基于主成分分析的河南省城市综合竞争力评价

潘春彩，吴国玺，闫卫阳

(1.许昌学院城市与环境学院，河南许昌 461000;2.河南大学 环境与规划学院，河南开封 475004)

在经济一体化和全球化快速发展的背景下，区域和国家之间的竞争已逐渐演化为城市层面上的竞争，现代城市只有通过增强自身的竞争力才能在复杂的竞争环境中取得有利地位。城市竞争力是涉及到城市各方面的系统工程，受城市各种软环境和硬环境的影响。哈佛大学商学院波特教授认为特定产业能否在国际竞争中取胜，取决于生产要素，需求状况，相关和支持产业，企业战略、结构和竞争的优劣程度4个因素，提出了钻石模型［1］。仇保兴认为城市在不同社会发展阶段，城市竞争力的影响因素也不尽相同［2］。国内研究者根据城市竞争力的概念、含义及其测度，提出了城市竞争力模型［3］、城市空间相互作用理论模型［4］、城市综合承载力模型［5］等。许学强，程玉鸿根据基础实力、核心能力和环境三个子系统，构建了城市竞争力评价模型［6］，李琳，韩宝龙等认为创新型城市竞争力是由创新资源整合力、创新环境支撑力、创新主体交互作用力和创新绩效表现力4种能力要素构成的综合能力，建立了创新型城市竞争力评价指标体系，并进行了实证研究［7］。李娜，于涛方对城市竞争力的概念进行了辨析，提出了基于资源、能力和环境的城市竞争力评价程序［8］。王发曾，吕金嵘从基础竞争力、经济竞争力、科学技术竞争力、开放竞争力、政府作用和城市环境竞争力6个方面，建立了评价指标体系，对中原城市群城市竞争力进行了评价［9］。可见，城市综合竞争力评价应综合考虑现阶段城市竞争力的内涵及影响因素，体现知识经济与全球化时代的特征。

1 城市综合竞争力指标体系的设置

根据城市竞争力评价指标体系设置的一般原则，结合人口学、城市经济学和城市地理学的基本原理，借鉴前人的研究成果［10-11］，从经济发展与效益、社会与科教发展、居民生活质量以及基础设施与生态环境4个方面，把城市竞争力评价指标体系分为4个系统，构建了城市综合竞争力评价指标体系(表1)。

经济发展与效益系统由12个指标组成。这些指标反映了城市经济效益、经济发展水平、社会化程度以及城市外向型依存度等。

社会与科技发展系统由8个指标组成。该系统反映了人口控制、质量、城市化水平、政府对科教的重视程度、高素质人口比例及医疗资源占有情况。

居民生活质量系统由8个指标组成。反映城镇居民生活现代化程度和生活质量水准。

基础设施与环境系统由8个指标组成。该系统反映了城市的基础设施、交通状况和环保状况，同时也是居民生活质量的重要指标。其中，失业率、最低生活保障人数和人口自然增长率3个指标为逆指标，其值越低则水平越高。

2 城市综合实力评价模型与方法

2.1 研究区范围

以河南省市级行政单位为单元，包括郑州、洛阳、开封、焦作、新乡、安阳、鹤壁、濮阳、三门峡、商丘、周口、平顶山、许昌、漯河、南阳、信阳、驻马店、济源等38个城市为研究样本，资料来源于《河南省统计年鉴2005，2006》、《中国城市年鉴1987—2009》。

2.2 研究方法

主成分分析(PCA)方法是通过原始变量的线性组合，把多个原始指标减化为有代表意义的少数几个指标，以使原始指标能更集中地表明研究对象的特征。为克服多指标变量间信息重叠及人为确定指标权重的主观性，运用因子分析法对河南省城市竞争力进行定量测度［5］。运用因子分析可以通过多个指标的线性组合把原来多个变量归纳为少数几个相互独立的综合指标，并尽可能多地保留原来较多变量所反映的信息［12］。利用统计分析软件SPSS 11.0首先对原始变量进行标准差标准化处理，然后选取主成分方法提取公因子，按照特征值大于1的原则，共提取5个主因子，累计贡献率为90.733%，能反映原始变量的绝大部分信息，具有显著代表性。其中，失业率、最低生活保障人数占总人口比重、人口自然增长率为逆指标，表中的数据已经作了转换，分别取它们的倒数。

表1 城市综合竞争力评价指标体系Tab.1 The evaluation index system of city comprehensive strength

2.3 评价过程与分析

通过相关系数矩阵及显著性检验可知，所选36个指标变量之间很多存在相关关系，有些相关系数还很高。这说明有必要进行主成份分析。由表2可知，变量相关矩阵的前10个特征根，其值均大于1，它们一起解释总方差的82%(累计贡献率)。按照主成份分析的一般原理和要求，可以认为这10个主成份概括了原始数据的绝大部分信息。或者说用它们来考察38个城市的综合实力具有82%的可靠性。计算每个城市每个主成份得分。公式为:

式中:Zi为第i个主成份的得分;Zxj为第j个指标变量的标准化数据;αij为第i个主成份上的载荷值;λi为第i个主成份对应的特征根;p，m分别为原始指标变量的个数和所选主成份的个数。在本例中，p=36，m=10。

计算每个城市的综合实力得分。公式为:

式中:Z'k为第k个城市的综合得分;Zi为第i个主成份的得分;ci为第i个主成份的方差贡献率。选用主成分方法，并在SPSS软件中实现，得到其初步分析结果(表2和表3)。

3 河南省城市综合竞争力分析

3.1 河南省城市综合竞争力的综合判断

从城市竞争力综合得分值看(表4)，得分1.0以上的有郑州、洛阳、濮阳、安阳，城市竞争力综合水平较高，具有较强的竞争优势。得分在0以上的有南阳、漯河、新乡、焦作、巩义、许昌、平顶山、开封、灵宝、三门峡、驻马店、登封等城市，其他城市得分在0之下，说明城市竞争力水平较低，这些城市明显处于竞争劣势(图1)。

图1 河南省城市(市区)综合实力排序图Fig.1 The diagram of city comprehensive strength sequence of Henan Province

在38个城市中，市区非农业人口在100万人以上的特大城市只有郑州和洛阳，这表明河南省城市呈大城市少、小城市多的“金字塔型”城市结构，并初步形成了大、中、小城市相结合的城市化发展网络。大城市人口较多，集聚效应明显，小城市发展潜力较大。郑州市辖有6区5市1县，城市化水平居第一位，城市化处于快速发展阶段。

3.2 河南省城市综合竞争力的空间差异

受地理环境、历史基础和社会经济发展水平的制约，河南城市分布的特色显著，28个城市分布在铁路沿线，占城市总数的73.6%，集中了全省城市人口的近80%，城市空间布局不合理，发展不平衡。总体上看，城市多数分布于中北部，豫北地带城市密度高，豫西、东、南地区城市密度低，且城市多分布在铁路沿线。河南省城市多集中在豫中北、豫西南这两个经济区，共有城市32个，包括郑州在内的7个大城市都在这两个经济区内。豫东、豫南全部都是综合型的农业小城市，综合经济实力弱，形不成区域聚集和辐射作用，无明显的特色和优势，经济发展缓慢，城市功能弱。河南是近1亿人的人口大省，经济总量居全国第五位，但缺乏具有综合实力的特大城市。在四周有北京、武汉、济南、西安4个超大城市，4个超大城市距郑州市又比较远，而郑州市对全省的辐射带动作用非常有限，郑州市发展缓慢，实力不足，其中心城市的功能难以发挥，导致城市整体聚集效应和经济效益偏低。长期以来，郑州城市发展速度远远低于全省平均水平。虽然河南省比较重视中原城市群的发展，但是忽视了郑州市的优先发展，这影响了中原城市群的升级，也影响了全省城市竞争力的提高。

表2 38个城市(市区)综合实力评价中10个主成分的载荷值Tab.2 The load value of the ten principal components in the comprehensive strength evaluation of the 38 cities

表3 38个城市(市区)综合实力评价中10个主成分对应的特征根和贡献率Tab.3 The characteristic root and contribution of the ten principal components in the comprehensive strength evaluation of the 38 cities

3.3 城市综合竞争力与城市经济水平关系

经济发展水平高的城市，城市竞争力水平也高，如郑州、洛阳、濮阳、安阳;这里工业化基础较好，第二产业发达，相应的城市竞争力水平较高，另一类是经济发展水平较低、城市竞争力水平也相对较低的地区，如信阳、商丘和周口市。农业区域面积大，工业发展薄弱，经济发展水平不高。开封是传统的轻工业城市，原有的轻工业企业技术改造缓慢，产业结构不合理，经济发展缓慢，表现出城市竞争力水平与经济发展具有同步性的特征。郑州、安阳、焦作市居民生活质量和社会文化水平相对较高，城市竞争力的提高带来了城市居民生活水平的提高和社会的进步。

表4 38个城市(市区)综合实力评价及排序Tab.4 The evaluation result and sortorder of the comprehensive strength evaluation of the 38 cities

3.4 河南省城市综合竞争力与城乡共同发展

城市竞争力较低的城市城乡差距较大，竞争力高的城市城乡差距有缩小的趋势。这表明在城市化进程中，城市对乡村的带动作用逐渐增强，城乡共同发展。表现在城市生态建设和环境质量上，许昌、濮阳、洛阳、平顶山表现出城市建设与环境质量先行，城市建设促进城市快速发展，这是一贯重视城市生态建设和改善环境质量的结果。相反，城市竞争力较高的郑州、焦作生态水平相对较低，这是因为随着城市的不断发展，城市建设力量相对不足，城市建设的空间相对减小，经济在城市发展中起主导作用，生态状况出现逐渐降低的趋势。

河南省城市化水平低，进程缓慢，城市空间布局不合理。经济发展与城市竞争力具有一定的相关性。城市化进程中城乡共同发展，环境状况也发生一定变化。因此，要大力发展第三产业，积极培育增长极，完善城市功能，加强城市体系建设，促进城市在空间上的整合;加强路网、信息化等基础设施建设，大力推进城乡一体化;加强区域创新，探索城市发展机制，促进创新机制与资源的有效利用;加强城乡联系，促进城乡共同发展;全面提高环境质量，不断提高城市竞争力和质量水平。

4 结语

第一，运用主成分分析方法，计算了河南省38座城市的城市竞争力。2006年河南省城市综合竞争力排序为:郑州、洛阳、濮阳、安阳、南阳、漯河、新乡、焦作、巩义、许昌、平顶山、开封、灵宝、三门峡、驻马店、登封等。

第二，河南省城市综合竞争力不平衡。郑州、洛阳等城市综合竞争力一直位于河南省的前列，濮阳、安阳、南阳、漯河、许昌城市竞争力提升较多，焦作、平顶山有所下降，开封城市竞争力下降最多。中小城市巩义、灵宝、登封、新郑等城市在经济发展与效益、社会与科技发展、居民生活质量、基础设施与环境方面发展速度快。

第三，河南省城市竞争力分化趋势初步显现。以郑州为中心的中原城市群地区的城市综合竞争力强，郑州、洛阳、漯河、新乡、焦作、巩义、许昌、平顶山、开封等分别排在全省的前12位。而以农业为主的城市经济发展与效益较低，科技发展水平不高，竞争力较弱。

第四，在中原经济区建设中，必须重视城市产业化发展，大力发展第二、三产业，不断提高经济效益，支持科学技术发展，提高居民生活质量，加强基础设施与环境建设。只有通过提高河南省城市综合竞争力，增强集聚效益，才能不断提高区域竞争优势，推动中原崛起。

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