郭子龍， 王德彩， 李青松,2， 宋文博， 康 凱， 孟慶香,2

(1.河南農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，河南 鄭州 450002；2.河南省高校農業(yè)資源與環(huán)境工程技術研究中心，河南 鄭州 450002；3.河南農業(yè)大學林學院，河南 鄭州 450002)

?

河南省城市人居環(huán)境定量評價研究

郭子龍1， 王德彩3， 李青松1,2， 宋文博1， 康 凱1， 孟慶香1,2

(1.河南農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，河南 鄭州 450002；2.河南省高校農業(yè)資源與環(huán)境工程技術研究中心，河南 鄭州 450002；3.河南農業(yè)大學林學院，河南 鄭州 450002)

從社會經濟、居住條件、基礎設施和生態(tài)環(huán)境4個層面上選取24個指標，構建了城市人居環(huán)境評價指標體系，采用熵值法和聚類分析法對2012年河南省城市人居環(huán)境進行定量評價研究。結果表明：河南省城市人居環(huán)境呈現出明顯的空間差異，共分為4個級別，城市人居環(huán)境較好的地區(qū)大多分布在北部和中部地區(qū)，東部和西南部地區(qū)城市人居環(huán)境相對較差。河南省城市人居環(huán)境綜合評價指數與城市化率之間具有極高的相關性，表明運用熵值法對城市人居環(huán)境進行評價切實可行。最后，結合各區(qū)域城市人居環(huán)境狀況，提出城市未來發(fā)展過程中應注意的問題。

城市人居環(huán)境；熵值法；聚類分析；河南省

近年來，隨著經濟的迅速發(fā)展，人民生活水平逐步提高，城鎮(zhèn)化進程逐步加快，城市人居環(huán)境質量日益受到人們的關注。但由于地方盲目追求經濟發(fā)展，忽略了生態(tài)環(huán)境保護，再加上城市在發(fā)展過程中缺乏科學、合理的規(guī)劃，城市生態(tài)環(huán)境問題(如交通擁堵、大氣污染等)越來越嚴重，已經嚴重影響到人們居住環(huán)境質量，成為制約城鎮(zhèn)化進一步發(fā)展的影響因素[1～3]。因此，有必要對城市人居環(huán)境進行定量評價，揭示其影響因素及發(fā)展規(guī)律，以期為城市人居環(huán)境質量改善，城鎮(zhèn)化健康發(fā)展提供參考。國內外許多學者對城市人居環(huán)境進行了大量研究。國外學者對人居環(huán)境的研究主要起源于城市規(guī)劃學，二戰(zhàn)以后DOXIADIS[4]率先提出了人居環(huán)境的科學概念，開始了人居環(huán)境科學的系統(tǒng)研究。國內對人居環(huán)境的研究起步較晚，20世紀90年代吳良鏞[5]在借鑒國外研究的基礎上，創(chuàng)立了“人居環(huán)境科學”理論體系，開創(chuàng)了中國人居環(huán)境研究的先河。陳浮[6]從安全、舒適等角度出發(fā)，建立包含建筑質量、房型設計等評價指標體系，對南京市人居環(huán)境及滿意度進行評價；李雪銘、邢蘭芹等[7,8]建立了城市人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價模型，對大連、西安等城市人居環(huán)境發(fā)展階段進行確定；劉耀林等[9]從生態(tài)角度對城市化與生態(tài)環(huán)境耦合規(guī)律進行研究，并以徐州市為例進行實證研究；李鵬雁等[10]運用主成分分析方法，建立城市人居環(huán)境評價模型，對哈爾濱市人居環(huán)境發(fā)展進行評價?？v觀已有研究，大多數學者們對城市人居環(huán)境質量評價偏重于人們生活、居住的舒適度和城市生態(tài)環(huán)境質量方面，而人們在選擇城市居住的過程中不僅考慮生活的舒適、環(huán)境優(yōu)美，還會考慮就業(yè)水平、工資水平、消費水平等一些重要的社會經濟因素。同時，以往研究中基于時間序列的單一城市研究較多，基于省級區(qū)域的空間差異研究較少。河南省是中原經濟區(qū)的主要組成部分，其城市人居環(huán)境狀況將對中原經濟區(qū)“三化”協(xié)調發(fā)展產生重大影響。因此，本研究以河南省各地市為研究對象，構建城市人居環(huán)境綜合評價指標體系，利用熵值法對河南省各地市人居環(huán)境進行定量評價，并研究其區(qū)域分異特征，以期為河南省城市人居環(huán)境改善和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展提供參考。

1 數據來源與評價方法

1.1 數據來源

本研究以河南省18個地市為研究對象，其城市社會經濟、居住條件、基礎設施和生態(tài)環(huán)境數據主要來源于《河南省統(tǒng)計年鑒2013》[11]，其中環(huán)境空氣累計達標率和地表水質達標率來源于《河南省2013年環(huán)境質量狀況公告》[12]。

1.2 評價方法

在城市人居環(huán)境評價中應用最廣泛的方法是多指標綜合評價法，該方法應用的關鍵在于指標的選取與各指標權重的確定。指標權重確定的方法有很多，目前較常使用的方法有特爾菲法、層次分析法、主成分分析法、熵值法等。特爾菲法和層次分析法均需要大量經驗豐富的專家對各指標的權重或指標間的相對重要程度進行判斷，過程比較復雜，而且得到的指標權重主觀性太強；主成分分析法通過選取方差較大的主成分，減少了工作量，但是其選取的主成分涵義不太明確[13]，對數據量的要求也比較大；熵值法是利用各指標所含信息有序的程度來確定權重的方法，它能夠很好地避免人為因素對指標權重的影響，能夠深刻反映指標信息熵值的效用價值，比較適合用于多指標綜合評價。在信息論中，熵是對不確定性的一種度量，指標熵值越大，則所蘊涵的信息量越少，該指標的變異程度越??；反之，該指標的變異程度越大[14～17]。熵值法確定指標權重的計算公式如下：

(1)

(2)

2 評價指標體系的構建

2.1 評價指標選擇

城市人居環(huán)境系統(tǒng)是一個涉及社會、經濟、環(huán)境、文化等多個方面的復雜系統(tǒng)。本研究在綜合分析以往研究的基礎上，依照科學性、合理性、全面性、可比性、可獲得性和以人為本的原則[15,18-20]，建立了包含4個系統(tǒng)層，24個指標層的城市人居環(huán)境評價指標體系(表1)。社會經濟條件包括：人均GDP、城鎮(zhèn)居民消費水平、城鎮(zhèn)居民恩格爾系數、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、二、三產業(yè)人數占總人口的比率、城鎮(zhèn)登記失業(yè)率、各市鎮(zhèn)單位從業(yè)人員平均工資，它們主要反映的是城市經濟發(fā)展水平、居民生活條件及就業(yè)狀況的信息；居住條件包括：市區(qū)人口密度、城鎮(zhèn)人均居住面積、人均日生活用水量、燃氣普及率、城鎮(zhèn)用水普及率，它們主要反映居民生活的舒適與便利程度；基礎設施包括：人均城市道路面積、每萬人擁有公共車輛、每萬人擁有醫(yī)療床位數、每萬人擁有醫(yī)療技術人員數、每百人公共圖書館藏書，這些指標反映了與居民生活息息相關的城市道路、交通、醫(yī)療、文化設施狀況；生態(tài)環(huán)境包括：單位GDP能耗、城市污水處理率、生活垃圾無害化處理率、人均公園綠地面積、建成區(qū)綠化覆蓋率、環(huán)境空氣累計達標率、地表水質達標率，它們反映了城市能源利用效率、環(huán)境治理能力和生態(tài)環(huán)境質量。

2.2 評價指標權重確定

根據熵值法計算公式[14-17]計算得到各指標權重(表1)。由表1可知，從各系統(tǒng)層上看，城市人居環(huán)境的影響因素從大到小依次為社會經濟、基礎設施、居住條件和生態(tài)環(huán)境，其權重分別為0.30、0.26、0.23和0.21，說明城市社會經濟發(fā)展水平依然是影響城市人居環(huán)境的主要因素。從各個單項指標上看，城鎮(zhèn)人均居住面積、每百人公共圖書館藏書權重較大，均為0.09；其次為每萬人擁有公共車輛，指標權重為0.08；此外人均GDP、城鎮(zhèn)登記失業(yè)率、各市鎮(zhèn)單位從業(yè)人員平均工資、市區(qū)人口密度、環(huán)境空氣累計達標率，指標權重也占有較大比重為0.06。這說明城市人居環(huán)境受住房、文化、交通、經濟、就業(yè)、工資水平、人口、空氣質量狀況的影響較大，城市在發(fā)展和制定規(guī)劃過程中應特別注意這些條件的改善，以提高城市人居環(huán)境質量，促進城市健康發(fā)展。

表1 河南省城市人居環(huán)境評價指標體系及指標權重

注：“+”為正指標，指標值越大越好?！?”為負指標，指標值越小越好。

Note："+" means positive index, the bigger index value is the better. "-" means negative index, the smaller index value is the better.

3 河南省各地市城市人居環(huán)境綜合評價

3.1 城市人居環(huán)境綜合指數

采用Max-Min法對原始數據進行標準化處理，同時結合各指標權重，計算得到河南省各地市城市人居環(huán)境綜合指數(表2)。從表2可以看出城市人居環(huán)境綜合指數最大的是濟源市為0.62，其次是鄭州市為0.57，城市人居環(huán)境綜合指數最小的是開封市為0.31。從各系統(tǒng)層上看，社會經濟指數較大的是鄭州市為0.28，最小的為周口市僅為0.05，這主要是因為鄭州是河南省省會，經濟條件較好，而周口市是河南省重要糧食生產基地，經濟條件相對較差，人均GDP、工資水平、居民可支配收入均為河南省最低水平；居住條件指數最大的是周口市為0.21，最小的是鄭州市為0.04，主要因為周口市區(qū)人口密度較小、城市人均居住面積較大，而鄭州市人口較為密集，城市人均居住面積較??；基礎設施指數各地市間相差較大，除鄭州市、三門峽市、濟源市外其余各市均小于0.10，這與這些地區(qū)經濟條件較好，重視基礎設施建設有重要關系；生態(tài)環(huán)境指數最大的是信陽市為0.18，最小的是鄭州市為0.08，主要因為信陽市空氣和水環(huán)境質量較好，人均公園綠地面積較大，而鄭州市人口眾多，人均公園綠地面積較小，空氣質量較差，環(huán)境空氣累計達標率較低。

表2 河南省城市人居環(huán)境評價結果

3.2 河南省城市人居環(huán)境聚類分析

根據以上測算結果，借助SPSS19.0統(tǒng)計軟件，選擇系統(tǒng)聚類方法，采用歐式距離對河南省18個地市之間的相似性進行分析[21]，將河南省城市人居環(huán)境分為4類。由聚類分析的結果可知，鄭州市、濟源市屬于1類，為城市人居環(huán)境1級區(qū)；鶴壁市、三門峽市、平頂山市、焦作市、許昌市、漯河市、信陽市為城市人居環(huán)境2級區(qū)；安陽市、新鄉(xiāng)市、洛陽市、周口市、濮陽市、南陽市為城市人居環(huán)境3級區(qū)；開封市、商丘市、駐馬店市為城市人居環(huán)境4級區(qū)。借助ARCGIS10.0顯示出河南省城市人居環(huán)境分區(qū)空間位置(圖2)，從圖2可以看出人居環(huán)境較好的1級和2級地區(qū)除信陽市外大多分布在北部和中部地區(qū)，而東部和西南部地區(qū)城市人居環(huán)境質量相對較差。

圖1 系統(tǒng)聚類樹形圖

圖2 城市人居環(huán)境分區(qū)圖

3.3 河南省城市人居環(huán)境與城鎮(zhèn)化率對比分析

為了驗證計算結果的準確性，將河南省各地市城鎮(zhèn)化率與城市人居環(huán)境質量指數進行對比分析，如圖3所示。城鎮(zhèn)化率反映的是一個地區(qū)城鎮(zhèn)人口占總人口的比重，城鎮(zhèn)化率越大，居住在城鎮(zhèn)里面的人口就越多。因此，本研究認為城鎮(zhèn)人口越多說明該城市具有較強的吸引人們入城居住的能力，所以城鎮(zhèn)化率的大小可以在一定程度上反映城市人居環(huán)境的質量的高低。從圖3可以看出，河南省各地市城市人居環(huán)境綜合指數曲線走向與各地市城鎮(zhèn)化率趨勢基本一致。因此運用SPSS19.0對兩者進行相關分析，結果顯示在0.01的顯著性水平下，城市人居環(huán)境綜合指數與城鎮(zhèn)化率的相關系數為0.75，呈現出較為明顯的正相關關系。這說明運用熵值法對河南省城市人居環(huán)境進行評價是切實可行的，評價結果具有一定的準確性與合理性。

圖3 城市人居環(huán)境綜合指數與城鎮(zhèn)化率對比圖

4 河南省城市人居環(huán)境分級評述與發(fā)展建議

從河南省城市人居環(huán)境評價結果中可以看出，由于各地市社會經濟條件和環(huán)境狀況的不同，人居環(huán)境呈現出明顯的空間差異。根據各地市城市人居環(huán)境綜合指數的差異，通過系統(tǒng)聚類分析的方法將河南省城市人居環(huán)境狀況分為4個級別，各級別區(qū)域在以后發(fā)展過程中應當根據區(qū)域特點與自身狀況制定相應的發(fā)展規(guī)劃，以促進城市發(fā)展與人居環(huán)境改善相協(xié)調。

1)城市人居環(huán)境1級區(qū)：鄭州市、濟源市。該區(qū)域社會經濟指數和基礎設施指數明顯高于其他地區(qū)，說明該地區(qū)社會經濟較為發(fā)達，基礎設施建設相對完善，這是該區(qū)域的優(yōu)勢所在。該地區(qū)的劣勢主要表現在空氣質量較差，生態(tài)環(huán)境指數相對較低，除此之外鄭州市由于城市人口眾多，人口密度較大，居住條件指數較小，僅為周口市的1/5。因此，該地區(qū)在未來發(fā)展中應調整產業(yè)結構，注重第三產業(yè)的發(fā)展，適當減少勞動密集型、能源密集型產業(yè)，進一步改善居住條件，加強生態(tài)環(huán)境治理。

2)城市人居環(huán)境2級區(qū)：鶴壁市、三門峽市、平頂山市、焦作市、許昌市、漯河市、信陽市。該區(qū)域城市人居環(huán)境綜合指數總體上處于較好水平，除信陽市各指標間差異較大外，其余各市各類指數在河南省均處于中上等水平。該地區(qū)在發(fā)展過程中應緊密結合自身優(yōu)勢，在保證生態(tài)環(huán)境良好的同時努力發(fā)展經濟，加快基礎設施的改善，促進城市人居環(huán)境總體上有所提高。尤其是信陽市，居住條件較好，生態(tài)環(huán)境質量較高，但是社會經濟條件和基礎設施的落后已經成為改善城市人居環(huán)境的制約因素。

3)城市人居環(huán)境3級區(qū)：安陽市、新鄉(xiāng)市、洛陽市、周口市、濮陽市、南陽市。該區(qū)域大都屬于生態(tài)環(huán)境和居住條件較好的區(qū)域。除洛陽市外，該地區(qū)社會經濟發(fā)展和基礎設施建設相對都較差，但是該地區(qū)有著獨特的優(yōu)勢，如安陽市、新鄉(xiāng)市、洛陽市擁有豐富的旅游資源，今后的發(fā)展中必須把握自身優(yōu)勢，完善基礎設施建設，大力發(fā)展服務行業(yè)，建設生態(tài)宜居城市。

4)城市人居環(huán)境4級區(qū)：開封市、商丘市、駐馬店市。該地區(qū)社會經濟、居住條件、基礎設施、生態(tài)環(huán)境均處于落后水平。該地區(qū)有著明顯的區(qū)位優(yōu)勢，開封市、商丘市均位于鐵路交通樞紐，應適當發(fā)展勞動密集型企業(yè)，既減緩經濟發(fā)達地區(qū)人口壓力，又能促進該地區(qū)經濟發(fā)展與基礎設施的完善，進一步縮小與其他地區(qū)的差距。

6 結論

城市人居環(huán)境是一個涉及眾多因素的復雜系統(tǒng)，它不僅包含人們生活的舒適與便利程度及生態(tài)環(huán)境，還應該包括城市就業(yè)水平與質量、工資水平、消費水平等與人們生活密切相關的一些社會經濟因素。本研究在借鑒諸位學者研究的基礎上，構建了包括社會經濟、居住條件、基礎設施和生態(tài)環(huán)境的城市人居環(huán)境評價指標體系，采用熵值法對2012年河南省城市人居環(huán)境進行了定量評價，并采用聚類分析法將河南省城市人居環(huán)境進行分類，得到如下結論。

1)在當前河南省社會發(fā)展的條件下，社會經濟依然是影響城市人居環(huán)境的主要影響因素。城市住房、文化、交通、經濟、就業(yè)、工資水平、人口、空氣質量狀況對城市人居環(huán)境的影響較大，城市在發(fā)展過程中必須注重以上條件的改善，從而提高城市人居環(huán)境質量，進一步推動城鎮(zhèn)化進程。

2)河南省城市人居環(huán)境呈現出明顯的地域差異，城市人居環(huán)境較好的地區(qū)大多分布在北部和中部地區(qū)，東部和西南部地區(qū)城市人居環(huán)境較差，這在某種程度上與這些地區(qū)經濟發(fā)展落后，基礎設施不完善具有重要關系。

3)通過將河南省城市人居環(huán)境綜合指數與城市化率進行對比分析，發(fā)現河南省各地市城鎮(zhèn)化率曲線與城市人居環(huán)境綜合指數曲線走向基本一致，具有較為明顯的正向相關關系，說明運用熵值法對河南省城市人居環(huán)境進行評價是切實可行的，測算結果具有一定的可靠性。

4)河南省城市人居環(huán)境較好的地市基本上屬于經濟發(fā)展較好的地區(qū)，生態(tài)環(huán)境質量較差是這些城市發(fā)展的不利條件；而城市人居環(huán)境較差的地市大都屬于生態(tài)環(huán)境較好，經濟發(fā)展相對較差的地區(qū)。這說明河南省經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境質量不協(xié)調，調整產業(yè)結構，促進各地市優(yōu)勢互補，是今后河南省城鎮(zhèn)化發(fā)展的關鍵。

[1] DOUGLAS H E, SELDEN T M. Stocking the fires? CO2emissions and economic growth[J].Journal of Public Economics, 1995, 57(1):85-101．

[2] RONALD C F, CHRISTOPHER S. Environmental protection versus economic development: a false trade-off?[J].Public Administration Reviews, 2001, 61(3):313-321．

[3] 楊 晶,金 晶,吳泗宗,等.珠三角地區(qū)城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展的動態(tài)耦合分析——以珠海市為例[J].地域研究與開發(fā),2013,32 (5):105-108.

[4] DOXIADIS C A. Ekistics: An introduction to the Science of human settlements [M].Athens: Athens Publishing Center, 1968:12-16．

[5] 吳良鏞.人居環(huán)境科學導論[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2001:34-36．

[6] 陳 浮.城市人居環(huán)境與滿意度評價研究[J].城市規(guī)劃,2000,24 (7): 25-28.

[7] 李雪銘,姜 斌,楊 波.城市人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價研究——以大連市為例[J].中國人口·資源與環(huán)境,2002,13(6):129-131．

[8] 邢蘭芹,曹明明.西安城市人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展趨勢研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2011，25(8):59-63．

[9] 劉耀林,宋學鋒.城市化與生態(tài)環(huán)境耦合模式及判別[J].地理科學,2005,25(4):408-414．

[10]李鵬雁,丁 力.城市人居環(huán)境評價指標及其多元統(tǒng)計分析[J].哈爾濱工業(yè)大學報,2012,44(5):116-119．

[11]河南省統(tǒng)計局．河南省統(tǒng)計年鑒2013[M]．北京：中國統(tǒng)計出版社，2013．

[12]河南省環(huán)境保護廳.河南省2013年環(huán)境質量狀況公告[EB/OL].[2014-02-11].http://www.hnep.gov.cn/tabid/435/InfoID/10249/Default.aspx

[13]侯 文. 對應用主成分法進行綜合評價的探討[J]. 數理統(tǒng)計與管理,2006,25(2):211-214

[14]張軍以,蘇維詞,張鳳太.基于PSR模型的三峽庫區(qū)生態(tài)經濟區(qū)土地生態(tài)安全評價[J].中國環(huán)境科學,2011,31(6):1039-1044．

[15]李雪銘,晉培育.中國城市人居環(huán)境質量特征與時空差異分析[J].地理科學,2012,32(5):521-529．

[16]趙 麗,朱永明,付梅臣.主成份分析法和熵值法在農村居民點集約利用評價中的比較[J].農業(yè)工程學報,2012,28(7):235-242．

[17]鄒 華,徐玢玢,楊 朔.基于熵值法的我國區(qū)域創(chuàng)新能力評價研究[J].科技管理研究,2013,23(12):56-61．

[18]趙 林,韓增林,馬慧強.東北地區(qū)城市人居環(huán)境質量時空變化分析[J].地域研究與開發(fā),2013,32(2):73-78．

[19]冀保程,李雪銘,于天福,等.中等城市人居環(huán)境空間分異研究——以丹東市為例[J].地域研究與開發(fā),2008,27(5):40-44．

[20]熊 鷹,曾光明,董力三,等.城市人居環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展不確定性定量評價——以長沙市為例[J].地理學報,2007,62(4):397-406．

[21]趙榮欽,黃賢金,鐘太洋,等.聚類分析在江蘇沿海地區(qū)土地利用分區(qū)中的應用[J].農業(yè)工程學報,2010,26(6):310-314．

(責任編輯：朱秀英)

Research on qualitative evaluation of urban human settlement environment in Henan

GUO Zionglong1, WANG Decai3, LI Qingsong1,2, SONG Wenbo1, KANG Kai1, MENG Qingxiang1,2

(1.College of Resourse and Environment, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China； 2.Henan Province Colleges and Universities Agricultural Resources and Environmental Engineering Technology Research Center, Zhengzhou 450002, China； 3.College of Forestry, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

The article establishes an evaluation system of urban human settlement environment with four levels, including social economy, living condition, infrastructure and ecological environment, and 24 indicators, then with the method of entropy and clustering analysis, the urban human settlement environment of Henan in 2012 was evaluated quantitatively. The results show that the spatial difference of the urban human settlement environment of Henan is quite notable, the cities with better human settlement environment are basically distributed in the north and middle of Henan, while the cities with worse human settlement environment are basically distributed in the southwest and east of Henan. The evaluation of urban human settlement environment using the method of entropy proved practicable because of the high correlation between the composite index of urban human settlement environment and the level of urbanization of Henan province. Finally, the article put forward the problems for the further development of the cities in consideration of their condition of the urban human settlement environment.

urban human settlement environment; method of entropy; clustering analysis; Henan province

2014-03-25

中國地質調查局項目(12120113007300 )；國家自然科學基金項目( 41201210)

郭子龍(1992-)，男，河南平頂山人，碩士研究生，主要從事土地利用評價方面的研究。

孟慶香(1977-)，女，河南新鄉(xiāng)人，副教授，博士。

1000-2340(2015)03-0389-07

X820.2

A