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附录A 译文
北京人居环境的时空格局及影响因素研究
摘要：人居环境是城市可持续发展的基础，是城市综合竞争力的体现。基于2010-2019年的数据，采用熵值法、全局空间相关法和局部空间相关法，系统地分析了北京人居质量的总体水平和时空格局。特别是，本研究试图利用面板数据模型来揭示影响北京人居质量的因素。结果显示，北京人居环境质量总体呈上升趋势，增长缓慢，2017年以来略有下降。尽管存在明显的空间正相关和稳定的局部空间自相关，但空间差异依然明显，区域相关性有待进一步提高。医疗资源、经济发展、公共服务、治理投资、基础设施与人居环境质量显著正相关，而人口增长与之显著负相关。在此研究基础上，提出具体建议，可供北京及其他城市的人居环境建设及其改善参考。
关键词：人居质量；时空格局；影响因素；北京
1. 简介
人类住区不仅是与人类生存活动密切相关的表面空间，也是经济和社会发展以及居民生活水平的重要体现[1]。随着中国经济的发展和城市化进程的快速推进，环境污染、交通拥堵等 '城市病 '问题突出[2]，对生态安全和环境质量构成严峻挑战[3]。中国拥有庞大的经济总量和人口，在世界发展中发挥着重要作用。中国国内人类住区的剧烈变化，必将对世界的可持续发展产生影响。随着居民对生活质量的追求越来越高，可持续发展已经成为全人类的愿望[4]，人类住区的可持续发展也日益成为各国政府和社会的共同关注点[5]。世界各国领导人在联合国人居三会议上通过的政策文件《新城市议程》，提出了未来20年世界城市发展的方向和目标。中国政府提出，改善居住环境需要三个要素。一是要走可持续发展的道路。二是走新型城镇化道路，促进城乡一体化发展。三是加强国际合作。此外，改善人居环境是中国城市发展的一个重要目标。2015年，中国中央城市工作会议提出，要把创造良好的人居环境作为城市工作的中心目标。中国政府将明显改善人居环境作为 '十四五 '期间（2021-2025）的重要发展任务。
作为中国的首都和国际大都市，北京承担着许多政治、经济、社会和最基本的生活功能。其功能定位和发展起到了示范作用。北京经济的快速发展，生活的多样性迅速增加，活力的快速发展，也造成了严重的 '城市病'。例如，频繁的雾霾天气[6]、城市边缘地区就业和公共服务设施的相对缺乏[7]、建成区的交通拥堵[8]、历史文化保护的缺失[9]等，都阻碍了人类居住区的建设。北京的发展对中国的城市建设起着重要的指导作用，其人类住区的质量是城市可持续发展的基础[10]。改善人居环境是中国城市发展的一个重要目标。在北京召开的2015年中国城市工作会议提出，要把创建优良人居环境作为城市工作的首要目标。
中国 '十四五 '规划将大力改善人居环境作为未来五年发展的重要任务。关于人类住区的研究通常使用地理学、生态学和经济学的理论[11]，以既定的系统和评价模型为索引来评价人类住区[12-16]。尽管现有的研究提供了丰富的见解，但专注于影响人类住区演变的因素和机制的研究却很缺乏。分析城市人居环境质量的时空规律和影响因素，探讨城市人居环境发展规律，对加快城市高质量发展、全面提升城市竞争力将起到指导作用。在此，我们以北京为研究案例，系统地分析了人居环境质量的总体水平和时空格局。特别是，本文试图利用面板数据模型揭示影响北京人居质量的因素。
本文的其余部分组织如下。下一节对有关人类居住的文献进行了回顾。第3节列出了研究区域和数据资源。第四节介绍了本研究拟采用的方法，包括指标体系的构建、指标权重的计算、人居质量的综合评价以及影响因素的面板数据模型。第5节包含了分析结果。第6节为讨论，并对本文进行了总结。
2. 文献回顾
2.1. 人类住区的内涵和研究视角
人类住区的研究起源于城市规划。在20世纪50年代，城市规划师
城市规划师Doxiadis提出了 '人类住区 '的理论，该理论运用了地理学、建筑学、生态学、社会学等学科的研究成果。在人类住区的研究中，多希亚迪斯探索了人类住区的历史演变规律，为人类住区的理论研究奠定了基础[17]。人类住区环境是一个整体概念[18,19]，它是生活质量[20,21]和社会福利[22]的综合体。人类住区不仅关系到居住和生态的可持续发展，也关系到一个城市的经济和社会可持续发展[23]。人类住区的内涵可以分析如下。首先，人类住区的核心是人[24]，也就是说，人类住区必须首先满足人的生活需求
的需求。第二，人类住区在生活和生产活动方面是以自然为基础的[25]。自然环境的适宜性会影响人类的健康[26]。第三，人类与自然互动和联系。虽然人类创造了人类住区，但人类的行为也会受到人类住区的影响[24]。人类住区建设的核心目标是在人与外部环境之间建立可持续的互动关系[27]，实现人类住区的适宜性和可持续性[28]。人类住区质量是对人类住区的适宜性和可持续性的定性或定量描述[29]。高质量的人类住区能够满足人类生产和生活的需要，实现人类与自然的协调发展。
对人类住区的研究主要采用宜居城市[30-32]、景观城市[33]、园林城市[34,35]、生态城市[36,37]等视角，其中大量的研究集中于人类住区的宜居性。宜居性不是一个固有的环境评估[38]，而是一个环境与人之间互动的城市概念[39]。宜居性是人类住区建设的目标[40]。一个宜居的人类住区不仅包括优美、清洁、和谐的自然生态环境，还包括安全、便利、舒适的社会文化环境[25]。经济、自然、社会和文化环境不仅是人类住区宜居的综合要素，也是衡量人类住区质量的要素。
2.2. 影响人类住区的因素
根据相关研究，影响人类住区的因素大致可以分为三个方面：人类活动[41]、气候变化[42]和社会经济[43]。首先，大规模的人类活动是最重要的方面。城市人口聚集导致土地使用的变化，工业化造成的污染问题对人类住区有很大影响[44]。人类活动也会改变区域气候，如城市扩张和城市污染导致的降水减少[45]。此外，土地利用方式，如森林砍伐和农业开发，也会导致土壤侵蚀加速，对周边地区的人类住区造成潜在的环境风险[44]。
全球气候变化对人类住区的影响也是目前研究的重点，包括严重的天气和气候事件，如气温上升[46]、海平面上升[47]、城市洪水[48]和能源短缺[49]。极端天气事件还可能降低水和空气质量[50]，威胁到健康状况和公共卫生，并增强城市热岛效应[42]。
社会和经济发展水平是影响人类住区的一个重要条件。财政支持改善了人类住区[51]，但经济水平的提高也会带来资源消耗和环境污染等问题[43]，对人类住区造成损害。除了人口城市化的挑战[52]，人类住区还受到社会空间不平等的挑战。例如，城市中的空间隔离[53]和阶级分化[54]等社会因素，对人类住区的需求有很大影响。
2.3. 人类住区的研究方法
人类住区的评价主要是对人类住区的发展趋势和特点进行定性描述或定量分析，将人类住区的研究从理论分析提升到实际应用和操作。现有的人类住区评价体系主要可分为两类。一种是基于微观尺度的居民满意度评价[55]。这主要是基于居民的需求，通过问卷调查由居民打分来评价，评价结果侧重于居民的实际感受。另一种是建立指标体系，对社会、经济和其他城市实体要素进行定量评价[56]。后者是目前使用最多的评价方法。评价指标体系的构建主要以社会经济自然系统为框架，以生态环境优越性、经济发展活力、公共服务便利性为系统层[41]。随着经济社会的不断发展，人居环境不断变化，新的指标不断出现[57]，这意味着人居环境的评价指标体系处于动态发展之中。
评价方法的选择是评价过程的重要体现。评价方法和研究数据的发展，促进了人类住区研究主题和视角的多样化。根据现有文献，人类住区评价的研究方法主要包括熵法[58]、分析层次过程[59]、聚类分析[60]、模糊综合评价[61]等。此外，越来越多的研究将GIS[62]应用于人类住区的评价。结合GIS，将空间信息可视化，揭示人类住区的自然形态和区域特征[63]，从而将人类住区研究扩展到空间层面。随着互联网和大数据等技术的快速发展，研究数据趋于多元化[64]。例如，POI数据被广泛应用于人类住区研究领域[65]，实现了向多变量大数据的转化。
3. 研究区域和数据来源
3.1. 研究区域
北京位于中国的北部，总面积为1640平方公里。
北京有16个行政区（图1）。北京的16个区可以分为三种类型：中心城区、平原区和生态保护区。中心城区位于北京的中心，由六个区组成。东城、西城、朝阳、海淀、丰台和石景山。中心城区是政治、文化和商业中心，具有较高的经济活动水平。平原地区由五个区域组成。大兴、房山、通州、昌平和顺义。它是中心区人口和产业疏散的重要区域。生态保护区位于山区，由密云、延庆、门头沟、平谷、怀柔组成，生态环境良好。
图1. 研究区的位置
截至2018年底，北京的总人口为21,536,000。作为中国的首都，北京是全国的政治和文化中心，也是世界著名的古都和现代国际城市。近年来，以疏解非首都功能为目标，北京深入实施整治提升专项行动，城市人居环境得到明显改善。根据美国经济杂志《环球金融》2020年的排名，北京在世界宜居城市中排名第22位。目前正在实施的《北京城市总体规划（2016-2035）》提出要转变城市发展方式，有效控制大城市病，不断提高人居环境质量，建设国际一流的和谐宜居城市。作为一个大城市，其人口、资源、环境之间的矛盾依然突出，市民对美好生活的向往与现有生活环境之间依然存在差距。系统分析北京人居环境质量的时空差异和影响因素，探索北京人居环境的时空演变特征，对加快人居环境的创建具有重要的参考价值，也为其他城市的人居环境治理提供了典型借鉴。
3.2. 数据来源
本研究中使用的数据来自《北京统计年鉴2011-2020》，北京市政府网站，以及相关年度统计公报或政府工作报告。少量的缺失数据是通过线性插值法测算的。
4. 4.方法
4.1. 指数体系的建立
本文以北京市政府提出的 '顶级宜居和谐之都 '城市总体规划指标体系和中国人居环境奖[66]所采用的标准为基础，建立了指标体系。除此之外，我们还参考了相关研究[55-57]并结合北京的特点。根据人类住区的内涵和特点，我们将人类住区分为四个方面：经济环境、居住环境、生态环境、基础设施和公共服务环境（表1）。
表1. 综合评价指标体系及权重
经济环境是人类住区发展的动力，提供资金支持。衡量经济环境的指标包括两个方面：区域经济水平和居民的消费能力[11]。因此，我们选择人均GDP、单位资本固定资产投资、单位资本可支配收入、恩格尔系数等指标来反映经济环境。生活环境是人类住区建设的核心内容[67]。在指标的选择上，我们认为居住环境的质量可以通过居住面积、住宅生活设施、社会治安环境等来反映。因此，我们选择了人均居住面积、生活垃圾无害化处理率、每万人刑事案件立案数等指标来评价居住环境。影响生态环境的因素很多，但最基本的因素包括地形、气候、水文、土地覆盖率等[68]。因此，我们用建成区的绿化覆盖率、PM2.5的年日均值等来表示生态环境。基础设施和公共服务环境是人类居住区的物质保障[69]，居住环境建设的最基本定位是提高居民生活的便利性和质量。因此，我们综合考虑了医疗、文化、教育等公共服务水平，以及基础设施的便利性。
在指标层中，恩格尔系数、登记失业率、城市人口密度、每万人刑事案件立案数、每万人交通事故数、每万元GDP能耗、年均PM2.5、单位资本污水排放量均为负值。
4.2. 熵值法
熵值法作为一种客观的加权方法，可以克服多指标综合评价中主观加权法带来的主观性和随意性[58]，客观系统地反映指标的有效信息值。本文采用熵值法计算指标权重，对北京人居环境质量进行定量评价。其计算公式如下。
假设评价对象的数量为m，评价指标的数量为n，原始指标数据矩阵为X=xij mn ，其中xij为第i个评价对象的第j个指标的原始数据值。采用线性尺度变换方法对原始数据进行标准化处理，消除维度和数量大小对结果的影响。如果指标值越大，对系统的发展越有利；如果是正指标，则采用公式（1）进行标准化。如果数值较小，更有利于系统的发展，则该指标为负指数，用公式（2）进行标准化。
对于一个正指数。
对于一个负指数。
在这个公式中，xij是原始数据，Mj是第j个指标的最大值，mj是第j个指标的最小值。熵的计算。指数熵值的计算公式如下。
在这个公式中，Pij是第j个指数在第i个评价对象中的特征比例。Pij的计算方法如下。
计算出该指标的权重。
建立人居环境质量综合评价模型。根据各指标的权重计算出各指标的评价值：Fij=wjtimes;x0ij。北京人居环境质量的综合评价指标模型如下。
4.3. 空间关联性分析
4.3.1. 全局空间自相关
全局空间自相关分析可以反映研究对象的属性值在整个区
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