中原城市群城市承載力評價研究

摘要 在快速城鎮化背景下，城市發展與資源環境中的矛盾日益突出。本文選取中原城市群中土地、水資源、交通和環境要素承載力指標，建立城市綜合承載力評價指標體系。通過綜合評價與比較分析，得出如下結論：①水資源承載力對中原城市群的發展影響最大，而且是城市群發展中的短板要素；②城市群供給指數低于需求指數；③城市綜合承載力在五大城市群中處于中等水平；④鄭州和洛陽引領城市群發展的能力有限。針對上述問題，作者從城市發展速度、模式以及居民行為方式等方面提出提高承載力的政策建議。

關鍵詞 城市承載力;綜合評價;中原城市群

中圖分類號 F290 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2008)05-0053-06

改革開放以來，我國經濟持續高速增長。 2003年以來，我國經濟連續四年保持在兩位數的增長。但是我國的高速增長是建立在高投入、高消耗的基礎之上的。此外，伴隨著我國快速城鎮化的進程，城市發展與資源環境的矛盾愈發突出。城市圈地與浪費現象并存、水資源短缺、環境污染、交通擁擠等城市問題頻繁發生，這些問題威脅著城市的健康發展。黨的十六大報告提出全面建設小康社會的目標，以及“十一五”規劃綱要提出促進城鎮化健康發展、提高城市承載力的要求。本文正是基于這樣的背景，通過對中原城市群城市承載力進行評價，診斷城市群發展中的重要制約要素及其根源，繼而從短板突破、城市發展速度、城鎮化模式、居民行為方式等方面提出政策建議，以期促進中原城市群健康可持續發展。

1 研究對象界定和指標體系設置

1.1 基本概念

承載力（carrying capactiy）是源于希臘的古老概念［1］，從最初生態學的領域發展到城市領域。20世紀80年代初，聯合國教科文組織(UNESCO)提出了“資源承載力”的概念，即“一個國家或地區的資源承載力是指在可以預見到的期間內，利用本地能源及其自然資源和智力、技術等條件，在保證符合其社會文化準則的物質生活水平條件下，該國家或地區能持續供養的人口數量。”［2］此后，可持續發展的理念逐步引入到承載力的概念中。概括而言，承載力是一個與資源稟賦、技術手段、社會選擇和價值觀念等密切相關的、具有相對極限內涵的倫理特征的概念，它本質上是不固定的、非靜態的和非單一關系［3］。

國內涉及城市承載能力的研究主要集中于城市容量、城市規模的研究，同時對城市生態系統承載力、城市交通承載力以及城市水資源承載力等做了研究。明確提出城市綜合承載能力概念的是2005年1月建設部下發的《關于加強城市總體規劃修編和審批工作的通知》。

本文中城市承載力包括要素系統承載力和城市綜合承載力。其中要素承載力具有“閾值”的含義，即如果超越該閾值將導致環境嚴重甚至不可逆轉的破壞，進而影響城市的可持續發展，表現出城市發展中的要素短板。城市綜合承載力是指城市在不產生任何破壞時所能承受的最大負荷，即城市的資源稟賦、生態環境和基礎設施對城市人口和經濟社會活動的承載能力［4］。城市綜合承載能力是一個具有“能力”內涵的概念。

目前，我國對城市承載力評價的研究主要集中在城市的特定領域，尚未進行綜合承載力的評價。交通承載力主要集中在城市對交通車輛的容納能力，以及交通環境承載能力等方面［5］。生態、水、土地等自然資源的承載力評價從宏觀區域轉向微觀城市尺度，針對各種資源對人類生產、生活的承載支撐能力。藍丁丁建立綜合評價體系，運用均方差的評價方法對福州土地資源進行了初步評價［6］，此外潘興瑤，王學全，孫玉琢等采用GIS、神經網絡模型、模糊線性規劃等方法對城市水資源進行評價，改進了城市水資源承載能力評價的方法［7～9］。城市是一個復雜的系統，對各個要素承載力能力綜合的評價在我國的研究較少。所以，本文從綜合承載力的角度對中原城市群的城市進行評價。

1.2 研究對象的空間界定

中原城市群位于河南省中部偏北，是以鄭洛汴新為核心的城市群，以隴海、京廣鐵路為中軸的城鎮密集區，主要包括鄭州、洛陽、開封、新鄉、焦作、平頂山、許昌、漯河和濟源9個省轄（管）市。中原城市群土地面積6.87萬km²，2006年總人口3 836.69萬人［10］。

1.3 指標體系構建

城市承載力的評價方法主要有單一指標和綜合指標體系評價方法。單一指標評價方法是選取典型的指標代表整個系統的一種狀態，具有閾值的含義。該方法簡單易行，但存在嚴重的不足，主要是由于未考慮系統內經濟和人類活動問題方面的參數。綜合指標評價體系是建立在包括經濟、人類對資源利用參數在內的指標體系，綜合大量復雜的信息進行承載力問題診斷。根據研究區域城市承載力的情況，采用綜合指標體系進行評價，其評價的理論基礎是城市經濟活動與土地承載力、水資源承載力、交通承載力、環境承載力的資源要素的供給與需求方面的協同作用。其指標篩選必須達到如下目標，即指標體系能夠完整準確地反映城市承載力的狀態，能夠提高提供現狀代表性的圖案；又能對各個子系統的承載狀態和人類資源利用的方式進行監測，尋求自然、人為壓力與承載力系統之間相互聯系，并探求承載力系統問題存在的原因。同時還能定期地為政府決策、科研以及公眾要求提供城市承載力系統承載現狀、變化及趨勢的統計總結和解釋報告。為此，其篩選指標遵循整體性原則、空間尺度原則、指標范疇或類型原則、簡明性和可操作性原則、規范化原則。

呂?斌等：中原城市群城市承載力評價研究中國人口#8226;資源與環境 2008年 第5期由于城市是一個復雜的人工系統，所以各個指標主要反映對人類活動的支撐能力的選取，以及人類活動對城市環境的影響能力。選取的指標主要有總量指標，強度指標和結構指標三類。其中建成區面積、耕地面積、COD的排放量、SO2排放量、機動車保有量是總量指標，環境治理占GDP的比重是結構指標，其余的是強度指標。其中，環境承載力以綠地率和環境治理投入為代表，而本地生態承載能力的一類指標主要體現在土地承載力指數中，建成區面積和耕地面積表示土地現有利用狀態。從城市來說，土地現有狀態和利用潛力之和相對恒定。所以，考慮到計算時剔除指標之間的關聯性，以及各要素指標之間的相互關系，環境指標只選擇了綠地率和環境治理投入能力。

基于上述原則和城市承載力提升的目標與要求，從承載力包含的內容出發，堅持指標體系的靈敏性、獨立性和協調性準則，構建城市承載力綜合指標體系，形成以土地、水資源、交通、環境4個二級指標，供給指數和需求指數8個三級指標，16個具體指標構成的指標體系(見圖1)。

2 計算方法與模型構建

文章的數據主要來源于《2005年水資源公報》、《全國水資源綜合的規劃》、《中國建設統計年報2005》、《中國環境統計年鑒2005》，交通數據主要來源于各城市的交通支隊。由于濟源市部分數據難以獲得，所以中原城市群的城市的評價沒有包括濟源市。

系統多指標綜合分析關鍵是指標權重的確定。一般地，根據原始數據的不同來源，確定指標權重的方法大體上分為主觀賦值法和客觀賦值法兩類。主觀賦值法主要是由專家根據經驗主觀判斷而獲得，如古林法、Delphi法、AHP法等，這種方法較為成熟，但客觀性較差。客觀賦值法是根據原始數據運用統計方法計算獲得，不依賴于人的主觀判斷，其客觀性較強，如離差法、均方差法、PCA法、DHA法以及BP神經網絡法等。本分析采用原理相對簡單，精度較高的均方差法確定指標權重，并結合其它統計方法建立評價模型，對城市綜合承載力進行全面的評價。[KG)]

2.1 評價指標的標準化處理

2.2 單項具體指標權系數均方差決策求解

均方差決策法反映隨機變量離散程度最重要而又最常用的指標是該隨機變量的均方差。該方法以各單項評價指標為隨機變量，各方案Aj在指標Ij下的無量綱化的屬性值為該隨機變量的取值。首先，求出這些隨機變量的均方差，然后將這些均方差歸一化，其結果即為各指標的權重系數。計算步驟為：

2.3 二級層次指標(Bj)和三級層次指標(Ck)權系數求解 二級層次指標(Bj)和三級層次指標(Ck)權重系數在城市綜合承載力評價中具有重大作用，利用主觀性方法很容易獲得，但利用客觀性方法求解卻較困難，且目前這方面的文獻非常少見。運用客觀性方法確定指標權系數的關鍵是各指標對方案屬性值確定，特別是二、三層次指標。因而，首先確定各層次指標的屬性值（量化值），采用多目標線性加權函數法計算：

Ck=∑yijwj，Bj=∑Ckwk[JY]（6）

式中：Ck為三級層次指標屬性值；Bj為二級層次指標屬性值；wj為單項指標權重；wk為三級層次指標權重。

其次，同單項指標權系數求解一樣，采用均方差決策求解，分別以二、三層次的屬性值Bj、Ck作為隨機變量，計算各層次隨機變量的均方差，并將這些均方差歸一化，其結果即為二、三級層次指標的權重系數wi和wk。

2.4 典型城市綜合承載力評價模型的構建

運用均方差決策法等統計分析方法計算確定了各指標權重，這即反映了城市系統特定時期承載力水平，又能初步判斷該城市系統的持續協調發展能力。為進一步研究評價城市的承載力水平，本文采用了城市綜合承載力評價模型——綜合承載力指數。綜合承載力指數是資源環境約束下的城市未來發展能力總體水平的集中體現。

城市綜合承載力指數：二級層次中每一個指標均是從不同側面來反映城市承載力的發展水平，總體水平必須進行綜合評價，故采用多目標線性加權函數對城市綜合承載力指標（A）進行求解，即：

RA=∑(RBwi)[JY]（7）

或者RA(w)=∑mi=1yijwj([WTBZ]i=1，2，3，…，n；)[JY]（8）考慮的計算的簡便，本文在計算城市綜合承載力指數采用[WTBX]RA(w)=∑mi=1yijwj公式計算。顯然，[WTBZ]RA愈大愈好；因此在加權向量已知的情況下，根據城市綜合承載力指數可很容易對各方案進行決策或者排序。

3 評價結果

3.1 水資源承載力對城市群發展的影響最大

根據均方差的方法確定各指標的權重，水資源對城市發展的影響最大，其權重為0.289 1。其次為土地承載力、交通承載力、環境承載力。在單項指標中，人均水資源量的權重最高，為0.141 8，遠遠高于排第二位的建成區面積，說明水資源供給量是影響中原城市群發展的主要因素。

3.2 供給指數遠遠低于需求指數

從城市群整體來看，供需指數比遠遠小于1，說明需求對城市綜合承載力得分的貢獻要大于供給。所以，未來提升承載力的策略重點在于需求方面的正確引導。其中，環境承載力供需比最小，即如果城市嚴格控制廢氣和廢水的排放量，承載力提升的空間將會很大。對于水資源承載力來說，供給指數與需求指數的比值為0.258 7，如果滿足供需平衡的話，水資源承載力提升的空間遠遠小于其他三要素的承載力。所以，提升水資源承載力的重點并不在于擴大水資源的供給，而是有效控制水資源的需求，即提高水資源的利用效率。尤其是漯河、開封、許昌、焦作、鄭州等城市提高承載力應該從需求入手。

3.3 中原城市群發展的短板是水資源

表2為中原城市群中8個城市2005年城市綜合承載力各要素承載力指數和綜合承載力指數的計算結果。可以看出，中原城市群8個城市中，水資源承載力的綜合得分最低。其中人均水資源量和萬元產值耗水量的貢獻較小。河南省是水資源嚴重短缺的省份之一，人均水資源量僅為全國的1/5，全省正常年份缺水40億～50多億m³［11］。中原城市群的城市發展需要從外部調水，南水北調工程部分水資源供給該城市群。由于中原城市群境內的黃河、淮河、海河、長江四大水系有60.2％的監控河段水質超過IV類，不僅地表水污染嚴重，而且地下水質也存在污染現象，尤其是許昌、焦作、開封等水質較差［12］，城市可利用的水資源較少。此外，中原城市群人口集中，產業發達，以高耗水型工業為主，并且尚未采取有效的節水措施，使單位產值的耗水量居高不下。表2 中原城市群各要素和綜合承載力得分

從代表東、中、西部的京津冀城市群、長三角城市群、珠三角城市群、中原城市群和成渝城市群的橫向比較中可以看出，中原城市群的環境承載力、土地承載力、交通承載力、水資源承載力依次降低，并且水資源承載力得分最低。因此，水資源承載力是制約中原城市群發展的短板因素。圖2 各要素承載力對綜合承載力得分的貢獻

3.4 綜合承載力在五大城市群中處于中等水平

通過對五大城市群綜合承載力指標得分的4級分級標準和中原城市群8個城市綜合承載力得分可以看出，中原城市群綜合承載力在五大城市群中處于中等水平。全部城市處于中承載力分區（0.42

各個承載力系統之間與綜合得分的關系說明城市綜合承載力水平的提高是一個整體協調的過程，任何一個子系統功能的弱化都會導致整個系統協調程度和整體水平的降低。從單項指標來看，人均綠地面積、建設用地、人均水資源量、人均道路面積四個供給方面的指標在系統中的得分較低，表現出供給相對不足，另一方面也說明對中原城市群對資源的需求較大。

3.5 鄭州和洛陽引領城市群發展能力受限

從中原城市群內各城市綜合得分可以看出，鄭州得分0.4532，洛陽是0.4285，分別排在第一、二位，說明這兩個城市相對于其它城市來說綜合能力較強，同時也是中原城市群兩個增長極，起到引領城市發展的作用。但是，水資源和交通在鄭州和洛陽得分較低，表現出明顯的短板效應，制約城市發展。鄭州人均水資源201 m³，接近國際標準的嚴重缺水警戒線，是嚴重缺水城市。此外，人均道路面積指標在交通承載力中得分最低，只有0.0054。由于鄭州是全國重要的交通樞紐，車流和人流量表現出對城市較大的壓力，而人均道路面積的不足，造成交通承載力供需之間的矛盾。洛陽和鄭州表現出相同的問題根源。

4 提升中原城市群綜合承載力的策略

4.1 突破水資源瓶頸，提高綜合承載力

水資源已經成為制約中原城市群發展的重要短板因素。水資源瓶頸主要從水資源的供給、需求和利用效率三個方面突破。綜合調配水資源，釋放現有水資源盈余，更新、利用現有水利工程和地下水的調蓄能力，進行地表水庫之間和地下水庫的聯合調度，調節水資源供給與需求的平衡。按照優水優用、一水多用和重復使用的原則，實現各類水資源的聯合調度和優化策略。此外，對于南水北調工程輸送的水資源，采取適當的定價，運用經濟杠桿調整水資源的利用模式。此外，中原城市群進一步發展應以提高水資源利用效率為主，通過技術進步降低單位產值的耗水量。從耗水型產業向節水型產業過渡，提高城市高耗水工業的準入門檻。注重水資源的綜合管理，以便科學、合理地利用城市群內有限的水資源。

4.2 優化綜合承載力結構，發揮整體優勢

土地承載力、水資源承載力、交通承載力、環境承載力是城市綜合承載力的重要組成部分，而且四者重要程度相當。當其中某一要素成為短板，整體優勢難以發揮。所以，在提高城市綜合承載力方面，不僅考慮單一短板要素的突破，而且要通過其它系統結構的優化提高整體能力。通過盤活土地存量，深度挖潛，積極利用未利用土地；擴大交通基礎設施投資，優化路網結構，提高公交分擔率；污染物總量控，增加城市綠地面積等方式優化系統結構，進而提高中原城市群的城市綜合承載能力。

4.3 穩步推進城市化進程，提高城鎮化質量

中原城市群是帶動我國城鎮化進程的重要空間區域之一。但是通過分析城市綜合承載力要素供需指數可以反映出，城市存在土地擴張與浪費并存、水資源低效利用，交通設施不足、環境質量惡化等方面的城市問題，說明現有的發展模式存在一定的問題。建議今后中原城市群采取人口向中小城市集聚，不宜向大城市過度集中的城市化發展策略，緩解大城市土地承載力、水資源承載力、交通承載力和環境承載力的壓力。改變城市現有發展模式，適當提高中小城鎮的城市化速度，采用提高內涵的城市發展策略。

4.4 合理引導資源需求，建設節約型城市

強化城市居民的資源、能源和環境等危機意識，樹立資源有限性等科學發展觀，轉變生產以需定供的發展觀念。通過實施節約行為的獎勵制度，引導城市、企業、居民正確的資源需求導向，實現城市的可持續發展。

(編輯：田 紅)

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