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摘 要：对以往承载力的研究进行总结并提出人居环境承载力的概念，构建城市人居环境承载力指标体系并通过矢量模法对大连市2002—2011年城市人居环境承载力指数进行量化研究，结果表明，大连市城市人居环境承载力呈总体上升趋势，但承载力并不高，对如何提高城市人居环境承载力给出一些对策。
关键词：承载力；城市；人居环境；指标体系；矢量模；大连市
中图分类号：X24 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2015）09-0167-04
引言
承载力的概念来源于力学，是指物体在不产生破坏时的最大载荷[1]。早期的承载力研究与生态学的发展有关，1921年帕克和伯吉斯提出了承载力的概念：“某一特定环境下某种个体存在数量的最高极限。”[2] 1968年日本学者将环境容量的概念引入到环境科学中，也就是说环境承载力的理论雏形是环境容量，环境容量被定义为：在人类生存和不破坏自然的基础下某一环境能容纳的污染物的最大负荷[3]，国内学者唐剑武，叶文虎较早对环境承载力做了理论和科学意义的研究[4]，崔凤军较早对城市水环境承载力及应用进行了实证研究[5]。承载力研究现在已经在多个领域展开，土地承载力研究[6～7]，城市群和城市综合承载力研究[8～9～22]，旅游承载力研究[10]，生态承载力研究[11]，水资源承载力研究[12]等领域都有比较深入的研究。在承载力评价方法方面，有指数评价法、承载率评价法、系统动力学方法和多目标优化方法等[1]，虽然承载力获得了广泛而深入的研究，但也纯在着理论比较薄弱、评估方法不足、操作性差等问题。有些学者建议废弃承载力的研究[13]，但最近出现了很多环境问题，包括空气雾霾、底层不稳定、土壤重金属污染等现象，说明承载力是客观存在的，尤其当承载力威胁到人类生活、居住和城市可持续发展的阶段，所以承载力的研究仍然值得继续进行[14]。
人居环境学由希腊学者道萨迪亚斯（C.A.Doxiadis）在20世纪50年代提出[15]，现在国内外对人居环境的研究从诸多方面和层次都有研究[16～20]人居环境科学包括自然、人类、社会、居住和支撑五大系统和全球、区域、城市、社区、建筑五大层次[21]，人居环境系统的构成和涉及的要素非常复杂，是一个多学科交叉的横断学科。随着城市化速度的加快，城市人口增加迅速、用地规模扩大、道路拥挤、生态遭受一定的破坏，城市容纳能力和可持续发展问题突出，城市人居环境受到了干扰[8]，如何应对诸多问题带给人居环境系统的压力是当前要解决的问题。
本文将承载力概念引入到城市人居环境系统中，通过建立评价指标体系并进行量化处理，根据计算公式得出大连市近十年的人居环境承载力指数及变化趋势并做了相关分析，提出提高人居环境承载力的对策，为城市管理和建设部门提供相关参考依据。
一、研究方法
（一）人居环境承载力的概念
承载力在诸多领域都有较深入的研究，但对于承载力的确切定义还没有统一的认定，根据以往各领域承载力的概念，结合城市人居环境系统的特殊性，将城市人居环境承载力定义为：在某一城市，某一时期内，某种状态下的城市人居环境系统能够满足人们进行日常人居活动、生活、生产及可持续发展的能力。这种能力包括人们的日常生活居住空间、工作空间、环境容纳能力、生活便利度、城市基础设施支撑能力等。
（二）人居环境承载力的量化方法
关于承载力的研究方法，每种方法都有自身的优缺点，目前还没有公认的一种最适合承载力研究的方法。考虑到人居环境系统的复杂性和选取的承载力评价指标的阈值还有待探讨，所以选取指数评价法来量化研究城市人居环境承载力。其中指数评价法中以矢量模法最为典型。
矢量模法是将环境承载力看作是n维空间里的一个矢量，这一矢量随着人类活动、社会支撑、经济的方向和大小的改变而改变。设有m个发展方案或m个时期的发展状态，分别对应着m个时期的环境承载力，对每个环境承载力的指标进行归一化，归一化后向量的模即是相对应不同方案或时期的承载力。其公式为：
HSCC= （1）
式中，HSCC代表人居环境承载力，wi为第i项指标的权重，pi为第i项指标归一化后的数值，n表示指标个数，量化后的承载力指数在0～1之间。
（三）人居环境承载力指标体系的构建及其指标权重的确定
人居环境系统庞大且复杂，包含多学科、多领域，是一个涉及人口、资源、环境、生态等诸多因素的复杂大系统。在指标选取的过程中不但要以承载力中的区域性、动态性、可量化原则，还要以人居为首的原则来构建指标体系。根据人居环境系统的特殊性和大连市的实际情况，将大连市人居环境系统划分为居住条件子系统、资源配置子系统、城市生态环境子系统和可持续发展子系统。人居环境的主体是人，居住条件的优劣直接影响到人居环境承载力的强弱；资源配置是对人类活动和日常生活的有力支撑；城市生态环境不但可以使城市健康发展，而且可以提供给人们舒适、诗意的人居环境；可持续发展能力是一座城市整体协调并健康发展的重要指标，城市人居环境的可持续发展是建设文明城市、生态城市、友好城市的基础。每个子系统又包含若干二级子系统，最终构建成了以四个子系统为准则方向，选取14个指标来衡量人居环境承载力。
因其中每个子系统对人居环境承载力的影响程度不同，各指标对各子系统的影响程度也不同，所以要计算出它们之间的权重。本文选用层次分析法（Analytic Hierarchy Process）即AHP法，对选取的各个指标进行两两比较，建立判断矩阵，层次单、总排序均通过一致性检验，具体步骤请参看文献[23]。利用层次分析法求得指标权重提高了系统评价的准确度。人居环境承载力指标体系和各指标权重（如表1）。
（四）指标的归一化处理
因选取的指标体系量纲各异，将大连市2002—2011年的人居环境承载力指标数据进行归一化处理，使其变为可比较的无量纲数值。 对于越大越优的指标归一化公式为：
x*
i= （2）
对于越小越优的指标归一化公式为：
x*
i= （3）
其中x*
i为指标归一化后的数值，xi为指标原数值，xmax和xmin分别表示每项指标中的最大值与最小值。
（五）大连市2002—2011年人居环境承载力指数
根据指标体系的归一化处理数据及其计算的指标权重用公式（1）计算得出大连近十年的人居环境承载力及变化趋势（见下页图1），指标数据来源于《大连统计年鉴》、《大连市国民经济和社会发展公报》[24]。
二、结果分析
通过计算数据与趋势图可以看到大连市人居环境承载力总体呈上升趋势，中间有两个人居环境承载力下降年，分别为2003年与2006年。虽然大连市整体人居环境承载力是上升的趋势，但总体承载力指数并不高，说明大连市在城市人居环境建设方面做的越来越好，但还没有达到人居环境高度发展的程度。尤其近些年的城市人口规模加大，城市生态系统遭到不同程度的破坏，就业严峻等问题对城市人居环境承载力有很大的影响。
三、提高城市人居环境承载力的对策
（一）经济对策
城市经济的发展水平带动着整个城市的发展，稳步提高城市经济实力并协调好其与人居环境的整体发展。调整并优化产业结构，提高产业层次，从各个领域带动经济的发展水平，控制人口规模，提高就业率，使不同阶层，不同岗位的人口有较好的生存空间。
（二）居住条件及基础建设对策
城市的居住空间与基础建设是支撑人们日常生活、生产需要的前提，由于大连的丘陵地形导致可用土地相对较少，如果在工业上大面积的开发利用土地会导致居住用地减少，为人居空间带来很大压力，所以要控制建筑用地的增长、调控一二类居住用地比重，使人均居住面积有较好的空间。在城市基础设施建设上，既要对能满足人们的日常生活需要的基础设施进行全面的建设也要控制好建设的力度，避免资源闲置。在道路交通方面控制公交车与汽车出行数量，避免上下班高峰期长时间拥堵。
（三）环境对策
城市的整体环境直接影响城市的市容，城市居住人口的健康。所以要加大对环境的治理，提高城市生态系统平衡能力，严格执行污染物排放总量的控制，加强环保监督，提高垃圾处理率及其可循环利用，建设生态文明城市与诗意人居环境。
（四）科技对策
科技是第一生产力，加大科技投入，提高科技水平，用更好的研究理论来支撑城市的各个领域发展，使得城市发展更加协调，人居建设更加稳步推进。
结论与讨论
总结了以往承载力在各个领域的应用及其研究方法，提出城市人居环境承载力的概念，构建了城市人居环境承载力指标体系，用矢量模法对大连市2002—2011年城市人居环境承载力进行了量化研究并给出提高城市人居环境承载力的一些对策。由于城市人居环境承载力研究目前还没有较为深入的研究，本文提出了观点并进行了初步探讨，在指标选取、量化模型优化上还有待进一步的研究。
参考文献：
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[4] 唐剑武，叶文虎.环境承载力的本质及其定量化初步研究[J].中国环境科学，1998，（3）：36-39.
[5] 崔凤军.城市水环境承载力及其实证研究[J].自然资源学报，1998，（1）：58-62.
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[9] 吕斌，孙莉，谭文垦.中原城市群城市承载力评价研[J].中国人口·资源与环境，2008，（5）：53-58.
[10] 崔凤军，杨永慎.泰山旅游环境承载力及其时空分异特征与利用强度研究[J].地理研究，1997，（4）：48-56.
[11] 杨志峰，胡廷兰，苏美蓉.基于生态承载力的城市生态调控[J].生态学报，2007，（8）.
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[13] Buckley R.An ecological perspective on carrying capacity.Annals of Tourism Research，1999，（3）.
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[15] 李雪铭，杨俊，李静，等.地理学视角的人居环境[M].北京：科学出版社，2010.（下转181页）
（上接169页）
[16] 熊鹰，曾光明，董力三，等.城市人居环境与经济协调发展不确定性定量评价——以长沙市为例[J].地理学报，2007，（4）：397-406.
[17] 封志明，唐焰，杨艳昭，等.基于GIS的中国人居环境指数模型的建立与应用[J].地理学报，2008，（12）.
[18] 李玉鸣，叶信群，孙于.城市人居环境评价──以杭州城市为例[J].经济地理，1999，（2）：39-44.
[19] 李雪铭，李明.基于体现人自我实现需要的中国主要城市人居环境评价分析[J].地理科学，2008，（6）.
[20] 李雪铭，晋培育.中国城市人居环境质量特征与时空差异分析[J].地理科学，2012，（5）：521-529.
[21] 吴良镛.人居环境科学导论[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.
[22] 石忆邵，尹昌应，王贺封，等.城市综合承载力的研究进展及展望[J].地理研究，2013，（1）：133-145.
[23] 谭跃进，陈英武.系统工程原理[M].长沙：国防科技大学出版社，1999.
[24] 大连市统计局.大连城市统计年鉴（2002—2011）[K].北京：中国统计出版社，2012.
[责任编辑 陈凤雪]
关键词：承载力；城市；人居环境；指标体系；矢量模；大连市
中图分类号：X24 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2015）09-0167-04
引言
承载力的概念来源于力学，是指物体在不产生破坏时的最大载荷[1]。早期的承载力研究与生态学的发展有关，1921年帕克和伯吉斯提出了承载力的概念：“某一特定环境下某种个体存在数量的最高极限。”[2] 1968年日本学者将环境容量的概念引入到环境科学中，也就是说环境承载力的理论雏形是环境容量，环境容量被定义为：在人类生存和不破坏自然的基础下某一环境能容纳的污染物的最大负荷[3]，国内学者唐剑武，叶文虎较早对环境承载力做了理论和科学意义的研究[4]，崔凤军较早对城市水环境承载力及应用进行了实证研究[5]。承载力研究现在已经在多个领域展开，土地承载力研究[6～7]，城市群和城市综合承载力研究[8～9～22]，旅游承载力研究[10]，生态承载力研究[11]，水资源承载力研究[12]等领域都有比较深入的研究。在承载力评价方法方面，有指数评价法、承载率评价法、系统动力学方法和多目标优化方法等[1]，虽然承载力获得了广泛而深入的研究，但也纯在着理论比较薄弱、评估方法不足、操作性差等问题。有些学者建议废弃承载力的研究[13]，但最近出现了很多环境问题，包括空气雾霾、底层不稳定、土壤重金属污染等现象，说明承载力是客观存在的，尤其当承载力威胁到人类生活、居住和城市可持续发展的阶段，所以承载力的研究仍然值得继续进行[14]。
人居环境学由希腊学者道萨迪亚斯（C.A.Doxiadis）在20世纪50年代提出[15]，现在国内外对人居环境的研究从诸多方面和层次都有研究[16～20]人居环境科学包括自然、人类、社会、居住和支撑五大系统和全球、区域、城市、社区、建筑五大层次[21]，人居环境系统的构成和涉及的要素非常复杂，是一个多学科交叉的横断学科。随着城市化速度的加快，城市人口增加迅速、用地规模扩大、道路拥挤、生态遭受一定的破坏，城市容纳能力和可持续发展问题突出，城市人居环境受到了干扰[8]，如何应对诸多问题带给人居环境系统的压力是当前要解决的问题。
本文将承载力概念引入到城市人居环境系统中，通过建立评价指标体系并进行量化处理，根据计算公式得出大连市近十年的人居环境承载力指数及变化趋势并做了相关分析，提出提高人居环境承载力的对策，为城市管理和建设部门提供相关参考依据。
一、研究方法
（一）人居环境承载力的概念
承载力在诸多领域都有较深入的研究，但对于承载力的确切定义还没有统一的认定，根据以往各领域承载力的概念，结合城市人居环境系统的特殊性，将城市人居环境承载力定义为：在某一城市，某一时期内，某种状态下的城市人居环境系统能够满足人们进行日常人居活动、生活、生产及可持续发展的能力。这种能力包括人们的日常生活居住空间、工作空间、环境容纳能力、生活便利度、城市基础设施支撑能力等。
（二）人居环境承载力的量化方法
关于承载力的研究方法，每种方法都有自身的优缺点，目前还没有公认的一种最适合承载力研究的方法。考虑到人居环境系统的复杂性和选取的承载力评价指标的阈值还有待探讨，所以选取指数评价法来量化研究城市人居环境承载力。其中指数评价法中以矢量模法最为典型。
矢量模法是将环境承载力看作是n维空间里的一个矢量，这一矢量随着人类活动、社会支撑、经济的方向和大小的改变而改变。设有m个发展方案或m个时期的发展状态，分别对应着m个时期的环境承载力，对每个环境承载力的指标进行归一化，归一化后向量的模即是相对应不同方案或时期的承载力。其公式为：
HSCC= （1）
式中，HSCC代表人居环境承载力，wi为第i项指标的权重，pi为第i项指标归一化后的数值，n表示指标个数，量化后的承载力指数在0～1之间。
（三）人居环境承载力指标体系的构建及其指标权重的确定
人居环境系统庞大且复杂，包含多学科、多领域，是一个涉及人口、资源、环境、生态等诸多因素的复杂大系统。在指标选取的过程中不但要以承载力中的区域性、动态性、可量化原则，还要以人居为首的原则来构建指标体系。根据人居环境系统的特殊性和大连市的实际情况，将大连市人居环境系统划分为居住条件子系统、资源配置子系统、城市生态环境子系统和可持续发展子系统。人居环境的主体是人，居住条件的优劣直接影响到人居环境承载力的强弱；资源配置是对人类活动和日常生活的有力支撑；城市生态环境不但可以使城市健康发展，而且可以提供给人们舒适、诗意的人居环境；可持续发展能力是一座城市整体协调并健康发展的重要指标，城市人居环境的可持续发展是建设文明城市、生态城市、友好城市的基础。每个子系统又包含若干二级子系统，最终构建成了以四个子系统为准则方向，选取14个指标来衡量人居环境承载力。
因其中每个子系统对人居环境承载力的影响程度不同，各指标对各子系统的影响程度也不同，所以要计算出它们之间的权重。本文选用层次分析法（Analytic Hierarchy Process）即AHP法，对选取的各个指标进行两两比较，建立判断矩阵，层次单、总排序均通过一致性检验，具体步骤请参看文献[23]。利用层次分析法求得指标权重提高了系统评价的准确度。人居环境承载力指标体系和各指标权重（如表1）。
（四）指标的归一化处理
因选取的指标体系量纲各异，将大连市2002—2011年的人居环境承载力指标数据进行归一化处理，使其变为可比较的无量纲数值。 对于越大越优的指标归一化公式为：
x*
i= （2）
对于越小越优的指标归一化公式为：
x*
i= （3）
其中x*
i为指标归一化后的数值，xi为指标原数值，xmax和xmin分别表示每项指标中的最大值与最小值。
（五）大连市2002—2011年人居环境承载力指数
根据指标体系的归一化处理数据及其计算的指标权重用公式（1）计算得出大连近十年的人居环境承载力及变化趋势（见下页图1），指标数据来源于《大连统计年鉴》、《大连市国民经济和社会发展公报》[24]。
二、结果分析
通过计算数据与趋势图可以看到大连市人居环境承载力总体呈上升趋势，中间有两个人居环境承载力下降年，分别为2003年与2006年。虽然大连市整体人居环境承载力是上升的趋势，但总体承载力指数并不高，说明大连市在城市人居环境建设方面做的越来越好，但还没有达到人居环境高度发展的程度。尤其近些年的城市人口规模加大，城市生态系统遭到不同程度的破坏，就业严峻等问题对城市人居环境承载力有很大的影响。
三、提高城市人居环境承载力的对策
（一）经济对策
城市经济的发展水平带动着整个城市的发展，稳步提高城市经济实力并协调好其与人居环境的整体发展。调整并优化产业结构，提高产业层次，从各个领域带动经济的发展水平，控制人口规模，提高就业率，使不同阶层，不同岗位的人口有较好的生存空间。
（二）居住条件及基础建设对策
城市的居住空间与基础建设是支撑人们日常生活、生产需要的前提，由于大连的丘陵地形导致可用土地相对较少，如果在工业上大面积的开发利用土地会导致居住用地减少，为人居空间带来很大压力，所以要控制建筑用地的增长、调控一二类居住用地比重，使人均居住面积有较好的空间。在城市基础设施建设上，既要对能满足人们的日常生活需要的基础设施进行全面的建设也要控制好建设的力度，避免资源闲置。在道路交通方面控制公交车与汽车出行数量，避免上下班高峰期长时间拥堵。
（三）环境对策
城市的整体环境直接影响城市的市容，城市居住人口的健康。所以要加大对环境的治理，提高城市生态系统平衡能力，严格执行污染物排放总量的控制，加强环保监督，提高垃圾处理率及其可循环利用，建设生态文明城市与诗意人居环境。
（四）科技对策
科技是第一生产力，加大科技投入，提高科技水平，用更好的研究理论来支撑城市的各个领域发展，使得城市发展更加协调，人居建设更加稳步推进。
结论与讨论
总结了以往承载力在各个领域的应用及其研究方法，提出城市人居环境承载力的概念，构建了城市人居环境承载力指标体系，用矢量模法对大连市2002—2011年城市人居环境承载力进行了量化研究并给出提高城市人居环境承载力的一些对策。由于城市人居环境承载力研究目前还没有较为深入的研究，本文提出了观点并进行了初步探讨，在指标选取、量化模型优化上还有待进一步的研究。
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[15] 李雪铭，杨俊，李静，等.地理学视角的人居环境[M].北京：科学出版社，2010.（下转181页）
（上接169页）
[16] 熊鹰，曾光明，董力三，等.城市人居环境与经济协调发展不确定性定量评价——以长沙市为例[J].地理学报，2007，（4）：397-406.
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[21] 吴良镛.人居环境科学导论[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.
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[24] 大连市统计局.大连城市统计年鉴（2002—2011）[K].北京：中国统计出版社，2012.
[责任编辑 陈凤雪]