中原城市群城市承载力评价研究

第２７卷第３期　２００８年６月　地域研究与开发　ＡＲＥＡＬ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ　ＶｏＬ　２７　Ｎｏ．３　

Ｊｕｎ．２００８　

中原城市群城市承载力评价研究　孙　莉　，吕　斌　，胡　军　（１．北京大学城市与环境学院城市与区域规划系，北京１００８７１；２．河南省发展和改革委员会，郑州４５０００２）　

摘要：快速城镇化背景下，城市发展与资源环境的矛盾日益突出。选取中原城市群中土地、水资源、交通和环境　要素承载力指标，建立城市综合承载力评价指标体系。通过综合评价与比较分析，得出如下结论：水资源承载力对　中原城市群的发展影响最大，而且是城市群发展中的短板要素；城市群供给指数低于需求指数；中原城市群城市综　合承载力在五大城市群中处于中等水平；郑州和洛阳引领城市群发展的能力有限。针对上述问题，从城市发展速　度、模式以及居民行为方式等方面提出提高承载力的政策建议。　关键词：城市承载力；综合评价；中原城市群　中图分类号：Ｆ２９０　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—２３６３（２００８）０３—００１６—０５　

１　引言　改革开放以来，我国经济持续高速增长，尤其是　２００３年至今，我国经济连续４年保持在两位数的增长水　平。但是我国的高速增长是建立在高投入、高消耗的基　础之上的。此外，伴随着我国快速城镇化的进程，城市　发展与资源环境的矛盾愈发突出。城市圈地与浪费现　象并存，水资源短缺、环境污染、交通拥挤等城市问题频　繁发生，这些问题威胁着城市的健康发展。党的十六大　报告提出全面建设小康社会的目标，以及“十一五”规划　纲要提出促进城镇化健康发展、提高城市承载力的要　求。正是基于这样的背景，通过对中原城市群城市承载　力进行评价，诊断城市群发展中的重要制约要素及其根　源，继而从短板突破、城市发展速度、城镇化模式、居民　行为方式等方面提出政策建议，以期促进中原城市群健　康可持续发展。　

２研究对象界定和指标体系设置　２．１基本概念　承载力（ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｃａｐａｃｔｉｙ）是源于希腊的古老概　念　，从最初生态学的领域发展到城市领域。２０世纪　８０年代初，联合国教科文组织（ＵＮＥＳＣＯ）提出了“资源　承载力”的概念，即“一个国家或地区的资源承载力是指　在可以预见到的期问内，利用本地能源及其自然资源和　智力、技术等条件，在保证符合其社会文化准则的物质　生活水平条件下，该国家或地区能持续供养的人口数　

收稿日期：２００７—０８—１０；修回日期：２００８—０４一Ｏ１　基金项目：中国科协重大咨询研究项目（２００６０６２５）　作者简介：孙莉（１９７９一），女，山西太原人，博士，主要从事城市　与区域规划方面的研究，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｓｕｎｌｉｂｄｃｈ＠ｓｉｎａ．ｃｏｒｎ。　

量。”＿２　此后，可持续发展的理念逐步引入到承载力的概　念中。概括而言，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　。　２００２年，Ｋ，０ｈ将城市承载力定义为一种人类活动、　人口增长、土地利用、物质水平发展，该水平能够使城市　的人居环境系统可持续发展，同时不引起其退化或不可　逆转的破坏　。国内城市承载力方面的研究主要集中　于城市容量、城市规模方面，此外在城市生态、交通、水　资源和土地资源领域有较系统深入的研究。２００５之前　的城市承载力是一个要素承载力的概念，而非综合承载　力。明确提出城市综合承载力概念的是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》④。文中城市承载力包括要素系统承载力和城市　综合承载力。其中要素承载力具有“阈值”的含义，即如　果超越该阈值将导致环境严重甚至不可逆转的破坏，进　而影响城市的可持续发展，表现出城市发展中的要素短　板。城市综合承载力是指城市在不产生任何破坏时所　能承受的最大负荷，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　Ｊ。城　市综合承载力是一个具有“能力”内涵的概念。　２．２研究对象的空间界定　中原城市群位于河南省中部偏北，是以郑洛汴新为　核心的城市群，以陇海、京广铁路为中轴的城镇密集区，　主要包括郑州、洛阳、开封、新乡、焦作、平顶山、许昌、漯　河和济源９个省辖（管）市。中原城市群土地面积６．８７　

①中华人民共和国建设部，关于加强城市总体规划修编和审　批工作的通知，建规［２００５］２号。　

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　孙莉等：中原城市群城市承载力评价研究　・１７・　万ｋｍ　，２００６年总人口３　８３６．６９万人　。　２．３指标体系构建　城市承载力的评价方法主要有单一指标和综合指　标体系评价方法。单一指标评价方法是选取典型的指　标代表整个系统的一种状态，具有阈值的含义。该方法　简单易行，但存在严重的不足，主要是由于未考虑系统　内经济和人类活动问题方面的参数。综合指标评价体　系是建立在包括经济、人类对资源利用参数在内的指标　体系，综合大量复杂的信息进行承载力问题诊断。根据　研究区域城市承载力的情况，采用综合指标体系进行评　价，其评价的理论基础是城市经济活动与土地承载力、　水资源承载力、交通承载力、环境承载力的资源要素的　供给与需求方面的协同作用。土地、水资源、交通、环境　是城市的主要构成要素，它们与人类的各种活动共同形　成城市复杂的系统。此外，城市承载力具有“阈值”的含　义，“阈值”就是资源的供给与人类理性需求达到平衡　点，即供需之间的平衡点。每种要素同时都包含供给和　需求两个方面的基础指标。　其指标筛选必须达到如下目标，即能够完整准确地　反映城市承载力系统状态，能够提供现状代表性的图　案；又能对各个子系统的承载状态和人类资源利用的方　式进行监测，寻求自然、人为压力与承载力系统之间相　互联系，并探求承载力系统问题存在的原因。同时还能　定期地为政府决策、科研以及公众要求提供城市承载力　系统承载现状、变化及趋势的统计总结和解释报告。为　此，其筛选指标遵循整体性、空间尺度、指标范畴或类型　原则；简明性和可操作性、规范化原则。　基于上述原则及目标与要求，从承载力包含的内容　出发，坚持指标体系的灵敏性、独立性和协调性准则，构　建城市承载力综合指标体系，形成以土地、水资源、交　通、环境４个二级指标，供给指数和需求指数８个三级指　标，１６个具体指标构成的指标体系（图１）。　３计算方法与模型构建　数据主要来源于《全国水资源综合规划》　、《中国　建设统计年报２００５》　、《中国环境统计年鉴２００５》　］，　交通数据主要来源于各城市的交通支队。由于济源市　部分数据难以获得，所以中原城市群的城市的评价没有　包括济源。　系统多指标综合分析的关键是指标权重的确定。　一般地，根据原始数据的不同来源，确定指标权重的方　法大体上分为主观赋值法和客观赋值法两类。主观赋　值法主要是由专家根据经验主观判断而获得，如古林　法、Ｄｅｌｐｈｉ法、ＡＨＰ法等较为成熟，但客观性较差。客观　赋值法是根据原始数据运用统计方法计算获得，不依赖　城市综合承载力指标体系（Ａ）　水　供　给　指　数　水　需　求　指　数　ｃ４　瓮　肇。　鸶　耸：　瓮：　图１城市承载力系统评价的指标体系　Ｆｉｇ．１　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ｏｆ　ｕｒｂａｎ　ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　说明：ｃ，为建成区面积／ｋｍ　，耕地面积／ｈｍ　；Ｃ２为人均建设用　地／ｌＩｌ２、单位产值用地需求／ｋｍ２；Ｃ３为人均可利用水资源量／ｍ　，人　均水资源量／ｍ０；Ｃ４为人均综合用水量／ｍ０，万元产值的耗水量／ｔ；　ｃ５为人均铺装道路面积／ｍ２，道路网密度／ｋｍ・ｋｍ～；Ｃ６为机动车保　有量／ｍｉｌｌｉｏｎ，平均车流辆／ｖｐｈ；Ｃ７为人均绿地面积／ｍ　，环境治理资　金占ＧＤＰ的比重／％；Ｃ８为ＣＯＤ排放量／ｔ，ｓ０２排放量／ｔ。　于人的主观判断，其客观性较强，如离差法、均方差法、　ＰＣＡ法、ＤＨＡ法以及ＢＰ神经网络法等。采用原理相对简　单、精度较高的均方差法确定指标权重，并结合其它统计　方法建立评价模型，对城市综合承载力进行全面的评价。　３．１评价指标的标准化处理　设多指标综合评价问题中方案集为Ａ＝｛Ａ　，Ａ，，　Ａ。，…，Ａ　｝（针对文中　即为单个城市，也就是通常所　说的样本数）；指标集为　＝｛　，　…，Ｌ｝；方案Ａ。对　指标　的属性值　（ｉ＝１，２，３，…，ｎ；ｊ‘：１，２，３，…，ｍ）；　＝（　ｆ）ｎ×ｍ表示方案集Ａ对指标集　的“属性值”，即　“决策矩阵”。　研究中将评价指标分为“效益型”和“成本型”两大　类，“效益型”指标是指属性值与承载力正相关的指标，　“成本型”指标是指属性值与承载力负相关的指标，在城　市综合承载力评价中，除了“单位产值工业用地”、　“ＣＯＤ排放量”、“ＳＯ：排放量”、“万元产值耗水量”、“机　动车保有量”为成本型指标外，其余均为效益型指标。　为了消除量纲和量纲单位的影响，分析采用极差法对这　两类指标进行无量纲标准化处理。对于效益型指标，有　ＹＵ＝（ｘｉｊ一　ｉ　）／（　一　ｉ　）。　（１）　式（１）中：　，　分别为巧指标的最大值和最小值；ｉ　

＝１，２，３，…，　；　＝１，２，３，…，ｍ。　对于成本型指标，有　

维普资讯 http://www.cqvip.com ・１８・　地域研究与开发　第２７卷　Ｙｑ＝（　ａｘ—ｘｑ）／（　ａｘ一　ｉｎ）。　（２）　由此无量纲标准化后的决策矩阵为Ｙ＝（ｙ　）ｎ×ｍ，显　然，，　愈大愈好。　３．２　单项具体指标权系数均方差决策求解　均方差决策法反映随机变量离散程度最重要而又　最常用的指标是该随机变量的均方差。该方法以各单　项评价指标为随机变量，各方案　在指标　下的无量纲　化的属性值为该随机变量的取值。首先，求出这些随机　变量的均方差，然后将这些均方差归一化，其结果即为　各指标的权重系数。计算步骤为　ｎ　①求随机变量的均值Ｅ（　）＝　１∑Ｙ　。　（３）　

②求　的均方差　（　）＝　厂　———————一　√　（ｙ　（　

③指标‘的权系数ｃｃ，　＝ｒ，（　）／∑　（　）。　（５）　ｉ＝ｌ　３．３二级和三级层次指标权系数求解　

二级层次指标（　）和三级层次指标（Ｃ　）权系数在　城市综合承载力评价中具有重大作用，利用主观性方法　很容易获得，但利用客观性方法求解却较困难，且目前　这方面的文献非常少见。运用客观性方法确定指标权　系数的关键是各指标对方案属性值确定，特别是二、三　层次指标。因而，首先确定各层次指标的属性值（量化　值），采用多目标线性加权函数法计算　ｃ　：∑Ｙ　；　＝∑ＣｋＷｋ。　（６）　式中：Ｃ　为三级层次指标属性值；日　为二级层次指标属　性值；　为单项指标权重；　为三级层次指标权重。　同单项指标权系数求解一样，采用均方差决策求　解，分别以二、三层次的属性值日　，Ｃ　作为随机变量，计　算各层次随机变量的均方差，并将这些均方差归一化，　其结果即为二、三级层次指标的权重系数　和　。　３．４典型城市综合承载力评价模型的构建　运用均方差决策法等统计分析方法计算确定了各　指标权重，既反映了城市系统特定时期承载力水平，又　能初步判断该城市系统的持续协调发展能力。为进一　步研究评价城市的承载力水平，采用了城市综合承载力　评价模型——综合承载力指数，它是资源环境约束下的　城市未来发展能力总体水平的集中体现。　二级层次中每一个指标均是从不同侧面来反映城市承　载力的发展水平，总体水平必须进行综合评价，故采用多目　标线性加权函数对城市综合承载力指标（Ａ）进行求解，即