宁夏城市人居环境质量评价及空间格局研究

任凯丽　朱志玲　受梦婷（宁夏大学资源环境学院，宁夏银川75002）



宁夏城市人居环境质量评价及空间格局研究

任凯丽朱志玲受梦婷
（宁夏大学资源环境学院，宁夏银川75002）

文章以宁夏19县区为基本研究单元，从经济发展水平、居民生活质量、公共基础设施指标、生态环境四个方面构建城市人居环境评价指标体系，基于GIS和主成分分析方法对宁夏城市人居环境质量进行评价并探讨其空间格局特征。结果显示：宁夏城市人居环境质量空间差异明显，整体呈现“北高南低”的不均衡态势；经济环境是影响城市人居环境质量的首要因素，社会环境、城市服务环境与生态环境对城市人居环境质量具有重要影响。根据城市人居环境质量综合评价结果，将研究区划分为四大类型区。

人居环境质量；空间格局；主成分分析法；宁夏

一、引言

人居环境是人类赖以生存和发展的活动空间，是生存行为中利用与改造自然的主要场所［1］。近年来，随着中国经济的快速发展，城市化进程的不断推进，居民对人居环境质量的要求也越来越高。《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》中，突出强调以人为本，注重城镇化质量的提升，党的十八大报告中也明确提出要促进生活空间宜居适度。建立在可持续发展基础上的人居环境质量提升，作为国家宏观政策调整的重点，既是城市化建设的重要内容［2］，也是衡量城镇化质量的一个重要依据［3］，受到学术界的广泛关注。

对于人居环境研究始于20世纪50年代，道萨迪亚斯的“人类聚居学”［4］、霍华德的“田园城市理论”、沙里宁的“有机疏散理论”，都是早期研究人居环境的典范。20世纪80年代以来，中国学者对人居环境开展了较为广泛的研究。从理论研究来看，吴良镛创立的人居环境科学及其理论框架，提出了以人为核心的人居环境建设原则［5］；钱学森提出“山水城市理论”，建立人工环境与自然环境相融合的人类聚居环境，都为此后人居环境的发展提供了理论基础。从研究空间尺度来看，对城市、社区、村落、流域等小尺度研究较多［6-10］，而对人居环境的宏观空间格局特征讨论较少［11］。从研究方向来看，多侧重于人居环境的容量［12］，适宜性［13］，满意度［14］，以及人居环境与经济的耦合关系等方面［15］［16］。从研究方法来看：定性与定量方法相结合，各种数理分析和空间模型的构建方法应用广泛［17］，研究方法趋于多样化。

宁夏作为丝绸之路经济带的重要战略支点，未来的发展充满机遇。全面提升人居环境质量既是促进人地协调，提升区域可持续发展能力的重要保障，同时也是更好融入“一带一路”的战略选择。近年来，随着中南部百万人口扶贫攻坚战略的实施和山区大县城建设的快速推进，素有“贫瘠甲天下”之称的南部山区人居环境大为改善。在统筹城乡区域发展，不断优化国土空间格局的新时期，对人居环境的质量也需要重新审视。基于此，本研究以宁夏19区县为基本研究单元，选取2013年数据，构建宁夏城市人居环境质量评价指标体系，采用主成分分析方法，以方差贡献率为系数建立评价模型。借助SPSS19.0、ArcGIS软件，对宁夏城市人居环境质量进行评价并探讨其空间格局特征及影响因素，以期为宁夏各区域制定合理的城市人居环境保障措施，构筑西部生态宜居示范区，提供科学依据。

二、研究区概况

宁夏是我国五大自治区之一，位于中国西北地区东部，黄河上游地区，北纬35°14′-39°23′，东经104°17′-107°39′之间，总面积5.19万平方千米，现辖银川市，石嘴山市、吴忠市、固原市、中卫等五个地级市，永宁、贺兰、灵武，平罗等19个区县。宁夏地处农牧交错带，半湿润向半干旱和干旱过渡地区，属典型的大陆性半湿润半干旱气候，年均气温5℃-9℃，具有太阳辐射强，昼夜温差大，南寒北暖等特点。宁夏地势南高北低，自然地理环境南北差异大，主要分为资源禀赋优越、经济发展基础较好的北部沿黄灌区，气候恶劣、多风沙天气的中部干旱带和生态环境脆弱、水土流失严重的南部黄土丘陵沟壑区三部分。截至2013年，全区总人口654.194万人。其中，乡村人口313.918万，城镇人口340.276万，城镇化率为52%。

三、研究方法与数据来源

（一）指标体系及其说明

城市人居环境是一个综合复杂的系统，指标体系的构建既要系统全面地反映城市人居环境状态，又要突出城市人居环境本质属［5］。目前，对于城市人居环境的评价，学术界尚未形成一个统一的指标体系，朱鹏基于人的“需求层次”理论，从5个需求层次角度出发，构建了评价城市宜居性指标体系［18］；叶长盛从城市生态环境、居住条件，公共服务基础设施和城市的可持续性4个角度构建城市人居环境可持续发展评价指标体系［19］。本文立足于宁夏城市人居环境的实际情况，结合指标选取的科学性，可操作性，整体性等原则，在参考相关研究成果的基础上，依据中国人居环境奖的定量参考标准，主要选取了经济发展、居民生活质量、公共基础设施、生态环境4个一级指标，包含14个二级指标，构建宁夏城市人居环境质量评价指标体系（见表1）。

（二）研究方法

主成分分析法是多元统计分析方法的一种，主要是利用降维将多个指标简化成几个综合指标成为主成分，且各主成分之间互不相关，很好地避免了原始指标的重复性。指标的减少使研究问题得到简化，从而更容易抓住主要矛盾，揭示事物内部变量之间的规律性。

表1　宁夏城市人居环境质量评价指标体系

（三）数据来源及处理

本文数据来源于2014年《宁夏统计年鉴》以及宁夏各县区国民经济与社会发展统计公报，数据来源较为统一。空间分析单元包括宁夏19个县区，行政边界数据来源于宁夏回族自治区地图集经扫描后的矢量化地图。运用极差标准化方法对原始数据进行了处理，以消除不同量纲对计算结果的影响。采用主成分分析法，运用SPSS19.0、GIS软件对宁夏城市人居环境质量及空间格局进行综合评价。

四、研究结果与分析

（一）主成分特征分析

为了判断提取的主成分与原始变量间的关系，利用SPSS做主成分分析，从相关系数矩阵中可以看出，主成分与原始变量间存在较大的相关性，提取出的主成分具有代表性。按照累计贡献率大于85%的提取原则，共提取4个主成分，得到各主成分的特征值和相应的方差贡献率（见表2），前4个因子的累计贡献率达到88.897%，保留这四个因子能够概括绝大部分信息。用4个主成分来代替原来的14个原始变量，大大降低原始数据的复杂性，达到降维的目的。

表2　主成分的特征值和贡献率

通过对4个主成分的载荷系数矩阵（见表3）进行分析，可以发现第一主成分中人均社会消费品零售额、人均居民可支配收入、人均GDP、社会固定资产投资额、第三产业产值比重等指标载荷量绝对值较大，主要反映了城市人居环境中的经济环境。方差贡献率为62.686%，是影响城市人居环境质量的最重要因素。第二主成分中市区人口密度、万人拥有医疗卫生人员数、人均道路面积、性别比等指标载荷量绝对值较大，主要反映的是城市人居环境中的社会环境。第三主成分中用水普及率、建成区绿化覆盖率、燃气普及率等指标载荷量绝对值较大，主要反映城市人居环境中的城市服务环境。第四主成分中人均绿地面积、生活垃圾处理率载荷量绝对值较大，反映的是城市人居环境中的生态环境。

（二）城市人居环境质量评价模型

运用综合评价法对宁夏城市人居环境质量进行计算，指数越大，城市人居环境质量越好，反之则越差。以4个主成分的方差贡献率为系数建立宁夏城市人居环境质量评价模型：

表3　主成分载荷矩阵

式中：F1、F2、F3、F4分别为各主成分的得分，P1i、P2i、P3i、P4i分别为指标i在1，2，3，4主成分上的载荷系数，F为各区县的城市人居环境质量综合得分。将标准化之后的数据代入式（1-5），得到宁夏城市人居环境综合质量得分及其排名（见表4）。

从经济环境来看，银川市、石嘴山市质量最高，盐池县最低。这主要是因为银川市和石嘴山市，作为宁夏的中心城市和重要的工业城市，经济发展基础好，居民生活富裕，而地处农牧交错带的盐池县，生态环境脆弱，工业发展能力差，经济发展缓慢。从社会环境来看，灵武市质量最高，原州区质量最差。灵武市作为宁夏工业发展的核心区域，宁东能源化工基地的所在地，交通便利，各项基础设施配套完善。而原州区作为宁夏南部的中心城市，城镇化的快速推进，导致人口大量快速集聚，基础设施，社会服务能力需进一步加强。从城市服务环境来看，红寺堡区质量最高，海原县质量最差。红寺堡区为宁夏最大的生态移民区，在移民搬迁过程中，政府深入贯彻“搬得出，稳得住”的方针，积极完善基础设施。海原县由于经济发展水平的制约，地方财政收入很难满足各项社会服务建设的需要。从生态环境来看，隆德、彭阳等南部山区质量最好，同心县质量最差。隆德、彭阳等六盘山地区，随着退耕还林还草工程的不断推进，生态环境大为改善，是国家重点的生态功能区。而同心县、中宁县等中部干旱带地区，气候恶劣，生态环境治理难度大。

从城市人居环境综合得分来看，首府城市银川市和石嘴山市城市人居环境最好，海原、彭阳等南部山区城市人居环境质量最差。城市人居环境综合质量与经济环境格局具有高度重合性［11］，经济发展水平高的地区，城市的人居环境质量也相对较高，但并不完全一致。

（三）宁夏城市人居环境的空间分异研究

为了更好地反映宁夏各区县城市人居环境质量的空间差异，运用ArcGIS软件，选用自然断裂法，根据城市人居环境质量的综合得分由大到小，将研究区划分为四大类型区：I类型区，II类型区，III类型区，IV类型区（见图1）。

图1　宁夏城市人居环境质量空间分级

表4　城市人居环境质量得分

由图1可知，宁夏城市人居环境质量南北差异显著，具有明显的集聚特征。北部沿黄城市人居环境质量整体较高，以I类型区，II类型区，III类型区为主。而宁夏中南部市县，除原州区为II类型区，同心县为III类型区以外，其余县区皆为IV类型区，城市人居环境质量整体偏低。从整体来看，IV类型区所占比例最大，包含7个县区，III类型区包含5个县区，II类型区包括5个县区，而城市人居环境质量最好的I类型区只有银川市和石嘴山市。

五、结论与讨论

宁夏城市人居环境质量空间差异明显，与经济环境格局基本一致。宁夏19区县中城市人居环境质量最好的是银川市和石嘴山市，最差的是海原县和彭阳县。城市人居环境空间分异突出表现为“北高南低”的不均衡态势，北部沿黄灌区城市人居环境质量明显高于中部干旱带和南部黄土丘陵地区。

通过主成分分析，提取了经济环境、社会环境、城市服务环境，生态环境四个主成分，由各主成分的贡献率可以看出，经济环境对城市人居环境质量的影响最大，其次是社会环境，城市服务环境与生态环境的影响相对较小。但就不同县区而言，影响城市人居环境质量的因素又各有差异。

根据城市人居环境质量的综合得分，由大到小将研究区域划分为四个类型区。I类型区包括银川市、石嘴山市；II类型区包括平罗县、利通区、沙坡头区、青铜峡市、原州区；III类型区包括永宁县、贺兰县、灵武市、中宁县、同心县；IV类型区包括盐池县、红寺堡区、海原县、西吉县、隆德县、泾源县、彭阳县。其中IV类型区所占比例最大，I类型区所占比例最小。

由于人居环境本身的复杂性和多变性，本文只是从空间上对宁夏城市人居环境质量进行了分析，而未进行时间序列上的对比研究。

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（责任编辑：管仲）

国家自然科学基金资助项目（41161078）。

任凯丽（1991-），女，山东淄博人，硕士研究生，研究方向：城市与区域发展规划；通讯作者：朱志玲（1969-），女，宁夏银川人，教授，研究生导师，研究方向：城市与区域发展规划。