武力超 孫浦陽

(南開大學經(jīng)濟學院國際經(jīng)濟與貿(mào)易系,天津300071)

基礎設施發(fā)展水平對中國城市化進程的影響

武力超 孫浦陽

(南開大學經(jīng)濟學院國際經(jīng)濟與貿(mào)易系,天津300071)

在促進城市化進程的諸多因素中,基礎設施發(fā)展水平是城市化進程的重要推動力之一。本文首先借鑒聯(lián)合國人類發(fā)展指數(shù)的研究思路,探討我國城市基礎設施發(fā)展指數(shù)的構建,力圖客觀、全面、準確地反映我國城市基礎設施發(fā)展水平,對其發(fā)展程度進行綜合評價,從各地區(qū)城市基礎設施發(fā)展指數(shù)的綜合得分發(fā)現(xiàn),全國基礎設施發(fā)展水平存在明顯的區(qū)域差異,對各個地區(qū)制定城市化發(fā)展戰(zhàn)略具有一定的理論價值和指導作用;之后利用主成分分析和面板數(shù)據(jù)回歸分析等方法反映基礎設施發(fā)展水平與我國城市化進程的關系,發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律,驗證兩者的相關性和現(xiàn)實性,研究發(fā)現(xiàn)沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的基礎設施明顯優(yōu)于西部落后地區(qū),這種基礎設施水平的差異最終影響到地區(qū)城市化進程,地區(qū)基礎設施的改善能夠吸引城市移民,吸引更多的人才加盟和資本流入,這對落后地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。我們國家在縮小地區(qū)發(fā)展差距、實施西部大開發(fā)和東北振興戰(zhàn)略的過程中,應該把基礎設施建設放在重要位置。

基礎設施;城市化;發(fā)展指數(shù);主成分;面板

城市基礎設施(urban infrastructure)涉及城市生產(chǎn)生活所必需的供水、排水、道路、交通、供熱、供氣、園林、綠化、環(huán)境衛(wèi)生、防洪等方面,是城市活動所產(chǎn)生的人流、物流、信息流的基本載體,是城市順利進行各種經(jīng)濟、社會活動的必要條件。隨著城市化進程的推進,城市基礎設施發(fā)展水平已經(jīng)成為綜合衡量城市或地區(qū)發(fā)展水平,社會化程度的重要依據(jù),城市基礎設施建設也要求隨之發(fā)展,可以說城市化的發(fā)展速度與發(fā)展水平,直接受城市基礎設施承載能力所制約。改革開放以來,我國城市化進程逐年加快,城市化率由1978年的17.92%增長到2000年的36.09%,22年增加了18.17個百分點?！笆濉逼陂g,我國城市化發(fā)展迅速,由2000年的36.09%增長到2004年的41.8%,2005年達到43%,年均增長1.4%,截至2008年末,我國已形成建制城市655座,其中百萬人口以上的特大城市118座,超大城市39座,我國城鎮(zhèn)人口已達6.07億,城鎮(zhèn)化率已達到45.7%。本文在研究我國基礎設施與城市化進程關系和借鑒國內(nèi)外的研究成果與成熟模型的基礎上,首先探討我國城市基礎設施發(fā)展指數(shù)的構建,力圖客觀、全面、真實、準確地反映我國城市基礎設施發(fā)展水平,對其發(fā)展程度進行綜合評價,之后利用主成分分析和面板數(shù)據(jù)回歸分析等方法反映基礎設施發(fā)展水平與我國城市化進程的關系,發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律,驗證兩者的相關性和現(xiàn)實性,為今后的進一步發(fā)展提供依據(jù)和指導。

1 城市基礎設施發(fā)展指數(shù)的構建

1.1 城市基礎設施發(fā)展指標的選取

人類發(fā)展指數(shù)(HDI,Human Development Index),是聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDP)從1990年開始發(fā)布的衡量聯(lián)合國成員國經(jīng)濟發(fā)展水平的指標。本文借鑒聯(lián)合國人類發(fā)展指數(shù)的研究思路,編制了中國城市基礎設施發(fā)展指數(shù),用來度量城市基礎設施發(fā)展的基本水平。

根據(jù)以往的研究,一般認為城市基礎設施包含以下范疇:①能源設施:包括電力、煤氣、天然氣等;②供、排水設施:包括水資源保護、排水和污水處理等;③交通設施:分為對外交通設施和對內(nèi)交通設施;④郵電通信設施:如郵政、電報、廣播電視等;⑤環(huán)保設施:如園林綠化、垃圾收集與處理等;⑥防災設施:如消防、防汛、防震等[1]。

本文的城市基礎設施發(fā)展指數(shù)實際上是利用具體的指標對城市基礎設施所包括的內(nèi)容、特征通過主成分分析進行具體化、層次化的統(tǒng)計描述和綜合評價,力圖反映一個區(qū)域基礎設施發(fā)展和變化的基本情況。因此,本文的指數(shù)選取堅持科學性、全面系統(tǒng)性和針對性的原則,依照《中華人民共和國城市規(guī)劃法》并結(jié)合作者多年的研究,從下面九個方面構建我國城市基礎設施發(fā)展指數(shù),具體如下:

(1)教育基礎設施(Education Infrastructure):是從教育投入和需求角度反映一定區(qū)域或城市教育發(fā)展水平。指標選為各地區(qū)文教科學衛(wèi)生事業(yè)的投入額(X1);

(2)通訊基礎設施(Telecommunication Infrastructure):是從通訊資源的利用角度,反映一定區(qū)域或城市的通訊發(fā)展水平。指標選為各地區(qū)郵電業(yè)務量(X2);

(3)城市交通基礎設施(City T ransportation Infrastructure):是從交通資源開發(fā)的角度,反映一定區(qū)域或城市的交通發(fā)展水平。指標選為城市年末實有鋪裝道路面積(X3);

(4)城市住宅基礎設施(City Housing Infrastructure):是從人居住宅建設投入和建設角度,反映一定地域或城市的住宅發(fā)展水平。指標選為城市商品房本年銷售面積(X4);

(5)水利基礎設施(Water Infrastructure):是從對城市水資源使用的角度反映一定地域或城市的基礎設施發(fā)展水平。指標可為城市人均日生活用水量(X5);

(6)凈化污染基礎設施(Pollution Infrastructure):是從環(huán)境保護的角度反映一定地域或城市的基礎設施發(fā)展水平。指標選為城市生活垃圾清運量(X6);

(7)能源基礎設施(Energy Infrastructure):是從能源資源的使用角度反映一定地域或城市的基礎設施發(fā)展水平。指標選為各地區(qū)發(fā)電量(X7);

(8)建筑資源基礎設施(Resource Infrastructure):是從建筑資源的使用角度反映一定地域或城市的基礎設施發(fā)展水平。指標選為各地區(qū)水泥產(chǎn)量(X8);

(9)環(huán)境質(zhì)量基礎設施(Environment Infrastructure):是從人居環(huán)境角度反映一定地域或城市的基礎設施發(fā)展水平。指標選為城市人均公共綠地面積(X9)。

1.2 主成分分析原理及數(shù)學模型

主成分分析是設法將原來眾多具有一定相關性(比如p個指標),重新組合成一組新的互相無關的綜合指標來代替原來的指標。通常數(shù)學上的處理就是將原來 p個指標作線性組合,作為新的綜合指標。最經(jīng)典的做法就是用F1(選取的第一個線性組合,即第一個綜合指標)的方差來表達,即Var(F1)越大,表示 F1包含的信息越多。因此在所有的線性組合中選取的 F1應該是方差最大的,故稱 F1為第一主成分。如果第一主成分不足以代表原來 p個指標的信息,再考慮選取 F2即選第二個線性組合,為了有效地反映原來信息,F1已有的信息就不需要再出現(xiàn)在 F2中,用數(shù)學語言表達就是要求Cov(F1,F2)=0,則稱 F2為第二主成分,依此類推可以構造出第三,第四,……,第 p個主成分[2]。

1.3 城市基礎設施綜合評價模型和發(fā)展指數(shù)的確定

以往對城市化水平的研究主要運用經(jīng)典主成分分析,本文中運用時序全局主成分分析的方法,它是時序分析和全局主成分分析方法的結(jié)合,在經(jīng)典主成分分析的基礎上,以一個綜合變量來取代原有的全局變量,再以此為基礎描繪出系統(tǒng)的總體水平隨時間的變化軌跡,通過尋求一個對所有數(shù)據(jù)表來說是統(tǒng)一的簡化子空間,得到統(tǒng)一的主成分公共因子,迅速提取立體表的重要信息,從而實現(xiàn)對樣本進行動態(tài)評價分析[3],從而克服系統(tǒng)分析的統(tǒng)一性、整體性和可比性的難題。

1.3.1 組建全局數(shù)據(jù)表并將數(shù)據(jù)標準化

本文將從1998-2008年中國統(tǒng)計年鑒上獲取的原始統(tǒng)計,數(shù)據(jù)按時間順序依次排列,建成全局表 X=(xij)nT×p,然后再對全局數(shù)據(jù)表實施經(jīng)典主成分分析。

為了研究數(shù)據(jù)的規(guī)范化,需將全局數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)標準化:在表中保留標準化后的指標數(shù)據(jù),記為 ZX1,ZX2,……,ZX9,用于計算主成分。

1.3.2 數(shù)據(jù)的有效性檢驗

在分析之前,需要對選擇的指標和數(shù)據(jù)進行檢驗,看它們能否適用于全局主成分分析,本文選擇了 K MO(Kaiser-Meyer-Olkin)取樣適當性度量與Bartlett球形檢驗方法[4],得到統(tǒng)計值如下表:

從表1可以看出,K MO檢驗值為0.867,大于0.5,表明各指標之間有較多的共同因素。Bartlett球形檢驗的近似卡方分布值為1 651.114,顯著性小于0.01,表明拒絕單位相關原假設,數(shù)據(jù)適合主成分分析。

表1 K MO and Bartlett檢驗Tab.1 K MO and Bartlett’s test

1.3.3 進行全局主成分分析

進行全局主成分分析,得到全局主成分的特征值及累積貢獻率,如表2所示。

由表2得出前4個主成分特征值,累積貢獻率達85%以上,基本上保留了原始指標信息,因此我們提取4個主成分 F1,F2,F3,F4即可基本代替原來的9個指標,即影響各地基礎設施發(fā)展水平的全局主成分可以概括為4個。

1.3.4 計算主成分矩陣

經(jīng)方差最大化旋轉(zhuǎn)后得出主成分矩陣,如表3所示。

從表3中可見,第一全局主成分 F1在 X1,X2,X3,X6,X7,X8指標上的載荷大,表明 F1與這些指標有較高的相關性,比較充分反映了教育、通訊、交通、污染、能源和資源類基礎設施的發(fā)展水平,第二全局主成分F2在X5指標上的載荷大,這一指標主要是水利基礎設施發(fā)展水平的反映,第三全局主成分 F3在 X4指標上的載荷大,這一指標主要是住宅基礎設施發(fā)展水平的反映,第四全局主成分F4在 X9指標上的載荷大,主要反映環(huán)境質(zhì)量基礎設施發(fā)展水平。

1.3.5 計算出各全局主成分綜合得分及應用結(jié)果

將表3中系數(shù)、主特征值和各指標的標準化數(shù)據(jù)代入到各全局主成分解析表達式中,分別計算出4個全局主成分得分 F1,F2,F3,F4。然后,以4個主成分的貢獻率為權數(shù)構造城市基礎設施發(fā)展指數(shù) INFRA,如下式所示。表4給出全國30個省、自治區(qū)和直轄市2008年城市化水平綜合得分表。

INFRA=0.2843X1+0.2793X2+0.2813X3+0.0609X4+0.1625X5+0.2314X6+0.2542X7+0.2555X8+0.1184X9

對綜合得分,在等距D=(16.45-0.95)/3=5.16下,將我國各地區(qū)劃分為3類:

第1類:北京,上海 ,浙江,江蘇 ,天津,廣東

第2類:山西,福建,河北,內(nèi)蒙古,遼寧,吉林,山東,黑龍江,河南,四川,陜西,湖北,湖南,廣西

第3類:青海,新疆,海南,安徽,江西,重慶,貴州,甘肅,寧夏,西藏

第1類地區(qū)具有較高的基礎設施水平。

第2類地區(qū)的基礎設施建設還處在發(fā)展中,有待提高。

第3類地區(qū)的基礎設施建設相對落后,應加大城市建設的力度。

從表4中可以看出,中國地區(qū)基礎設施發(fā)展水平極不平衡,在我們評分標準中,得分最高的廣東,而得分最低的西藏只得到0.95分,這種分布態(tài)勢與經(jīng)濟的區(qū)域差異基本一致,反映了區(qū)域因素和歷史因素在不同地區(qū)經(jīng)濟和城市化進程中所起的重要作用,考慮到基礎設施對經(jīng)濟增長的重要性,如何進一步完善中西部地區(qū)的基礎設施,將是縮小各個區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展差距的主要途徑之一。

表2 特征值與累積貢獻率表Tab.2 Eigenvalues and cumulative contribution rate

表3 主成分矩陣表Tab.3 Component matrix

表4 2008年全國30個省、自治區(qū)和直轄市城市化水平綜合得分表Tab.4 Urbanization composite score of China’s 30 provinces,autonomous regions and municipalities in 2008

2 基礎設施發(fā)展水平與城市化進程的實證分析

2.1 研究方法及模型

本文采用1998-2008年中國省際面板數(shù)據(jù),實證研究基礎設施發(fā)展水平對我國城市化進程的影響。本文建立如下的面板數(shù)據(jù)計量模型,將中國城市化率作為被解釋變量,基礎設施作為解釋變量,同時將該地區(qū)的經(jīng)濟規(guī)模等作為控制變各變量進入回歸方程:

表5 面板數(shù)據(jù)估計結(jié)果Tab.5 Panel data estimation result

本文采用時間跨度為1998-2008年的年度數(shù)據(jù),橫截面單元為中國30個省、直轄市和自治區(qū)的面板數(shù)據(jù),在方程(1)中,i為橫截面,表示30個省、直轄市和自治區(qū);t為時期,代表1998到2008年,Uit是橫截面在時期T的隨機擾動項;G DPit,PG DPit代表第i個省第t年的宏觀經(jīng)濟控制變量,λi為各宏觀經(jīng)濟控制變量的系數(shù)(i=1,2)。為了盡量準確全面地分析基礎設施發(fā)展水平對城市化進程的影響,我們在后面的分析中,分別采用城市化率的同期值LnURAit和下一期值LnURA1it作為被解釋變量,考察基礎設施發(fā)展水平對中國城市化進程的影響。

2.2 選用指標說明

URA:用城鎮(zhèn)人口占當?shù)啬昴┛側(cè)丝诘谋戎貋砗饬恳坏貐^(qū)的城市化水平,該比重越高,則該地區(qū)的城市化水平越高。URA1表示下一期的城市化率。

PG DP:人均年收入,用來反映某一地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平,該變量數(shù)據(jù)可以通過《中國統(tǒng)計年鑒》中的人均地區(qū)年生產(chǎn)總值直接獲取。

G DP:地區(qū)經(jīng)濟規(guī)模G DP用來反映某一地區(qū)的經(jīng)濟規(guī)模,也可以近似地代表市場容量。

INFRA:城市基礎設施發(fā)展指數(shù),通過上文綜合評價模型計算所得的城市基礎設施發(fā)展的綜合的得分值。

POL:地區(qū)區(qū)位及政策優(yōu)勢虛擬變量,該變量可以分解成為兩個方面,一方面是地理位置的影響,比如沿海省份,另一方面是政策優(yōu)惠的影響,經(jīng)濟特區(qū)和沿海開放區(qū),考慮到北京所具有的獨特區(qū)位優(yōu)勢,也將地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平用來反映某一地其賦值為1,其他地區(qū)賦值為0。

2.3 模型估計結(jié)果及說明

根據(jù)以上估計方程,為了詳細測量每一解釋變量的系數(shù)及其對被解釋變量的貢獻度,本文在具體研究中,采用分步面板回歸法,先利用單一解釋變量對被解釋變量進行回歸,然后添加其他控制變量進行多元面板回歸。對被解釋變量的回歸結(jié)果見表5,本文全部計量分析利用stata 11.0完成。

首先來分析被解釋變量 URA為同期時的回歸結(jié)果,從表5模型 I可以看出,當我們僅選擇LnINFRA作為惟一解釋變量時,結(jié)果發(fā)現(xiàn)此變量與LnURA有顯著的正相關關系(在1%的水平上)。模型 II加入了LnGDP這個解釋變量,F值有了明顯提高,并且該解釋變量在1%的水平上顯著,因此模型應該包括該解釋變量。模型III中繼續(xù)加入LnPGDP,加入地區(qū)區(qū)位和政策虛擬變量,且各解釋變量在的水平上顯著。

考慮到基礎設施等因素在對城市化進程影響的滯后性,我們以其后一年的值LnURA1作為被解釋變量進行回歸分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)回歸參數(shù)符號與數(shù)值大小都與同期分析類似,說明分析的強健性較好。此外,從基礎設施的回歸系數(shù)看,我們發(fā)現(xiàn)當期的基礎設施水平對當期城市化進程具有更大的影響,這也與實際情況一致,因為城市移民在最初選擇進入某個地區(qū)時,會考慮當時該地區(qū)基礎設施狀況,因此當期基礎設施水平對本期城市化率的解釋意義和影響更大。

3 結(jié) 論

人們在建立任何一個城市之初所遵循的建設規(guī)律,都是要把做好城市基礎設施建設放在首位。每一個現(xiàn)代化城市的建設,都是要從鋪路架橋、城市供水、排水、供電、供暖,保證通訊線路的暢通開始。只有在完善了這些城市必備的基礎設施工程建設后,使城市基礎設施這種“公共物業(yè)”,為城市中的所有居民生活和經(jīng)濟建設發(fā)展提供一個強有力的保障,才能進一步的吸引城市移民,促進城市化進程的推進。

在促進城市化的諸多因素中,基礎設施發(fā)展水平是城市化進程的重要推動力動力,本文實證分析支持了這一結(jié)論,表明在構成推進城市化進程的眾多因素中,基礎設施的發(fā)展水平對城市化的促進作用明顯,如果能加大發(fā)展對城市化促進作用較大的基礎設施發(fā)展水平投資,則對城市化進程和城市持續(xù)健康的發(fā)展有重要的意義。本文的結(jié)論對各個地區(qū)制定城市化發(fā)展戰(zhàn)略都有一定的理論價值和指導作用。

當然通過本文對中國各地區(qū)基礎設施水平的評價可以看出,沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的基礎設施明顯優(yōu)于西部落后地區(qū),這種基礎設施水平的差異最終影響到地區(qū)城市化進程。因此,我們國家在縮小地區(qū)發(fā)展差距、實施西部大開發(fā)和東北振興戰(zhàn)略的過程中,應該把落后地區(qū)基礎設施建設放在重要位置?？梢酝茢嗟貐^(qū)基礎設施的改善能夠吸引城市移民,吸引更多的人才加盟和資本流人,這對落后地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

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China’s Infrastructure Development’s Impact on China’s Urbanization Process

WU Li-chao SUN Pu-yang
(Department of International Economy,School of Economics,Nankai University,Tianjin 300071,China)

The development of infrastructure is always ackowledged to be one of the most significant factors to stimulate the process of urbanization.In terms of some ideas from United Nations Human Development Index,this paper first invesitgates how to construct urban infrastructure development index in China,based on the comprehensive and accurate mathematical numeration in this paper.The different region's composite scores of urban infrastructure development index suggest the distinctive regional differences of cities’infrastructure development.And the principal component analysis and panel data model are employed to study the relationship between the urbanization and infrastructure development in China,as well as verification of both the relevance and reality.The empirical evidences suggest that the infrastructure is less developed in western regions compared with that in the east coastal areas in China,therefore,the regional differences of infrastructure development play an remarkable role in the processof urbanization.Moreover,improvementsfor regional infrastructure will attract more urban migration,particularly for the group of talented people.This paper also implies that we should narrow the development gap between regions,implement the western development strategy for revitalizing northeast China,as well as promotc infrastructure construction.

infrastructure;urbanization;development index;principle component;panel data

F291.1

A

1002-2104(2010)08-0121-05

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.08.022

2010-03-15

武力超,博士生,主要研究方向為世界經(jīng)濟、城市化與區(qū)域發(fā)展。

(編輯:劉呈慶)