（人文地理学专业论文）中原城市群生态承载力评价研究.pdf

摘要 当今世界面临着全球变暖、资源减少、环境破坏、人口膨胀等一系列的问题， 面对发展困境的重大问题，人类开始反省自身的行为，思索未来的发展模式，走 可持续发展之路成为必然选择。我国城市群能否实现可持续发展决定着我国的可 持续发展战略能否顺利实现。在此背景下研究中原城市群的生态承载力，对其进 行评价分析，找出当前中原城市群发展中面临的生态环境问题，寻求解决措施， 具有重要的现实意义。 文章主要分为四大部分：第一部分为第一章，介绍了选题的背景，提出研究 题目，确定研究目标、思路和方法。并通过对承载力、生态承载力、城市群生态 承载力的国内外研究现状的回顾，分析生态承载力以后的发展方向。第二部分为 第二章，通过相关研究，界定本文城市群生态承载力的概念，分析城市群生态承 载力的理论基础及度量标准。第三部分包括三、四、五、六、七章，中原城市群 生态承载力评价实证研究。首先从自然资源、社会经济、城市发展、生态环境四 个方面入手，介绍中原城市群的基本情况，分析目前存在的生态问题。然后分析 城市群生态承载力的目标和指标体系确立的原则，确定适合中原城市群的评价指 标体系。权重的计算采用使用范围较广的熵值法，评价方法采用状态空间法，依 据国内外相关文件、标准确立可持续发展状态下的理想值，与现状值相比较。从 社会、经济、环境三个子系统的生态承载状况分别分析，并与中部地区与其特征 相似的武汉城市圈、长株潭城市群进行对比研究。针对评价结果，提出相关的对 策措施。第四部分为第八章结论与展望，总结本文所使用的方法和研究结果，具 体分析研究工作存在的不足，并提出改进的办法，展望未来的前景。 本文主要采用了中原城市群及其内部各城市2 0 0 7 年的社会、经济、环境方面 的数据，对搜集的数据采用极差法进行标准化处理，运用状态空间法对其三个子 系统以及中原城市群总体进行评价。对评价结果分析时，又与武汉城市圈、长株 潭城市群进行对比分析。 创新之处为：运用定性与定量相结合的方法，对中原城市群内部子系统和九 个城市做了系统的生态承载力分析，并与中部地区其他的城市群进行了比较研究。 研究结果表明：中原城市群2 0 0 7 年各城市生态都严重超载，经济发展对资源、 环境造成的压力比较大，属于不可持续发展。与中部其他地区的比较表明，中部 地区的三大城市群发展状况基本相同，实力相差不大，生态压力均比较重。经济 增长方式急需改变，产业结构调整的任务仍旧比较重。 关键词：中原城市群；生态承载力；状态空间法；指标体系 u a b s t r a c t t o d a y ，t h ew o r l di sf a c i n gas e r i e so fp r o b l e m so fg l o b a lw a r m i n g ，r e s o u r c e sa n d e n v i r o n m e n td a m a g e ，p o p u l a t i o ne x p a n s i o na n ds oo n f a c i n gt h ep r e d i c a m e n to ft h e d e v e l o p m e n to fm a j o ri s s u e s ，h u m a n sb e g a nt or e f l e c to nt h e i rb e h a v i o r ，t h i n ka b o u t t h ef u t u r ed e v e l o p m e n tm o d e ，a n dt h ew a yo fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti sa l li n e v i t a b l e o p t i o n r e a l i z i n gt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fo u ru r b a na g g l o m e r a t i o nd e t e r m i n e s w h e t h e rt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ts t r a t e g yi nc h i n a b a s e do nt h eb a c k g r o u n d ， e v a l u a t ea n dr e s e a r c h e c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t y o f z h o n g y u a n u r b a n a g g l o m e r a t i o n ，f i n do u te c o l o g i c a le n v i r o n m e n tp r o b l e m sa n ds e e ks o l u t i o n s ，h a s v e r yi m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e t h i sp a p e ri sd i v i d e di n t of o u rp a r t s ：t h ef i r s tp a r ti st h ef i r s tc h a p t e r , i n t r o d u c e s t h eb a c k g r o u n do ft h et o p i ca n dp r o p o s e sr e s e a r c ht o p i c ，d e t e r m i n e st h er e s e a r c ht a r g e t ， i d e a sa n dm e t h o d s t h r o u g hr e v i e w so ft h er e s e a r c hs i t u a t i o n sa b o u tb e a r i n gc a p a c i t y ， e c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t ya n du r b a ne c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t y ，t oa n a l y z et h e d e v e l o p m e n td i r e c t i o no fe c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t y t h es e c o n dp a r ti st h es e c o n d c h a p t e r t h r o u g ht h er e l a t e dr e s e a r c h ，d e f i n et h ec o n c e p to fu r b a ne c o l o g i c a lc a r r y i n g c a p a c i t y ，a n a l y z ef a c t o r sa n dt h e o r e t i c a lf o u n d a t i o n s o fu r b a ne c o l o g i c a lc a r r y i n g c a p a c i t y t h et h i r dp a r ti n c l u d i n gt h et h i r dt ot h es e v e n t hc h a p t e r s ，e m p i r i c a lr e s e a r c h e c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t yo fz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n f i r s tf r o mn a t u r a l r e s o u r c e s ，s o c i me c o n o m y ，u r b a nd e v e l o p m e n ta n de c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，i n t r o d u c e s t h eb a s i cs i t u m i o n so fz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n s e c o n da n a l y z e su r b a n e c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t yo ft a r g e t a n di n d e x s y s t e mp r i n c i p l e s ，d e t e r m i n et h e e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n b yu s i n g e n t r o p y m e t h o dc a l c u l a t ew e i g h t ，a n du s i n gs t a t es p a c em e t h o dt oe v a l u a t e ，b a s e so nt h e d o m e s t i ca n df o r e i g nr e l e v a n td o c u m e n t s ，s t a n d a r d se s t a b l i s h e du n d e rt h ec o n d i t i o no f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，a n dt h ei d e a ls i t u a t i o nv a l u e f r o ms o c i a l ，e c o n o m i ca n d i e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n to ft h r e es u b s y s t e m s r e s p e c t i v e l y ，a n dc o m p a r a t i v e ss t u d y w u h a nc i t yc i r c l ea n dc h a n g s h a z h u z h o u - x i a n g t a nu r b a na g g l o m e r a t i o n i n a i m sa tt h e e v a l u a t i o nr e s u l t s ，p r o p o s e st h ep r o b l e m se x i s t i n gi nt h ed e v e l o p m e n ta n dr e l e v a n t c o u n t e r m e a s u r e s t h ef o u r t hp a r ti st h ee i g h t hc h a p t e r ，s u m m a r i z et h em e t h o d sa n d r e s e a r c hr e s u l t si nt h ea r t i c l e ，s p e c i f i ca n a l y s i si n s u f f i c i e n ti nt h er e s e a r c hw o r k ，a n d p u tf o r w a r dt h ei m p r o v e m e n tm e a s u r e sa n df u t u r ep r o s p e c t s t h ed a t a si n t h i sp a p e rc o m ef r o ms o c i a l ，e c o n o m i ca n de n v i r o n m e n ta s p e c t s a b o u tz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o na n di n n e rc i t i e s i n 2 0 0 7 u s i n ge x t r e m e n o r m a l i z e dm e t h o dt op r o c e s st h e s ed a t a s ，a n du s i n gt h es t a t es p a c em e t h o dt oe v a l u a t e c o m p a r e sw i t hw u h a nc i t yc i r c l ea n dc h a n g s h a z h u z h o u - - x i a n g t a nu r b a na g g l o m e r a t i o n l a s t l y t h i si n n o v a t i o nf o r ：u s i n gq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v em e t h o d st od os y s t e m a t i c a n a l y s i sa b o u ti n t e r n a ls u b s y s t e mo fz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o na n dn i n ec i t i e s ， a n da l s o c o m p a r e sw i t h w u h a nc i t yc i r c l ea n dc h a n g s h a - z h u z h o u - x i a n g t a nu r b a n a g g l o m e r a t i o n r e s e a r c hr e s u l t ss h o wt h a t ：i n2 0 0 7 ，t h eu r b a ne c o l o g i c a lo fz h o n g y u a nu r b a n a g g l o m e r a t i o na r es e r i o u so v e r l o a d i n g , t h ep r e s s u r eo fe c o n o m i cd e v e l o p m e n ti sl a r g e ， b e l o n g st oa nu n s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t c o m p a r e sw i t ho t h e rp a r t so ft h ec e n t r a l r e g i o nt os h o wt h a tt h ec e n t r a lu r b a nd e v e l o p m e n ts t a t u si ss i m i l a r , e c o l o g i c a lp r e s s u r e d i f f e r e n c ea r eh e a v y t h ep a t t e r no fe c o n o m i cg o s h ，t h ea d j u s t m e n to fi n d u s t r i a l s t r u c t u r ec h a n g eu r g e n tt a s ki ss t i l lh e a v y k e y w o r d s ：z h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n ；e c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t y ；t h es t a t es p a c e i v 关于学位论文独立完成和内容创新的声明 本人向河南大学提出硕士学伫申请。本人郑重声明：所呈交的学位论文是 本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除 文中特别加以说明、标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学住或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所徽的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学住中请人( 学位论文作者) 签名：丝丞丛 媳| o 年毛凫t 乙日 关于学位论文著作权使用授权书 本人经河南大学审核批准授予硕士学位。作为学住论文的作者，本人完全 了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文的要求，即河南大学有权向国家 图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文( 纸质文 本和电子文本) 以供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校 学术发展和进行学术交流等目的，可以采取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手 段保存、；f - 编学位论文( 纸质文本和电子文本) 。 ( 涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书) 学位获得者( 学位论文作者) 签名： 题翌殳 矾| o 年l at b 学位论文指导教师茎名：盆查翌 l q fq 年g at v a 1 绪论 1 1 研究背景及研究问题的提出 1 1 1 研究背景 当今世界面临着全球变暖、资源减少、环境破坏、人口膨胀等一系列的问题， 不可避免的引发了严重的资源与环境危机。面对发展网境的重大问题，人类开始 反省自身的行为，思索未来的发展模式。从1 9 6 2 年美国海洋生物学家雷切尔卡逊 ( r a c h e lk a r s o n ) 发表的寂静的春天到1 9 7 2 年以麻省理工学院德内拉梅多斯 ( d o n e l l am e a d o n s ) 为首的研究小组提交的报告增长的极限( l i m i t st og r o w t h ) ， 都促进了可持续发展思想的萌芽。经过长期的探索和深刻的反思，人类终于认识 到通过资源消耗和环境恶化为代价，片面追求经济高速度增长的发展模式并不符 合人类发展的需求，走可持续发展之路成为必然选择。 改革开放以来，我国的城镇化运动蓬勃发展，城市群已成为新时期城市与区 域空间组织的重要形式【l 】，成为我国经济发展格局中最具活力和潜力的核心地区， 主宰着我国经济发展的命脉。城市群可以扩大集聚经济的优势，有利于统筹规划 实现产业结构的调整，还有利于不同模式城市之间优势互补，扩大辐射作用。从 国际竞争的角度看，城市群是国家参与全球竞争与国际分工的基本地域单元。它 的发展深刻影响着国家的国际竞争力，影响一个国家城市化发展的水平和质量， 对国家持续稳定发展具有重大意义【2 】。因此城市群成为我国走中国特色城镇化道路 的必然选择，我国城市群能否实现可持续发展决定着我国的可持续发展战略能否 顺利实现。 1 1 2 研究问题的提出 目前我国的城镇化发展普遍存在着人居环境恶化、资源能源低效、基础设施 落后等问题。近年来城市群已成为资源短缺、环境污染、生态破坏等问题高度集 中的地区，而生态环境状况总体恶化的趋势仍未得到遏止，并在短期内集中爆发， 已经威胁到区域乃至国家的安全和可持续发展。城市群可持续发展面临的这一矛 盾亟待进行城市群生态承载力的研究。 河南省以郑州为中心，辐射开封、洛阳、新乡、焦作、许昌、平顶山、漯河、 济源八市，构筑中原城市群，努力使之成为河南省乃至中部地区承接发达国家和 我国沿海发达地区产业转移、参与国内外竞争的重要区域和促进中部崛起的经济 增长极，让其在我国区域发展中发挥重要作用。随着中部崛起和郑汴一体化的叫 响，中原城市群作为河南省的政治、经济、文化中心，其发展同益受到关注。 中原城市群过去仅注重经济发展，城市环境投资欠账较多，虽然现在各城市 都在积极采取措施，努力改善环境质量，并试图通过经济政策调控，但治理的力 度还不够大，许多工业废弃物仍在超标排放，城市污水还未得到全面处理， “垃 圾围城”现象仍然存在，离城市生态环境的高层次优化还有很大的差距。资源的 有限性与人类繁衍和需求的无限性构成了“人类自我中心主义的困境，造成了 生态失衡、大气污染、水污染、土壤污染、固体废弃物污染、水土流失、气候异 常、资源枯竭、交通超载等一系列问题，使得目前中原城市群的生态环境状况不 容乐观，生态问题已成为中原城市群发展最主要的制约因素之一。合理开发利用 资源，有效治理环境污染，改善人居环境，是中原城市群可持续发展的首要任务。 所以在人口、资源、环境与经济增长矛盾重重的背景下，研究中原城市群的生态 承载力，对其进行合理评价，实现区域资源、环境的可持续利用，为河南省经济 可持续增长提供合理的参考，有力推动该区域的发展具有非常必要的现实意义。 因此，本文的研究区域最终确定为中原城市群。 1 2 研究意义及目标、研究内容 1 2 1 研究意义 生态承载力研究的目的是为了实现人类与生态系统的和谐，并最终实现可持 续发展，因此，无论是对于承载力理论，还是社会发展，生态承载力研究都具有 极其重要的意义。 2 ( 1 ) 生态承载力研究促进了承载力与可持续发展理论的发展与融合 生态承载力研究不仅使承载力理论上升到一个新的高度，更为可持续发展理 论提供了理论基础和操作手段，实现了理论与实践的紧密联系。它使承载力跳出 了单要素研究的局限，从系统的观点出发，对整个生态系统的运行、发展和前景 进行分析、判断。其已有的技术方法和实现手段更为可持续理论的应用铺路搭桥， 为完善可持续发展理论奠定了坚实的基础。 ( 2 ) 生态承载力的不断提高是实现可持续发展的必要条件 提高生态承载力，才能使可持续发展成为可能。同时它也是可持续发展的判 断依据，是区域可持续发展能力的组成部分。 ( 3 ) 生态承载力研究为城市群发展指明了正确的方向 生态承载力的视角包括了完整的城市群生态系统，因此在对子系统与要素的 承载力上则显得更为合理和精确，从而为发展提供有力的参考依据。 1 2 2 研究目标 ( 1 ) 系统探索城市群生态承载力影响因素及评价方法 本文拟在总结生态承载力研究现状的基础上，系统地探讨城市群生态承载力 的基础理论。然后根据研究区域的状况，建立城市群生态承载力的评价指标体系， 运用状态空间法进行生态承载力的现状评价。 ( 2 ) 为中原城市群内各城市开展生态城市建设提供决策依据 本文以在中部崛起中占有重要地位的中原城市群为案例，分析中原城市群发 展面临的资源、环境问题，提出了相应的解决措施，力争对中原城市群的生态城 市建设和可持续发展提供参考价值。 ( 3 ) 补充城市群生态承载力研究的不足 目前生态承载力对于单个城市、区域方面的研究比较多，关注城市群整体生 态承载力的比较少。本文拟通过研究中原城市群的生态承载力，对城市群生态承 载力的研究进行有益补充。 1 2 3 研究内容 3 本文主要分为四大部分： 第一部分为第一章，介绍了选题的背景，提出研究题目，确定研究目标、思 路和方法。并对承载力、生态承载力、城市群生态承载力的国内外研究现状的回 顾，分析生态承载力以后的发展方向。 第二部分为第二章，通过相关研究，界定本文城市群生态承载力的概念，分 析城市群生态承载力的理论基础及度量标准。 第三部分包括三、四、五、六、七章，中原城市群生态承载力评价实证研究。 首先从自然资源、社会经济、城市发展、生态环境四个方面入手，介绍中原城市 群的基本情况，分析目前存在的生态问题。然后分析城市群生态承载力的目标和 指标体系确立的原则，确定适合中原城市群的评价指标体系。权重的计算采用使 用范围较广的熵值法，评价方法采用状态空间法，依据国内外相关文件、标准确 立可持续发展状态下的理想值，与现状值相比较。从社会、经济、环境三个子系 统的生态承载状况分别分析，并与中部的武汉城市圈、长株潭“3 + 5 城市群进 行对比研究。针对评价结果，提出相关的对策措施。 第四部分为第八章，结论与展望。总结本文所使用的方法和评价结果，具体 分析研究工作存在的不足，并提出改进的办法，展望未来的前景。 1 3 相关研究领域的进展 1 3 1 承载力研究的文献综述 承载力( c a r r y i n gc a p a c i t y ) 是一个起源于古希腊时代的古老概念，本意是指地基 的强度对建筑物负重的能力，现已成为描述发展限制程度的最常用的概念【”。其研 究最早可追溯到1 7 5 8 年法国经济学家奎士纳。随后，1 7 8 9 年马尔萨斯在人口原 理中提出了“马尔萨斯陷阱，拉开了承载力研究的序幕。1 9 2 1 年，p a r k 和b u r g e s s 在人类生态学杂志中提出了承载力的概念。随着人口、经济、资源与环境等全球 性问题目益突出，人地矛盾不断加剧，承载力概念发展并应用到自然社会系 统中，在不同的发展阶段和资源条件下，产生了不同的承载力概念和相应的承载 4 力理论。例如学者们提出了土地承载力的概念【4 5 1 ，在环境污染蔓延全球、资源短 缺和生态环境恶化不断加重的情况下，环境承载力 6 - 1 、承载力( 包括旅游承载力、 水资源承载力、矿产资源承载力) 等生态单因素承载力概念被相继提出【_ 7 。9 1 。联合国 粮农组织( f a o ) 和教科文组织( u n e s c o ) 先后组织了承载力的大型研究，提出了一 些承载力定义和量化的方法。 2 0 世纪8 0 年代后期，可持续发展思想的提出为承载力的研究带来了全新的视 角，促使人们对承载力的涵义和要素作出更全面的思考。从单资源研究发展到宏 观的复合巨系统综合性研究，强调资源各要素间的网络、动态变化关系以及系统 的整体效应，从“自然经济社会”复合巨系统层面探讨资源和环境承载 同人口、经济发展相协调的问题。它的概念与单资源要素承载力概念相比内容更 丰富、全面，更接近人类社会系统的特点，但也更加复杂而难以表述。 任美锷是我国最早注意到承载力研究重要性的学者。在4 0 年代末任美锷通过 对四川省农作物生产力分布的地理研究，首先计算了以农业生产力为基础的土地 承载力【l 们。1 9 8 6 年中科院综考会等多家科研单位联合开展的“中国土地生产潜力 及人口承载量研究是我国迄今为止进行得最全面的土地承载力方面的研究。到 8 0 年代末我国承载力研究更强调综合性，如资源与环境综合承载力、地理环境人 口承载潜力、生存空间的人口承载力、区域承载力等。牛文元等在1 9 9 9 中国可 持续发展战略报告中，对全国3 0 个省、市、自治区的可持续发展总体能力进行 评价，从可持续发展的角度对省一级区域的承载力进行了研究【i 。毛汉英等采用 定量方法研究了环渤海地区的资源环境综合承载力并对该区域今后的变化趋势进 行了预测【1 2 】；康松等通过建立区域环境承载力评价体系，定量分析了江西区域环 境承载力并简述了其对经济环境协调发展的启示【l 习；毛洪章等通过研究武汉市的 环境承载力，阐述了武汉市资源利用与环境影响之间的相互关系【1 4 】。 1 - 3 2 生态承载力研究的文献综述 生态承载力( e c o l o g i c a lr e s i l i e n c e ) 是在环境承载力、资源承载力等单要素承 载力研究基础上发展起来的一种综合的承载力，反映的是人与生态系统的和谐、 互动及共生的关系。虽然生态承载力是一个抽象的概念，受众多因素和不同时空 条件制约，直接度量非常困难，但国内外学者们仍在不断直接或间接地度量生态 承载力 1 5 - 1 7 】。h o l l i n g 是较早提出生态承载力概念的学者，他认为“生态承载力是 生态系统抵抗外部干扰，维持原有生态结构和生态功能以及相对稳定性的能力 1 s l 。1 9 7 2 年，l i e t h 提出净第一性生产力计算模型，并对全球生态系统净第一性生 产力进行了计算，间接度量了生态承载力。b a i l e yj a 从动物生态学角度将承载 力区别为“经济承载力”和“生态承载力”，前者属于牧场管理学的概念，而后 者则属于野生动物管理学范畴。h t o d u m 基于生态系统和经济系统的特征以及热 力学定律，提出了能值分析法，定量地分析生态承载力的现状。v i t o u s e k 等对初级 生产量的人类占用进行了研列1 9 1 。1 9 8 6 年，c a t t o n 定义了“环境承载力”的概念【2 0 1 。 r e e s 和w a c k e r n a g e l 提出和完善了生态足迹( e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ) ，并对5 2 个国家以 及全球的生态足迹和生态承载力状况进行计算和分析，使承载力研究从单一要素 转向整个生态系纠2 1 2 2 1 。1 9 9 6 年，美国进行了“佛罗里达承载力研究”，把承载 力概念应用在复杂的社会经济和生态环境系统中，掀起研究生态承载力的热潮。 f o l k e 等计算了欧洲城市的“适当面积，并以此为度量单位对城市生态承载力进 行了估算【2 3 1 。h a r r i s 和k e n n e d y 建立一个用于全球农业产量的逻辑斯谛模型，预测 了2 l 世纪的全球农业的供给和需求，暗示世界的发展与农业承载力是密切相关的 【4 】。h a b e r l 基于3 种不同的方法测算了1 9 2 6 1 9 9 5 年间澳大利亚的生态足迹和生态承 载力的发展趋势。s e n b e i 在调查人类消费、生态生产力和资源利用效益的几种设想 的基础上预测了北美洲整个2 1 世纪的生态承载力。w a c k e r n a g e l 计算了全球 1 9 6 1 2 0 0 1 年的生态足迹和生态承载力。 国内对于生态承载力的研究始于2 0 世纪9 0 年代。杨贤智给出生态环境承载力 的定义是生态系统的客观属性，并认为这一概念有狭义与广义之分【2 4 1 。曾维华等 从大气环境、水环境、水生生态稳定性、水资源和土地资源五个方面，选取5 项指 标，应用矢量模法对湄洲湾各规划小区的环境承载力进行了系统分析与评价【2 5 1 。 王中根、夏军依据环境承载力的理论，认为衡量区域生态环境承载力应从该地区 6 现有的各种资源量与当前发展模式下社会经济对各种资源的需求量之间的差量关 系，以及该地区现有的生态环境质量与当前人们所需求的生态环境质量之间的差 量关系入手【2 6 】。王家骥等采用自然植被的净第一性生产力模型，通过与不同区域 自然系统的自然植被第一性生产力阈值进行比较，得出所评价区域属于哪种区域 自然系统，由此确定该区域生态承载力的指示值，评价其自然体系所处的级别， 确定区域的开发类型和强度【2 7 1 。高吉喜应用生态承载力理论研究区域可持续发展， 最后采用生态系统承载压力度综合评价该区域生态承载力情况【2 8 1 。方创琳等发展 了生态生产生活系统承载力【2 9 】。石月珍等认为生态承载力的大小取决于 生态环境系统与社会经济系统两方面因素，因此将生态承载力评价指标因子分为 压力指标( 反映的是社会经济发展对生态环境的压力) 和承压指标( 反映的是生 态环境对区域社会活动及经济发展的承载能力) e 3 0 。 与其他能力一样，生态承载力可以发展，也可以衰退，取决于人类的资源利 用方式。一定生态承载力基础上，可承载的人口和经济总量是可变的，取决于人 口与产业的空间分布、土地利用以及产业结构与技术水平。因此，生态承载力决 定着一个区域经济、社会发展的速度和规模，而生态承载力的不断提高是实现可 持续发展的必要条件。生态承载力是联系人类活动与自然生态系统的纽带，反映 了人类活动与生态系统的协调程度，所以在人口、自然资源管理及生态环境规划 等领域获得了广泛的应用，成为可持续发展的支撑理论。 1 3 3 城市群生态承载力研究的文献综述 城镇化水平的不断提高，促使了城市承载力的研究【3 卜3 8 1 。传统上的城市承载 力研究基本上是抛开城市生态系统整体性的单要素研究，结果导致承载力研究的 片面性和忽视城市生态系统平衡。直到城市复合生态系统理论被提出来后，城市 生态系统承载力才以一个整体性、系统性的概念被提出来。但对于城市生态系统 是否存在承载力仍有争议( 如增长的极限理论与增长无限理论的争论) ，而城市 复合生态系统的理论也处于刚刚起步阶段 3 9 , 4 0 。由于城市生态系统中承载基体与 承载对象的关系复杂且互动性强，所以城市生态系统承载力在概念和内涵上与传 7 统的承载力有很大差异，不仅仅局限于城市生态系统能够供养或维系多少人或经 济活动，而是在满足人类一定生活水平和对生态环境质量的需求基础上，维持城 市生态系统正常功能和健康水平的能力反映。 城市群是一个高度复合的生态系统，其承载力的研究必须建立在包括资源、 环境与人类系统在内的复杂的生态系统基础之上。一方面，作为人口聚集地和高 强度经济活动的主体，城市群具有旺盛的资源、能源、原料需求和严格的生态环 境质量要求；另一方面，作为一个耗散结构和人工生态系统，并非所有的城市子 系统都可以提供其所需的物质原料和环境基础。所以城市群要实现可持续发展， 必须依靠一定的生态支撑，来不断获取物质和能量、输出产品和废物，保持自身 的稳定有序。发挥这种支撑作用的即为城市生态支持系统，它用来协调城市与自 然的关系、维持和推动整个城市生态系统的稳定和平衡。城市生态系统对城市群 发展的支撑作用主要包括由资源要素( 如水资源、土地资源、能源等) 、环境要 素( 如水环境、大气环境、绿地系统等) 决定的资源持续供给能力、环境持续容 纳能力、自然持续缓冲能力和社会持续发展能力，这种支撑作用即为城市群生态 承载力。可见，城市群生态承载力是建立在其生态环境基础之上，表征城市群生 态支持系统对城市群发展的支撑功能，在一定政治、社会、经济、技术背景下决 定着城市群可持续发展的状况、方向和规模【4 1 1 。 1 3 4 生态承载力研究的发展方向 不同的学者对生态承载力有不同的看法，在研究思路和研究方法上存在着差 异。国外学者的研究主要集中于自然生态系统对火灾、放牧、捕猎、砍伐、收获 等小尺度干扰的反应，研究工作细致。国内学者更多地从资源、环境角度着手， 在宏观尺度上分析社会经济自然复合生态系统对人类活动的反应【4 2 。5 2 1 。 总之，现在生态承载力的研究大部分还局限于内涵的探讨，虽然提出了适应生态 承载力的概念化模型，但目前还无法通过这一模型对系统的生态承载力进行实际 评价和测度。生态承载力在今后的发展方向是： ( 1 ) 运用系统观点，加强综合、动态研究。 实践表明，单要素承载力研究的局限性越来越突出，己不能适应生态系统资 源开发与发展的要求。而且随着生态承载力研究的深入，生态系统各要素之间的 相互广义替代性研究越来越受到重视。这就客观上要求加强交叉综合研究，从系 统的角度综合多方面因素，研究生态承载力问题。因此，生态承载力必将从单学 科、单因了研究趋向多学科合作，开展人口、资源、环境、发展多因素、多层次 的交叉综合研究。 为了提高研究的科学性与实用性，还必须加强动态模拟研究，建立一套能反 映生态承载力本质的模型体系，实现对生态承载潜力的估算与动态变化过程的预 测。模型必须能反映问题的本质，技术上可行，科学上有依据，要反映生态承载 力问题的多元性、非线性、动态性、多重反馈的基本特征。 ( 2 ) 生态阈值的确定。生态阂值是生态承载力概念模型的基础，生态承载力 所关注的核心是生态系统不同状态之间的转换，生态阈值对生态状态有两方面的 重要意义。首先，不同生态状态之间的区分和界定是以生态阈值为基础的，只有 通过一些状态指标阈值的确定，才能搞清楚系统究竟处于什么状态；其次，生态 状态之间的转变决定于干扰因素的阈值，当干扰超过某一阈值以后，系统状态将 发生根本转变【4 1 1 。只有确定了系统的各种生态阈值，才能进一步考虑如何对生态 系统的承载力水平进行评价，进而提出相应的保护和管理对策。 ( 3 ) 加强城市生态承载力研究。目前在国内城市承载力研究基本上是抛开城 市生态系统整体性的单要素研究，结果导致承载力研究的片面性和忽视城市生态 系统平衡。城市问题的日益凸显，使加强城市生态承载力研究具有重要的意义。 1 4 研究方法与技术路线 1 4 1 研究方法 为达到本文的研究目的，我主要采用了以下几种研究方法： 9 ( 1 ) 文献研究法：查阅国内外有关文献资料，了解关于可持续发展理论、 承载力、生态承载力和城市生态承载力等城市群生态承载力相关方面的研究内 容。在此基础上，界定本研究的城市群生态承载力的概念及研究内容。 ( 2 ) 数理方法：本研究主要运用状态空间法分别从社会、经济、环境三 个子系统的生态承载状况对中原城市群的生态承载力进行综合评价，数据的标 准化处理采用极差法，对效益型指标和成本型指标分别处理。权重计算采用了 客观赋权法里面的熵值法，尽量减少主观的影响。评价结果又与具有相似特征 的武汉城市圈、长株潭“3 + 5 城市群相比较，为中原城市群的可持续发展提 出研究对策。 1 4 2 技术路线 本文通过研究生态承载力的国内外文献，收集中原城市群各城市2 0 0 7 年的社 会、经济、环境予系统的生态承载现状，对其各个系统特征进行分析。在前人的 研究基础上，结合中原城市群的实际情况，建立中原城市群生态承载力的评价指 标体系。并运用状态空间法进行生态承载力的现状评价，根据评价结果，提出针 对性的对策措施。 确定的技术路线如下： l o 相关资料收集整理 上 城市群生态承载力基础理论研究 1 l 构建中原城市群生态承载力评价指标体系 上 中原城市群社会、经济、环境子系统生态承载力特征分析 i li l 社会牛态承载力分析 经济生态承载力分析环境生态承载力分析 iii 上 中原城市群生态承载力评价 熵值法 1 状态空间法指标权重 i l 一 l 社会生态承载力分析 经济生态承载力分析环境生态承载力分析 上 中原城市群生态系统综合承载分析 、r 承载力提高对策 图1 - 1 技术路线图 2 城市群生态承载力的基础理论 2 1 城市群生态承载力的概念界定 n a s a 在可持续发展指标体系中把生态承载力定义为i 生态系统维持其自然 的、原生的、现有的状况以及生产产品和服务的总体能力。既包括现有的原料， 也包括生态系统生产特定资源的能力1 5 3 1 。杨贤智认为生态环境承载力是生态系统 的客观属性，是其承受外部扰动的能力，也是系统结构与功能优劣的反映【2 4 】。王 中根、夏军认为区域生态环境承载力是指在某一时期某种环境状态下，某区域生 态环境对人类社会经济活动的支持能力，它是生态环境系统物质组成和结构的综 合反映【2 6 1 。王家骥等认为生态承载力是自然体系调节能力的客观反映 2 7 1 。高吉喜 认为生态承载力包括两层基本涵义，一层涵义是指生态系统的自我维持、自我调 节能力，资源与环境子系统的供容能力，为生态承载力的支持部分，第二层涵义 是指生态系统内社会经济活动子系统的发展能力，为生态承载力的压力部分【2 8 】。 王开运对生态承载力加入尺度的限定，认为生态承载力指不同尺度区域在一定时 期内，在确保资源合理开发利用和生态环境良性循环，以及区域间保持一定物质 交流规模的条件下，区域生态系统能够承载的人口社会规模及其相应的经济方式 和总量的能力【5 4 1 。张传国等认为生态承载力是指生态系统的自我维持、自我调节 能力，在不危害生态系统的前提下资源与环境的承载能力以及由资源和环境承载 力所决定的系统本身表现出来的弹性力大小，通过资源承载力、环境承载力和生 态系统的弹性力来反映【5 5 1 。程国栋认为生态承载力是指生态系统所提供的资源和 环境对人类社会系统良性发展的一种支持能力【5 6 】。杨志峰等提出了基于生态系统 健康的生态承载力定义：在一定社会经济条件下，自然生态系统维持其服务功能 和自身健康的潜在能力【5 7 1 。张林波认为生态承载力是指某一特定区域在资源、环 境和自然生态因素制约下，经济发展、资源利用、生态保护和社会文明各个领域 均能符合可持续发展管理目标要求的最大人类经济社会发展负荷，包括人口总量、 经济规模及发展速度1 5 8 】。 1 2 对于城市而言，城市生态承载力是城市生态系统的客观属性，是其承受外部 扰动的能力，也是系统结构与功能优劣的反映，其落脚点是人类社会的经济活动 【5 l 】。通过探讨社会经济自然复合生态系统中生态环境与经济活动之间的 相互关系，表述生态环境对人类经济活动的支持力，作为城市生态环境与经济发 展的协调依据。城市生态承载力一般有狭义与广义之分【5 3 1 。狭义的城市生态承载 力是指城市生态系统对污染的承受能力，用环境要素的容量来表示的；广义的城 市生态承载力则包括自然资源、污染承受能力和社会经济活动强度等指标。 总结各种观点，本文把城市群生态承载力定义为：某一时空尺度范围的城市 群生态系统在现有的技术、经济条件下维系其自身健康、稳定发展的潜在能力。 2 2 城市群生态承载力的理论基础 2 2 1 城市群生态系统 城市群是人类社会发展到一定历史阶段的产物，是以人为主体的生态系统， 具有开放性、依赖性、脆弱性、复合性等特点。我国生态学家马世骏3 9 1 、王如松【加】 提出了城市复合生态系统的理论，认为城市生态系统可分为社会、经济、自然三 个亚系统，是城市居民与城市环境之间相互作用、相互制约，具有一定结构和功 能的统一整体。城市居民与其周围环境的相互作用所形成的结构和功能关系，称 为城市生态【5 3 】。 城市群生态系统是自然生态系统演化的结果，它既受自然生态规律的影响， 又以人为中心，受人的制约，是一个结构复杂、功能综合的生态系统。城市群生 态系统受人为因素干扰最大，发展的动力和阻力都是人。人类为了生产、生活而 进行的各种经济活动对生态系统起决定性支配作用。城市群生态系统内消费者的 生物量远远超过第一性生产者的生物量，因而需要有大量的物质和能源输入和输 出，对外部资源有极大的依赖性；物质和能量在系统内转化都很快，使城市输入 转化输出的运转效率很高；大量物质和能源输入，造成环境污染，但又 缺乏自然生态系统自我调节、自我维持的能力，使城市群生态系统容易失去平衡。 1 3 因此，城