广州人口、资源与环境相互关系的定量研究

广州人口、资源与环境相互关系的定量研究

一广州市适度人口规模的定量研究一般来讲，人口容量是指一个地区的资源、环境所能承载的最大人口数量，即偏向于最大人口规模的含义；而适度人口规模则是指一定目标下的最适宜人口数量，即最优人口。人口容量主要包括经济人口容量和资源人口容量两个方面的内容，经济人口容量是与经济过程相协调统一的人口数量，其核心是指在一定的经济社会发展水平下，一定区域物质生产资料所能容纳的劳动人口数。资源人口容量是指在特定的土地、资源利用水平下社会所能供养的人口数量。（一）模型构建对广州市适度人口[1]的研究，本项研究参考了刘连兴等人、林国钧等人的研究成果，通过建立回归模型并进行测算。建立模型的两个假设条件是：第一，实际人口数与经济—资源总承载力基本平衡；第二，区域是一个相对封闭的系统，不发生大规模的人口迁移。即区域内的经济—资源人口容量基本用于承载本区域内的人口。模型构建如下：P——现实人口数量，以户籍人口计算。E——经济人口容量，计算方法为地区总量经济指标除以一定标准的人均经济指标，即E＝区域GDP/全国人均GDP。R——资源人口容量，计算方法为地区农林牧渔业产量除以一定标准的人均农林牧渔业产量后所得的人口数量，即R＝区域农林牧渔业总产值/全国人均农林牧渔业产值。根据上述E和R的计算公式，计算出广州市1996～2005年各年度的经济人口容量和资源人口容量（见表1）。表1广州市总人口及经济人口容量和资源人口容量根据表1，利用SPSS软件，用最小二乘法进行二元回归分析，模型结果如表2和表3所示。表2（ModelSummary）模型概要表3Coefficients（a）系数由此得到回归模型：P=545.154+0.072E-0.088R此模型具有统计学意义并且经过国内一些城市的运用比较有效，利用此回归模型计算广州市的适度人口容量也是可行的。（二）广州适度人口的计算广州市适度人口计算公式如下：当年广州市适度经济人口容量（ME）=（广州市当年GDP/中国当年GDP）×中国适度人口容量当年广州市适度资源人口容量（MR）=（广州市当年农林牧渔业总产值/中国当年农林牧渔业总产值）×中国适度人口容量国内学术界大多数学者认同的中国的适度人口为8亿人，使用这一数据，然后利用P-R-E模型（MP＝545.154+0.072ME-0.088MR）计算相应年份的广州市适度人口容量（MP）（见表4）。表4广州市1996～2005年适度人口容量比较表1和表4，以广州2005年户籍人口750.53万人为依据，虽然巨大的经济容量可以供养3671.10万人口，但资源能够供养的人口规模仅为731.85万人。而如果以构建的模型来分析的话，适度的人口规模为667.91万人，经济人口容量为2252.17万人，而资源人口容量为447.77万人。说明广州资源承载经济社会发展的能力在下降，仅以户籍人口来看的话，广州的人口规模已经超出资源实际供养人口的能力，也就是说资源是在“超载”和“超负荷”的状态中运行，如果再加上庞大的无法掌握真实情况的流动人口，资源的承载已显得异常艰难。通过表5和图1可以看出，广州实际户籍人口和适度人口容量之差有逐渐加大的趋势，也就是说，随着时间跨度的增加，广州市适度人口规模逐步偏离其实际人口数量。表5广州市1996～2005年实际户籍人口和适度人口容量之差图1广州市1996～2005年实际户籍人口和适度人口容量之差（三）2010年和2015年广州市适度人口预测广州市国民经济和社会发展“十一五”规划纲要提出，到2010年广州GDP将达到9500亿元；而我国国民经济和社会发展“十一五”规划纲要提出，2010年中国GDP预计达到261000亿元。如果假设广州的GDP在2010年后仍然以年均12%的速度增长，中国的GDP在2010年后以年均8%的速度增长，则在2015年广州GDP将达到16742亿元，中国GDP将达到383494亿元。对于农林牧渔业总产值，用线性回归的方法计算，2010年和2015年广州市农林牧渔业总产值将分别达到242.11亿元和279.62亿元，2010年和2015年中国农林牧渔业总产值将分别达到43835.11亿元和52218.67亿元。据此，利用P-R-E模型（MP＝545.154+0.072ME-0.088MR）可以算出广州在2010年和2015年的适度人口容量（见表6）。表6广州市2010年和2015年适度人口容量通过表6可以看出，广州到2015年的适度人口规模为758.92万人，与2005年的实际人口规模相接近。虽然这种理论上的研究和分析不一定与实际经济发展状况完全相吻合，但至少表明了这样一种发展趋势，即广州人口规模的增长越来越超出它的适度人口规模。二广州市环境质量与经济增长的库兹涅茨关系验证（一）环境库兹涅茨曲线环境库兹涅茨曲线是20世纪90年代初美国环境经济学家格罗斯曼（Grossman）和克鲁格（Krueger），以及莎菲克（Shafik）和邦迪雅派德（Bandyopadhy）根据经验数据提出的描述经济发展和环境污染水平演替关系的计量模型。研究者们用大量的数据证明：在一国或地区的发展轨迹中，尤其是工业化的进程中，环境质量和经济增长存在一种“倒U”形的关系，即二次曲线走势。即在经济发展过程中，环境先是恶化，经过一段时间的治理，环境会逐步得到改善。本项研究选取广州市1996～2005年人均GDP与人均废水、人均工业废气和人均工业固体废物产生量，通过对它们进行回归分析来考察广州经济发展与环境污染水平之间的关系。表7给出了广州市1996～2005年人均GDP与人均废水、人均工业废气和人均工业固体废物产生量。通过观察图2、图3和图4，以及对它们进行计量分析，结果表明它们不太符合一般的库兹尼茨曲线，我国一些学者对我国经验数据的研究发现，各地的KEC曲线呈三次曲线的形状。[2]而在直线、二次曲线、三次曲线中，三次曲线拟合方程的F检验值更具有客观性，最能恰当地描述广州经济发展与环境污染水平的基本走势，因此本项研究再采用y＝a0+a1x+a2x2+a3x3+э来描述它。以下图表中，我们用W1代替人均废水排放量，W2代替人均工业废气排放量，W3代替人均工业固体废物产生量。表7广州市1996～2005年人均GDP与人均废水、人均工业废气和人均工业固体废物产生量图2、图3和图4分别是人均废水、人均工业废气、人均工业固体废物产生量与人均GDP的关系图。图2广州市1996～2005年人均废水排放量和人均GDP的关系图3广州市1996～2005年人均工业废气排放量和人均GDP的关系图4广州市1996～2005年人均工业固体废物产生量和人均GDP的关系表8为各工业污染物与人均GDP关系的拟合模拟结果，人均废水排放量、人均工业废气排放量、人均工业固体废物产生量在直线、二次曲线、三次曲线拟合情况下的相关系数R2分别为（0.180、0.300、0.332）、（0.432、0.447、0.471）、（0.845、0.845、0.969），表明比较而言三次曲线拟合程度高；F值在不同情况下则分别为（1.756、1.499、0.992）、（6.096、2.834、1.778）、（43.916、19.070、6.785），表明三次曲线的误差最小。表8广州市经济增长与环境污染水平关系模拟结果（二）环境库兹涅茨曲线验证图5、图6和图7分别是人均废水、人均工业废气、人均工业固体废物产生量与人均GDP的关系以及三次曲线的拟合图。图51996～2005年人均废水排放量和人均GDP关系与三次曲线拟合图61996～2005年人均工业废气排放量和人均GDP关系与三次曲线拟合图71996～2005年广州市人均工业固体废物产生量和人均GDP关系与三次曲线拟合综上，从图5、图6、图7显示出的轨迹可以看出，广州近10年各项工业废物的排放呈现出不太完全的“倒U”形库兹涅茨曲线形式，废气排放正处于“倒U”形向上升的阶段，而废水排放和工业固废的排放似乎正向“倒U”形的右半部分，即下降的一边过渡，与“倒U”形库兹涅茨曲线比较吻合。三广州市生态足迹的测量（一）生态足迹模型简介生态足迹模型是一种基于生物物理量的可持续发展评价方法，重在关注人类及其发展与生态环境之间的关系。生态足迹模型的计算基于：第一，四个前提条件。即人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其所产生的废弃物的数量；这些资源和废弃物能转换成相应的生物生产性土地面积；各类土地在空间上具有互斥性；同类型土地的生物生产量具有统一性，不受区位、技术等因素的影响。第二，六类土地。即化石燃料用地、可耕地、林地、草地、建筑用地和水域等六种生物生产性土地，它们分别承担不同的土地用途，是生态足迹模型统一的计量平台。第三，两个系数。均衡系数是将不同类型的生物生产性土地面积转化为统一的生物生产性土地面积；产量系数是某个国家或地区某类型土地的平均生产力与世界同类型土地的平均生产力的比率。目前，国际生态足迹计算中采用的均衡因子为：耕地和建筑用地为2.8，林地与化石能源用地为1.1，牧草用地为0.5，水域为0.2。第四，六步运算。划分消费项目，利用产量系数折算相应土地面积，通过均衡系数后汇总得到总生态足迹，除以人口得到人均生态足迹，用同样方法计算人均生态承载力，对比分析人均生态足迹和人均承载力。计算公式如下：式中，i为消费商品和投入的类型，Pi为i中消费商品的平均生产能力；Ci为i中商品的人均消费量；aai为人均i种交易商品折算的生物生产面积；N为人口数；ef为人均生态足迹；EF为总的生态足迹。生态承载力计算模型为：其中，EC为区域总生态承载力；N为人口数；ec为人均生态承载力；aj为人均生物生产面积；rj为均衡因子；yj为产量因子，yj＝ylj/ywj，ylj指某国家或地区的j类土地的平均生产力，ywj指j类土地的世界平均生产力。在生态承载力计算中，对人均拥有的各类生态生产性土地面积乘以均衡因子与产量因子，产量因子的选取依据瓦克纳格尔（Wackernagel）等对中国生态足迹计算时的取值。考虑到耕地、林地和草地在进行物质生产时，同时也有吸收二氧化碳的功能，因此把三类土地加总作为吸收二氧化碳地。（二）广州市生态足迹计算2005年广州市生态足迹消费在生态足迹核算中，生物资源消费分为农产品、动物产品、林产品、水果等。能源消费计算主要处理了如下几种能源：煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气和电力。生物生产面积主要考虑以下6种类型：化石燃料土地、可耕地、林地、草场、建筑用地和水域。生物资源消费分为农产品、动物产品、林产品和水果等大类，各大类下有一些细分类。生物资源生产面积折算的具体计算中采用联合国粮农组织2003年计算的有关生物资源的世界平均产量资料（采用这一公共标准主要是为了利用计算结果进行国与国、地区和地区之间的比较），将广州市2005年的消费转化为提供这类消费需要的生物生产面积。表9为2005年广州市生态足迹计算中生物资源账户细分情况。表92005年广州市生态足迹计算中生物资源账户能源平衡账户部分根据资料处理了如下几种能源：煤炭、原油、燃料油、汽油、煤油、柴油、液化石油气和电力。计算生态足迹时将能源的消费转化为化石燃料生产土地面积。采用世界上单位化石燃料生产土地面积的平均发热量为标准，将当地能源消费所消耗的热量折算成一定的化石燃料土地面积（见表10）。|Excel下载表102005年广州市生态足迹计算中能源资源账户广州市生态承载力包括耕地、草地、林地、建筑用地、水域面积承载能力，各种类型土地承载力见表11。根据以上数据，计算广州市2005年生态足迹和生态承载力结果（见表12）。表112005年广州市生态承载力表122005年广州市生态足迹和生态承载力状况以上测算结果表明，要维持广州市750.53万户籍人口2005年底的生活水平，广州市2005年人均生态足迹为3.2765hm2，广州市土地类型的人均生态承载力为0.2521hm2，减去12%的生物多样性保护面积（0.0303hm2），则可以利用的人均生态承载力为0.2218hm2，因此广州市2005年人均生态足迹赤字为3.0546hm2。四基本结论通过上述关于适度的人口规模，经济发展与环境库兹涅茨曲线的关系，以及广州生态足迹的计算，可以得出如下几点结论。（1）从广州人口、资源与环境的发展特点与态势可以看出，支撑广州城市可持续发展的三大基本要素，即人口规模、资源承载力和环境容量，基本都已接近峰值，广州城市发展面临着有史以来的最大压力，人与自然之间的不和谐也由此显得越来越紧迫。因此，在现阶段人口、资源与环境的发展新形势下，城市发展走人与自然和谐的道路是广州的现实选择。（2）人口总量规模已逼近峰值。由于资源和环境的约束，在一定地域内的人口容量是有限的。根据前面的测算结果，以广州市户籍人口数据为依据，广州市到2010年和2015年的适度人口规模为715.93万人和758.92万人，广州2005年户籍人口数为750.53万人，仅以户籍人口的适度规模来看，广州已经突破了理论上的适度人口容量，如果再加上数量无法准确掌握的流动人口，可以预见，未来一段时间广州人口总量还将持续增长，人口与资源、环境和经济社会发展的矛盾相当突出。（3）广州资源支撑经济社会发展的能力在弱化。根据前面的测算，2005年以户籍人口750.53万人计算，广州的经济容量人口规模是3671.10万人，而资源容量的人口规模731.85万人；而通过建模后的测算是，2005年适度人口规模是667.91万人，适度的经济人口容量是2252.17万人，适度的资源人口容量规模是447.77万人。当然这是理论研究上的结果，不一定与现实的经济运行完全吻合，但至少可以看出这样一种发展趋势，即广州资源支撑经济社会发展的能力在弱化，虽然从理论上讲，广州以巨大的经济发展能量可以供养2252.17万人，而实际上资源承载人口的适度规模仅是447.77万人。（4）广州环境总体