城市舒适性的空间分布及影响因素

吕 越 卢文良 江海鸿

(绍兴文理学院 土木工程学院，浙江 绍兴312000)

0 引言

舒适性是指某个区域以公共基础设施完善度、服务行业整体水平、公共部门就业水平等方面为基础的一种生活环境[1]，体现了人口和经济作为集聚空间的吸引力[2].目前，国外关于城市舒适性的研究相比国内较多，Chester Harvey和Lisa Aultman-Hall通过构建城市地区的基本模块，利用地理信息系统(GIS)，以城市空间尺度的物理特性为基础，研究城市舒适性[3]；Stephen M. Wheeler通过确定街道模式和绿色基础设施的网络等景观尺度元素，以确定当今城市发展舒适性[4]；Buch T, Hamann S, Niebuhr A, et al.通过城市设计指导方针以启用景观建造所需的形式，并鼓励建立景观变化，促进可持续发展和城市舒适性发展[5]；Mohadeseh Mahmoudi, Faizah Ahmad研究城市舒适性的方式则是选择了城市道路的铺设方式、维护方式、停车位数量和交通减速技术等作为衡量指标，最终由结构化整合和调查问卷相结合来确定城市舒适性[6]；Shaun Teo从城市景观与居民期望的角度出发，将“社区升级”作为一种机制来确定城市舒适性的可评价意义[7]；Benjamin L. Saitluanga通过城市空间分异与隔离的特点分析经济增长对城市与地区发展的影响，试图找出舒适性的不平等模式[8].国外关于城市舒适性的研究主要出发于实证主义，通过吸引人才和推动城市经济发展的方式，以研究城市舒适性的影响效应，但十分缺乏城市舒适性的影响机理研究.国内关于城市舒适性的研究相比国外较少，湛东升等将自然地理因子、市场因子、政策因子和城市历史发展因子作为评价指标，应用数理统计方法综合评价城市舒适性[9]；刘晶晶则将公共服务、生活环境、社会福利和文化生活作为评价指标，应用面板回归和熵值法综合评价城市舒适性[10]；张志斌等通过选取居住安全度、景观优美度、出行便捷度和居民归属感作为评价指标，结合问卷和空间分析法系统评价城市舒适性[11]；刘星光等运用层次分析法对城市舒适性的空间分布特征和地域差异进行了研究[12].国内的相关研究起步较晚，与国外研究相同，也缺乏对城市舒适性影响机理的测评研究.

城市舒适性能够反映城市发展与建设的综合水平，并直接影响居民的生活质量.因此，城市舒适性已成为城市空间经济发展与建设的首要任务之一，可为城市化质量提升提供新视角和新层面，研究价值重大.如今，国内对于城市舒适性的现状和影响机理研究仍需完善.综上所述，本研究通过综合测评来研究城市舒适性的空间分布特点和影响机理，为城市发展与建设提供依据.

1 数据来源和研究方法

本研究根据以往城市化质量和最适宜人居环境方面的评价指标，采用综合测评法研究城市舒适性.指标选取除了基于科学、系统、全面等原则，还需考虑对生活品质影响的因素.

1.1 评价指标体系

城市舒适性的详细表达形式是评价指标体系，它包括自然环境、人工环境(均从听觉和视觉层面体验)和社会环境(从精神和心理层面体验).同时，请专家对元素有效性进行了反复研究，最终形成了6个要素并包含33个因子，见表1.

自然环境元素包括(1)气候层面：表1中第1～4个因子中温度、湿度与日照时间长短对人体舒适性影响程度较大，其中，冬夏季尤为显著.因此，本研究分别定义1—2月、7—8月的平均温度、平均湿度与平均日照时间长短作为气候层面.同时，因为1—2月(7—8月)的平均温度、平均湿度与平均日照时间长短并不是越低越好(越高越好)，所以本研究选取上述均值与人体最宜值的差值.(2)景观层面：表1中第5个因子的生态用地比率反映了园林绿地、水面和非建设用地情况.

人工环境元素包括(1)城市公共服务层面：表1中第6～12个因子反映了交通、医疗、教育与文化等服务现状；(2)配套设施层面：表1中第13～19个因子反映了居民生活、居住与出行的基本条件；(3)环境卫生层面：表1中第20～23个因子反映了居民生活品质与质量；(4)休憩环境层面：表1中第24～26个因子反映了游憩资源对游憩服务质量的影响.

社会环境元素包括心理与精神层面：表1中第27～33个因子反映了城市开放与包容性、安全性、生活成本与城市拥挤程度.

表1 城市舒适性指标选取

要素因子权重功能效应自然环境(0.2161)11—2月平均气温/℃0.1527+21—2月日照时间/h0.2354+37—8月平均气温与人体最适宜温差/℃0.1864+47—8月相对湿度与人体最适宜湿差/%0.3131+5生态用地比例/%0.1124+公共服务(0.1123)6每一万人的出租车数/辆0.1607+7每一万人的公共车数/辆0.1066+8每一万人的医生数/人0.1935+9每一万人的医疗床位/张0.1399+10生师比0.1491+11每百人的公共图书馆图书/万册0.1156+12每百万人的电影院和剧院/个0.1346+配套设施(0.1575)13燃气覆盖率/%0.1861+14用水覆盖率/%0.1395+15互联网覆盖率/%0.0762+16居住建筑面积/(m2·人-1)0.1806+17占有道路面积/(km2·人-10.0915+18居住区供水管密度/(km·km-2)0.1395+19居住区排水管密度/(km·km-2)0.1861+环境卫生(0.1862)20污水处理比率/%0.3334+21空气质量优质天数比例/%0.2731+22生活垃圾有机处理比例/%0.2906+23建成区道路清洁面积/km20.1029+休憩环境(0.1429)24公园绿化面积/km20.4657+25年游客接待量/万人次0.3214+26娱乐、餐饮、住宿的就业人员/人0.2128+社会环境(0.1850)27城市失业人口的比例/%0.1547-28游客规模/城市区域人口0.1413+29专科及以上学历人口率/%0.1981+30建成区人口密度/(万人·km-2)0.1009-31港澳台与外资企业比例/%0.1765+32商品房价格/(元·km-2)0.1166-33城市居民恩格尔系数0.1119-

1.2 城市舒适性综合测评方法与空间架构

1.2.1 综合测评方法

本研究采用以下三步骤完成综合测评方法：第一，运用极差标准法来对数据预处理(公式1和2)；第二，采用均方差决策来确定权重(公式3、4和5)；第三，进行综合测算(公式6).

(1)

(2)

式中，Yab为指标值；a=1,2,3…n个城市；b=1,2,3…m个因子；Xab为第a个城市的b个因子；(1)和(2)分别表示正向和负向作用.

(3)

(4)

(5)

式中，a,b分别为城市个数和因子个数.首先，计算标准化值的均值Ab，其次计算均方差Rb，最后，计算权重Wb.

1.2.2 空间格局分析方法

利用GIS分析舒适性测评结果，并结合中国经济地带分区法(东、中、西)和分类法(见表3)得到地区差异的舒适性基本特征.通过空间热点探测(GetisordGd)并基于零假设推断统计来确定中国城市舒适性的高中低水平的空间聚集性，计算公式为：

(6)

(7)

式中，Gd为热点探测统计量，Wib为空间权重，Ci为城市舒适性值，n为样本个数，Z(Gd)为热点探测统计检验值，E(Gd)和V(Gd)分别为期望值和方差值，当Z(Gd)为正值时说明高值度聚集，为负值则反之.

1.3 因子与回归分析

本研究通过定量研究关键性影响因子确定城市舒适性地区差异的形成机理.

1.3.1 变量与具体因子选择

地理变量-中国地理在东西和南北方向上呈现梯度变化并具地理衰减的特征，本研究结合相关文献确定能反映地理环境差异的综合评价指标，具体因子为和海岸边界之距与生态地理南北分界线之距；需求变量-收入水平可以满足人类生存安全生理心理的基本要求，同时，对于城市而言，其旅游业发展水平和旅游资源丰富程度与城市舒适性水平有正相关性，因此，本研究选取城镇居民人均收入和旅游接待规模等作为具体因子；供给变量-城市经济发展水平与城市舒适性呈正相关，同时，城市发展水平也能带动政府部门对舒适性的建设和投入力度，本研究选取人均GDP、公共部门的雇员等作为具体因子(表2).

表2 城市舒适性水平差异的变量与因子

变量因 子极大值极小值均值标准差预期方向地理供给需求和海岸边界之距/km与中国南北地理边界之距/km人均GDP/元公共部门的雇员/万人第三产业产值比率/%游客接待规模/万人次城市人均可支配收入/万元2764.964.56452.72396.01-1824.360.65559.47401.78-241568.806035.3443210.9727952.11+316.610.8110.2723.46+77.099.5640.6810.79+860.580.0025.5782.64+15.990.961.720.97+

1.3.2 回归分析

城市舒适性受多种因素影响，本研究运用回归分析来定量分析影响因子，回归模型为：

Y=a+∑biBi+∑ciCi+∑diDi+A.

(8)

式中，Y为舒适性水平，b,c,d为回归系数，Bi，Ci，Di为地理、需求、供给变量，A为允许误差.

1.4 数据来源

(1)http://cdc.cma.gov.cn气象共享服务网. (2)中国人口普查资料.(3)中国城市统计年鉴、中国区域经济统计年鉴、中国环境年鉴等.研究对象为中国城市统计年鉴中所包含的地级市的市辖区.

2 城市舒适性差异分析

本研究将舒适性区分为第一：高、第二：较高、第三：中等、第四：较低和第五：低五个等级水平，见表3.

2.1 中国城市舒适性的差异表现

总体来看，舒适性处于高、较高、中、较低、低水平的城市占比分别为11.9%、20.9%、37.1%、19.6%、10.5%，中国城市舒适性主要为中度并存在较大差异.前十个高舒适性城市分别为威海、秦皇岛、深圳、丽江、珠海、扬州、苏州、大连、昆明、北京，前十个低舒适性城市分别为安顺、白山、安康、伊春、泸州、内江、百色、南阳、永州、防城港.5个等级城市数量差异较大，其舒适性均值0.5398、0.5165、0.4534、0.4119与0.3611；同时，5个等级

水平中相邻的均值差异较小，但高舒适性和较高舒适性的均值明显高于低舒适性.

表3 城市舒适性5个等级

等级划分标准城市数量均值比例/%高0.2827-0.3861340.539811.9较高0.3861-0.4321600.516520.9中等0.4321-0.47121060.453437.1较低0.4715-0.5091560.411919.6低0.5091-0.6023300.361110.5

2.2 中国城市舒适性的分布

图1所示(港、澳、台地区不研究)，城市舒适性呈地带性梯度，东西方向尤为明显(东部高，中西部低)，南北方向不明显，说明中国城市的总体发展水平与经济发展的空间构架基本一致，在地域方面均差异较大.由此可知，必须通过西部大开发来促使内陆城市发展.东部地区为中、较高、高等舒适性等级城市比例超过80%，中部地区为中等舒适性等级城市为50%、较低和较高舒适性等级城市比例分别为25.6%和22.9%，西部地区为中、较低、低等舒适性等级城市比例超过80%.从舒适性等级空间分布来看，低等级分布于中部和西部，其余等级随依据性上升，东部地区比例逐增，西部地区比例逐减.

图1 舒适性城市分布

高舒适性与较高舒适性等级的城市呈集中化分布，主要集中在(1)东部沿海地区(如长三角、珠三角、山东半岛、海峡西岸和京津冀)，(2)中西部地区(如郑州、昆明)，(3)黄河中游附近地区(如银川、呼和浩特、山西南部、鄂尔多斯和朔州).中舒适性等级的城市分布特征也呈集中化分布，主要集中在(1)中西部城市及其周边地区(如太原、成都、长沙、合肥、南宁、武汉、西安、银川、南昌和沈阳)，(2)个别省份的交界地带(如广西北部、广东北部、河南北部、江苏中北部、内蒙古中北部、福建西北部和蒙、辽、吉).较低和低舒适性等级位于(1)省域边界(如广西东部和西南部、湖南南部与川贵、陕甘宁地区).

3 城市舒适性地区差异的影响因子及机制

本研究根据回归分析确定了城市舒适性在地区差异上的影响因子及研究影响因子的作用机理(表4)，从六个变化因子来看，对城市舒适性的地区差异起决定性作用的是地理因素中的一个因子和供给因素中的GDP因子，而需求因素中两个因子和供给因素的三个因子相对较弱，以下将对每个因子具体作用机理进行详细研究.

3.1 地理因素

因子1和2的标准化回归系数是-0.226和-0.219，表明城市舒适性与这两个因子呈递减趋势，城市到海岸边界、南北地理边界的距离增大，城市舒适性程度降低.由图1可知，城市舒适性表现为东中西地带性差异显著.同时，表4反映了地理因素差异决定了城市舒适性的空间格局.原因可能是舒适性的关键要素之一的气候条件使舒适性呈现从东往西、从东南往西北的差异，这种差异具有“梯度性”的特点.

3.2 供给因素

因子3的标准化回归系数最高，为0.450，表明城市舒适性水平由经济水平决定；因子4的标准化回归系数是0.039，表明公共部门的雇员人数与城市舒适性呈正相关，公共部门的服务人员越多越能满足城市居民的需求，城市舒适性就越高；因子5的标准化回归系数是0.196，第三产业的水平对城市舒适性水平有显著影响，城市舒适性与环保、基建、人力物力、相关技术资源有关，这些元素水平越高，城市舒适性越高.因此为推动经济发展政府会更加重视城市舒适性建设.

3.3 需求因素

因子6和7的标准化回归系数分别是0.159和0.118，表明城市舒适性与这两个因子呈递增趋势，城市居民收入越高，城市的旅游接待规模越大，城市舒适性越好.原因在于收入与生活品质对城市舒适性具有带动效应：居民收入越高，越追求生活品质，对城市舒适性的需求越高，越能吸引游客使得旅游接待规模越大.

通过上述三个因素分析可知，地理因子中的地理因素差异决定了城市舒适性的空间格局，供给因子中表明城市舒适性水平由经济水平决定，需求因子中则通过舒适性投入度影响舒适性水平.

表4 城市舒适性影响因子的回归结果

变量因 子标准化回归系数Sig.地理因子1:和海岸边界之距/km-0.2260.000因子2:与中国南北地理边界之距/km-0.2190.000供给因子3:人均GDP/元0.4500.001因子4:公共部门的雇员/万人-0.0390.004因子5:第三产业产值比率/%0.1960.001需求因子6:游客接待规模/万人次0.1590.002因子7:城市人均可支配收入/万元0.1180.003

4 结论

本研究从自然环境、人工环境和社会环境指标来构建评价指标体系，利用方差分析对中国城市舒适性水平进行研究，分析水平差异和影响机制.研究结果表明：(1)中国城市舒适性主要为中度，5个等级城市数量差异较大，第一和第五个等级城市比重小.(2)高舒适性与较高舒适性等级的城市呈集中化分布，主要集中在东部沿海地区、中西部地区、黄河中游附近地区，中舒适性等级的城市分布特征也呈集中化分布，主要集中在中西部城市及其周边地区、个别省份的交界地带，较低和低舒适性等级位于省域边界.

本研究建立了有效的城市舒适性评估框架，从地理环境角度出发，城市舒适性呈空间不均衡性的地带性分异规律，同时，经济发展水平也影响着城市舒适性的需求程度.通过研究可以发现，中国中西部城市的舒适性水平较低，这一空间格局对城市人口吸引力和劳动力、经济发展均有影响.研究城市舒适性对城市建设和中国区域发展具有深刻的政策启示意义.

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