区域协同下京津冀城市群城市综合承载力评价

王振坡，朱 丹，王丽艳

(天津城建大学 a.经济与管理学院；b.京津冀协同发展研究中心，天津 300384)

一、问题提出

京津冀协同发展是重大的国家战略，其核心是有序疏解首都非核心功能，要在京津冀交通一体化、生态环境保护、产业升级转移等重点领域率先取得突破。目前，三地城市群各城市间交通、环境、资源、人口、基础设施等方面差距较大，在区域协同发展过程中城市群内城市综合承载能力面临巨大挑战。面对上述问题，三地必须协调一致、相互配合，以提高三地综合承载力为目标，促进区域协同发展。因此，研判并优化城市群城市综合承载力对于促进京津冀城市群协同发展具有重要意义。

国外承载力研究始于马尔萨斯(Malthus，1992)，其《人口原理》一书中提出了人口承载力的基本概念[1]，此后，有学者对生态学的“承载力”概念、“土地承载力”、城市发展规划或管理中的“城市承载能力”进行深入研究[2-5]。国内学者对于城市承载力的研究可分为理论及实证两部分。理论方面，付金存(2014)引入“压力-状态-相应”(PSR)分析框架构建指标体系[4]。实证方面，学者们对于城市单因素承载力评价研究较多，例如从区域交通、城市交通、公共交通和交通资源环境四个方面构建交通综合承载力指标评价体系[7]；从土地人口、土地经济、土地建设规模、土地生态四个方面构建土地综合承载力指标评价体系[6]；从水资源子系统、社会子系统、经济子系统及生态子系统构建水资源承载力指标评价体系[7]。对于城市综合承载力的测算，多用层次分析法[8]、熵值法[9]、状态空间法[10]、系统动力学模型[11]、时序全局因子分析法[12]、改进熵值法[13]、均方差分析法[14]、秩和比方法[15]等。对京津冀城市群承载力的研究围绕交通承载力[16]、土地资源承载力[17]、资源环境承载力[18]、能源承载力[19]和综合承载力[20]等方面。

综上所述，城市综合承载力的评价指标体系、评判方法的相关研究已较为丰富。本文以京津冀城市群为研究对象，从人口、环境、资源、经济、交通、科教6方面构建城市综合承载力评价指标体系，对京津冀城市群内13个地级及以上城市综合承载力进行科学评价并比较分析，基于此为京津冀城市群协调发展提供理论依据。

二、城市群城市综合承载力理论框架分析

基于协同理论剖析城市群城市综合承载力演化动力机制，在此基础上厘清城市群城市综合承载力系统构成，并根据区域协同下京津冀城市群各城市定位及分工，对其城市综合承载力进行思考，引导京津冀三地基于各自比较优势协调发展。

图1 城市群城市综合承载力演化动力分析

(一)基于协同理论的城市群城市综合承载力演化动力分析

协同理论由哈肯(Hanken，1976)首次提出，其核心内容是一个系统从无序状态向有序状态演化的动力来源于一种协同力，这种协同力推动系统趋于多维度有序状态[21]。如图1所示，城市群内的各城市综合承载力的演化动力主要来自竞争和协同，其中竞争包括城市群内各子系统之间的竞争，如资源、环境、人口、经济、交通及科教等子系统，也包括各系统中的各构成要素之间的竞争。在竞争过程中，子系统及其构成要素产生协同，推动城市群趋向有序。

(二)城市群城市综合承载力系统构成

城市群城市综合承载力以城市群系统为空间载体，可分为原动力承载力系统和衍生承载力系统，并通过城市群内城市的经济活动和社会活动表现出来。其中，原动力承载力系统主要是指在一定条件下延展性较小、可以假定基本不变的承载力，主要包括资源承载力、环境承载力和人口承载力等；衍生承载力系统由原动力承载力系统衍生而来，可满足人类生产生活更加高层次的需求，主要包括经济承载力、交通承载力及科教承载力等(如图2所示)。

图2 城市群城市综合承载力系统构成

(三)区域协同下京津冀城市群城市综合承载力思考

《京津冀协同发展规划纲要》中明确了北京、天津及河北三省市的功能定位，以及疏散或承接产业转移的方向和类型(如图3所示)。天津凭借其金融创新及第三产业优势，积极承接金融机构、行政事业机构、科研教育、医疗机构和现代服务业等方面北京非首都功能的疏解；河北基于其原有工业及制造业的基础和资源优势，积极承接资源导向型产业、区域性物流和商贸基地、先进制造业等产业转移[22]。不同城市或地区各要素承载力不同，科学合理地评估各地综合承载力，有助于引导产业合理空间布局，促进京津冀城市群区域协同发展[23-24]。

图3 京津冀产业转移类型及方向

三、京津冀城市群城市综合承载力评价

(一)研究对象及数据来源

依据《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》《京津冀协同发展规划纲要》，确定研究对象为京津冀城市群覆盖的北京、天津2个直辖市以及河北省的11个地级市。数据主要来源于《中国统计年鉴2016年》《中国城市建设统计年鉴2016年》，部分数据由万得数据库补充。

(二)指标体系构建与评价方法

1.构建指标体系

为科学测度京津冀城市群城市综合承载力，遵循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，基于上述理论分析框架，构建综合承载力评价指标体系，包含人口、环境、资源、经济、交通、科教6项一级指标，下设25个二级指标，如表1所示。

表1 城市综合承载力指标体系

2.研究方法

熵值法以整体的观念去度量各变量所包含的不确定性，是对不确定性的更深层次的刻画，能够最大限度地消除评价分析中的不确定性，使评价更具有客观性。本文运用改进熵值法，分别对京津冀城市群内城市综合承载力进行测度。

首先，对数据进行无量纲化处理，采用标准差标准化处理方法，步骤如下：

设有m个待评方案，n项评价指标，形成原始指标数据矩阵X=(xij)m×n，

②Xij=yij+5，一般情况下，yij的范围在-5～5，为消除负值，将坐标平移。

其次，将各指标同度量化后，为其赋权，并最终计算得出各方案综合承载力，步骤如下：

(三)实证结果分析

1.城市综合承载力空间分异明显

根据京津冀城市群内13个地级及以上城市综合承载力测度结果，城市综合承载力由高到低次序是：沧州、邢台、张家口、邯郸、北京、承德、衡水、天津、唐山、保定、秦皇岛、石家庄、廊坊(如表2所示)。采用平均值加减半个标准差为分界点的方法，将测度结果划分为高承载力、较高承载力、较低承载力、低承载力四大类。从总体上看，高、较高承载力城市数与低、较低承载力城市数比例为7 ∶6，高、较高承载力的城市少于低、较低承载力城市，京津冀城市群13个地级以上城市的综合承载力整体处于中上水平，有较大开发潜力和提升空间。

表2 2015年京津冀城市群城市综合承载力

从城市群空间的角度看，京津冀城市群北部城市和南部城市综合承载力较高，如张家口、承德、北京及沧州、邢台、邯郸、衡水，其中北京以其政治、经济、文化中心的优势表现出了较强的承载力；承载力同样较强的张家口、承德等城市毗邻北京，在疏解北京非首都功能过程中可起到重要作用。中部城市综合承载力较低，整体上基本呈现环京津圈的空间分布，这说明京津周围城市需调整产业结构、加快产业升级。而秦皇岛、石家庄、廊坊三座城市综合承载力最低，分别为0.071 5、0.071 0、0.070 7。秦皇岛作为新兴的工业城市，其支柱产业主要为建材工业、金属压延工业、化学工业等重工业产业，其工业烟(粉)尘排放量位居城市群内之首；石家庄同样作为工业城市，其工业废水排放量位居城市群内之首；廊坊地处京津两市之间，对外交通、科教文化等方面对京津地区依赖性较强，故其自身的优势度难以体现。

2.城市综合承载力供需分析

将城市综合承载力分为供给和需求两方面，以指标B1、B2、B5、B6、B8、B9、B16、B20、B21、B22表征城市综合承载力需求，其余指标表征城市综合承载力供给，将供需指标分别进行单位化处理以去除指标数量不同的影响，并分别扩大1 000倍以便观测。通过计算指标权重Wj与各城市对应标准化指标的乘积，得到各城市供给指标与需求指标数据(见表3)。通过表3供需分析可知，京津冀城市群有北京、天津、邯郸、邢台、沧州处于可载状态，有较大提升空间和挖掘潜力，其中北京由于资源优势突出，因此在人口快速增加和经济快速增长的同时仍保持了较高的综合承载力水平，其单位供给与单位需求之差为1.115 97，位居城市群内城市之首，有能力提供城市可持续发展的保障；邢台、天津、沧州、邯郸的单位供给与单位需求之差分别为0.470 4、0.431 5、0.357 4、0.107 3，具有相对较好的承载能力。其他城市均处于超载状态，且各城市单位供需差额较大，其中廊坊及衡水单位供给与单位需求之差最大，分别为-0.626 4、-0.590 9，供不应求的非平衡状态最为显著，亟待资源配置结构优化。

表3 2015年京津冀城市群综合承载力供需平衡表

图4 2015年京津冀城市群承载力变异系数

3.城市承载力变异分析

综合承载力变异系数大于各要素变异系数(如图4所示)，说明京津冀城市群城市之间综合承载力差距较大，城市群内部综合发展较为不均衡。从各要素承载力的角度来看，交通承载力在各城市间不均衡分布最为明显，说明京津冀城市群各城市之间的道路建设、公共交通发展及客流量等情况差距显著；其次，环境承载力、资源承载力、经济承载力和科教承载力在各城市间的差异较大，说明京津冀各城市之间经济发展、自然资源禀赋及科学文化水平相差较大。一方面，河北省自然资源禀赋较好，其环境承载力及资源承载力整体上高于京津地区，可作为产业承接的重要地区。另一方面，京津地区经济实力雄厚且科教资源优势较强，其经济承载力及科教承载力水平整体上高于河北省，形成经济发展及科教发展的不均衡状态。

4.城市综合承载力影响因素分析

通过计算二级指标权重Wj与各城市对应标准化指标的乘积，对一级指标下辖的二级指标测算结果进行加总求和，从而得出城市群城市承载力6个影响因素的得分，如图5所示。

图5 2015年京津冀城市群各项承载力比较

从人口承载力的角度分析，天津、北京、保定人口承载力较低，北京和天津的人口自然增长率不高，分别为3.91%、3.59%，但人口基数较大，2015年京津两地市辖区年均人口数分别为1 339.3万人、1 021.78万人，根据2014年发布的《关于调整城市规模划分标准的通知》，两市城区常住人口均超过1 000万属于超大城市，应科学释放劳动密集型产业、合理调整人口布局。保定人口基数较少，截至2015年年底市辖区年均人口数为283.03万人，而自然增长率较高，2015年人口自然增长率为17.83%，位居城市群内城市之首，远远超过其他城市，优化人口结构、促进人口可持续发展十分重要。人口承载力较强的三个城市分别是衡水、张家口、秦皇岛，其市辖区年均人口数及人口自然增长率均不高，这几座城市在地理位置上毗邻且呈环京津地区分布，可根据现有产业结构和区位特点，承接京津部分劳动密集型产业，以促进城市群人口合理布局。

从环境承载力的角度分析，廊坊、唐山、石家庄、秦皇岛、天津环境承载力最低，位于排名末尾，与其产业结构较为单一有密切联系。城市绿地方面，天津、石家庄、唐山的人均绿地面积均较低，分别为27.8平方千米、29.6平方千米、29.0平方千米，与其他城市差距较大；工业污染排放方面，天津、石家庄、唐山、秦皇岛的工业烟(粉)尘排放量或工业废水排放量较高，远远超过其他城市；污染处理技术方面，廊坊的生活垃圾无害化处理率仅为58.95%，而城市群内其他城市该项指标基本达到90%以上，因此其环境承载力相对较低。北京、承德、邯郸、衡水、张家口环境承载力较高，其中北京的环境承载力位列城市群城市之首，其人均绿地面积及建成区绿化覆盖率等正向指标均较高，而工业废水排放量、工业烟(粉)尘排放量等逆向指标均较低，同时生活垃圾无害化处理率接近100%，这与及时有效的治理以及科学的产业结构密不可分。承德、邯郸、衡水、张家口的环境承载力较高，表现了较高的高能耗产业承载能力。

从资源承载力的角度分析，邯郸、天津、廊坊、北京、石家庄资源承载力较低。土地资源方面，石家庄、邯郸、廊坊的人均土地面积较低，分别为5.36平方千米、3.35平方千米、3.45平方千米，其土地集约节约利用效率较低，导致土地承载力较低；同时，土地资源紧缺也是北京发展的关键限制因素，北京后备土地资源空间也越来越有限。水电能耗方面，北京、天津的人均用水量和人均用电量均较高，分别为52.03、37.39m3和1 304.85、854.33kW·h，水电资源是京津两地发展的主要短板，为提高两地水资源承载能力，需实现跨区域水资源调动，发展绿色、低碳、循环经济。卫生医疗方面，石家庄的人均医院、卫生院数量，人均医院、卫生院床位数量以及人均医生数均为最低，增强医疗等公共服务供给是该城市的重要任务。资源承载力较高的城市为邢台、张家口、承德、唐山、沧州，其地理位置基本呈环北京、天津、廊坊三个资源承载力较低的城市分布，在区域协同背景下，应率先借助资源互补优势，承担起产业、人口转移的重要职能。

从经济承载力的角度分析，北京、天津经济承载力最高，其经济发展水平与其他城市拉开一定距离，人均GDP、固定资产投资、规模以上工业利润总额、社会消费品零售总额均为其他城市的2～3倍，2015年两地人均GDP分别为106 497元、107 960元，固定资产投资分别为79 409 699万元、130 480 000万元，规模以上工业利润总额分别为174 496 269万元、282 421 305万元，社会消费品零售总额分别为103 380 064万元、52 572 834万元，表现出强劲的经济发展趋势。毗邻京津地区的唐山、沧州以及石家庄也表现出较强的经济承载力，说明京津地区具有一定的经济辐射能力，同时环京津地区也体现了较好的经济承接能力。而邯郸、衡水、承德、保定、张家口、邢台的经济承载力较低，其人均GDP、固定资产投资、规模以上工业利润总额、社会消费品零售总额均较低，与各城市产业结构较为单一有关，各城市应借力京津冀城市群区域一体化政策优势，加快产业转型升级，形成有各自特色产业集群。

从交通承载力的角度分析，北京、秦皇岛、石家庄、天津、廊坊、唐山的交通承载力较低，其中北京、天津客运量这一逆向指标远超其他城市，2015年两市全年公共汽(电)车客运总量分别为406 003万人次、157 002万人次，分别是位居第三的石家庄的3倍和8倍，两市人口密度较大，导致城市公共交通不堪重负。城市道路建设方面，北京、唐山、廊坊的人均城市道路面积较低，分别为7.49平方米、9.33平方米、11.07平方米，低于其他城市。公共交通发展方面，唐山、秦皇岛、廊坊的每万人拥有公共交通车辆数较低，分别为9.07辆/万人、5.80辆/万人、6.54辆/万人，需大力加强其公共交通建设。而河北省的沧州、邢台、张家口、邯郸等地交通承载力较强，反映出交通一体化政策有效促进京津冀交通出行环境改善。

从科教承载力的角度分析，北京、保定、天津、邯郸科教承载力最高。高等教育方面，2015年北京、天津、石家庄的普通高等学校数分别为90所、55所、49所，远高于城市群内的其他城市，说明其在京津冀城市群高等教育的重要地位，也反映北京优质教育医疗资源向津、冀辐射不足。基础教育方面，保定的小学有2 162所，位居城市群内城市之首，其基础教育资源较为丰富，说明其在疏解非首都功能中承接科技研发等技术类产业方面具有一定优势。张家口、承德、廊坊、秦皇岛的科教承载力较低，一方面由于教育资源较为稀缺，其地区的科教水平、师资力量和科研成果等均较为落后，导致其人才培养的数量较少、质量较低等问题；另一方面，由于教育资源需求大于教育资源供给，呈现科教承载力较弱困境。

四、结论与对策建议

基于以上对京津冀城市群内城市综合承载力的评价与分析，得出如下结论：第一，京津冀城市群内各城市综合承载力整体处于中上水平，各城市间差距较大，空间上呈“南北高，中部低”的跳跃式分布，有较大开发潜力和提升空间，且发展要素空间配置有待调整。第二，河北大部分城市均处于超载状态，且各城市单位供需差额较大，京津冀城市群范围内的城市亟待资源配置结构优化。第三，北京的人口、资源、交通承载力较低，环境、经济、科教承载力较高，亟须通过疏解非首都功能以缓解人口压力、资源短缺及解决交通拥堵等问题，但仍有实力承担经济发展及高等教育培养的重任；天津的人口、环境、资源、交通承载力较低，经济、科教承载力较高，在疏解北京非首都功能中可担任金融资源及科研资源转移的角色；河北人口、环境、资源、交通等承载力整体上高于京津地区，在疏解北京非首都功能中可发挥其资源禀赋比较优势，承担更多资源消耗性工业转移。

为了提高京津冀城市群及各群内城市的综合承载力，本文建议：第一，以城市群各城市综合承载力为基础，统筹推进不同等级城市协同发展。充分发挥京津地区经济及科教承载力优势溢出效应，推动京津冀地区创新科技领域联动发展；以资源和环境承载力为基础，科学配置产业资源要素，统筹生产、生活、生态空间，建设并培育产业发展轴带，推动产城融合发展。第二，以交通承载力与人口承载力为基础，加快推进京津冀城市群交通一体化建设，建设轨道上的“京津冀”，以交通优先发展引导产业优化布局以及人口转移。第三，根据不同城市综合承载力比较优势，合理确定各城市产业发展定位，形成分工合理的产业价值链。