人居環境承載力初步研究

朱健亮

摘 要：對以往承載力的研究進行總結并提出人居環境承載力的概念，構建城市人居環境承載力指標體系并通過矢量模法對大連市2002—2011年城市人居環境承載力指數進行量化研究，結果表明，大連市城市人居環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境承載力給出一些對策。

關鍵詞：承載力；城市；人居環境；指標體系；矢量模；大連市

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

引言

承載力的概念來源于力學，是指物體在不產生破壞時的最大載荷[1]。早期的承載力研究與生態學的發展有關，1921年帕克和伯吉斯提出了承載力的概念：“某一特定環境下某種個體存在數量的最高極限。”[2] 1968年日本學者將環境容量的概念引入到環境科學中，也就是說環境承載力的理論雛形是環境容量，環境容量被定義為：在人類生存和不破壞自然的基礎下某一環境能容納的污染物的最大負荷[3]，國內學者唐劍武，葉文虎較早對環境承載力做了理論和科學意義的研究[4]，崔鳳軍較早對城市水環境承載力及應用進行了實證研究[5]。承載力研究現在已經在多個領域展開，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]，生態承載力研究[11]，水資源承載力研究[12]等領域都有比較深入的研究。在承載力評價方法方面，有指數評價法、承載率評價法、系統動力學方法和多目標優化方法等[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。有些學者建議廢棄承載力的研究[13]，但最近出現了很多環境問題，包括空氣霧霾、底層不穩定、土壤重金屬污染等現象，說明承載力是客觀存在的，尤其當承載力威脅到人類生活、居住和城市可持續發展的階段，所以承載力的研究仍然值得繼續進行[14]。

人居環境學由希臘學者道薩迪亞斯（C.A.Doxiadis）在20世紀50年代提出[15]，現在國內外對人居環境的研究從諸多方面和層次都有研究[16～20]人居環境科學包括自然、人類、社會、居住和支撐五大系統和全球、區域、城市、社區、建筑五大層次[21]，人居環境系統的構成和涉及的要素非常復雜，是一個多學科交叉的橫斷學科。隨著城市化速度的加快，城市人口增加迅速、用地規模擴大、道路擁擠、生態遭受一定的破壞，城市容納能力和可持續發展問題突出，城市人居環境受到了干擾[8]，如何應對諸多問題帶給人居環境系統的壓力是當前要解決的問題。

本文將承載力概念引入到城市人居環境系統中，通過建立評價指標體系并進行量化處理，根據計算公式得出大連市近十年的人居環境承載力指數及變化趨勢并做了相關分析，提出提高人居環境承載力的對策，為城市管理和建設部門提供相關參考依據。

一、研究方法

（一）人居環境承載力的概念

承載力在諸多領域都有較深入的研究，但對于承載力的確切定義還沒有統一的認定，根據以往各領域承載力的概念，結合城市人居環境系統的特殊性，將城市人居環境承載力定義為：在某一城市，某一時期內，某種狀態下的城市人居環境系統能夠滿足人們進行日常人居活動、生活、生產及可持續發展的能力。這種能力包括人們的日常生活居住空間、工作空間、環境容納能力、生活便利度、城市基礎設施支撐能力等。

（二）人居環境承載力的量化方法

關于承載力的研究方法，每種方法都有自身的優缺點，目前還沒有公認的一種最適合承載力研究的方法。考慮到人居環境系統的復雜性和選取的承載力評價指標的閾值還有待探討，所以選取指數評價法來量化研究城市人居環境承載力。其中指數評價法中以矢量模法最為典型。

矢量模法是將環境承載力看作是n維空間里的一個矢量，這一矢量隨著人類活動、社會支撐、經濟的方向和大小的改變而改變。設有m個發展方案或m個時期的發展狀態，分別對應著m個時期的環境承載力，對每個環境承載力的指標進行歸一化，歸一化后向量的模即是相對應不同方案或時期的承載力。其公式為：

HSCC= （1）

式中，HSCC代表人居環境承載力，wi為第i項指標的權重，pi為第i項指標歸一化后的數值，n表示指標個數，量化后的承載力指數在0～1之間。

（三）人居環境承載力指標體系的構建及其指標權重的確定

人居環境系統龐大且復雜，包含多學科、多領域，是一個涉及人口、資源、環境、生態等諸多因素的復雜大系統。在指標選取的過程中不但要以承載力中的區域性、動態性、可量化原則，還要以人居為首的原則來構建指標體系。根據人居環境系統的特殊性和大連市的實際情況，將大連市人居環境系統劃分為居住條件子系統、資源配置子系統、城市生態環境子系統和可持續發展子系統。人居環境的主體是人，居住條件的優劣直接影響到人居環境承載力的強弱；資源配置是對人類活動和日常生活的有力支撐；城市生態環境不但可以使城市健康發展，而且可以提供給人們舒適、詩意的人居環境；可持續發展能力是一座城市整體協調并健康發展的重要指標，城市人居環境的可持續發展是建設文明城市、生態城市、友好城市的基礎。每個子系統又包含若干二級子系統，最終構建成了以四個子系統為準則方向，選取14個指標來衡量人居環境承載力。

因其中每個子系統對人居環境承載力的影響程度不同，各指標對各子系統的影響程度也不同，所以要計算出它們之間的權重。本文選用層次分析法（Analytic Hierarchy Process）即AHP法，對選取的各個指標進行兩兩比較，建立判斷矩陣，層次單、總排序均通過一致性檢驗，具體步驟請參看文獻[23]。利用層次分析法求得指標權重提高了系統評價的準確度。人居環境承載力指標體系和各指標權重（如表1）。

（四）指標的歸一化處理

因選取的指標體系量綱各異，將大連市2002—2011年的人居環境承載力指標數據進行歸一化處理，使其變為可比較的無量綱數值。endprint

對于越大越優的指標歸一化公式為：

x*

i= （2）

對于越小越優的指標歸一化公式為：

x*

i= （3）

其中x*

i為指標歸一化后的數值，xi為指標原數值，xmax和xmin分別表示每項指標中的最大值與最小值。

（五）大連市2002—2011年人居環境承載力指數

根據指標體系的歸一化處理數據及其計算的指標權重用公式（1）計算得出大連近十年的人居環境承載力及變化趨勢（見下頁圖1），指標數據來源于《大連統計年鑒》、《大連市國民經濟和社會發展公報》[24]。

二、結果分析

通過計算數據與趨勢圖可以看到大連市人居環境承載力總體呈上升趨勢，中間有兩個人居環境承載力下降年，分別為2003年與2006年。雖然大連市整體人居環境承載力是上升的趨勢，但總體承載力指數并不高，說明大連市在城市人居環境建設方面做的越來越好，但還沒有達到人居環境高度發展的程度。尤其近些年的城市人口規模加大，城市生態系統遭到不同程度的破壞，就業嚴峻等問題對城市人居環境承載力有很大的影響。

三、提高城市人居環境承載力的對策

（一）經濟對策

城市經濟的發展水平帶動著整個城市的發展，穩步提高城市經濟實力并協調好其與人居環境的整體發展。調整并優化產業結構，提高產業層次，從各個領域帶動經濟的發展水平，控制人口規模，提高就業率，使不同階層，不同崗位的人口有較好的生存空間。

（二）居住條件及基礎建設對策

城市的居住空間與基礎建設是支撐人們日常生活、生產需要的前提，由于大連的丘陵地形導致可用土地相對較少，如果在工業上大面積的開發利用土地會導致居住用地減少，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。在城市基礎設施建設上，既要對能滿足人們的日常生活需要的基礎設施進行全面的建設也要控制好建設的力度，避免資源閑置。在道路交通方面控制公交車與汽車出行數量，避免上下班高峰期長時間擁堵。

（三）環境對策

城市的整體環境直接影響城市的市容，城市居住人口的健康。所以要加大對環境的治理，提高城市生態系統平衡能力，嚴格執行污染物排放總量的控制，加強環保監督，提高垃圾處理率及其可循環利用，建設生態文明城市與詩意人居環境。

（四）科技對策

科技是第一生產力，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領域發展，使得城市發展更加協調，人居建設更加穩步推進。

結論與討論

總結了以往承載力在各個領域的應用及其研究方法，提出城市人居環境承載力的概念，構建了城市人居環境承載力指標體系，用矢量模法對大連市2002—2011年城市人居環境承載力進行了量化研究并給出提高城市人居環境承載力的一些對策。由于城市人居環境承載力研究目前還沒有較為深入的研究，本文提出了觀點并進行了初步探討，在指標選取、量化模型優化上還有待進一步的研究。

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[責任編輯 陳鳳雪]endprint