人居環(huán)境承載力初步研究

朱健亮

摘 要：對以往承載力的研究進(jìn)行總結(jié)并提出人居環(huán)境承載力的概念，構(gòu)建城市人居環(huán)境承載力指標(biāo)體系并通過矢量模法對大連市2002—2011年城市人居環(huán)境承載力指數(shù)進(jìn)行量化研究，結(jié)果表明，大連市城市人居環(huán)境承載力呈總體上升趨勢，但承載力并不高，對如何提高城市人居環(huán)境承載力給出一些對策。

關(guān)鍵詞：承載力；城市；人居環(huán)境；指標(biāo)體系；矢量模；大連市

中圖分類號：X24 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2015）09-0167-04

引言

承載力的概念來源于力學(xué)，是指物體在不產(chǎn)生破壞時(shí)的最大載荷[1]。早期的承載力研究與生態(tài)學(xué)的發(fā)展有關(guān)，1921年帕克和伯吉斯提出了承載力的概念：“某一特定環(huán)境下某種個(gè)體存在數(shù)量的最高極限。”[2] 1968年日本學(xué)者將環(huán)境容量的概念引入到環(huán)境科學(xué)中，也就是說環(huán)境承載力的理論雛形是環(huán)境容量，環(huán)境容量被定義為：在人類生存和不破壞自然的基礎(chǔ)下某一環(huán)境能容納的污染物的最大負(fù)荷[3]，國內(nèi)學(xué)者唐劍武，葉文虎較早對環(huán)境承載力做了理論和科學(xué)意義的研究[4]，崔鳳軍較早對城市水環(huán)境承載力及應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)證研究[5]。承載力研究現(xiàn)在已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域展開，土地承載力研究[6～7]，城市群和城市綜合承載力研究[8～9～22]，旅游承載力研究[10]，生態(tài)承載力研究[11]，水資源承載力研究[12]等領(lǐng)域都有比較深入的研究。在承載力評價(jià)方法方面，有指數(shù)評價(jià)法、承載率評價(jià)法、系統(tǒng)動力學(xué)方法和多目標(biāo)優(yōu)化方法等[1]，雖然承載力獲得了廣泛而深入的研究，但也純在著理論比較薄弱、評估方法不足、操作性差等問題。有些學(xué)者建議廢棄承載力的研究[13]，但最近出現(xiàn)了很多環(huán)境問題，包括空氣霧霾、底層不穩(wěn)定、土壤重金屬污染等現(xiàn)象，說明承載力是客觀存在的，尤其當(dāng)承載力威脅到人類生活、居住和城市可持續(xù)發(fā)展的階段，所以承載力的研究仍然值得繼續(xù)進(jìn)行[14]。

人居環(huán)境學(xué)由希臘學(xué)者道薩迪亞斯（C.A.Doxiadis）在20世紀(jì)50年代提出[15]，現(xiàn)在國內(nèi)外對人居環(huán)境的研究從諸多方面和層次都有研究[16～20]人居環(huán)境科學(xué)包括自然、人類、社會、居住和支撐五大系統(tǒng)和全球、區(qū)域、城市、社區(qū)、建筑五大層次[21]，人居環(huán)境系統(tǒng)的構(gòu)成和涉及的要素非常復(fù)雜，是一個(gè)多學(xué)科交叉的橫斷學(xué)科。隨著城市化速度的加快，城市人口增加迅速、用地規(guī)模擴(kuò)大、道路擁擠、生態(tài)遭受一定的破壞，城市容納能力和可持續(xù)發(fā)展問題突出，城市人居環(huán)境受到了干擾[8]，如何應(yīng)對諸多問題帶給人居環(huán)境系統(tǒng)的壓力是當(dāng)前要解決的問題。

本文將承載力概念引入到城市人居環(huán)境系統(tǒng)中，通過建立評價(jià)指標(biāo)體系并進(jìn)行量化處理，根據(jù)計(jì)算公式得出大連市近十年的人居環(huán)境承載力指數(shù)及變化趨勢并做了相關(guān)分析，提出提高人居環(huán)境承載力的對策，為城市管理和建設(shè)部門提供相關(guān)參考依據(jù)。

一、研究方法

（一）人居環(huán)境承載力的概念

承載力在諸多領(lǐng)域都有較深入的研究，但對于承載力的確切定義還沒有統(tǒng)一的認(rèn)定，根據(jù)以往各領(lǐng)域承載力的概念，結(jié)合城市人居環(huán)境系統(tǒng)的特殊性，將城市人居環(huán)境承載力定義為：在某一城市，某一時(shí)期內(nèi)，某種狀態(tài)下的城市人居環(huán)境系統(tǒng)能夠滿足人們進(jìn)行日常人居活動、生活、生產(chǎn)及可持續(xù)發(fā)展的能力。這種能力包括人們的日常生活居住空間、工作空間、環(huán)境容納能力、生活便利度、城市基礎(chǔ)設(shè)施支撐能力等。

（二）人居環(huán)境承載力的量化方法

關(guān)于承載力的研究方法，每種方法都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，目前還沒有公認(rèn)的一種最適合承載力研究的方法。考慮到人居環(huán)境系統(tǒng)的復(fù)雜性和選取的承載力評價(jià)指標(biāo)的閾值還有待探討，所以選取指數(shù)評價(jià)法來量化研究城市人居環(huán)境承載力。其中指數(shù)評價(jià)法中以矢量模法最為典型。

矢量模法是將環(huán)境承載力看作是n維空間里的一個(gè)矢量，這一矢量隨著人類活動、社會支撐、經(jīng)濟(jì)的方向和大小的改變而改變。設(shè)有m個(gè)發(fā)展方案或m個(gè)時(shí)期的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，分別對應(yīng)著m個(gè)時(shí)期的環(huán)境承載力，對每個(gè)環(huán)境承載力的指標(biāo)進(jìn)行歸一化，歸一化后向量的模即是相對應(yīng)不同方案或時(shí)期的承載力。其公式為：

HSCC= （1）

式中，HSCC代表人居環(huán)境承載力，wi為第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，pi為第i項(xiàng)指標(biāo)歸一化后的數(shù)值，n表示指標(biāo)個(gè)數(shù)，量化后的承載力指數(shù)在0～1之間。

（三）人居環(huán)境承載力指標(biāo)體系的構(gòu)建及其指標(biāo)權(quán)重的確定

人居環(huán)境系統(tǒng)龐大且復(fù)雜，包含多學(xué)科、多領(lǐng)域，是一個(gè)涉及人口、資源、環(huán)境、生態(tài)等諸多因素的復(fù)雜大系統(tǒng)。在指標(biāo)選取的過程中不但要以承載力中的區(qū)域性、動態(tài)性、可量化原則，還要以人居為首的原則來構(gòu)建指標(biāo)體系。根據(jù)人居環(huán)境系統(tǒng)的特殊性和大連市的實(shí)際情況，將大連市人居環(huán)境系統(tǒng)劃分為居住條件子系統(tǒng)、資源配置子系統(tǒng)、城市生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展子系統(tǒng)。人居環(huán)境的主體是人，居住條件的優(yōu)劣直接影響到人居環(huán)境承載力的強(qiáng)弱；資源配置是對人類活動和日常生活的有力支撐；城市生態(tài)環(huán)境不但可以使城市健康發(fā)展，而且可以提供給人們舒適、詩意的人居環(huán)境；可持續(xù)發(fā)展能力是一座城市整體協(xié)調(diào)并健康發(fā)展的重要指標(biāo)，城市人居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展是建設(shè)文明城市、生態(tài)城市、友好城市的基礎(chǔ)。每個(gè)子系統(tǒng)又包含若干二級子系統(tǒng)，最終構(gòu)建成了以四個(gè)子系統(tǒng)為準(zhǔn)則方向，選取14個(gè)指標(biāo)來衡量人居環(huán)境承載力。

因其中每個(gè)子系統(tǒng)對人居環(huán)境承載力的影響程度不同，各指標(biāo)對各子系統(tǒng)的影響程度也不同，所以要計(jì)算出它們之間的權(quán)重。本文選用層次分析法（Analytic Hierarchy Process）即AHP法，對選取的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，建立判斷矩陣，層次單、總排序均通過一致性檢驗(yàn)，具體步驟請參看文獻(xiàn)[23]。利用層次分析法求得指標(biāo)權(quán)重提高了系統(tǒng)評價(jià)的準(zhǔn)確度。人居環(huán)境承載力指標(biāo)體系和各指標(biāo)權(quán)重（如表1）。

（四）指標(biāo)的歸一化處理

因選取的指標(biāo)體系量綱各異，將大連市2002—2011年的人居環(huán)境承載力指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，使其變?yōu)榭杀容^的無量綱數(shù)值。endprint

對于越大越優(yōu)的指標(biāo)歸一化公式為：

x*

i= （2）

對于越小越優(yōu)的指標(biāo)歸一化公式為：

x*

i= （3）

其中x*

i為指標(biāo)歸一化后的數(shù)值，xi為指標(biāo)原數(shù)值，xmax和xmin分別表示每項(xiàng)指標(biāo)中的最大值與最小值。

（五）大連市2002—2011年人居環(huán)境承載力指數(shù)

根據(jù)指標(biāo)體系的歸一化處理數(shù)據(jù)及其計(jì)算的指標(biāo)權(quán)重用公式（1）計(jì)算得出大連近十年的人居環(huán)境承載力及變化趨勢（見下頁圖1），指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于《大連統(tǒng)計(jì)年鑒》、《大連市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展公報(bào)》[24]。

二、結(jié)果分析

通過計(jì)算數(shù)據(jù)與趨勢圖可以看到大連市人居環(huán)境承載力總體呈上升趨勢，中間有兩個(gè)人居環(huán)境承載力下降年，分別為2003年與2006年。雖然大連市整體人居環(huán)境承載力是上升的趨勢，但總體承載力指數(shù)并不高，說明大連市在城市人居環(huán)境建設(shè)方面做的越來越好，但還沒有達(dá)到人居環(huán)境高度發(fā)展的程度。尤其近些年的城市人口規(guī)模加大，城市生態(tài)系統(tǒng)遭到不同程度的破壞，就業(yè)嚴(yán)峻等問題對城市人居環(huán)境承載力有很大的影響。

三、提高城市人居環(huán)境承載力的對策

（一）經(jīng)濟(jì)對策

城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平帶動著整個(gè)城市的發(fā)展，穩(wěn)步提高城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力并協(xié)調(diào)好其與人居環(huán)境的整體發(fā)展。調(diào)整并優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)業(yè)層次，從各個(gè)領(lǐng)域帶動經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，控制人口規(guī)模，提高就業(yè)率，使不同階層，不同崗位的人口有較好的生存空間。

（二）居住條件及基礎(chǔ)建設(shè)對策

城市的居住空間與基礎(chǔ)建設(shè)是支撐人們?nèi)粘Ｉ睢⑸a(chǎn)需要的前提，由于大連的丘陵地形導(dǎo)致可用土地相對較少，如果在工業(yè)上大面積的開發(fā)利用土地會導(dǎo)致居住用地減少，為人居空間帶來很大壓力，所以要控制建筑用地的增長、調(diào)控一二類居住用地比重，使人均居住面積有較好的空間。在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上，既要對能滿足人們的日常生活需要的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全面的建設(shè)也要控制好建設(shè)的力度，避免資源閑置。在道路交通方面控制公交車與汽車出行數(shù)量，避免上下班高峰期長時(shí)間擁堵。

（三）環(huán)境對策

城市的整體環(huán)境直接影響城市的市容，城市居住人口的健康。所以要加大對環(huán)境的治理，提高城市生態(tài)系統(tǒng)平衡能力，嚴(yán)格執(zhí)行污染物排放總量的控制，加強(qiáng)環(huán)保監(jiān)督，提高垃圾處理率及其可循環(huán)利用，建設(shè)生態(tài)文明城市與詩意人居環(huán)境。

（四）科技對策

科技是第一生產(chǎn)力，加大科技投入，提高科技水平，用更好的研究理論來支撐城市的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展，使得城市發(fā)展更加協(xié)調(diào)，人居建設(shè)更加穩(wěn)步推進(jìn)。

結(jié)論與討論

總結(jié)了以往承載力在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用及其研究方法，提出城市人居環(huán)境承載力的概念，構(gòu)建了城市人居環(huán)境承載力指標(biāo)體系，用矢量模法對大連市2002—2011年城市人居環(huán)境承載力進(jìn)行了量化研究并給出提高城市人居環(huán)境承載力的一些對策。由于城市人居環(huán)境承載力研究目前還沒有較為深入的研究，本文提出了觀點(diǎn)并進(jìn)行了初步探討，在指標(biāo)選取、量化模型優(yōu)化上還有待進(jìn)一步的研究。

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[責(zé)任編輯 陳鳳雪]endprint