中西部国家中心城市综合承载力比较研究

胡 星 张 宛

导语

党的十九届四中全会以及2020年中央经济工作会议明确提出了提高中心城市和城市群综合承载能力的战略任务。综合承载能力体现为一定时期内区域资源能源、生态环境、基础设施、公共服务等对经济社会发展的承载和支撑能力。中心城市和城市群成为承载发展要素的主要空间形式。我国的京津冀、长三角、粤港澳、成渝、中原等19个城市群成为承载发展要素、引领高质量发展的主要空间载体，承载全国78%的人口，贡献超过80%的GDP，取得了令人瞩目的成就。

对于中西部地区而言，提高国家中心城市综合承载力有利于发挥优化空间布局和集聚生产要素优势，推动区域经济高质量发展；有利于发挥中心城市、都市圈和城市群的空间规模效应、技术外溢效应与市场竞争优势；有利于破解大城市病和区域发展不平衡不充分的“双重困境”，从更大空间尺度，加快中心城市转型升级、辐射带动都市圈或城市群内中小城镇发展，缩小区域差距，实现区域协调发展。

本文依据对国家中心城市建设的基本要求以及综合承载力考察指标，从人口要素、经济要素、资源要素、生态要素、公共服务要素的承载力等5项指标入手，通过构建国家中心城市综合承载力考核指标评价体系，对中西部5个国家中心城市的单项及综合承载力进行实证测度并进行对比分析，提出对策建议，为进一步优化提升国家中心城市综合承载力提供参考。

1 文献综述

承载力是从工程地质领域转借而来的概念，其本意是指地基强度对建筑物负重能力。国内明确提出城市综合承载能力概念的是2005年1月建设部下发的 《关于加强城市总体规划修编和审批工作的通知》，城市综合承载力是指在可以预见到的期间内，在不受任何破坏性条件的影响下，城市的资源禀赋、生态环境、基础设施和公共服务对城市人口及经济社会活动的承载能力。城市综合承载力又是一个复杂的混沌系统，其众多要素和子系统以不同的方式存在，共同耦合构成城市综合承载力，从而支撑城市人口社会经济活动的协调发展。18 世纪 90 年代，马尔萨斯将粮食作为人口增长的限制因素，讨论了人口增长的极限问题，奠定了承载力研究的基本框架[1]。随着工业化国家经济的迅速发展，资源短缺与环境污染问题日渐明显，承载力概念广泛应用于生态、环境、资源等领域，并逐渐向经济方面延伸，形成了“土地承载力”“环境承载力”“水资源承载力”等单因素承载力的分析。高吉喜指出，环境承载力是基于较高的生活水平和优质的环境质量，在生态系统的弹性限度内各子系统能够承载的污染物数量及相应的人口规模等[2]。资源承载力是指一个国家或地域资源的数目和质量，对该地区空间内人口的基本生存和维持发展的支持能力。韦惠兰、刘晨烨将经济承载力定义为某个区域内的资源条件和环境容量所能承受的经济发展的程度和规模，能否与当前经济发展速度和经济水平一致，否则会出现负效应[3]。

学者对城市综合承载力指标体系的研究有很多，但是目前没有一种得到广泛认可，这也反映出研究城市综合承载力的复杂性和困难性。同时，研究城市综合承载力具有一定的现实意义，随着社会的发展，衡量城市综合承载力的指标体系相应也会发生改变，以往对城市承载力的研究中，更多的是从单一要素方面进行的。蓝希从水资源环境、水污染控制和社会经济承载3个子系统来构建城市水环境承载力指标体系[4]；鲁春阳构建包含水土资源承载力、经济承载力和生态承载力3个维度的土地综合承载力评价指标体系[5]；蒋仁伟根据矿区特殊的自然环境特征，选取了自然地理、社会经济、矿山开发、矿山环境、 基础地质5个要素层共14个指标构建了矿区地质环境承载力评价指标体系[6]；曾鹏对人类社会发展对于城市群综合承载力的影响作出评价，认为城市群综合承载力指标体系构建要达到以下目标：既能对城市群静态和长期的综合承载力作出判断，又能从动态角度对于承载力的发展趋势作出预测，并从水资源、土地资源、交通资源和环境资源4个方面来构建城市综合承载力指标体系[7]；曹秀丽（2015）结合郑州城市经济、社会、资源能源、生态环境4个方面的整体情况，构建郑州城市综合承载力指标体系[8]；李霞（2014）分别以河南省和郑州市为例对研究区域的土地资源、水资源、矿产资源、森林资源以及环境、经济等单因素承载力进行了实证分析[9]。

2 指标体系构建与研究方法

2.1 指标体系构建

本文在借鉴大量国内外学者对城市综合承载力指标体系研究的基础上，对研究成果和思路进行比较和分析，根据构建指标体系的综合性、代表性、可比性和可操作性等原则，从人口、经济、资源、环境和公共服务5个要素方面构建城市综合承载力指标体系（表1）。

人口要素承载力是在一定的时空范围内，某地区所能承载的最大人口数。即在不损害生物圈或不耗尽可合理利用的不可更新资源的条件下，各种资源在长期稳定的基础上所能供养的人口数量，可以用人口自然增长率和人口密度来衡量[10]。人口自然增长率是指一定时期内人口自然增长数（出生人数减死亡人数）与该时期内平均人口数之比，人口密度是单位面积土地上居住的人口数，它是表示某一地区人口的密集程度的指标。

经济要素承载力是城市综合承载系统的重要组成部分。一方面经济要素承载力与资源环境承载力相互制约，另一方面经济要素承载力也为各主要承载系统的发展提供了物质保障[11]。经济要素承载力可用人均GDP、第三产业占GDP的比例、城镇居民人均可支配收入等来衡量，其中人均 GDP 反映了一个地区的生产规模状况，根据产业集聚效应，生产规模越大，越容易形成产业集聚，这是扩大一个地区经济承载力至关重要的因素。第三产业比重反映着服务业在某地区产业结构中的占比，是衡量一个地区经济要素承载力的重要因素。人均可支配收入是指居民家庭可以用来自由支配的收入，是总收入中扣除应缴纳的所得税和个人交纳的各种社会保障支出以后的收入。

资源承载力指在一定时期内某一特定区域的资源储量、环境状况、生态条件等各项要素是否能够支撑这一区域的持续发展和人类社会活动[12]。资源承载力可以用人均供水量、人均用电量等指标来衡量。人均供水量的高低反映了一个地区水资源的充沛与否，对城市承载力的大小起着不可忽视的作用。人均用电量反映了居民的生产生活状况。人均建设用地的增加，能够有效吸引外来人口，对城市发展能够作出有效贡献，同时也反映了一个地区在土地资源方面承载力的大小。

表1 国家中心城市综合承载力考核指标评价体系表＊

环境（生态）承载力涉及两个方面的内容：一是指环境中的单个要素（如土地、水等资源）以及它们的组合方式（环境状态）的承载能力；二是指由环境污染所引出的环境纳污能力，具体指在区域单一环境最大自净能力下，所能够容纳的最大污染物的量。环境承载力要素系统强调人类赖以生存的基本环境如大气环境承载力、水环境承载力以及生态环境承载能力。这些环境与人类的社会活动相互依存又相互制约，环境的优良是人类社会活动的基础与先决条件，而人类的经济社会活动又影响着环境的变化。环境（生态）承载力可用污水处理率、生活垃圾处理率、绿化覆盖率来刻画（赵疏航，2020）[13]。其中污水处理率指经过处理的生活污水、工业废水量占污水排放总量的比重，污水处理率越高，越容易反映一个城市的水资源承载力大小。生活垃圾处理率和绿化覆盖率则反映了一个地区环境承载力的绝对情况，环境承载力好的城市，其垃圾处理和绿化覆盖率相对较高，对城市的可持续发展起着至关重要的作用。

社会公共服务承载力的研究范围包括城市的基础市政设施、交通网络以及公共服务机构的设置[14]。这一承载力是从人民基本生活的角度来衡量城市承载力高低的，社会公共服务承载能力的高低取决于该区域资源环境承载能力的强度和经济发展承载能力的高低，同时它也是决定资源环境承载力和经济发展承载力高低的重要影响因素。社会公共服务承载力可以用医师数、交通设施、文化设施、医院机构数和社会公共支出来衡量。

2.2 研究方法及数据来源说明

2.2.1 测度方法

本文采用熵权 TOPSIS 法测度评价国家中心城市综合承载力各子系统水平及综合水平，其核心思想为在对各测度指标进行标准化处理的基础上，采用熵权法赋予各测度指标权重值，然后利用 TOPSIS 法对5个国家中心城市功能发展水平进行量化排序。熵权法的指标权重值基于各测度指标数据变异程度所反映的信息量获得，降低了指标赋权时主观人为因素的干扰。TOPSIS 法通过比较各测度对象与最优方案及最劣方案的相对距离进行量化排序[15]，具有计算简单、结果合理的优势。熵权 TOPSIS法将熵权法和 TOPSIS 法两种方法的优点相结合，使得国家中心城市综合承载力发展水平测度结果更具客观性和合理性，其具体实施步骤如下：

2.2.2 数据来源说明

为了客观评价我国国家中心城市综合承载力考核发展水平，本研究选取了我国5个中西部国家中心城市作为研究对象。原始数据来源于2016—2018年中国城市统计年鉴及各省市统计年鉴、2018—2019年各市国民经济和社会发展统计公报等。

3 国家中心城市综合承载力指标评价体系及实证测度

3.1 各指标权重确定

本文采用熵权法计算出各子系统维度的权重占比（表2），权重越高一方面代表该子系统维度在评价过程中所起到的作用越高，另一方面代表了该子系统维度下不同城市间的指标数据波动幅度越大，已经成为国家中心城市综合承载力考核评价过程中的关键性指标。

2015—2019年，五大子系统对中西部 5 个国家中心城市综合承载力的提升均有较大的作用，其权重由大到小依次为公共服务要素承载力子系统权重 、资源要素承载力子系统权重、经济要素承载力子系统权重 、生态要素承载力子系统权重 、人口要素承载力子系统权重（表2），表明在国家中心城市综合承载力提升进程中，主要表现为公共服务要素承载力对国家五大中心城市综合承载力的提升影响程度最大，而生态要素承载力、人口要素承载力对国家五大中心城市综合承载力的提升贡献较小。

从2015—2019年，公共服务要素承载力的平均权重为0.365，资源要素承载力的平均权重为0.219，均大于0.200，表明资源的充足情况、教育水平、交通基础设施水平、医疗水平、通信及社会保障水平的提升对五大中心城市综合承载力的提升有重要的作用，人口要素承载力的平均权重均在0.100以下，表明对国家五大中心城市综合承载力提升的贡献力度波动幅度较小。同时，本次评价结果也表明，5座中心城市之间公共服务水平差别较大，已经成为决定国家中心城市综合承载力水平的关键性指标，人口要素承载力权重最低，表明 5 座城市之间的人口要素承载力水平并没有明显的差别，生态要素承载力的权重系数也比较低，也表明5 座城市间的生态治理水平保持着较为同步均衡的提升步伐。因此，提升中心城市的公共服务要素承载力水平，将是保持国家中心城市综合承载力领先地位的关键指标。

表2 国家中心城市功能考核评价指标各子系统权重表

3.2 国家中心城市综合承载力各子系统水平

基于构建的国家中心城市综合承载力考核评价指标体系和熵权TOPSIS法数据处理测度评价方法，得到 2015—2019年国家五大中心城市综合承载力水平评价结果（表3）。

3.2.1 人口要素承载力水平

人口要素承载力水平平均得分最低的中心城市为郑州（0.032），最高的是重庆（0.062 3），后者是前者的1.95倍，说明五大国家中心城市人口承载力水平地区之间差异较大。具体可见，人口承载力水平高于 0.05的城市有重庆、成都、西安，依次为 0.062 3、0.052 5、0.051 0。就原始数据而言，2019年 ，重庆市的人口自然增长率、人口密度和城镇化率分别为0.291%、379人/km2、66.8%，成都市的人口自然增长率、人口密度和城镇化率分别为0.154%、1 135人/km2、74.41%，西安市的人口自然增长率、人口密度和城镇化率分别为0.679%、1 009人/km2、74.61%。人口自然增长率和人口密度为负向指标，城镇化率为正向指标，这3个城市的人口自然增长率和人口密度比较小，城镇化率比较高，人口承载力水平相对较高，郑州市的人口要素承载力平均得分最低，这主要是由于郑州市的人口自然增长率和人口密度较高，分别为0.55%、1 390人/km2。

3.2.2 经济要素承载力水平

经济要素承载力平均得分最高的中心城市为武汉（0.15），最低得分是重庆（0.019)，前者是后者的 7.9倍，表明五大国家中心城市经济要素承载力水平地区之间差异十分明显。成都市、郑州市和西安市的经济要素承载力水平相当，从原始数据可知，2019年，重庆市的人均GDP、城镇居民人均可支配收入、人均消费水平以及第三产业所占比例远远落后于其他4个中心城市，武汉市的人均GDP，城镇居民人均可支配收入、人均消费水平以及第三产业所占比例为别为145 545元、51 706元、66 443元、60.8%，领先于其他4个中心城市，成都市、西安市和郑州市的人均GDP，城镇居民人均可支配收入、人均消费水平以及第三产业所占比例差别不大，这3个城市的经济要素承载力水平相当。

3.2.3 资源要素承载力水平

表3 2015-2019年国家中心城市综合承载力考核评价指标各子系统水平表

资源要素承载力水平平均得分最高的中心城市是重庆（0.171 7），排名第二的城市是郑州（0.113 2），得分最低的是武汉（0.035 2），前者是后者的4.9倍，表明五大国家中心城市资源要素承载力水平地区之间差异明显。从原始数据可知，2019年郑州、重庆、武汉、成都和西安的负向指标1万元GDP能耗（吨标准煤/万元）分别为0.12、0.17、0.36、0.35、0.36，可见郑州和重庆比较低，而成都、武汉和西安很高。重庆的人均粮食产量和人均耕地面积最多，分别为0.344 t/人、1 147 hm2/万人，武汉的人均粮食产量和人均耕地面积最少，分别为0.079 t/人、262 hm2/万人。

3.2.4 生态要素承载力水平

5个城市生态要素承载力水平相差不多，平均得分依次是武汉（0.069 4）、成都（0.062 4）、重庆（0.061 0）、郑州（0.060 4）和西安（0.054 0），从原始数据可见，2019年，武汉、成都、重庆和郑州这4个城市的工业二氧化硫排放量、城市污水处理率、生活垃圾无害化处理率、空气优良天数以及绿化覆盖率水平相差不多，生态要素承载力水平最低的城市是西安，工业二氧化硫排放量、城市污水处理率、空气优良天数以及绿化覆盖率分别为2 094 t、94%、225 d、47%。

3.2.5 公共服务要素综合承载力水平

公共服务要素承载力水平平均得分最高的中心城市是重庆（0.298 6），排名第二的是成都（0.182 3），排名第三的是武汉（0.109 1），排名第四的是郑州（0.074 1），得分最低的是西安（0.041 8），最高得分是最低得分的7.14倍，表明五大国家中心城市公共服务要素承载力水平地区之间差异十分明显。就财政支出而言，重庆市的社会保障与就业支出、节能环保支出远远高于其他城市，分别为824.6亿元、171.08亿元，郑州市的社会保障与就业支出最低，为212.8亿元，武汉市的节能环保支出最低，为34.22亿元，重庆和成都的教育经费占GDP 比例分别为0.027%、0.030%，远远高于其他城市，重庆市的医疗机构数和医疗床位数为别为21 058个、231 900张，远远多于其他城市，武汉市的医疗机构数和医疗床位数最少，分别为6 497个、69 400张，重庆市和成都市的旅客周转量和年末实有公共汽（电）车营运车辆数均超过其他3个中心城市，充分发挥了交通基础设施对国家中心城市功能的提升作用。从信息交流方面而言，重庆市的邮电业务总量和互联网宽带接入用户最多，分别为2 768亿、1 372万，西安市的邮电业务总量和互联网宽带接入用户最少，分别为226亿、439万。

3.3 国家中心城市综合承载力考核综合评价结果

2015—2019年，5个国家中心城市综合承载力考核评价指标体系综合评价结果显示：人口要素承载力系统、经济要素承载力系统、资源要素承载力系统、生态要素承载力系统、公共服务要素承载力系统综合评价得分由高到低依次为重庆市（0.122 5）、成都市（0.091 7）、武汉市（0.079 8）、郑州市（0.072 3）、西安市（0.060 3）。最高的重庆市综合承载力考核综合水平是最低的西安市的2.03倍。

从中部和西部差异而言，计算2015—2019年两大地区国家中心城市综合承载力发展综合水平的均值发现，中部地区两大国家中心城市（郑州和武汉）综合承载力考核综合水平的均值为0.076， 落后于中西部地区均值0.085，落后幅度仅为0.009；西部地区国家中心城市综合承载力考核综合水平的均值为 0.092，领先于中西部地区平均水平0.085，领先幅度仅为0.007；由于重庆市国家中心城市综合承载力考核综合水平均值（0.122 5）远高于西部地区成都和西安的综合水平均值，整体拉高了西部地区国家中心城市综合承载力考核综合水平的均值，使得西部地区国家中心城市综合承载力考核综合水平领先于中部地区，但西部成都和西安市的平均水平仅为 0.076，略低于中部地区国家中心城市功能考核综合水平的均值0.076 1和中西部地区均值0.085。

综合而言，西部地区3个国家中心城市承载力功能考核综合水平均值略高于中部地区的两个中心城市，但差异程度较为明显；中西部地区分布格局大致呈现“中低西高”的趋势。

3.4 国家中心城市综合承载力相对接近度分析比较

相对接近度是运用TOPSIS法计算出来的，TOPSIS法是一种被称为逼近于理想解的排序方法，它多用于解决多属性决策问题，其原理就是通过计算备选方案与正理想点及负理想点间的相对距离来进行排序优选。其中正理想点是各个指标最大评分值构成的向量，负理想点是各个指标最差评分值构成的向量，相对接近度越接近于1时，评估对象越接近于正理想解。

结合五大评价子系统及原始数据，再次应用熵权TOPSIS模型对五大国家中心城市综合承载力发展水平进行总体评价，计算出5个国家中心城市综合承载力最优相对接近程度排名，可将5个城市的综合承载力发展水平空间分布状况依次分为三类地区：一类地区（最优相对接近程度0.400 0 分以上），只有一个城市成都（0.407）；二类地区（最优相对接近程度0.300 0-0.400 0分），共有3个城市：武汉（0.383），重庆（0.353）和西安（0.319）；三类地区（最优相对接近程度 0.300 0 分以下），有郑州（0.283）。

根据表4计算出的5个国家中心城市综合承载力最优相对接近度结果，做如上折线图，可以看出，武汉市的最优相对接近度基本持平并略有下降；成都市的最优相对接近度经历了持平和持续下降的阶段，说明其综合承载力现实水平与理想值之间的差异经历了不变和增大的阶段；西安市的最优相对接近度变化轨迹经历了先上升后下降又较大幅上升的阶段；重庆市的最优相对接近度变化轨迹经历了先下降后上升又缓慢下降的阶段；而郑州则呈现出上升—下降—上升—下降的波动变化轨迹。

4 结论与政策建议

基于构建国家中心城市综合承载力考核评价指标体系测度体系，借助熵权 TOPSIS对2015—2019年中国中西部5个国家中心城市综合承载力考核评价各子系统水平及综合水平 进行测度，主要得到以下结论：

从综合水平可见，按照国家中心城市综合承载力水平高低依次排名为重庆市、成都市、武汉市、郑州市、西安市。按照国家中心城市综合承载力水平相对接近程度高低依次排名为成都市、武汉市、重庆市、西安市、郑州市。因此，郑州与西安应全面提升城市综合承载能力。

从五大子系统而言，不同中心城市具有不同的承载力考核评价子系统水平，具体表现为重庆、成都和西安人口承载力水平较优，郑州人口承载力水平一般；武汉市经济承载力水平高，郑州与之相比有较大差距；重庆市资源要素承载力水平较强，其次是郑州，其他3个国家中心城市水平相当且较弱；郑州、武汉、重庆和成都市的生态承载力水平相当，西安市的生态承载力水平相对较弱；重庆市的公共服务要素承载力水平最优，西安市和郑州市的公共服务要素承载力水平一般。鉴于此，5个中心城市在单项承载力提升方面应各有所侧重。具体提出以下政策建议：

一是郑州、武汉应着重提高新型城镇化水平和质量、提高城市土地利用效率，以提升人口承载能力。如改革户籍制度，分类实现农业转移人口市民化，建立以居住地划分城镇人口的户籍登记制度，实现城乡一体化管理；逐步建立市民化和基本公共服务均等化成本分担机制，减轻农民进城负担，促进城乡人口流动；促进以土地流转为核心的土地制度创新，建立统一的城乡建设用地交易市场；着力解决农业转移人口市民化住房问题等。从而发挥两个中心城市在中原城市群和长江中游城市群中各自的核心带动作用。

二是重庆、郑州、西安和成都应着重优化产业结构，提高经济承载力。经济要素承载力子系统中权重最大的是城镇地均从业人员和人均实际利用外资，增加城镇地均从业人员和人均实际利用外资可以提高经济要素承载力水平，缩小与承载力理想水平之间的差异。以郑州为例，根据现有的产业基础，郑州市应在机械装备制造、汽车制造、食品工业等优势行业，以宇通客车、思念、三全等龙头企业为主力，培育壮大一批具有全国竞争力的企业集团，积极发展大数据、云计算、人工智能、物联网、科技金融等新兴产业，构建有特色的现代制造业和现代服务业集群，扩大相关领域就业并培育创新创业人才。同时要利用郑州市航空港的优势，积极推进国际航空枢纽和商贸物流中心建设，营造良好的国际营商环境。在服务业领域，有序地放宽外商投资条件，将服务贸易领域作为对外开放、吸引外商直接投资的重点。开展高水平国际经济交流与合作，不断提高郑州的国际化水平和开放度，以充分发挥其在郑州都市圈和中原城市群中的辐射引领作用。

表4 2015—2019年5个国家中心城市综合承载力考核评价指标体系综合排名表

三是武汉、成都和西安应着重转变经济发展模式，提高资源承载力。资源要素承载力子系统中权重最大的是万元GDP能耗、人均耕地面积、人均粮食产量，要提高资源要素承载力水平，缩小与承载力理想水平之间的差异，可以从以下几个方面入手：首先是提高各种资源的利用效率，加强资源的循环利用，降低万元GDP能耗；其次是减少土地面积的浪费，增加人均耕地面积；最后是提高耕地的利用率和产出率，提高农业机械化水平，提高农业集约化、规模化水平，加大对农产品开发的研究力度，提高粮食生产率，提高人均粮食产量。

四是进一步提升5个中心城市的生态要素承载力，尤其是郑州和西安。子系统中权重最大的是污水处理厂集中处理率和绿化覆盖率，就郑州而言，应着重提高城市污水处理厂集中处理率和绿化覆盖率，要统筹经济、社会、环境、资源之间的关系，大力发展循环经济，提高经济发展质量；推进集约、节约用地和功能适度混合，提升土地、水等自然资源的利用效率；加大环境保护和污染治理，尤其是冬季雾霾天气的治理。坚守生态底线，实现生态空间的保育、修复和拓展，从而提高郑州市生态要素承载力水平。

五是西安和郑州应着重不断优化公共服务功能，提高其公共服务承载力。社会公共服务要素承载力子系统中权重最大的是社会保障与就业支出、每百人公共图书藏书和节能环保支出。两市政府应加大对社会公共事业的投入力度，加大社会保障与就业支出和节能环保、文化教育、公共医疗服务等的投入力度以及相关人才的培养。加强重大公共交通基础设施建设，不断优化交通运输结构，完善城市交通体系，通过普通公交、地铁、城际间交通基础设施建设等引导居住、产业、行政、文化等功能的合理布局，实现区域协同发展。