资源承载力与城市人口容量问题研究

.以水资源约束下的成都人口容量为例

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2009年11月03日 15:06

　

　　摘要：近年来，城市规模在快速扩张的同时，也给资源环境带来了较大的压力，如何促进人口、经济社会、资源、环境的协调，是城市实现可持续发展面临的重大问题之一。本文从资源承载力与人口容量的基本理论出发，以水资源约束下的成都人口容量为例，建立数量模型，对城市中人口、资源协调发展中的矛盾和问题进行典型剖析。

　　关键词：资源承载力  人口容量  可持续发展

 

 

人口、资源、环境和经济是区域可持续发展的关键要素，其中资源作为人口与经济发展的基础，其承载力大小对于区域发展具有举足轻重的作用。尤其是进入城市化快速发展阶段后，城市规模加剧扩张带动了资源消耗强度的迅速提高，许多城市由于缺乏必要资源支撑，已处于举步维艰的地步。为此，研究资源约束与城市人口容量的关系，对于促进城市可持续发展和冷静思考城市化战略具有重要的意义。

 

一、资源承载力与人口容量的理论内涵

 

人口容量是指某一国家或地区的自然生态系统、社会经济系统在一定时期内所能支持的人口规模，由于考虑的范围、时期、条件和目标不同，人口容量大小也存在一定的差异。其中，自然资源作为国民经济和社会发展的重要物质基础，是人类生产生活规模和范围的重要支撑，从一定意义上说，资源承载力对区域人口容量大小具有重要的决定力，主要表现在以下两个方面：

一是资源自然属性对人口容量的影响。一般来说，在不同区域范围内各种资源数量、品质、结构、类型存在较大差异，这些差异决定了区域间资源承载力和人口容量大小的差异。在开放系统中，一些紧缺资源可以通过与外部环境进行交换和流通来获得，但有些资源则必须依赖于本地资源的存量和容量。通常而言，城市发展所需不可再生性资源往往可以通过与外界交换而获得，而对城市发展具有较大约束力的往往是那些不具流通性的可再生性资源，例如水资源、森林资源、生态资源等。

二是资源社会属性对人口容量的影响。资源社会属性可分为资源的开发模式利用模式。这二者受生产方式、技术水平，分配方式、消费方式等因素的影响。一般来说，随着生产力水平的提高，人们可以拓宽资源质和量的范围，可不断添加和丰富资源的使用内涵，不断提高资源开发能力和资源利用效率，进一步影响区域资源“投入——产出”效益，从而影响区域人口容量的大小。但同时，随着经济社会发展，人们生活水平不断提高，对资源人均需求将逐步增加，此时人口容量则会相应下降。当然这种增长并不是绝对的，还得取决于生产方式、消费模式，例如“粗放型”和“集约型”的生产模式下的资源承载力就存在显著的差异。

通过以上的分析，我们可以看出，城市人口容量不仅受资源禀赋的影响，而且还受制于人类自身行为的影响。同时，资源承载力对人口容量的约束还表现出“木桶”效应，即资源约束条件下的人口容量大小取决于最紧缺资源的约束。为此，为了深入对城市资源承载力和人口容量进行深入的研究，我们选择影响城市发展的关键因素水资源，以西部特大型城市——成都为例，对城市资源承载力与人口容量运行状态及问题进行全面的分析。

 

二、成都市水资源约束条件下的人口容量测算

 

成都位于西南地区，是四川省省会和西部地区的特大型中心城市之一。近几年来，伴随着经济高增长，城市规模和人口数量增长速度很快，资源环境供需矛盾也日益突出，其中最为典型的就是水资源的约束。根据相关资料表明，成都全年水资源总量为277.02亿m³，其中本地年均水资源为93.26亿m³（其中地下水31.56亿m³），但实际上，全市实际可利用水资源数量并不多。2005年，成都可利用水资源总量为76.27亿m³，人均水资源占有量仅704.88 m³。[1]按照国际公认的标准，成都人均水资源低于1000m³，属于重度缺水地。

（一）成都市水资源供应特点

1、水资源主要来源于地表水，其中，又以过境水为主。成都市2000～2005年的城镇及工业[2]实际供水为43.2亿m³，而且供水主要依赖过境水，其比例平均超过76.6%，而供水中本地水的绝对量呈上升趋势。从成都供水来源构成来看，90%以上是地表水，且引水占用水总量的多年平均比重达85.6%以上（见表1）。

 

表1   成都市用水总量与结构
年份	总量（亿m3）			构成比例（%）
				地表水				地下水
	本地水	过境水	合计	引水	蓄水	提水	合计
2000年	9.45	33.51	42.96	87.26	4.47	2.37	94.1	5.90
2001年	9.73	33.33	43.06	88.75	2.22	3.06	94.03	5.97
2002年	10.74	30.73	41.47	83.03	4.42	2.98	90.43	9.57
2003年	10.36	31.34	41.7	82.82	5.49	2.77	91.08	8.92
2004年	10.41	32.89	43.3	85.53	3.83	2.03	91.39	8.61
2005年	9.99	36.69	46.68	86.26	3.78	2.09	92.13	7.87
均值	10.11	33.08	43.20	85.61	4.03	2.55	92.19	7.81
资料来源：历年来的《成都市水资源公报》。

2．成都市水资源质量不容乐观，水污染问题突出。根据四川环境监测总站的数据，沱江、岷江入口水质基本上为II和III类水，到出口断面水质已下降至Ⅳ、Ⅴ类水，这表明全市水污染严重，水环境状况不容乐观。按照国家环保总局和四川省环保局的规定，在2007年前，成都市河流出水断面水质必须达到Ⅲ类水体标准，这就意味着，如果城市污水处理能力不能得到快速提高，就需要大量的Ⅱ级标准水资源对排放水进行稀释，生态环境用水将出现大幅度的上升，水资源约束条件下的人口容量大小将受到较大的制约。　　　　　

（二）水资源约束下成都人口容量测算

1、测算基础数据

第一，水资源供给潜力。根据《成都市水中长期供求计划报告》（1997年）、《成都市城市水资源专项规划报告》（2006年）、《成都市水利发展第十一个五年规划》（2005年），以及历年来的《成都市水资源公报》，综合考虑技术进步、水利基础设施建设等各方面的因素，我们设定高、中、低三套水资源供给方案（见表2）。其中低方案是设定成都市潜在供水能力基本维持现状，中方案是通过努力可以实现的水资源供给方案，而高方案则是一种期望方案，实现难度极大。

表2           成都市水资源供给潜力测算            单位：亿m3
	高方案		低方案
水资源供给潜力	101.11		75.30
基本生态环境用水	17.34		17.34
实际可利用资源	83.77		57.96

第二，经济发展预测。根据成都市“十一五”发展规划以及近10多年来的经济发展态势，预计到2010年，地区生产总值达到4000亿元以上，人均地区生产总值达4200美元，产业结构变为5：45：50；到2020年，人均地区生产总值达到10000美元（美元对人民币汇率为7.8）以上，远景规划中的产业结构由2010年的5：45：50等差发展为2020年的4：41：55（见表3）。

表3  　　　  成都市GDP及三次产业发展预测              单位：亿元
年份	GDP	农业	工业	第三产业
2010	4000	200	1800	2000
2015	6700	300	2900	3500
2020	11000	440	4600	6050

第三，环境用水。根据国家及四川省对水质排放达标要求，成都河流出口断面需达到III类水标准。由于受技术水平的限制，目前成都市污水处理后只能达到V类标准，这也就意味着，成都必须保证一定比例的环境用水，出口断面水质才可能达到规定标准。考虑到河道本身的自净能力，我们将环境用水设定为两套方案：

方案一为污水处理率和处理技术按常规进行发展，环境用水为城镇生产生活用水的100％；方案二为污水处理率和处理技术取得较大进步，环境用水为城镇生产生活用水的50％。

2、成都市水资源约束下的人口容量测算

（2）预测方案二：基于层次分析的人口承载力测算。层次分析法是一种多目标、多准则的决策方法，它把复杂问题分解为各个组成因素，将这些因素按支配关系分组形成有序的递进层次结构，通过比较确认诸因素的重要性及顺序，并最终能够将各方面的问题综合为同一整体进行综合分析。

根据成都实际情况，我们建立了三级指标体系（见图1），以2005年数据为基础，采用层次分析法，对全市人均综合用水指标进行评价和测度，然后以此为基础预测和量化规划年份的各个指标对降低人均综合用水的贡献，最后通过对人口容量现状和现状年与规划年份的人均综合用水指标评分进行比较来确定规划年份水资源约束下的人口承载力（见表4）。

 

 

 

 

 

图1 层次分析法指标体系

一级 指标

人均生产用水 （B1）

人均生活用水 （B2）

人均生态用水 （B3）

二级 指标

人均农业用水 （C1）

人均工业 用水 （C2）

人均服务 业用水 (C3)

人均居 住用水 （C4）

人均公 共用水 (C5)

生态环 境状况(C6)

生态环 境质量(C7)

三级 指标

农业用水进步系数（D1）

农业GDP比例（D2）

农业用水定额（D3）

灌溉面积（D4）

农业GDP（D5）

工业GDP比例（D6）

工业用水定额（D7）

工业用水效率（D8）

重复利用率（D9）

工业GDP（D10）

服务业GDP比例（D11）

就业人数（D12）

服务业GDP（D13）

城镇化率（D14）

户均人口（D15）

水价（D16）

人均公共绿地面积（D7）

占居住用水的比例（D18）

生态环境用水率（D19）

河湖水质达标率（D20）

植被覆盖率（D21）

污水处理率（D22）

经过

表18      不同年份人均综合用水指标评分
一级指标权重	二级指标 权重	三级指标权重	2005年	2010年	2015年	2020年
人均生产用水（B1）(0.40)	人均农业用水（C1）（0.17）	农业用水进步系数（D1）（0.17）	100	105	110	115
		农业GDP比例（D2）（0.25）	100	135	142	148
		农业用水定额（D3）（0.33）	100	105	110	115
		灌溉面积（D4）（0.17）	100	108	115	122
		农业GDP（D5）（0.08）	100	91	61	45
	人均工业用水（C2）(0.33)	工业GDP比例（D6）（0.13）	100	106	101	96
		工业用水定额（D7）（0.20）	100	137	154	164
		工业用水效率（D8）（0.27）	100	148	188	236
		重复利用率（D9）（0.27）	100	105	109	114
		工业GDP（D10）（0.13）	100	56	35	22
	人均服务业用水（C3）(0.50)	服务业GDP比例（D11）（0.25）	100	101	105	111
		就业人数（D12）（0.50）	100	106	110	115
		服务业GDP（D13）（0.25）	100	59	34	20
人均生活用水（B2）(0.40)	人均居住用水（C4）(0.75)	城镇化率（D14）（0.22）	100	79	75	71
		户均人口（D15）（0.44）	100	96	93	89
		水价（D16）（0.34）	100	120	140	160
	人均公共用水（C5）(0.25)	人均公共绿地面积（D7）（0.67）	100	110	120	130
		占居住用水的比例（D18）（0.33）	100	95	90	84
人均生态用水（B3）(0.2)	生态环境状况（C6）(0.33)	生态环境用水率（D19）（0.33）	100	110	115	120
		河湖水质达标率（D20）（0.67）	100	110	120	130
	生态环境质量（C7）(0.67)	植被覆盖率（D21）(0.75)	100	108	116	124
		污水处理率（D22）（0.25）	100	120	140	160
不同年份的最后评分			100	104.39	109.42	115.38

（三）水资源约束条件下人口容量综合测算结果

表4   不同方案下的成都人口容量综合结果       单位：万人
	年份	结构分析法			层次分析法
		供水高方案		供水低方案	供水高方案		供水低方案
方案一 （环境用水为100%）	2010	1293		872	1473		1016
	2015	1247		837	1553		1067
	2020	1294		864	1650		1128
方案二 （环境用水为50%）	2010	1599		1078	1691		1167
	2015	1559		1046	1785		1226
	2020	1641		1096	1898		1298
注：①高、低方案为年实际可用水资源量为101.11亿m3、75.3亿m3。

通过以上两种方法，建立相应的数量模型计算后，可以得出不同水资源约束条件下的成都人口容量（见表4），将其与成都人口增长态势（见表5），我们可以得出以下几方面的结论：

表5         成都户籍人口增长态势预测            单位：万人
年份	高方案		低方案
2010年	1191.3		1189.4
2015年	1306.2		1300.2
2020年	1418.5		1405.6
资料来源：《构建和谐社会中的成都人口与发展重点问题研究》（研究报告），成都市发展和改革委员会，2006年5月。

1、从近期来看，人口规模已经超出了水资源约束下的人口容量。目前，全市供水基本上维持在低方案，即年可用水资源约为57.96亿m³，只有环境用水比例在50％以下时，才能实现与人口规模的协调。但根据目前成都市的污水处理能力，至少使环境用水保持在100％以上，这也就意味着，目前全市经济社会运转是以环境为代价，已处于一种不可持续的状态。

2、从长期来看，具有提升水资源约束下的人口容量可行性。由于按照国家相关环保规定以及成都现行污水处理能力，全市环境用水需要消耗大量的水资源。如果全市能在未来的10年内投入大量资金，提高污水处理能力，可使这部分用水出现大幅度的下降，从而缓解水资源的约束，从而使水资源约束条件下的人口容量得以增加。

三、成都城市人口规模与水资源承载力的矛盾

（一）水资源供应波动与用水相对稳定的矛盾

1．水资源时间分布波动与用水总量相对稳定的矛盾。首先为水资源供应伴随着季节变化波动较大。全市80％的降水集中在5～9月，其中6～8月降水量就占全年降水总量的55～62％。其次为全市降水量年际变化大，实测最大年降水量比最小降水量高1倍多，降水变差系数Cv值[3]的变动幅度在0.18～0.24之间，造成枯水年水资源紧缺。相对于水资源供给的不均衡而言，成都经济规模、人口规模是一个稳定的、不断增长的过程，再加上成都缺乏骨干蓄水工程，有效蓄水能力仅2亿m³，占年径流量的2.3％，这间接加剧了枯水季节的水资源供需矛盾。[4]

2．水资源空间分布差异性与区域人口分布不均衡性的矛盾。人口与产业的高度聚集，需要大量资源来支撑。成都城市人口经济区域圈层分布特征明显，分布不均衡。第一圈层以占全市3.8％的土地面积积聚了全市31.2％的人口，GDP占全市总量的47.4％；而第三圈层土地面积占了全市一半以上，为67.71%，但人口和GDP却分别仅占全市的37.68%和17.32%。[5]城市核心区社会经济活动的高强度，必然也是对资源环境的高消耗。而从目前情况看，第一圈层内中小河道基本无环境用水，水生态环境较恶劣，水质极差。

3．城市供水来源单一，存在水资源供给安全隐患问题。全市水资源来源单一，水资源供给主要依赖于岷江、沱江的过境水资源，本地水资源自身供给能力较弱。近十多年来，岷江、沱江来水量下降明显，使阶段性缺水矛盾更加突出。例如2006年7月份以来，岷江上游降雨量比常年偏少30%以上，都江堰灌区降雨量比常年偏少近50%，持续的干旱对灌区的生产、生活用水，整个灌区受旱面积120万亩，成灾55.4万亩。[6]

（二）人口规模扩张与水资源供需矛盾

第一，人口规模扩张中水资源需求增长与供应能力的矛盾。成都人口规模扩张是必然的态势，而水资源总量却很难稳定增长。从2000－2005年，全市供水年均增加3.72亿m³，年均增长率尚不到5%，远低于经济增长速度。这一方面是水资源利用效率有所提高，但另一方面也反映出水资源的短缺。由于供水不足，为了保持国民经济的高速发展，解决城市生活及工业用水需求，只能依靠现有工程设施超标准运行、挤占农业用水和减少生态环境用水来维持，致使生态环境逐步恶化。

第二，用水的结构分配与城市协调发展问题。改革开放的20多年中，伴随着全市城市化和工业化水平的提高，城市生产和生活用水的增加部分主要依靠调整农业用水而实现的，生产与生活、城市与农村的用水矛盾日渐突出。从2000～2005年间，成都工业用水从10.17亿m³增加到13.98亿m³，城镇生活用水量从5.43亿m³增加到12.61亿m³，城镇生活和工业用水增长幅度34.5%和132.2%，而同期农业用水量从27.36亿m³下降为20.09亿m³，用水总量下降了26.6%。[7]为此，在新的发展阶段，如何妥善处理农业用水与工业用水、农村用水与城市用水、生活用水与生产用水等各种用水结构的关系，将直接影响到成都水资源承载力的大小。

（三）水资源利用方式转变与水资源利用效率问题

首先，经济发展模式与水资源利用的低效率。我国单位GDP的用水量约为美国8倍，农业灌溉水利用系数平均约为0.45，而先进国家则高达0.7～0.8。目前成都许多传统产业部门，生产工艺较落后，设备改造受到遇到资金、人力等方面限制，管理水平和技术水平跟不上发展的需要，水资源利用效率不高，节约用水处在较低水平。2004年，成都市GDP万元产值用水量、工业万元产值用水量分别为198.10 m³、167.1 m³，远远高于英美、日本、韩国等国家。为此，成都还需继续推进经济发展模式的根本转变，优化产业结构，进而提高水资源利用效率。

其次，污水处理能力与现代城市发展不同步。一是城市污水排放收集能力需进一步提高。随着城市规模的扩张，全市污水处理系统需根据城市布局结构的变化进行调整。同时，郊区（县、市）地下管网建设落后，污水排放收集能力差，在未来的发展中，还需较大规模的建设投资。二是污水处理技术能力还亟待提高。全市众多污水处理厂只有极少数能达到国家规定的出水水质一级A类标准，这种水质只能相当于IV类水体，还达不到国家环保总局及省环保局关于江河出口断面达III类水体标准的要求。

再次，符合市场经济体制要求的现代水务管理机制尚未建立。成都水务局的成立结束了全市传统、低效的“多龙管水，政出多门”的水务管理体制，但全市仍还存在水资源开发与利用分离、水质管理和水量管理分离、水务行业市场化程度低、市场机制建设滞后，以及水资源定价机制不健全等问题，距现代水务管理机制的标准还有一定差距。

结　　论

在城市化和工业化的快速发展过程中，人口、资源、环境、经济的协调还存在多方面的问题。在资源承载力方面，我们必须充分认识到以下方面：

一、资源承载力是城市化和工业化发展的关键约束因素。资源占有程度占有水平和开发程度依然是决定区域社会经济发展的基本前提，地区城市化和工业化必须建筑在资源基础的平台之上。

二、资源对人口容量的约束不仅取决于资源丰裕程度，更重要的是取决于资源开发利用方式。传统的发展模式不重视资源的合理开发和利用，造成资源的浪费与短缺并存，而事实上，如果能转变资源开发利用方式，在很大程度上能够缓解资源的约束。为此，在新的发展阶段，必须深入实施可持续发展战略，大力发展循环经济，全面推行清洁生产，提高资源利用效率。

三、城市规模扩张要高度重视人口资源环境的协调发展，必须推进资源安全保障体系的建设和完善，要逐步建立以资源安全管理信息系统为基础、与经济社会和生态环境发展相适应的资源预警应急机制，确保人口与资源安全。

 

主要参考文献：

1、扎扎实实做好人口资源环境工作，推动经济社会发展实现良性循环，《人民日报》，2005年3月13日。

2、杨涛、朱博文：资源环境系统语经济系统协调发展机制探讨，《农业经济》，2006年8期。

3、破解中国发展的资源环境困局——十五年的十五次中央人口资源环境工作座谈会的变迁，《瞭望新闻周刊》，2005年3月7日第10期。

4、唐曲等：民勤盆地水资源承载力指标体系及评估，《自然资源学报》，2004年5期。

5、李清龙、闫新兴：水资源承载力量化方法研究进展与展望，《地学前缘》，2005年4月。

6、龙腾锐等：水资源承载力内涵的新认识，《水利学报》，2004年1期。

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[1] 成都市水务局：《成都市水资源公报（2006年）》。

[2] 此数据未包括农村分散开发的地下水资源，根据相关研究报告，此部分用水量为1.5m³。

[3] Cv代表降水变差系数，等于前后两年间降水量差值的平均值/多年降水里的平均值，Cv值的变化越大，表示年降水量的年际变化越大。

[4] 成都市计划委员会、成都市水利电力局：《成都市水中长期供求计划报告》，1997年。

[5] 《成都统计年鉴（2006年）》，中国统计出版社，2006年。

[6] 《灌区抗旱工作紧张有序》，《都江堰水利简报（0661期）》，2006年8月。

[7] 资料来源于历年的《成都市水资源公报》。

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2013年09月28日 01:50

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