城市综合承载力研究

姜豪++陈灿平

摘要：采用熵值法从自然资源、社会经济和生态环境的综合性维度，对成都2008～2014年的城市综合承载力进行动态分析，揭示成都的发展短板，进而分析成都城市综合承载力与城市发展间是否存在协调的、良性的关系。研究结果表明：社会经济对成都城市综合承载力具有较大的贡献，但第三产业和城市交通是其主要限制因素；生态环境是决定成都城市综合承载力的必要因素，空气质量和绿化环境是其重要短板；自然资源对成都城市综合承载力的影响已经较小。

关键词：城市综合承载力；评价指标体系；熵值法；成都

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.12.13

中图分类号：F127；F290 文献标识码：A 文章编号：1001-8409（2016）12-0059-04

Study on Urban Comprehensive Carrying Capacity

——A Case of Chengdu

JIANG Hao， CHEN Canping

（School of Economics， Southwestern University for Nationalities， Chengdu 610041）

Abstract： This paper dynamically analyzes the urban comprehensive carrying capacity of Chengdu and reveals the short board of the development of Chengdu from 2008 to 2014 through the comprehensive dimension of natural resources， socialeconomic and ecological environment. And then， it analyzes whether there is a harmonious and healthy relationship between the urban comprehensive carrying capacity of Chengdu and the urban development. Results show that， socialeconomy has a large contribution to the urban comprehensive carrying capacity of Chengdu， the third industry and urban traffic are the main limiting factors. Ecological environment is the essential factor in determining the urban comprehensive carrying capacity of Chengdu， air quality and green environment is the important short board. And the natural resources have exerted a small influence on urban comprehensive carrying capacity.

Key words：urban comprehensive carrying capacity； indicators system of evaluation； entropy method； Chengdu

2015年12月4日，国务院批复《成都城市总体规划（2011～2020年）》，要求要合理控制城市规模，到2020年中心城区常住人口控制在620万人以内。罗马俱乐部的Donella Meadows在其《增长的极限》一书中指出，承载能力就是极限，任何超出其承载能力的人口增长都是不可持续的[1]。城市是人类文明的主要组成部分，也是社会经济发展最重要的载体。但随着城市化进程的不断加快，城市面临着人口膨胀、交通拥堵、生态环境破坏等问题。所以，当前亟待研究的课题是城市的发展将如何适应城市有限的综合承载能力。

城市综合承载力是城市可持续发展的重要组成部分，对城市发展具有重要的理论意义和现实意义。马克思就曾指出，“人是自然界的一部分，社会化的人联合起来的生产者，将合理调节它们与自然之间的物质变换，把它置于它们的共同控制之下，而不能让它作为盲目的力量来统治自己[2]。”建立自然资源、社会经济和生态环境相协调的发展体系，是我们从必然王国走向自然王国的必然选择，也是实现可持续发展的前提条件。基于此，本文将借鉴国内外学者的研究成果，应用熵值法的客观赋权方法，从自然资源、社会经济和生态环境的综合性维度对成都2008～2014年的城市综合承载力进行分析，并试图获取城市综合承载力和城市发展之间的关系，进而探讨提高成都城市综合承载力的针对性建议，以期促进成都的可持续发展。

1文献述评

承载力的概念最早来源于建筑工程学领域，即地基承载力。随着人口膨胀、生态环境破坏、资源短缺等现象的日益加剧，学者们认识到满足人类可持续发展所需的各种资源是有一定限度的，因而承载力也逐渐被应用到其他领域的研究。Malthus在《人口论》中指出，人类不能无限制地增长，在人口学领域提出承载力[3]。随着生态环境问题日益恶化，Park和Burgess在生态学领域提出承载力，并首次提出生态承载力的概念[4]。之后，在人口急剧增加，耕地不断减少的背景下，土地承载力也呼之欲出。William Vogt在《生存之路》一书中最早提出土地承载力的概念[5]。与此同时，随着资源短缺不断加剧，承载力被应用到以水资源、能源、森林、矿产等自然资源为代表的资源承载力，并取得了长足的发展。

迄今为止，国内外学者对承载力进行了大量的研究。从研究内容来看，大多数学者就某个单一领域来研究承载力问题，M Wackernag等、高吉喜对生态承载力进行了研究，陈念平、孙钰等对土地承载力进行了分析[6～9]，Rijsberman等、漆良华等从水资源的角度研究了水资源承载力[10，11]。除此之外，还有能源承载力、森林承载力、矿产资源承载力等。而少数学者，如孔凡文等、付金存等涉及区域资源、环境的多种要素进行综合考量，研究区域承载力和城市综合承载力[12，13]。从研究对象来看，一些学者研究的是特定行业的承载力，尤其是旅游业和交通业，刘玲、李偲分别对黄山景区和喀纳斯景区的旅游承载力进行了研究[14，15]，詹歆晔等、王爱苹等则研究了城市交通承载力[16，17]，多数学者研究的是特定地区的承载力，王景福等、刘保强等分别对涪江流域和滇池流域的生态承载力进行了研究[18，19]，彭璇等分析了京津冀的能源承载力[20]，而关于成都的承载力研究较少，主要集中在水资源承载力和土地承载力。

综观大量承载力研究成果，承载力一直是相关学科的研究热点，并上升到关系人类生存和未来命运的高度。但纵观现有文献，承载力研究仍存在以下几点不足：首先，大多数学者对承载力的研究是基于封闭型区域之上，缺少开放视角。但多数区域是一个开放型区域，可以充分利用区域内外的一切自然资源，这使得自然资源对城市综合承载力的影响已经较小。其次，大部分学者对承载力的研究主要集中在某个单一要素，很少将区域资源和社会环境综合起来研究区域综合承载力。最后，在现有的区域综合承载力研究中，对自然资源的关注较多，而对社会经济的关注较少；对静态承载力的分析较多，而对动态承载力的分析较少。如吕斌认为综合承载力需要强调基于粮食安全的土地承载力、基于生态环境安全的环境承载力和就业岗位的承载力[21]，干靓等认为当前的承载力研究很少涉及承载力的动态特性[22]。

本文认为，承载力是一个动态概念，总是随着水、土地等自然因素和经济水平、交通、就业等社会经济因素以及大气、绿化等生态环境因素的变化而变化。而且，随着城市面积和人口的不断膨胀，城市公共安全的风险也不断上升，成为影响城市综合承载力的重要因素，但目前的综合承载力评价指标很少考虑城市公共安全。基于此，本文将在充分考虑区域开放性和社会经济重要性的基础上，构建城市综合承载力评价指标体系，对成都市近7年的综合承载力进行动态研究。

2评价方法

21研究对象的空间界定

早期意义上的城市是“城”与“市”的组合。“城”是用城墙围起来的区域，主要体现政治和军事意义，“市”则是进行物品交易的场所，主要体现经济意义。而现代意义上的城市是以非农业产业和非农业人口集聚为主要特征的区域，本质上是政治、经济和文化的中心。

成都是15个副省级城市之一，是西部地区重要的中心城市。从2008～2014年，成都的人口总量增加8574万人，GDP增加61556亿元，建成区面积增加17645平方千米，7年间实现了巨大的飞跃与发展。截至2014年末，成都常住人口达1365万人，占四川省和西部地区的1677%和39%；GDP超过1万亿元，占四川省和西部地区的3524%和728%。

22城市综合承载力评价指标体系

城市综合承载力是自然资源系统、社会经济系统以及生态环境系统共同作用的结果，是对涉及城市资源和环境的多种要素的综合考量。因此，城市综合承载力评价指标几乎涉及生产和生活的各个方面。为了构建的模型既能准确反映城市综合承载力的实际状况又具有可操作性，评价指标的选取应遵循以下原则：科学性与规范性原则、动态性与稳定性原则、简明性和可比性原则。本文在传统的自然资源维度和生态环境维度之外加入了社会经济维度，构成了自然、社会经济和生态环境相结合的城市综合承载力评价指标体系（见表1）。

自然资源维度主要是指与自然资源有关的要素，显示城市发展中能够获得的物质保障和硬件支撑。对于开放型区域，自然资源的流动性使得它对城市发展的限制作用已经较小，但它依然是决定城市资源禀赋的基本因素，也是决定城市综合承载力的基本因素。因此，本文选取与人类和城市发展息息相关的水资源、能源和土地资源的利用状况来考虑自然资源承载力，包括人均日用水量、单位GDP耗水、人均能源消费量、单位GDP能耗和人均耕地面积等指标。

社会经济维度主要是指与社会经济有关的要素，显示城市发展中能够获得的精神保障和软件支撑。随着社会经济的不断发展，它对城市综合承载力的贡献也越来越大。考虑到城市对人类生产和生活的各种承载，从经济、交通、教育、医疗、公共安全、人力和社会保障的角度来研究社会经济承载力。其中，选取的经济类指标有人均GDP、第三产业占比、人均可支配收入和全社会劳动生产率；交通类指标有每万人拥有公共汽车数和人均城市道路面积；教育类指标有教育支出占比和每万人拥有中小学教师数；医疗类指标有卫生支出占比和每万人拥有病床数；公共安全类指标采用城市公共安全支出占比；人力和社会保障类指标有就业人数比重、人口自然增长率、人口密度、社会保障和就业支出占比等。

生态环境维度主要是指与生态环境有关的要素，显示城市所处生态环境的可持续性。生态环境是由生态系统组成的环境，是关系社会经济可持续发展的复合生态系统，也是影响城市综合承载力的必要因素。考虑到其他学者的研究和国家生态园林城市的相关标准，本文从与城市密切相关的水环境、空气环境和绿化环境来评估生态环境承载力，包括城市污水处理率、全年空气质量优良天率、城市绿化覆盖率和人均公园绿地面积等指标。

23研究方法

本文对成都城市综合承载力的评价步骤是：构建评价指标体系、确定指标权重、计算综合承载力、分析成都市城市综合承载力。在指标权重的确定上，本文采用较为常用的客观赋权法中的熵值法。城市综合承载力评价的主要步骤如下：

（1）选定评价指标Xij（i=1，2，…m； j=1，2，…n）表示第i年第j项指标值；

（2）评价指标数据的标准化处理：为了消除量纲和指标正负取向的差异，本文选择最为常用的Zscore标准化方法；

（3）确定各项指标的权重（wj）：

wj=（1-ej）∑nj=1（1-ej）（1）

（4）计算综合承载力值（Ci）：

Ci=∑nj=1X′ij·wj（2）

上式中，ej为信息熵，X′ij表示标准化处理后的数据，m为年份，n为指标个数。

24数据来源

本文的数据主要来源于2008～2014年的《成都市国民经济和社会发展统计公报》《四川省统计年鉴》和《成都市统计年鉴》。其中，单位GDP耗水、人均能源消费量、人均耕地面积、每万人拥有中小学教师数和各项财政支出占比等指标没有直接数据来源，则通过相关数据计算得出。

3结果分析

根据评价方法，首先使用SPSS软件对成都市2008～2014年的评价指标数据进行标准化处理，然后使用熵值法确定各项指标的权重，最后利用多目标线性加权函数算出各维度承载力值和综合承载力值（见表2）。

31成都市承载力评价结果的维度分析

综合来看，成都城市综合承载力不是一味的上升或下降，而是呈振荡式的上升。由表2可以看出，2008年达到较高的承载力值2364，之后呈现递减的趋势，到2011年达到较低的承载力值1325，然后不断递增。根据图1可以看出，综合承载力和社会经济维度、生态环境维度、自然资源维度的变动是高度相关的，尤其是社会经济维度。

从社会经济维度来看，其与成都城市综合承载力的变动高度相关，是决定城市综合承载力的主要因素。从具体的指标来看，第三产业占比的权重是所有指标权重中最高的，较高的还有人均城市道路面积、社会保障和就业支出占比、教育支出占比和就业人数比重等，这也符合经验和事实。第三产业的发展水平是决定城市综合承载力的主要因素，而城市交通、社会保障、就业和教育关乎城市中的每一个人，是影响城市综合承载力的重要因素。

从生态环境维度来看，其承载力值高于自然资源承载力值，对综合承载力的贡献也不断加大，是社会经济发展的重要载体，也是决定城市综合承载力的必要因素。从具体的指标来看，全年空气质量优良天率、城市绿化覆盖率和人均公园绿地面积等指标都占有较高的权重。随着社会经济的发展和人口素质的提高，我们对生态环境的要求也越来越高，尤其是空气环境和绿化环境，这直接关系到我们的身体健康和生活质量。

从自然资源维度来看，其对城市发展的限制作用较小，但它仍是决定城市综合承载力的基本因素。从具体的指标来看，单位GDP耗水和单位GDP能耗占有相对较高的指标权重，这说明水资源利用效率和能源利用效率是关系城市综合承载力的重要因素。

32成都市承载力的动态分析

从动态的角度来看，成都城市综合承载力从2008～2014年呈现出先递减后递增的振荡（见图2），其原因是多方面的。

从自然资源层面来看，单位GDP耗水可以反映水资源的利用效率，降低耗水量能推动城市水资源的可持续，但成都市2011年和2014年的单位GDP耗水同比上年没有下降反而上升，尤其是2011年的水资源利用效率下降了618%；单位GDP能耗能够反映能源的开发利用效率，降低能耗关乎到国家安全和能源的可持续，但成都市2014年的单位GDP能耗同比上年有所上升，能源利用效率下降205%；另一个不容忽视的指标是人均耕地面积，成都市的耕地面积7年间累计减少204千公顷，累计同比减少602%，而人均耕地面积累计减少3818平方米，累计同比减少1267%。这些都关系到成都的自然资源承载力，也是政府和学者值得关注的地方。

从社会经济层面来看，促进第三产业的发展是经济结构转型和产业结构调整的必然选择，第三产业占比是决定综合承载力的主要因素，但成都市2011年到2012年的第三产业占比连续下降，尤其2014年第三产业占比仅为516%，略微高于全国平均水平的481%；人均城市道路面积是城市交通承载力的主要参考指标，但成都市近7年的人均城市道路面积一直呈“波浪形”趋势，特别是2014年的人均城市道路面积为1478平方米，比2012年下降146平方米，下降了899%。就公共财政支出来看，社保和就业支出占比、教育支出占比和城市公共安全支出占比关系到城市的可持续发展，但成都市2008～2010年的社保和就业支出占比是不断递减的，而成都市近7年的公共安全支出占比大体是逐年下降的，尤其成都市7年间教育支出占比呈“波浪形”趋势，最高达到1994%，最低仅为1538%。这些都是影响成都市社会经济承载力的主要因素，也是提高综合承载力的突破口。

从生态环境层面来看，空气质量和绿化环境是决定生态环境承载力的主要因素。就空气质量来看，成都市近7年的空气质量优良天率呈“波浪形”振荡，最高达到802%，最低为608%，而2014年仅为611%；就绿化环境来看，成都市2014年的城市绿化覆盖率仅为3586%，同比下降1073%。这些都是成都城市发展的短板，给成都市的生态环境维度承载力和综合承载力带来较大影响。

33成都城市综合承载力与城市发展间的关系分析

总体而言，城市综合承载力与城市发展间应保持协调的、良性的关系，城市才能可持续地发展下去。本文认为，城市综合承载力和城市发展之间存在四种可能关系（见图3）。第一种是连续增长型（见图3a），即城市发展水平和城市综合承载力不中断地共同增长并不断趋近，城市综合承载力高于城市发展水平但城市发展水平比城市综合承载力的增长更快。第二种是S形趋近均衡型（见图3b），即城市发展水平在城市综合承载力之下以逻辑斯蒂增长或S形增长来渐进地实现某种均衡。这两种都是不可持续的，因为城市发展水平已经处于城市综合承载力的极限之上。

城市综合承载力与城市发展间的第三种可能关系是超越与振荡型（见图3c），即城市发展水平超越其综合承载力而没有发生严重和持久的破坏。在这种情形下，城市发展水平将围绕城市综合承载力振荡，而城市综合承载力则不断提高使得城市发展水平回到综合承载力之下。第四种是超越与崩溃型（见图3d），即城市发展水平超越其综合承载力，并对城市发展的基础形成严重和持久的破坏，最终引起城市发展的崩溃。因而，超越与振荡型是城市综合承载力与城市发展间的最佳关系，这就需要各种努力使城市发展水平回到城市综合承载力之下。

对比成都市近7年的城市综合承载力可以看出，成都城市综合承载力的动态演化（见图2）较符合超越与振荡型，即城市发展水平一度超越其承载能力，但没有导致严重和持久的破坏，之后城市综合承载力不断提高使得城市发展水平回到综合承载力之下。当然，这是需要政府和全社会共同努力来实现的。

4结语

研究结果表明，应努力提高城市综合承载力，使城市发展水平在城市综合承载力之下，构建两者之间的最佳关系。基于此，本文提出以下针对性建议：第一，重视城市综合承载力的动态研究，重点关注城市的经济承载力、公共产品和公共服务承载力以及生态环境承载力，根据城市综合承载力的表现科学制定政策；第二，社会经济方面，促进产业结构优化升级，发展第三产业，改善城市交通状况，优化财政支出结构；第三，生态环境方面，重点关注大气污染，提高全年空气质量优良天率，改善城市绿化环境，践行生态文明建设；第四，自然资源方面，提高水资源和能源的利用效率，坚守耕地红线并坚持最严保护制度。总之，以“自然—社会—生态”相协调的综合承载力体系为基础，根据成都市的实际情况，通过各种努力提高成都市的城市综合承载力，促进成都市的可持续发展。

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（责任编辑：李镜）