中国特大城市综合承载力的理论与实证研究——以北京市中心城区为例

文／唐黎明 北京和城咨询有限公司 北京 100000

引言：

如果把城市比作一个容器，那么城市的承载力不仅是由城市这一载体的体积和容量决定，还由城市所要容纳的承载对象决定。承载对象主要由城市主体——人口以及人类活动构成。因此，人口规模、生活质量、经济发展等是主要的参考变量；承载体则主要由自然、环境、经济条件、社会管理等构成城市实体的各要素组成。城市综合承载力表现为城市载体和承载对象之间的协调与平衡，是人类活动与自然资源、环境、经济、社会条件的有机结合。城市综合承载力由多方面组成，主要涵盖了城市生态系统承载力、城市资源承载力、城市基础设施承载力以及城市环境承载力等。其中，土地资源、水资源、森林资源以及矿产资源等被划分为自然资源与经济资源、社会资源一起组成城市资源承载力。城市综合承载力是指在人力资源、科学、技术、基础设施因素和自然资源的约束下，一个城市能够以可持续发展模式支持社会经济活动的最终能力。

随着城市化的发展，我国大部分城市尤其是特大城市面临的人口急剧增长、资源过度消耗和环境严重污染问题亟待解决。过去我国在生态环境方面欠账较多，发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的环境问题在我国集中出现。资源环境承载能力逼近极限，原有的粗放式发展道路难以为继，我们决不能以牺牲环境为代价去换取一时的经济增长。绿色发展和可持续发展是当今世界的时代潮流。一方面，全球正处在新一轮产业技术革命和能源革命浪潮之中，全球产业链面临绿色重构。研究城市综合承载力与城市可持续发展之间的协调办法已经显得非常重要。一方面，能够缓解城市的过度压力，实现可持续发展的目标，另一方面也能为国家和地方政府对于如何衡量城市综合承载力并应用于实践提供了科学依据，具有重要的现实意义和理论意义。

1、特大城市综合承载力的研究综述

各个机构对特大城市的定义并不相同。联合国通常将特大城市定义为人口超过100 万人口的城市。中国根据自己的国情，于2014年11月发布《关于调整城市规模划分标准的通知》，规定城区常住人口大于500 万的城市为特大城市。本文所研究北京市符合大于500 万常住人口的要求[1]。特大城市正面临着继续扩张的压力。林志聪，王枫云(2019)认为我国特大城市的发展一方面带动了区域经济的发展，另一方面，特大城市人口的急剧增长和城市规模迅速扩充，也带来了城市资源耗竭、产业同构、环境污染和生态破坏以及城市基础设施和公共服务供给严重不足等问题[2]。因此，很多学者提出了“综合承载力”的命题。这个概念源于1980年代初UNESCO 提出的“资源承载力”的概念[3]。Kenneth A,Bert Bolin,Robert Costanza,et al.（2019）指出，承载力是一个与资源禀赋、技术手段、社会选择和价值观念等密切相关的、具有相对极限内涵的伦理特征概念，它本质上是不固定的、非静态的和非单一关系[4]。城市综合承载力是考虑到各个方面因素之后，对城市成长边界进行分析的一个工具。国内外这方面的研究较多。国外较有代表性的如Walter Be-tal(1994)认为城市的可持续发展必须考虑其城市本身的承载力[5]；Tjallingii S.P(1995)面临越来越多的城市问题时提出建立可持续发展城市即为建立责任城市[6]；Jenks 在1996年出版的《紧凑型城市：一种可持续发展的城市形态》，从探讨公共交通和周边农田生态的关系来论述城市的可持续发展[7]。国内的研究，包括李植斌（1995）从对城市土地资源的开发和更新土地利用结构来研究城市承载力和可持续发展[8]。薛小杰、黄强等提出了城市的水资源承载力[9]，高吉喜（2001）定义了生态承载力[10]。

在城市综合承载力分析方法方面，学术界对于综合承载力有两种看法：一是认为综合承载力符合最小因子限制原理，最稀缺的资源决定其承载力的大小，但是明显的忽视了要素的流动性。另一种看法是认为综合承载力具有补偿效应，即任何城市的社会经济发展都是多因素共同作用，资源丰富并不能代表经济发展水平高。对于不可再生性或不可能流动性的自然因子的约束能力而言，基本遵循最小因子限制原理或短板效应原理[11]。而对具有可再生性或可流动性的社会经济要素的约束而言，则主要遵循补偿效应原理[12]。OhK 认为城市综合承载力是指城市在不产生任何破坏时所能承载的最大负荷，即城市的资源禀赋、生态环境和基础设施对城市人口和经济社会活动的承载能力[13]。Chuanwang Sun 等对长江中游城市群的综合承载力进行研究，得出城市群内存在发展差异[14]。孙莉等运用综合指标体系对京津冀城市群、珠三角城市群、长三角城市群等五个城市群的综合承载力分别进行了计算和评价[15]。曾鹏等采用比较研究的方法，以全国作为参照区域，统计分析出十大城市群综合承载力现状排名[16]。

从总体上看，关于特大城市综合承载力的研究成果不是特别多。而这些研究都是基于特大城市的整体的研究进行。本文着眼于特大城市中心城区的视角，对这些研究进行深入拓展。

2、综合承载力模型构建

基于前人的研究，本文认为，城市社会经济活动要与资源承载力、环境承载力、社会承载力、经济承载力相适应；资源、环境是城市发展的主要基础要素，社会和经济是城市系统持续发展的关键因素。每种要素同时都包括供给和需求两个方面的基础指标。城市综合承载力是由自然环境承载力和人工环境承载力共同决定的，又受经济社会支持系统的影响和制约（图1、图2）。

图1 综合承载力构成示意图

图2 综合承载力与社会经济支持系统的关系图

由于人工环境承载力受到基础设施和社会设施这两方面的因素影响，城市综合承载力并不随着人口密度增加而线性降低。

3、综合承载力模型的实证研究：以北京市中心城区为例

根据综合承载力模型，可以针对各个地区的特点，构建综合承载力的指标体系，对其综合承载力作出定量分析。下面以北京市中心城区为例，进行实证研究。

3.1 指标体系的选取

根据前文的研究，将综合承载力分为土地资源承载力、水资源承载力、能源承载力、生态环境承载力、公共财力与配套设施承载力、交通承载力、产业发展承载力等七个方面的一级指标，并选取与之相关的33 个二级指标，并使用德尔菲法确定各个指标的权重。在这个基础上，建立了综合承载力评价的指标体系（参见表1）。

表1 指标体系及权重

3.2 测算方法选择

本文将每一个指标的原始数据，都按照一定的方法，将其变换为0～100 的数值，也就是做无量纲化处理。

由于所需的数据具有不同的量纲及不同的单位，需对其进行无量纲标准化处理。设综合指标评价问题中的方案集为样本数；指标集为；方案集P 对指标集G 的属性值为；表示方案集P 对指标集G 的“属性矩阵”即“决策矩阵”。

根据评价指标的性质，将评价指标分为“效益型”指标（正向指标）和“成本型”指标（负向指标）两大类。效益型指标是指属性值与承载力是正相关的指标，其值越大越好；成本型指标是指属性值与承载力是负相关的指标，其值越小越好。标准化处理方法如下:

按照上述方法，可以对前面所确定的各个指标赋值。另外，在研究过程中，遇到部分数据缺失，使用了插值法、临近区域对比法、资料分析法或者趋势递推法对其进行了增补。

将数据进行综合处理之后，即可以测算出某一个城市的综合承载力水平。从综合承载力模型的特性来看，城市综合承载力的来源可以分为两个部分，一个部分是城市的天然禀赋，包括土地、水、生态等诸多方面的因素；另一个部分是城市的人为因素，包括产业、公共服务、交通、能源等。在城市发展初期，天然禀赋对城市承载力的影响较大，而到后期，从人均来看的天然禀赋会越来越少，而人为因素取决于城市各界的努力。两个因素有时会相互抵销，这样，一个城市的承载力很难达到特别高的水平。因此，可以将一个城市综合承载力水平分为三个阶段：

第一阶段是承载力脆弱的阶段，即综合承载力水平低于0.4；

第二个阶段是承载力适中的阶段，即综合承载力水平高于0.4 低于0.7；

第三个阶段是承载力高的阶段，即综合承载力水平高于0.7。

3.3 综合测算结果

根据前述指标体系与测算方法，可以测算出北京市整体、城六区的综合承载能力[17]。（参见表2）

表2 综合承载力指标的各分项值

从绝对数据看，北京市及其中心城区均处于承载力适中的阶段。这主要是因为城市综合承载力的人为部分（如公共服务、产业发展等），即通过人力努力能够改善的部分，获得了较高的得分。这在某种程度上抵销了中心城区自然资源方面的局限。

3.4 分项测算结果分析

从各个分项计算结果来看，水资源承载力是北京市及各个中心城区承载力最薄弱的一环，这一项的得分率低于30%，这说明北京的水资源承载力极其脆弱，提高北京市及各个中心城区综合承载力的核心在于解决水资源问题。

从土地承载力来看，全北京的得分要高于海淀、朝阳、丰台、石景山四个区域，而后者又高于东城区和西城区。然而，出乎意料的是，即使在东城区与西城区，其土地承载力水平均高于50%，也就是说，土地承载力并没有人们想象的那么面临着巨大的压力，这也说明在特大城市的中心区，通过土地空间的合理利用与挖潜，其承载力能够有效提升。从实地调研来看，也可以发现，在这些城市区域，还存在着大量低效利用土地。

能源承载力整体水平较高，仅石景山区低于70%。这与电力、燃气等能源能够实现跨区域调度有关。

生态环境承载力全市及各个区均处于40%-70%的适中区间，但各区之间差距较大。西城区仅为41.26%，接近承载力脆弱水平线。因此，加强生态环境建设，是北京提高综合承载力的一个重要环节。

公共财力与配套设施承载力整体得分不高，各个区差距极大，得分最低的海淀区仅为13.54%。最高为西城区，达到68.87%。其原因是海淀区等区域，在最近的10 多年间，其城市建成区扩张极快，但相关的公共服务设施并没有及时跟进。这说明城市在公共服务方面的投入仍有待于进一步提升。

交通承载力各个区域均处于适度区间。这一点与日常印象形成了极大的反差。而进一步分析可以看出，北京各个中心城区在路网密度、地铁建设、公共交通通达等方面做了很多工作，这提高了交通承载力。从未来发展看，通过智慧交通建设、强化交通管理水平，交通承载力仍有较大的提升空间。

产业发展承载力方面，东城、西城、海淀三区的产业承载力超过70%，这与其科技、金融、商务等都市产业发达有关。朝阳接近70%，其原因与朝阳区域内仍一部分产业较不发达的城乡结合部有关。而丰台与石景山两区均低于60%，这与其正处于产业转型升级的转换期有着较大的关系。

4、研究结论及进一步研究的方向

从整体上看，城市综合承载力取决于多个方面因素的影响。而核心的问题在于如何这些因素纳入到一个统一的模型之中。本文的研究表明，城市综合承载力研究必须考虑自然环境承载力和人工环境承载力两个方面的因素，而这两个方面的影响因素是完全不同的，因此，在进行城市规划、城市公共设施建设、城市人口准入政策等诸多方面，都应基于城市综合承载力测算作出，而不是基于某个单一指标而武断地作出。本文的实证研究部分可以看出，作为特大城市的中心城区，北京市的几个核心城区，由于在公共服务、产业发展等方面的优势，其承载力表现仍处于中等水平，比基于单一指标的方法得出的结论更具参考价值。

因此，鉴于数据可获得性，本文实证分析所选用的指标仍具有调整的空间。今后研究可以加入以下变量数据进行更全面的分析。这些变量包括一产万元产值用地面积、二产万元产值用地面积、三产万元产值用房面积、环境保护投资占GDP 比重、化学需氧量排放强度、二氧化硫排放强度、生均教育用房面积、人均公共服务类支出、人均公共建设类支出、每万人公交汽车拥有量等。