全 文 ：承载力评估在区域人口配置中的应用:以常州为例*
陈摇 爽1**摇 王摇 丹1,2 摇 李广宇1,2 摇 刘登娥1,2 摇 吴摇 松3
( 1中国科学院南京地理与湖泊研究所, 南京 210008; 2中国科学院研究生院, 北京 100094; 3惠州市规划设计研究院, 广东惠
州 516001)
摘摇 要摇 从城市生态系统承载力的空间差异性出发,集成 GIS 空间评价技术和系统动力学
(SD)模型,确定城市区域适度总人口规模和各分区人口数量,提出人口分区定量配置新思路
和技术集成方法,并将该方法应用于 300 万人口城市———常州.结果表明: 通过构建常州市区
人口、经济、土地与环境的系统动力学模型和多情景模拟分析,在同时满足城市经济发展与环
境保护需求下,常州市区远景(2050 年)总人口约 400 万;基于城市承载力空间差异评价进行
常州市区总人口的空间配置,将形成 240 万人的主城及 5 个 15 ~ 40 万人新城的空间格局,研
究结果可为国土开发管理中人口与经济的空间分配提供科学依据.
关键词摇 承载力摇 人口空间配置摇 系统动力学摇 常州
文章编号摇 1001-9332(2012)02-0483-08摇 中图分类号摇 Q948. 3摇 文献标识码摇 A
Application of carrying capacity assessment in spatial allocation of regional population: A
case of Changzhou City of East China. CHEN Shuang1, WANG Dan1,2, LI Guang鄄yu1,2, LIU
Deng鄄e1,2, WU Song3 ( 1Nanjing Institute of Geography & Limnology, Chinese Academy of Sciences,
Nanjing 210008, China; 2Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094,
China; 3Huizhou Planning and Design Institute, Huizhou 516001, Guangdong, China) . 鄄Chin. J.
Appl. Ecol. ,2012,23(2): 483-490.
Abstract: Based on the spatial differences in urban ecosystem carrying capacity, and by using geo鄄
graphic information system (GIS) spatial analysis technology and system dynamics (SD) model,
this paper ascertained the moderate population size in urban area and its subareas, and presented an
alternative method for quantitatively allocate the population. This method was applied in Chang鄄
zhou, a city with more than three million populations in East China. A SD model consisted of popu鄄
lation, economy, land and environment modules for the city was established and scenario analysis
was made. The results showed that under the requirements of satisfying both economic development
and environmental protection, the total population in the city in 2050 would reach nearly 4 million,
and according to the differences in the urban ecosystem carrying capacity, a spatial allocation pat鄄
tern of 2. 4 million populations in main city and 150000-400000 populations in each of 5 new towns
was proposed. This study could provide scientific support for the spatial allocation of population and
economy in country land development and management.
Key words: carrying capacity; spatial allocation of population; system dynamics; Changzhou.
*中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2鄄EW鄄315)资助.
**通讯作者. E鄄mail: schens@ niglas. ac. cn
2011鄄06鄄10 收稿,2011鄄11鄄25 接受.
摇 摇 人口的空间分布原本是人口学研究的重要内
容,作为劳动力的人与经济发展、工作机会、产业分
布等具有密切关系,人口迁移分布规律研究也主要
围绕生育、年龄、性别、教育、文化和经济等要素展
开[1] .随着人口增长与资源的矛盾日渐突出,资源
环境的人口承载能力成为生态学、地理学和经济学
相关领域共同关注的问题[2-4] . 无论是奉行自由市
场主义的国家还是计划、半计划经济的国家在环境
保护问题上都无一例外地实施国家干预政策,政府
间气候合作组织及全球气候峰会等都在不断强化政
府在减少温室气体排放方面的作用,人口数量和分
布的控制也是区域环境管理政策的核心内容. 我国
在经历 30 a的快速发展后,人口区域性集聚和城市
化程度迅速上升,城镇密集的长三角地区的人口城
市化水平约 65% ,比全国平均水平高约 20% ,区内
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 2 月摇 第 23 卷摇 第 2 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Feb. 2012,23(2): 483-490
建设用地比重达到 40% ,核心区(扣除水面后)建设
用地比重达 60% [5] . 水污染、酸雨、耕地减少和退
化、自然生境丧失等生态环境问题严重困扰长三角
地区,探索区域承载力成为可持续发展研究的重要
命题,而人口与经济在空间上的重新分配成为国土
开发与管理的重要内容. 大量外来务工人员及失地
农民成为城镇人口重新布局的重要动因,加上“公
共服务均等化冶、“主体功能分区冶等政策需求,急需
加强对城镇人口配置的研究.
人口配置是对现状人口的重新分配,但区域管
理中更关注对未来人口的合理分配和引导,与人口
估算具有密切关系. 人口预测方法可分为直接预测
和分要素、多状态预测两种. 前者包括线性回归、逻
辑斯蒂增长、灰色预测模型等[6],不考虑人口结构、
生育水平等因素;后者包括人口分年龄移算法、系统
动力学方法、人口鄄发展与环境(PDE)多状态估算法
等[7-8],综合考虑了人口结构和外部环境等多方面
因素,其中系统动力学方法可将人口总量和城市化
水平耦合在一个模型中,能满足城市与区域规划和
管理的要求[9-12] .
承载力是人口空间配置的重要理论基础.我国
自 20 世纪 80 年代开始进行土地资源的人口承载力
研究[13],然后在承载力的资源要素及研究对象上延
伸发展,出现水资源承载力[14]、环境承载力[15]、生
态系统承载力[16]、城市承载力等[17] .承载力研究的
前提是资源环境及其支撑的人口和经济活动量的有
限性,研究目的是计量所能承载的最大值.随着对承
载力研究的深入,人们逐渐认识到人类生态系统的
复杂性和社会属性决定了承载力具有不确定性[18],
承载力的计量是一种相对值,是一定条件下的估算
值.资源环境的度量通常在较大尺度的空间上完成,
如全球、国家或省市区域,由此导致资源环境承载力
推算存在尺度限制,不易获取区、县、镇等较小区域
的承载力数据.本文从生态系统承载力的空间异质
性出发,研究了在相对微观空间上获取人口承载力
的方法,改变和创新了区域和城市规划中人口空间
配置方法,旨在丰富和发展城市承载力理论,为国土
开发管理政策制定提供科学依据.
1摇 研究方法
基于承载力的区域人口空间配置方法由 3 个主
要步骤组成:采用系统动力学(SD)模型估算区域总
人口规模、计算格网上的综合承载系数、基于承载力
系数和人口总量进行人口的空间配置.
1郾 1摇 城市人口容量与适度规模的确定
城市能容纳多少人口(即城市人口承载力)是
城市与区域规划学者长期以来探讨的问题.目前,一
般采用两种方法确定城市人口承载力:1)基于单要
素分析和短板效应的最大人口容量确定法[19] .通过
对影响城市人口的关键性资源和环境要素,如土地
资源、水资源、能源、交通等进行逐项分析,分别计算
人口容量,然后基于短板效应选择最小容量作为城
市人口增长的警戒值. 2)基于模型的适度人口规模
确定法.通过对城市系统的仿真研究和情景分析,获
取满足城市发展目标及预设条件的人口数量[20-21] .
本研究采用 SD 模型实现总人口规模预测. 模
型空间边界为城市市区,包括人口模块、经济模块、
土地模块和环保模块(图 1). 总人口规模是模型的
核心,通过对户籍人口自然增长量和外来人口迁入
量估算获得,其中,自然增长量采用分年龄移算法测
算,外来人口迁入量采用劳动力带眷系数法测算,劳
动力数量则与经济模块关联. 城镇人口数量通过所
设置的城镇化水平参数获取. 人口模块通过污染物
排放与环保模块关联,通过建设用地需求与土地模
块关联,经济模块通过污染物排放与环保模块关联,
各模块之间通过变量相互耦合形成统一的系统. 在
模拟区域人口增长、经济社会发展、土地利用及环境
变化基础上,推算目标期人口总量和城镇人口,结果
满足经济社会发展与环境要求,可作为区域的适度
人口规模.
模型采用 Vensim PLE软件建立了 58 个系统动
力学方程,包括状态变量 9 个、速率变量 8 个、表函
数 11 个.模型参数根据已有历史数据运用统计分析
方法进行估算,或根据国家相关标准、文献报导获
取.其中,关键控制性参数包括:水污染物化学需氧
量(COD)排放总量目标,为政策性参数,主要针对
常州城市污水缺少出路的问题设置,参数值由长江
和太湖正在实施的严格的水污染防治政策决定;工
业废水深度处理率和尾水资源化率,为条件性参数,
主要针对太湖流域城镇密集区水污染物排放量超过
区域水环境容量造成水质普遍恶化的问题,以严格
控制尾水排放量、实现零排放为目标,参数值参考科
技水平、环境预期和政策等拟合确定;建设用地年开
发量,为条件性参数,直接控制城市用地规模,由城
市经济实力、开发强度等综合确定;城镇化水平,为
政策性参数,与人口城镇化和生活方式变化可能带
来的承载能力变化问题相关联,由城市经济社会发
展目标确定;第三产业增加值占GDP比重,本文设
484 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
图 1摇 城市人口承载力系统动力学模型构成及主要因果关系
Fig. 1摇 Composition of system dynamic model of urban carrying capacity of population and major cause鄄effect relationships.
1)人口模块 Population sub鄄model; 2)经济模块 Economy sub鄄model; 3)土地模块 Land development sub鄄model; 4)环保模块 Environment protection
sub鄄model. +:正反馈 Positive feedback; -:负反馈 Negative feedback郾
为政策性参数,与产业结构升级可能带来的承载能
力变化问题相关联,由城市经济社会发展目标确定.
这些参数在模型中控制人口目标、城市发展的经济、
社会和环保目标及城市开发关键环节,与模型所应
用的城市和地区特质密切相关. 模型通过软件自带
的灵敏度分析,并采用案例城市的历史数据模拟检
验,误差在可接受范围.
1郾 2摇 承载力的空间差异性评价
生态系统的空间异质性与城市基础设施建设的
空间差异性决定承载力的空间变化,这种空间变化
是城镇人口空间配置的依据. 承载力空间差异性评
价采用栅格单元插值和景观叠置法获取各单元的综
合承载力系数(F) [22],其计算公式为:
F=Sexp(-P)+ln(A+1) (1)
式中:S为资源环境支撑力,由水、气环境质量指标、
地基稳定性等通过标准化、加权求和获取,其值在
0 ~ 1;P为人口和经济发展压力,由人口密度、经济
密度、工业用地强度等指标通过标准化、加权求和获
取,其值在 0 ~ 1;A 为城市建设和管理的调控力,由
交通可达性、公共服务设施邻近性等指标通过标准
化、加权求和获取,其值在 0 ~ 1.当 P 和 A 为 0 时,
F=S;当 S 不变时,F 随着 P 的增长而减小,随着 A
的增长而增大,且变率减弱,趋于稳定. S、P、A 的空
间表现及叠置求解 F 值的方法在常州市区的应用
如图 2 所示.
1郾 3摇 人口空间配置
人口空间配置是将确定的区域适度人口总量按
承载力空间分布情况分配到子区域空间[23] . 其中,
适度人口总量通过 SD 模型推算,承载力空间分布
情况采用网格单元上的综合承载系数值计量,子区
域空间可以是现实行政单元、规划单元或其他城镇
空间结构单元.子区域的适宜人口数通过下式计算:
P i = C i / C·P (2)
式中:C i为第 i 子区域内所有网格的综合承载系数
值之和;C为区域范围内所有网格的综合承载系数
值之和;P为区域适度人口总量. 实际操作中,需综
合考虑区域的社会经济功能和城市总体空间格局来
确定人口规模.
2摇 研究地区及其城镇人口空间配置方案
2郾 1摇 研究区概况
常州市位于江苏省南部,是长江三角洲城市群
的重点中心城市之一,市区面积 1872 km2,2007 年
末常住人口 306郾 8 万.城市空间沿京杭运河呈“纺锤
形冶结构,近年向南北拓展迅速.人口增长快且分布
不均,主要集中在老城区.经济发展以工业为主,布
5842 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈摇 爽等: 承载力评估在区域人口配置中的应用:以常州为例摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 2摇 常州市区资源环境支撑力(a)、人口经济压力(b)、管理调控能力(c)和综合承载系数(d)的空间变化
Fig. 2摇 Spatial variation of resource-environmental support (a), population-economic pressure (b), management capacity (c) and
integrated carrying capacity index (d) in Changzhou City.
局零散不便于环境管理. 近年生态环境整体虽有较
大改善,但局部恶化明显,南部地区污水缺少出路,
制约区域发展.城区外围基础设施薄弱,城市建设滞
后于经济人口发展.
根据新编常州城市总体规划 ( 2008—2020
年) [23]的“一体、两翼、七片区冶总体空间结构,2007
年主城区人口总数 176 万,占总人口一半以上,是人
口分布最密集的区域;南北两翼总人口约 44 万,与
主城共同构成中心城区;其余 87 万人分布于中心城
以外的 7 个片区. 对照 2004—2020 年城市总体规
划[23],2007 年中心城区人口规模已远超过规划
2010 年水平,外围区域总人口与规划水平相当,但
城镇人口远低于规划目标(表 1),表明原有规划的
城镇人口分散布局目标没有实现. 人口发展不断突
破规划,使用地布局、交通等基础设施建设规划的指
导性下降.
摇 摇 单个城市的空间结构受区域发展政策和重大基
础设施布局的影响较大. 江苏沿江开发带动了常州
城市北进,武进撤市设区促进了城市南拓.这些突发
性的政策因素很快改变了城市扩展的原有趋势,导
致规划失效、调控失灵,需要从城市长远发展和资源
环境承载状况考虑,确定合适的人口规模,建立具有
弹性的人口空间配置决策系统.
2郾 2摇 常州市未来人口空间配置
2郾 2郾 1 适度人口规模摇 通过系统动力学模型估算常
州城市适度人口规模. 模型的关键控制性参数来源
于城市发展目标(表 2),包括经济、社会和环境目标
值.其中,近中期目标值根据常州市“十一五冶规划、
生态市建设、文明城市建设等城市发展目标确定;远
期目标值按照 2050 年前后赶上当时的世界中等发
达国家水平的现代化要求[24],并参照国内外其他城
市发展状况设置.
684 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
表 1摇 常州 2007 年人口分布现状与规划的比较
Table 1摇 Comparison of population distribution in 2007 with the plan in Changzhou City
地区
Region
行政区划
Administrative division
2007 年现状
Present situation in 2007
玉 域
2010 年规划
Plan for 2010
玉 域
2020 年规划
Plan for 2020
玉 域
中心城区
Central city
一体 Main city 戚区、天宁区、钟楼区、三井街
道、河海街道、新桥镇和薛家镇
部分、郑陆镇及横山桥镇、遥观
镇、牛塘、湖塘部分、以及武进
经发区、罗溪镇部分
176郾 2 172郾 5 155 155 180 180
北翼 North wing 春江镇、龙虎塘街道及新桥镇、
薛家镇部分
22郾 2 12郾 2
南翼 South wing 南夏墅镇、前黄镇、礼嘉镇 22郾 2 2郾 8
合计 Sum 213郾 4 187郾 5
七片区 孟河 Menghe 孟河、西夏墅 15 3郾 7 119 40 120 68
Seven towns 奔牛 Benniu 奔牛、罗溪部分 14郾 9 1郾 2
邹区 Zouqu 邹区镇 9郾 9 1郾 1
湟里 Huangli 湟里镇、嘉泽镇 21郾 4 3郾 5
雪堰 Xueyan 雪堰镇 8郾 7 0郾 9
洛阳 Luoyang 横林、洛阳 11郾 8 1郾 9
横山桥 Hengshanqiao 横山桥、郑陆 14郾 8 5郾 1
合计 Sum 93郾 4 17郾 4
合计 Total 306郾 8 206郾 1 274 195 300 248
玉:总人口 Total population (伊104); 域:城镇人口 Urban population (伊104)郾
表 2摇 常州城市发展主要目标值(2007—2050 年)
Table 2摇 Targeted values of urban development index of Changzhou City from 2007 to 2050
年份
Year
人均 GDP*
GDP per capita
第三产业比重
Percentage of the tertiary
industry in the GDP
城市化率
Urbanization rate
in population
(% )
生活污水集中处理率
Disposal rate of
domestic sewage
(% )
COD排放总量
Total discharge amount
of COD
(伊104 t)
2007 6183 37 67郾 2 82郾 2 (城区) 6郾 53 (2006)
2010 10000 42 - 75 4郾 58
2020 25000 50 80 90 3郾 40
2050 78000 70 90 95 摇 -
2007 年汇率 1 美元 颐 7郾 6 人民币 1 USD was equal to 7郾 6 RMB in 2007.
摇 摇 将城市发展目标作为先决条件代入 SD 模型,
以经济增长速度为条件进行人口规模的情景分析:
当 GDP 增长速度在 2025 年前保持 8% 以上,至
2050 年逐渐下降到 3% (相当目前发达国家的稳定
水平),常州市区 2050 年总人口约为 500 万;若在保
持经济稳定增长的同时更多发展社会事业,相对放
缓增长速度,GDP 增长速度由 2007 年的 15郾 6%逐
渐回落,2020 年前增速保持在 8%以上,2050 年增
速降到 3%的稳定水平,则 2050 年人口规模约为
400 万.该方案下拟合后的年人口自然增长率由基
期(2007 年)的 0郾 3% 下降到目标年(2050 年)的
-0郾 3% ,机械增长率由 2%下降到 0郾 6% ,人口总量
由基期的 306 万呈快速上升至 2025 年的 390 万后
增速趋缓,模拟期内平均每年增加约 2郾 5 万.通过对
SD模型环保模块参数分析,要保证常州城市水污染
物排放达到总量控制目标、污水集中处理符合目标
要求和尾水资源化率在技术发展水平可以实现的范
围内,400 万人为远景城市适度规模.
2郾 2郾 2 城市空间分区 摇 根据常州城市规划(2008—
2020 年)的空间结构和现有行政区划特征,确定 2
种空间分布方案:“一体两翼七片冶和“1 +5冶区块
(图 3).其中,“1+5冶区块基于现状土地城市化状况
及道路、河流、行政界线等因素将市区划为主城及北
部(区块 1)、西部(区块 2)、西南部(区块 3)、南部
(区块 4)、东北部(区块 5)6 个区块.
2郾 2郾 3 综合承载系数与空间分区的组合方案摇 通过
反映资源环境支撑力、人口经济压力和管理调控力
的多项指标采用式(1)在空间上计算常州市区综合
承载系数,获取 1 km 伊 1 km 网格上的承载系数
值[22] .
采用 400 万的适度人口规模和“一体两翼七
片冶、“1+5冶区块两种空间分区形成两种人口空间组
合方案:方案一,400 万人口按“一体两翼七片区冶分
区配置;方案二,400万人口按“1+5冶分区配置. 将
7842 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈摇 爽等: 承载力评估在区域人口配置中的应用:以常州为例摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 3摇 常州市 2 种区域人口分布方案
Fig. 3 摇 Two scenarios of regional population distribution in
Changzhou City.
网格单元的空间承载力系数和人口总量代入式(2)
获得各方案下的分区人口数量.其中,外围地区人口
采用式(2)计算获得,主城区及两翼人口在计算结
果基础上参考现状及预测的城市用地规模进行调整
(表 3).两个方案的全区城镇化率均为 90%的预设
值,中心区城镇化率为 100% ,由此推算外围区城镇
化率,方案一为 54% ,方案二为 76% .根据城镇化率
和分区人口可推算出城镇人口.结果表明,方案一下
城镇人口属于单中心集聚型分布,而方案二属于多
中心组团式分布.
基于对两种人口配置方案在社会、经济、环境、
基础设施建设等方面的效益分析,确定方案二为推
荐方案.该方案下:常州远景(2050 年)将形成 1 个
240 万的人口主城区、5 个 15 ~ 40 万的人口新城区
的空间格局,整个市区的人口和用地布局以主城及
表 3摇 两个方案下常州远景城市分区人口
Table 3摇 Population distribution in Changzhou City under
two scenarios
方案
Scenario
地区
Zone
总人口
Total
population
(伊104)
城镇人口
Urban
population
(伊104)
城镇化率
Urbanization
rate
(% )
1 一体 Main city 242 242 1
北翼 North wing 50 50 1
南翼 South wing 31 31 1
小计 Subtotal 323 323 1
孟河 Menghe 14 8 0郾 5
奔牛 Benniu 11 6 0郾 5
邹区 Zouqu 8 4 0郾 5
湟里 Huangli 21 11 0郾 5
雪堰 Xueyan 13 7 0郾 5
洛阳 Luoyang 11 6 0郾 5
横山桥 Hengshanqiao 14 8 0郾 5
小计 Subtotal 91 49 0郾 5
总计 Total 413 372 0郾 9
2 主城区 Main city 242 242 1
区 1 Zone 1 42 32 0郾 8
区 2 Zone 2 25 19 0郾 8
区 3 Zone 3 27 20 0郾 8
区 4 Zone 4 55 42 0郾 8
区 5 Zone 5 22 17 0郾 8
小计 Subtotal 172 130 0郾 8
总计 Total 413 372 0郾 9
外围 5 个新城为核心集聚,主城规模高于其他地区
中心,集聚约 65%的城镇人口;总体城市扩展政策
为强化主城功能、优化布局、择优发展郊区新城,形
成与主城互为补充的特色城镇. 该人口空间方案指
导下的城市空间战略重点在于强化主城功能,加快
作为次中心的郊区新城建设.
3摇 常州人口空间配置结果的合理性
常州市区总人口远景在 400 万左右符合区域宏
观发展要求,符合常州在长三角大区域中的地位与
分工.常州与苏州、无锡共同构成苏锡常都市圈,为
长三角地区重要的城市密集区之一.三市 2007 年户
籍人口总量相差不大,都在 230 万左右. 根据苏州
(2006—2020 年)和无锡(2000—2020 年)城市总体
规划,苏州市区 2020 年总人口约 400 万,城镇人口
约 360 万;无锡市区远景总人口约 450 万,城镇人口
约 400 万.苏州、无锡的外向型发展特征及其与长三
角首位城市———上海的更紧密联系,使二城市对外
来人口的吸纳量更大.因此,基于 SD 模型估算的常
州城区人口规模相对适宜,也佐证了模型的合理性.
多中心分散的、相对均衡的人口配置空间模式,
符合常州人口集聚和扩散的历史过程,也符合长期
884 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
以来常州经济社会发展形成的区域特色. 常州位于
古运河之滨、沪宁铁路沿线,是苏南模式的重要构成
部分.自 20 世纪 90 年代开始,外资导向型经济发展
模式改变了苏南城市空间扩展方式[25-26] .常州在特
有的城市文化与传统作用下,原有乡镇企业得以在
外资和合资企业大量涌入的缝隙间不断成长,自下
而上的工业化和城镇化力量不断强大,中心城区以
外的小城镇经济充满活力,以中天钢铁、新科电子等
为代表的超大规模民营企业支持小城镇不断发展;
而中心城区近 30 a 来的发展表现出明显的分散组
团特征,城市形态由东西纺锤形向南北拓展,高新
区、沿江新港和南部武进组团初具规模,分散了部分
主城功能,主城的集聚能力相对较弱[27-28] . 多中心
分散的相对均衡模式(方案二)符合常州城市空间
形态.
4摇 人口空间配置方法的合理性
基于承载力的人口空间配置主要从承载力的基
本概念出发,探求特定区域的适度人口规模,并通过
承载力构成要素(资源环境支撑、经济发展压力、城
市管理调控能力)的空间异质性分析和综合评价获
得了微观空间的综合承载力系数,并以此为依据实
现人口总量的空间离散. 该研究是将人口承载力估
算由大尺度区域向小尺度空间推移的有益尝试,研
究结果可为人口空间配置提供科学依据.
本研究基于综合承载评价体系,运用 GIS 空间
评价技术、系统动力学(SD)模型等,构建了人口适
度规模与空间配置的集成方法,并有效应用于百万
人口城市———常州.结果表明,该集成方法具有合理
性与实际应用价值. 在本研究基础上通过技术集成
可进一步开发基于承载力的人口空间配置决策支持
系统,实现分区人口布局的动态规划.
城市属于一种开放系统[29],城市承载力理论研
究有待进一步发展,综合承载系数估算方法还有待
进一步改进,如中心城区人口规模常高于理想“承
载量冶运行,在进行人口配置时必须借助用地强度
来调整承载量.本研究所建立的系统动力学模型是
对城市人口、经济、土地规划和环境系统的高度抽
象,能够实现子系统相互耦合下的指标预测,但模型
设置及各项参数选择对研究区真实信息和数据要求
较高,SD模型仿真能力有待进一步提高. 承载力以
外的宏观经济环境、区域政策和生态系统功能格局
等都对人口分配具有复杂影响[30-31],而人口的空间
配置过程中,分区方案直接影响人口分配结果,如何
将二者结合起来,通过分区方案优化或情景分析提
高人口空间配置的科学性有待进一步研究.
5摇 结摇 摇 论
“城市能容纳多少人口冶、“如何将人口合理分
配到子区域冶关系到城市资源空间分配、产业结构
调整幅度与步伐、土地利用模式选择等方面.本文以
我国百万人口城市为对象深入研究基于城市发展综
合承载力的适度人口规模确定及空间配置方法,对
人口承载力估算由大区域向小尺度空间推移进行了
有益尝试,并为我国健康城市化与城镇可持续发展
开辟了一条新思路. 主要结论如下:1)采用系统动
力学方法推算,耦合资源环境承载力、人口经济压
力、管理调控力和城市发展目标,考虑国内外宏观经
济走势和常州城市发展阶段特征,确定常州市区远
景城市总人口规模为 400 万. 2)以网格单元上的综
合承载系数为依据,对两种人口空间配置方案进行
社会、经济、环境、基础设施建设等方面的效益分析
后,确定 400 万人口按“1+5冶区块方案配置,形成了
240 万人的主城及 5 个 15 ~ 40 万人的新城区的空
间格局,并提出了强化主城功能和优化布局、择优发
展郊区新城、形成与主城互为补充的特色城镇的总
体城市扩展策略. 3)集成 GIS 空间评价技术、系统
动力学(SD)模型的人口空间配置方法应用于百万
人口城市———常州的研究表明,该集成方法具有合
理性与实际应用价值,可为人口空间配置决策支持
系统建设奠定基础,实现分区人口布局的动态规划.
鉴于城市系统的开放性和社会性,该研究方法
在如下两方面有待进一步改进:1)现实中心城区人
口规模常常高于理想“承载量冶运行,承载力评价方
法还有待进一步改进;2)由于系统动力学模型对研
究区数据信息有强烈依赖性,模型参数选择有待进
一步优化.
参考文献
[1]摇 Tian F (田 摇 飞). Trend of demographic distribution
projection research in the West. Northwest Population
(西北人口), 2010, 31(4): 73-79 (in Chinese)
[2]摇 Oh K. Visual threshold carrying capacity ( VTCC) in
urban landscape management: A case study of Seoul Ko鄄
rea. Landscape and Urban Planning, 1998, 39: 7-26
[3] 摇 Takashi O. A capacity approach for sustainable urban
development: An empirical study. The Journal of the
Regional Studies Association, 1994, 28: 39-51
[4]摇 Cohen JE. Population growth and earth爷 s human carry鄄
ing capacity. Science, 1995, 269: 341-346
[5]摇 Chen S (陈摇 爽), Yao S鄄M (姚士谋), Wu J鄄P (吴
剑平). Policy instrument of urban growth management
9842 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈摇 爽等: 承载力评估在区域人口配置中的应用:以常州为例摇 摇 摇 摇 摇 摇
and its effectiveness in Nanjing. Acta Geographica Sinica
(地理学报), 2009, 64(4): 487-497 (in Chinese)
[6]摇 Xiong Z鄄Y (熊肇煜), Xia F (夏摇 帆). Discussion on
the methods of population prediction. Statistics and Pre鄄
diction (统计与预测), 2001, 20(4): 35-36 (in Chi鄄
nese)
[7]摇 Hu K (胡摇 科), Shi P鄄J (石培基). A study on pre鄄
diction models of population in region study. Northwest
Population (西北人口), 2009, 30 (1): 94 - 98 ( in
Chinese)
[8]摇 Chen G (陈摇 功), Cao G鄄Y (曹桂英), Liu Y鄄B (刘
玉博) , et al. The future population of Beijing: A pro鄄
jection on the population, human capita land urbaniza鄄
tion using PDE model. Market & Demographic Analysis
(市场与人口分析), 2006, 12(4): 29-41 ( in Chi鄄
nese)
[9]摇 Xu Z, Coors V. Combining system dynamics model,
GIS and 3D visualization in sustainability assessment of
urban residential development. Building and Environ鄄
ment, 2012, 47: 272-287
[10]摇 Qi C, Chang NB. System dynamics modeling for munici鄄
pal water demand estimation in an urban region under
uncertain economic impacts. Journal of Environmental
Management, 2011, 92: 1628-1641
[11]摇 Wu YZ, Zhang XL, Shen LY. The impact of urbaniza鄄
tion policy on land use change: A scenario analysis.
Cities, 2011, 28: 147-159
[12]摇 Ghaffarzadegan N, Lyneis J, Richardson GP. How small
system dynamics models can help the public policy
process. System Dynamics Review, 2011, 27: 22-44
[13]摇 Chen B鄄M (陈百明). An outline of the research meth鄄
od of the project: The productivity and population carry鄄
ing capacity of the land resource in China. Journal of
Natural Resources (自然资源学报), 1991, 6 (3):
197-205 (in Chinese)
[14]摇 Wang J (王摇 俭), Li X鄄L (李雪亮), Li F鄄Y (李法
云) , et al. Simulation and prediction of water environ鄄
mental carrying capacity in Liaoning Province based on
system dynamics model. Chinese Journal of Applied
Ecology (应用生态学报), 2009, 20(9): 2232-2242
(in Chinese)
[15]摇 Oh K, Jeong Y, Lee D, et al. Determining development
density using the Urban Carrying Capacity Assessment
System. Landscape and Urban Planning, 2005, 73: 1-
15
[16]摇 Yang Z鄄F (杨志峰), Hu T鄄L (胡廷兰), Su M鄄R (苏
美蓉). Urban ecological regulation based on ecological
carrying capacity. Acta Ecologica Sinica (生态学报),
2007, 27(8): 3224-3233 (in Chinese)
[17]摇 Li D鄄X (李东序), Zhao F鄄Q (赵富强). A research on
the structure model and mutual mechanism of compre鄄
hensive urban carrying capacity. Urban Studies (城市发
展研究), 2008, 15(6): 37-44 (in Chinese)
[18]摇 Zhang L鄄B (张林波), Li W鄄H (李文华), Liu X鄄F
(刘孝富), et al. Carrying capacity: Origin, develop鄄
ment and prospective. Acta Ecologica Sinica (生态学
报), 2009, 29(2): 878-890 (in Chinese)
[19]摇 China Association for Science and Technology (中国科
学技术协会). Research Report of Carrying Capacity of
Chinese Cities and Crisis Management. Beijing: China
Science and Technology Press, 2008 (in Chinese)
[20]摇 Fu H鄄Y (符海月), Li M鄄C (李满春), Zhao J (赵
军), et al. Summary of grid transformation models of
population data. Human Geography (人文地理 ),
2006, 21(3): 115-119 (in Chinese)
[21]摇 Duan X鄄J (段学军), Tian F (田摇 方). Regionaliza鄄
tion of urban population growth control based on suitabil鄄
ity level for human settlements: A case study of Nanjing
City. Scientia Geographica Sinica (地理科学), 2010,
30(1): 45-52 (in Chinese)
[22]摇 Wang D (王 摇 丹), Chen S (陈 摇 爽), Gao Q (高
群), et al. Approach to spatial differences analysis of
urban carrying capacity: A case study of Changzhou
City. Acta Ecologica Sinica (生态学报), 2011, 31
(5): 1419-1429 (in Chinese)
[23]摇 Planning Bureau of Changzhou City (常州市规划局).
Public Report of Revision of The Master Urban Planning
of Changzhou (2010-2020) [EB / OL]. (2011鄄02鄄23)
[2011鄄11鄄22]. http: / / www. czghj. gov. cn / czgh / list.
asp? NewsID=2762 (in Chinese)
[24]摇 Zhou D鄄D (周大地), Zhu Y鄄Z (朱跃中). Prospects
for the energy supply and demand when China爷s econo鄄
my reaches the level of medium鄄developed countries.
Science & Technology Review (科技导报), 1998, 19
(9): 6-9 (in Chinese)
[25]摇 Chen Y鄄F(陈玉福), Liu Y鄄S (刘彦随), Long H鄄L
(龙花楼), et al. Rural development process and driv鄄
ing mechanism of South Jiangsu, Eastern China: A case
study of Suzhou City. Progress in Geography (地理科学
进展), 2010, 29(1): 123-128 (in Chinese)
[26]摇 Ma R鄄H (马荣华), Gu C鄄L (顾朝林), Pu Y鄄X (蒲
英霞), et al. Urban spatial sprawl pattern and metrics
in south of Jiangsu Province along the Yangtze River.
Acta Geographica Sinica (地理学报), 2007, 62(10):
1011-1022 (in Chinese)
[27]摇 Zhen F (甄摇 峰), Jian B鄄X (简博秀), Shen Q (沈
青), et al. Urban governance, the adjustment of ad鄄
ministration and spatial integration: A case study of
Changzhou. Geographical Research (地理研究), 2007,
26(1): 157-167 (in Chinese)
[28] 摇 Jiang B鄄N(蒋丙南), Zai J (宰 摇 娟). Research on
service industry development of secondary regional cit鄄
ies: Taking Changzhou as an example. Planner (规划
师), 2007, 23(7): 27-30 (in Chinese)
[29]摇 Guo X鄄R (郭秀锐), Yang J鄄R (杨居荣), Mao X鄄Q
(毛显强), et al. Eco鄄city building and indicator sys鄄
tem. Urban Studies (城市发展研究), 2001, 18(6):
54-58 (in Chinese)
[30]摇 Smith RM, Debbage K. Spatial distributions of newly
incorporated municipalities (NIMS) and related socio鄄
economic characteristics: A national comparison to co鄄
hort cities. Urban Geography, 2011, 32: 568-588
[31]摇 Du GM, Zhang SW, Zhang YQ. Character and causes
of population distribution in Shenyang City, China. Chi鄄
nese Geographical Science, 2006, 16: 217-222
作者简介 摇 陈 摇 爽,女,1968 年生,博士,研究员. 主要从事
城市生态学、城市化环境效应和生态规划研究. E鄄mail:
schens@ niglas. ac. cn
责任编辑摇 杨摇 弘
094 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷