城市综合承载力评价指标体系研究

【摘要】：城市可持续发展是区域可持续发展的重要内容。随着城市人口的急剧增长及城市规模的迅速扩张，城市综合承载力对城市发展的约束日益引起人们的关注。城市可持续发展如何与城市综合承载力相协调，不仅关系到城市未来自身的命运，也关系到其周边地区能否顺利实现可持续发展的目标。通过对相关资料的分析和对区域经济理论的学习，本文将探讨建立一套相对完善的城市综合承载力指标体系的方法，以此为基础来对城市综合承载力做出评价。

【关键词】：城市综合承载力;综合评价;指标体系

1.引言

2014年2月26日举行的京津冀协同发展工作座谈会上，明确提出，“实现京津冀协同发展，是一个重大国家战略，要加快走出一条科学持续的协同发展路子来。”一体化建设已逐渐成为当今社会发展的主要潮流，所谓“城市一体化”是指一体化是指多个原来相互独立的城市通过某种方式逐步结合成为一个新整体的过程，对中国城市未来走向起到了重要的作用。

从国际发展趋势看，随着大量人口涌入城市，城市人口不断增多，尤其是环境和生态问题极为突出，随着城市研究进展，各种城市类型的概念依次被提出。从我国发展状况看来，改革开放以来，我国城镇化进程的不断加快，城市数量、人口迅速扩张，出现了人口过密、生态环境恶化、基础设施滞后一系列问题对城市一体化都提出了更高的要求。本文将建立一套相对完善的城市综合承载力评价指标体系，对城市综合承载力做出评价。

2.城市综合承载力概念界定

承载力是衡量人类经济社会活动与自然环境之间相互关系的科学概念，是人类可持续发展度量和管理的重要依据，是生态学的第一戒律[1]。 20世纪70年代后期和80年代初期，联合国粮农组织（FAO）和科教文化组织（UNESCO）先后组织了承载力的大型研究，研究提出了一些承载力的定义和测量方法等，承载力由此备受世界瞩目，成为学术界研究的热点之一。

城市综合承载力是指在一定社会、经济和技术条件下，及一定的资源和环境约束下，某一城市的土地资源所能承载的人口数量及人类各种活动的规模和强度的阈值[2]。城市综合承载力，一方面取决于城市自身的自然资源，如环境容量、水土资源、地质条件等“先天因素”;另一方面，又取决于人类对自然资源能源的利用方式、外来资源引进程度、城市基本设施建设水平等“后天因素”[3]。为更加全面的认识一个城市的综合承载力，我们将从资源、环境、经济、社会承载力四个方面进行分析。

3. 城市综合承载力综合评价指标体系

3.1 理论基础

3.1.1 指标的确立与分析

实际问题中，评价城市综合承载力考虑因素众多，增加了计算量和分析问题的复杂性，不利于定量分析。为了减少变量，我们根据以下原则，把多指标转化为少数几个综合指标。以这几个综合指标为研究对象，分析各因素对城市综合承载力的影响。

指标的建立要着重注意以下两个问题。第一，指标体系建立的层次应当分明，分为准则层、领域层和指标层。各个指标的所属关系应当是明确的，不应有重复或者遗漏的;第二，指标的选择要考虑相关数据取得的难易程度、可靠性和成本，同时保证数据可量化计算。

根据以上原则与要求，我们建立了一个由资源、环境、经济和社会四方面组成准则层，每个准则层分为供给和需求两个领域层的综合承载力评价指标体系，其中指标层共设33个指标，如表3-1所示。

表3-1 XX市城市综合承载力评价指标体系

准则层

领域层

指标层

资源

承载力

资源供给指数

人均水资源量（立方米/人）

人均耕地面积（hO・万人）

资源需求指数

河流水质监测断面达标率/%

单位GDP能耗（标准煤）/（t・万元）

万元工业增加值能源消耗量（标准煤）/t

环境

承载力

环境供给指数

城市人均公园绿地面积/m

建成区绿地率/%

全年空气质量为国家Ⅱ级以上天数/天

环境需求指数

市区酸雨频率/%

城镇污水日处理能力/万吨

全市区域环境噪声昼间监测平均等效声级/dB

经济

承载力

经济供给指数

人均GDP/元

全年城市居民人均可支配收入/元

第三产业占GDP比重/%

第二产业占GD比重/%

城镇单位在岗职工平均工资/元

经济需求指数

第三产业年增长率/%

第二产业年增长率/%

GDP年增长率/%

规模以上工业实现主营业务收入/亿元

社会

承载力

社会供给指数

万人拥有床位数/张

科学、教育事业费占占建设项目投资比重/%

万人卫生技术员人数/人

城市居民恩格尔系数/%

参加城镇居民基本医疗保险人数/万人

高速公路通车里程/km

社会需求指数

电视综合人口覆盖率/%

互联网用户/户

机动车拥有量/辆

城镇登记失业率/%

人口数/人

人口自然增长率/%

人口密度/（人・km）

3.1.2指标得分计算方法

对综合承载力的评价方法主要有单一指标评价法和多指标综合评价方法。单一指标评价法是选取某个系统中典型的指标来代表整个系统的一种状态，该方法操作简便易行，但存在严重不足。多指标综合评价法是建立在综合经济、社会、资源、环境等在内的多个指标体系的，它综合了系统全方面的信息来进行承载力的问题诊断。本文将详述多指标综合评价法[4]来进行城市综合承载力的评价，对于指标权重的计算选择客观的熵值法[5]。

我们采用综合效应原理来分析各个指标。综合效应原理以各因子的权重大小来区分各因子对地区承载力的影响，它能够体现各个要素之间的联系和补偿效应。对具有不可再生性或不可流动性的自然因子的约束而言，基本遵循最小因子限制原理或短板效应原理;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。尤其对开放的城市系统而言，资源和要素的流动与互补已使得单因子对城市综合承载力的影响效应明显减弱，多因子的综合协同效应则显著增强。

（1）标准化处理

由于进行比较的各个指标数据的量纲不同，不能进行对比分析。统计学原理告诉我们，要对多组不同量纲数据进行比较，可以先将它们标准化转化成无量纲的标准化数据。而综合评价就是要将多组不同的数据进行综合，因而可以借助于标准化方法来消除数据量纲的影响。标准化的指标分为正向指标和负向指标：正向指标是越大越好，越小越不好;逆向指标是越小越好，或者越大越不好。其具体方法如下：

正向指标（1）

负向指标（2）

其中，表示第i年第j项评价指标的数值，和分别为所有年份中第j项指标的最小值和最大值。

（2）熵值法

熵值法是一种客观赋权法，是根据各项指标观测值所提供的信息的大小来确定指标权重。在综合评价中，信息熵通过描述样本数据变化的速率和指标数值变化的相对幅度，来表示该指标变化的相对速度。实际计算用的指标由样本标准化处理后的值来表述，最终的评价值及综合承载力水平是两者的乘积。所以由熵值法确定指标体系的权重可以充分反映综合承载力水平所要求的在压力水平、承压水平和协调性上的描述，同时统计数据也满足熵值法的要求。因此，我们在此选用熵值法来评价综合承载力是科学的。

我们采用熵值法来计算各指标的权重，以分析各个指标对城市承载力的不同影响程度，其具体算法如下：

计算第i年第j项指标值的比重： （3）

计算指标信息熵：

（4）

，其中m为评价年数，n为指标数。

计算信息熵冗余度：

（5）

计算指标权重：

（6）

（3）综合指数评价法

综合指数评价法是指运用多个指标对目标单位进行评价的方法，其基本思想是将多个指标转化为一个能够反映综合情况的指标来进行评价。在综合评价过程中，一般要根据指标的重要性进行加权处理;评价结果不再是具有具体含义的统计指标，而是以指数或分值结果来表示参评单位“综合状况”的排序。

首先，计算指标层单指标评价得分，评价模型如下：

（7）

其中，是指标层中第i年第j个指标的综合评价值

若后一期的S值大于等于前一期的S值，则表明综合承载力是趋势递增的。否则，承载力状况就存在问题。

然后，计算领域层综合评价值，评价模型如下：

（8）

式中，是领域层中第i个子系统的综合评价值;n是第i个子系统中所包含的评价指标个数;是第i个子系统的第j个指标的权重;是第i个子系统中的第j个指标的评价值。若后一期的Y值大于等于前一期的Y值，则表明综合承载力是趋势递增的。否则，承载力状况就存在问题。

最后，计算准则层综合评价值，评价模型如下：

（9）

（4）权重修正

我们把领域层的权重视为1，领域层其下的每个指标层指标相对于领域层所占权重视为Wi，再将准则层的权重视为1，其下的每个领域层指标相对于准则层所占的权重作为Yi。最后将每个准则层相对于准则层权重总和的比重作为准则层的权重A。

3.2 综合评价指标体系实例

本文以某市为例，以文中建立的城市综合承载力评价指标体系为基础对其进行城市承载力分析。

本文中某市的四大承载力要素（资源承载力、环境承载力、经济承载力、社会承载力）相关指标的数据来源于《某市国民经济与社会发展统计公报》、《某市环境质量公报》以及该市所在省的《城镇单位就业人员平均工资》等相关资料文献。

根据3.1.2的指标计算方法，我们将选取的该市2010年至2013年的33个指标数据标准化处理、确定权重，最后得到的结果如表3-2所示。

表3-2某市城市综合承载力评价指标体系

准则层

领域层

指标层

熵值法权重

修正后权重

资源

承载力

0.0909

资源供给指数

0.4434

人均水资源量（立方米/人）

0.015138

0.499802

人均耕地面积（hO・万人）

0.01515

0.500198

资源需求指数

0.5566

河流水质监测断面达标率/%

0.015164

0.333666

单位GDP能耗（标准煤）/（t・万元）

0.015143

0.333211

万元工业增加值能源消耗量（标准煤）/t

0.015139

0.333123

环境

承载力

0.1037

环境供给指数

0.5915

城市人均公园绿地面积/m

0.015149

0.3326

建成区绿地率/%

0.015162

0.3348

全年空气质量为国家Ⅱ级以上天数/天

0.015138

0.3326

环境需求指数

0.4085

市区酸雨频率/%

0.015161

0.3333

城镇污水日处理能力/万吨

0.015164

0.3333

全市区域环境噪声昼间监测平均等效声级/dB

0.015191

0.3333

经济

承载力

0.2585

经济供给指数

0.5739

人均GDP/元

0.015143

0.333

全年城市居民人均可支配收入/元

0.015149

0.333

第三产业占GDP比重/%

0.004568

0.200008

第二产业占GDP比重/%

0.008077

0.199921

城镇单位在岗职工平均工资/元

0.015144

0.334

经济需求指数

0.4261

第三产业年增长率/%

0.030304

0.18179

第二产业年增长率/%

0.030297

0.181748

GDP年增长率/%

0.030299

0.181759

规模以上工业实现主营业务收入/亿元

0.015141

0.090827

社会

承载力

0.5469

社会供给指数

0.5280

万人拥有床位数/张

0.0303

0.1667

科学、教育事业费占占建设项目投资比重/%

0.030284

0.1667

万人卫生技术员人数/人

0.030296

0.1667

城市居民恩格尔系数/%

0.030281

0.1667

参加城镇居民基本医疗保险人数/万人

0.030276

0.1667

高速公路通车里程/km

0.030284

0.1667

社会需求指数

0.4720

电视综合人口覆盖率/%

0.030286

0.153708

互联网用户/户

0.03028

0.153679

机动车拥有量/辆

0.03029

0.15373

城镇登记失业率/%

0.015138

0.076831

人口数/人

0.03037

0.154138

人口自然增长率/%

0.030302

0.153793

人口密度/（人・km）

0.030367

0.154122

将上述计算所得的权重与对应标准化处理后的33个指标每年的数值分别相乘，得到2010年-2013年该市城市综合承载力得分条形统计图，结果如图3-1所示。 图3-1 2010年-2013年某市城市综合承载力得分统计图 根据图3-1，在资源、环境、经济、社会四个承载力得分中，环境承载力四年间得分相对较低，2011年环境承载力得分最低，显示出环境承载力为某市综合承载力短板。2012年资源和环境承载力达到最大值后2013年又大幅下降，但相比2010年与2011年仍有上升。2010年经济和社会承载力得分为四年中最低值，2013年达到最大值。

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