陕西省城市化与经济发展量化测度及协调性*

闫树熙，刘春宇

(榆林学院 数学与统计学院，榆林 719000)

推进城市化建设，发展城市经济是我国经济增长的重要推动力，科学测评城市化与经济发展水平的状态关系与运行特点，发掘彼此间的不充分不平衡发展问题，探讨促进两者间的协同发展，对提高经济发展质量和实现全面小康具有重要的现实意义。国外研究主要集中于城市化的影响因素、影响效果、城市化如何促进区域经济增长以及区域经济发展怎样影响区域城市化进程等[1]。采用线性回归法对城市化相关数据进行分析，结果表明城市化率随人均国内生产总值(Gross Domestic Product， GDP)、工业化程度的提高而上升，随着农业生产水平的提高而下降[2]；以多个国家为研究对象，对各国人均GDP和城市化率进行对数处理后，研究发现人均GDP与城市化率的相关系数平均能够达到0.85[3]；采用半参数方法，就39个国家30年的数据进行计量分析，结果表明城市化和经济增长之间呈U形曲线[4]；一个国家经济活动的空间聚集对经济增长具有较强的促进效果，但空间聚集达到一定程度后，效果不断变小甚至出现负作用[5]。我国城市化进程相对较晚，随着城镇化战略的大力实施和有效推进，相关研究渐成热点。建立回归模型对我国人均GDP与城市化水平进行分析，结果显示我国经济增长与城市化发展高度正相关[6]；采用协调度模型分析中国城市化与经济发展的协调性，总结城市化进程的现状及存在问题，并提出促进城市化与经济增长的相关专业化建议[7]；使用广义生产函数进行定量分析，发现土地城镇化对经济增长的贡献率在提高，人口城镇化对经济增长的贡献率在下降[8]；利用第六次全国人口普查数据，研究得出土地城市化不能成为经济持续发展的有效依赖，城镇化建设应该以人口城市化为核心[9]；采用相关统计模型与方法，就辽宁省人均GDP 增速与城市化率的响应关系进行量化分析[10]。应用脱钩理论剖析江苏省城市化与经济发展的动态运行特征以及脱钩状态的时空差异[11]。以全域和局域视角分析城市化与经济增长的因果关系和影响程度[12]，城市化建设需要与当地经济发展水平相适应[13]。

陕西省地处中国内陆腹地，是连接中国东部、中部地区和西北、西南的重要枢纽，是生产要素由东向西转移的承接之地，是生产要素向整个西部地区转移的起点，发展潜力、后发优势和战略意义明显。已有学术文献有关城市化与经济发展的研究成果已初具规模，多数聚焦在国家宏观层面或是一些重点和发达省域，对于西部欠发达省份区域的研究较少；从研究内容来看，大多从城市化与经济发展两者间的关系入手，对两者协调性和发展动态性的关注度不多，从我国“十三五” 开局，结合陕西新时期、新实际的相关研究甚少。当前，陕西省正处在“落实五新战略，实现追赶超越”、推进习近平总书记考察陕西提出的“五个扎实”工作要求、加快富民强省步伐和建设富裕和谐美丽陕西的关键时期，量化厘清陕西省城市化与经济发展的水平及协调性特点，运用SPSS统计软件计算，科学分析和准确把握发展中面临的问题和不足，对陕西省“追赶超越”促进协调可持续发展具有重要的现实意义。

1 研究方法

1.1 主成分分析法

主成分分析主要利用降维思想，在保留大部分信息的前提下，将多个指标转化为少数几个综合指标的多元统计方法，将转化生成的指标称为主成分，每个主成分都是原始变量的线性组合，各个主成分间互不相关，具有比原来变量更优越的性能，能够简化问题和提高分析效度。

1.1.1 基本理论

若研究涉及p个指标，分别用X1，X2,…,Xp表示，这p个指标构成的p维随机向量为

X=(X1，X2,…,Xp)T

设随机变量X的均值为μ，uij(i,j=1,2,…,p)为协方差。对X进行线性变换，可形成新的综合变量，用Y=(Y1,Y2,…,Yp)T表示为

(1)

对任意的常数c，有

1.1.2 主成分因子得分的计算方法

第j主成分因子在各个样本上的因子得分为

(2)

式(2)中回归系数的最小二乘估计为

WjR=Sj

(3)

当各因子解正交时，有

式中：a1j,a2j,…,apj为第1,2,…,p个变量在第j个因子上的因子载荷，有

(4)

根据式(4)可计算出因子变量Fj的成分得分系数。

1.2 象限图法

参考文献[14]等提出的象限图分类识别方法，借鉴文献[15]用象限图法动态测评城市化与经济发展水平之间的协调关系。

1.2.1 象限图绘制

选取研究对象地区的城市化率和人均国内生产总值两个指标，分别代表该地区城市化水平和经济发展水平。将其城市化率和人均国内生产总值的原始数据进行标准化处理，得到该地区城市化率的标准化值和人均国内生产总值的标准化值。进行标准化处理，消除量纲影响，将坐标原点平移到样本中心的位置。标准化处理选用抽样标准差法，即

(5)

式中：Z为标准化值；xi为样本观测值(i=1,2,…,n)；x为xi的平均值;s为抽样标准差。

利用标准化处理后变量数据，以ZG代表人均国内生产总值的标准化值置于X轴；ZU代表城市化率的标准化值置于Y轴，不同的人均国内生产总值和城市化率形成1个点集(ZG，ZU)，在坐标系中绘制出散点样式的象限图。

1.2.2 象限图判别标准

1) 判别准则1：ZG-ZU的大小

若ZG-ZU<0,该地区为城市化超前型；

若ZG-ZU>0,该地区为城市化滞后型；

若ZG-ZU=0,该地区城市化与经济发展完全协调。

2) 判别准则2：|ZG-ZU|的大小

|ZG-ZU|表征样本点ZG、ZU两者偏离各自样本中心的协同程度。

0≤|ZG-ZU|≤0.1表示该地区城市化与经济发展水平的关系为基本协调；

0.1<|ZG-ZU|≤0.5表示该地区城市化与经济发展的关系为轻微偏离；

0.5<|ZG-ZU|≤1.0表示该地区城市化与经济发展的关系为中度偏离；

|ZG-ZU| > 1.0表示该地区城市化与经济发展水平的关系为重度偏离。

2 城市化与经济发展协调性量化测度

2.1 城市化综合指数确定

2.1.1 城市化指标选取

城市化指标是反映国家或地区城市化进程的量化测度量，城市化过程包括人口职业的转变、产业结构的转变、土地及地域空间的变化等，通常采用非农业人口比重、城镇人口比重指标来描述，但太过单一，不能对城市化水平进行全面反映，参考文献[15]等研究成果，文中选取人口城市化、产业城市化、土地城市化和社会(生活方式)城市化等4个二级指标构建陕西省城市化水平的指标体系，分别用城镇人口占常住人口比重，第二、第三产业产值比重，建成区面积和养老保险参保人数表示，分析中依序记为y1，y2，y3，y4。

2.1.2 原始数据标准化

为消除量纲对数据的影响，对陕西省2006-2017年城市化指标的原始数据进行标准化处理见表1。

表1 陕西省城市化指标数据的标准化值

2.1.3 城市化水平主成分分析

运用SPSS统计软件对陕西省城市化指标的标准化值进行主成分分析，得到陕西省城市化水平基于主成分分析法的总方差解释见表2。由表2可知，第1主成分的特征值为2.948，解释原有4个指标总方差的73.71%，第2主成分的特征值为1.008，解释原有4个指标总方差的25.20%，前两个主成分的方差和为98.91%，保留了原有指标的绝大部分信息，故选用前两个主成分作为分析指标，得到这两个主成分的初始因子载荷矩阵指标见表3，该矩阵为主成分对各个指标的解释程度。

由表3得，第1主成分对第1、2和4指标的解释程度均大于95%，说明第1主成分对这3个指标的解释程度较高；第2主成分对第2指标的解释程度较高，故这两个主成分完全可以替代原有指标。

设陕西省城市化第1主成分模型为f1，第2主成分模型为f2，陕西省城市化水平主成分模型为CS。利用SPSS统计软件计算第1、第2主成分对各个指标的成分得分系数矩阵，得到陕西省城市化水平的主成分模型为

f1=0.338y1+0.018y2+0.337y3+0.334y4

f2=0.338y1+0.990y2+0.087y3-0.043y4

CS=[λ1/(λ1+λ2)]×f1+[λ2/(λ1+λ2)]×f2

=0.736 5f1+0.252 7f2

式中：λ1为第1主成分的特征值；λ2为第2主成分的特征值。

2.1.4 城市化发展指数的计算结果

根据陕西省城市化水平主成分模型，结合表1，计算得出2006-2017年陕西省城市化发展指数见表4。

表2 总方差解释

表3 初始因子载荷矩阵

由表4可知，2006年以来，陕西省城市化水平的综合指数整体上不断提高。2006-2007年陕西省城市化水平综合指数略有下降，2007年达到最低水平，从2008年以后，综合指数逐年提升，特别是2011年以来，综合指数由负转正且提升速度加快，进入全新发展阶段，2015年达到最高水平，2016-2017年略有回调，这可能与城市防霾治污的治理政策有关。

2.2 经济发展综合指数的确定

2.2.1 经济发展指标的选取

经济发展指一个国家或地区的经济从不发达状态转为发达状态的创新进程，包括经济活动数量的扩大，包括社会活动质量的提高。经济发展包括3层含义：① 经济量的增长，即产品和劳务的增加，是经济发展的物质基础；② 经济质量的改善和提高，即经济效益的提高、经济稳定程度等；③ 经济结构的改进和优化，即产业结构、收入分配结构和技术结构等经济结构的变化。

表4 陕西省城市化发展综合指数

基于评价指标选取的全面性、科学性等原则，考虑到数据的可获得性，文中通过经济总量、经济质量和经济结构3个二级指标构建陕西省经济发展指标体系。经济总量二级指标下，选用陕西省国内生产总值、财政总收入、社会固定资产投资、社会消费品零售总额和进出口总额等5个数据指标，依序记为x1，x2，x3，x4，x5； 经济质量二级指标下，选用人均GDP、城乡居民储蓄存款年末余额、城镇居民人均可支配收入和农村居民人均纯收入等4个数据指标，依序记为x6，x7，x8，x9；经济结构二级指标下，选用非农产值占GDP比重记为x10。

2.2.2 原始数据标准化

为消除量纲等因素对数据的影响，对2006-2017年陕西省经济发展指标原始数据进行标准化处理，得到标准化值见表5。

2.2.3 经济发展综合指标主成分分析

运用SPSS统计软件对经济发展指数的标准化值进行主成分分析，得到陕西省经济发展水平基于主成分分析法的总方差解释见表6。

由表6知，经济水平的解释总方差可得第1主成分的特征值为8.722，解释了原有10个指标总方差的87.22%，原有指标信息损失较少。选取第1主成分做为分析指标，利用SPSS统计软件计算，得到第1主成分的初始因子载荷矩阵见表7。

表5 经济发展指标数据的标准化值

由表7知，除指标5外，各个指标在第1主成分上的因子载荷均大于80%，说明第1主成分对各个指标的解释程度都很高，第1主成分可以替代原有指标。利用SPSS统计软件计算主成分对各个指标的成分得分系数矩阵，得到陕西省经济发展水平的主成分综合模型为

JJ=0.114x1+0.113x2+0.114x3+0.114x4-0.054x5+0.114x6+0.096x7+0.114x8+0.113x9+0.110x10

表6 总方差解释

表7 初始因子载荷矩阵

2.2.4 经济发展指数的计算结果

根据陕西省经济发展指数的主成分综合模型，结合表5，计算得到陕西省2006 -2017年经济发展综合指数见表8。

表8 陕西省经济发展综合指数

从表8看出，2006-2017年，陕西省经济发展水平的综合指数呈逐年稳步上升趋势，且增长速度较快，从2011年开始，综合指数由负转正，发展进入新的阶段。

2.3 陕西省城市化与经济发展的协调性测评

根据计算的经济发展综合指数和城市化发展综合指数，得到2006-2017年陕西省经济发展综合指数(JJ)和城市化综合指数(CS)的点集,这些点集分别为(-1.079,-1),(-0.952,-1.015)，(-0.752,-0.918)，(0.492，-0.388)，(-0.255,-0.101)，(0.077,-0.012)，(0.396,0.246)，(0.730,0.485)，(1.013,0.763)，(1.202,1.449)，(1.619,1.379),(1.784,1.396)。利用象限图法对陕西省城市化与经济发展协调性做出测评。绘制出陕西省城市与经济发展演变路径如图1所示。

图1 陕西省城市化与经济发展关系演变路径

由图1可知：2006-2010年，陕西省城市化与经济发展坐标点(JJ,CS)落入第3象限，说明该段时间内经济发展水平较低，城市化水平也较低，即陕西省城市化与经济发展水平处于双低状态；2011年起，坐标点落入第一象限，城市化与经济发展水平均较高，且两者的发展水平逐年提升。

根据象限图判断准则1，绘出城市化指数与经济发展指数的变动趋势图如图2所示，由图2知，在2006年、2009年、2010年和2015年4个年份，陕西省城市化水平高于经济发展水平，城市化为超前型；其余年份，即2011年以来整体看，城市化水平低于经济发展水平，城市化为滞后型。

图2 陕西省城市化与经济发展综合指数的变动趋势

根据象限图判断准则2，绘制出陕西省城市化与经济发展协调性变动趋势如图3所示。

根据图3可知：2006-2017年间，陕西省城市化与经济发展的协调性先波动后趋稳向好。具体来看，2006年、2007年和2011年处于基本协调，2008年协调性降低，2008年至2011年协调性提高，2012年开始协调性降低，2013年以后平稳向好，整体协调状态以轻度偏离为主，陕西省城市化与经济发展的协调状态与城市化偏离类型见表9。由表9可知： 2006年处于城市化超前型的基本协调，城市化水平高于经济化发展水平，二者间协同作用良好；2007年处于城市化滞后型的基本协调状态，城市化水平低于经济发展水平，二者协调状态较好；2008年为城市化滞后型的轻微偏离；2009年和2010年为城市化超前型的轻微偏离；2011年处于城市化滞后型的基本协调状态，两者协调性良好；2012年至2014年，处于城市化滞后型的轻微偏离，经济发展水平高于城市化水平；2015年处于城市化超前型的轻微偏离；2016-2017年，为城市化滞后型的轻微偏离。综上分析，陕西省城市化与经济发展 “超前”与“滞后”交替出现，动态互促。

图3 陕西省城市化与经济发展的协调性变动趋势

表9 陕西省城市化与经济发展的协调状态与城市化偏离类型

3 结 语

基于主成分分析的综合指数说明，2006-2017年间，陕西省城市化水平和经济发展水平都得到了快速提升。从陕西省经济发展水平的具体数据来看，陕西省经济总量逐年增加，体现经济发展质量的各项指标数据也不断提高，经济结构逐渐得到调整优化。从城市化角度涉及的人口、产业、土地和社会城市化等指标数据来看，非农产业的产值比重、城市建成区面积和养老保险参保人数都逐年不断增加。 自我国“十二五”以来，陕西省精准施策，城市化和经济发展双双进入全新发展阶段，但城市化的推进略滞后于快速发展的经济形势。基于象限图法的协调性测评表明，2006-2017年间，陕西省城市化和经济发展的协调性表现为先波动后趋稳向好，整体以轻微偏离为主，呈现出“超前”与“滞后”交替互促的动态发展特点。

为提高陕西省城市化水平和改善经济发展的协调性状态，可以从以下几方面展开工作：① 协调三大区域齐头并进，提高城市群发展质量。多轴线和多中心推进大西安建设，增强西安辐射作用，强力推进西咸一体化，积极向外疏导产业链，同步带动渭南、铜川的潜力发展和高质量发展；协调榆林和延安两市，快速推进西延高铁和延榆高铁等交通运输的建设工作，实现两市信息对流，资源共享，技术共用，产业共建，稳步推进陕北高端能化、特色农牧、红色旅游和新能源等产业群的发展，凝聚优势资源，壮大区域城市经济；陕南三市依托山水优势，围绕“山水林田湖”，定位清晰，目标明确，联手发展绿色共享型城市经济，不断开拓“生态+”的循环发展之路，推动生态农业、乡村旅游、生物医药、休闲体验和健康养老等特色产业的升级发展。② 以人口城市化为核心，吸纳高素质人才和促进农业转移人口市民化。全面放宽城市落户条件，提高农民工职业技能培训质量和水平，实施全民均等化的公共服务体系，加强公共服务设施和市政公用设施建设，增加基本公共服务供给，完善社会保障制度，使城市居民学有所教，劳有所得，病有所医，住有所居，从而增强城市对人口的长期聚集吸引力，以此为经济增长和城市发展提供长久支撑。③ 积极调整城市产业结构，促进第三产业繁荣发展。城市化使产业集聚，人口集中，成为第三产业发展的主要载体；第三产业要求生产和消费在时空上高度一致，可进一步推动城市化进程，带动上下游相关产业的发展，进而促进现代城市经济的高质量发展。