縣、靜樂縣，流域南部的浮山縣、翼城縣、絳縣、稷山縣、萬榮縣，以及文水縣和汾西縣，主要分布于汾河流域邊緣地區(qū)?？傮w來看，汾河流域縣域城鎮(zhèn)化發(fā)展形成了以太原市區(qū)、榆次區(qū)、堯都區(qū)、孝義市為中心的流域城鎮(zhèn)化發(fā)展核心區(qū)，以嵐縣、婁煩、靜樂、萬榮、浮山、翼城、絳縣等形成的城鎮(zhèn)化發(fā)展邊緣區(qū)，城鎮(zhèn)化發(fā)展水平呈現(xiàn)出隨核心區(qū)距離遞減的規(guī)律，核心區(qū)和邊緣區(qū)的城鎮(zhèn)化差異顯著。

圖1 汾河流域城鎮(zhèn)化水平空間分布

2.3 城鎮(zhèn)化空間集聚特征

利用GeoDa軟件計算汾河流域縣域城鎮(zhèn)化的全局自相關系數(shù)，得出Moran′s I值為0.163，Z值為2.1143，P值為0.024，通過了 5 % 的顯著性水平檢驗，表明汾河流域縣域城鎮(zhèn)化存在著顯著的正向空間自相關關系，縣域城鎮(zhèn)化水平具有較強的空間集聚效應，表現(xiàn)為城鎮(zhèn)化水平較高的縣域和城鎮(zhèn)化水平較低的縣域各自周圍均形成了同類區(qū)域的空間集聚。

進一步通過局部自相關分析可知,在汾河流域中北部地區(qū)的榆次區(qū)和壽陽縣，高值聚類比較明顯，表明該區(qū)域及周圍區(qū)域城鎮(zhèn)化水平較高，對周邊縣區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展具有較強擴散效應；在嵐縣低值聚類比較明顯，該地區(qū)位于汾河上游，生態(tài)環(huán)境脆弱，城鎮(zhèn)化發(fā)展落后，經濟基礎薄弱，人口吸引力不足，嵐縣及其附近的靜樂縣、婁煩縣都是國家扶貧開發(fā)重點縣，區(qū)域城鎮(zhèn)化水平整體較低。

3 結論與討論

本文以縣域為研究基本單元，利用主成分分析對汾河流域城鎮(zhèn)化水平綜合測度，并結合空間自相關分析探討其空間分異特征，主要結論有以下幾點。

汾河流域城鎮(zhèn)化水平主要受到人口集聚水平、居民經濟實力、社會生活水平等因素的影響，城鎮(zhèn)化水平整體較低，縣域城鎮(zhèn)化發(fā)展的兩極化趨勢明顯，區(qū)域發(fā)展水平差異較大；汾河流域城鎮(zhèn)化空間差異明顯，“核心-邊緣”結構性突出，核心區(qū)和邊緣區(qū)的城鎮(zhèn)化差異顯著；縣域城鎮(zhèn)化水平具有較強的空間集聚效應，在榆次區(qū)和壽陽縣，高值聚類比較明顯，在嵐縣低值聚類比較明顯。

汾河流域是山西省城鎮(zhèn)化發(fā)展的核心區(qū)域，其城鎮(zhèn)化水平的提升要從城市人口、經濟、社會等方面綜合考量，通過空間自相關分析，汾河流域內各縣(區(qū))可以明確自身周邊區(qū)域發(fā)展情況，把城市發(fā)展與區(qū)域經濟社會空間布局相結合，通過中心城市的輻射帶動，提升周圍縣域城鎮(zhèn)化水平，從而達到優(yōu)化汾河流域城鎮(zhèn)空間結構的目標。