○ 徐 驍 趙富強 李東序
(武漢理工大學管理學院 湖北 武漢 430070)
城市可持續(xù)發(fā)展是在經(jīng)濟、社會、環(huán)境等能夠自我調節(jié)和自我恢復的閾值范圍內的可持續(xù)發(fā)展,城市發(fā)展的閾值就是城市承載力,這個閾值會隨著時間推移、科技進步以及行為方式和價值觀念等的不斷改變而發(fā)生變化。當今世界,城市化在給現(xiàn)代城市帶來繁榮的同時,也使其面臨前所未有的承載壓力,故提升城市綜合承載力、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為人類共同的戰(zhàn)略需求。
筆者認為,城市綜合承載力即一定時期、一定區(qū)域和一定社會、經(jīng)濟、生態(tài)與科技條件下,城市資源在自身功能完全發(fā)揮時所能持續(xù)承載的城市人口各種活動規(guī)模和強度的閾值。城市綜合承載力包括兩方面的含義:一是對載體而言,城市不僅包括硬件,而且包含文化、政策、制度、精神、管理、開放等軟件;二是對承載對象而言,由于城市發(fā)展的目標是使人類社會經(jīng)濟活動與環(huán)境相協(xié)調,所以承載對象是人類的各種社會經(jīng)濟活動,如人口規(guī)模、經(jīng)濟產(chǎn)值、交通規(guī)模、納污能力等。因此,城市綜合承載力是社會、經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調程度的表征。
筆者認為城市承載力是個復雜的系統(tǒng),其眾多要素和子系統(tǒng)以不同方式存在,共同耦合構成城市綜合承載力,從而支撐城市人口社會經(jīng)濟活動的協(xié)調發(fā)展。根據(jù)城市綜合承載力內涵,結合城市發(fā)展實際,借鑒城市發(fā)展相關理論,特構建城市綜合承載力評價模型,即城市綜合承載力力=F(硬件承載力,軟件承載力,軟硬結合力);硬件承載力=環(huán)境承載力+土地承載力+設施承載力+水源承載力+能源承載力;軟件承載力=文化承載力+制度承載力+管理承載力+科技承載力+學習承載力+開放承載力;軟硬結合力=產(chǎn)業(yè)承載力。
表1 城市硬件要素承載指數(shù)界定
表2 城市硬件要素承載狀態(tài)劃分
表3 城市軟件要素承載指數(shù)界定
表4 城市軟件要素承載狀態(tài)劃分
表5 城市軟硬結合要素承載指數(shù)界定及狀態(tài)劃分
表6 城市綜合承載力判別表
由于城市綜合承載力的測度是個相對量,故用承載指數(shù)衡量。承載指數(shù)是通過現(xiàn)有要素承載力水平與預警性指標比較而得出的城市承載力,其中預警性指標是指要素承載能力的警戒標準。如現(xiàn)有要素承載力數(shù)值大于預警性指標,則承載力負荷較大,潛在承載力發(fā)展空間較小,城市發(fā)展受限,城市就會出現(xiàn)問題;如要素承載力數(shù)值小于預警性指標,則城市承載力發(fā)展有一定空間;如要素承載力數(shù)值等于預警性指標,那么城市承載力空間等于零。承載狀態(tài)與承載指數(shù)保持一致,即承載指數(shù)越高,承載狀態(tài)越好。根據(jù)承載指數(shù)情況,可將承載狀態(tài)分為良好、一般、預警和危機等狀態(tài)。硬件要素承載指數(shù)界定如表1所示,硬件要素承載狀態(tài)的劃分如表2所示,軟件要素承載指數(shù)界定如表3所示,軟件要素承載狀態(tài)的劃分如表4所示,軟硬結合力承載指數(shù)界定和承載狀態(tài)如表5所示。
由于客觀事物的復雜性和人們對事物認識的模糊性,因此在兩兩權重比較賦值上,把本來就模糊的量明顯化顯然是不合適的。1983年荷蘭學者Van Laargoven提出用三角模糊數(shù)表示Fuzzy比較判斷的方法,并運用三角模糊數(shù)的運算和對數(shù)最小二乘法求得元素排序,即用三角模糊數(shù)M(l,m,u)來表示AHP中兩兩比較判斷矩陣中的重要性值,其中m為專家判斷的最可能值,l與u則為m的兩個上下邊界,可理解為最悲觀值與最樂觀值。顯然,當l=m=u時,M退化成一個實數(shù)。TFAHP的一般步驟:首先,構造模糊判斷矩陣;其次,進行一致性檢驗;再次,計算綜合層次度;最后,進行層次排序。
AHP方法定性與定量結合的特點,使其非常適合粗略的城市承載要素量化與分析工作。根據(jù)城市綜合承載力特點,充分尊重決策的模糊性,采用TFAHP法對城市綜合承載力要素進行量化分析和選擇判斷。在構建判斷矩陣時采用三角模糊數(shù),并在一致性判斷時采用近似計算方法,得出要素權重大小可能性程度后按相關公式進行排序,最終得出各承載要素指標的權重排序。從應用效果看,該方法在主觀量化分析領域有較強實用價值。
(1)三角模糊數(shù)的定義。人們在處理復雜的決策問題,進行選擇和判斷時都會不自覺地使用模糊判斷。三角模糊數(shù)模型考慮到這一特點,利用三個元素來表示一項判斷的準確性,即設有因素X={x1,x2,…,xn},在模糊比較判斷時,因素xi比因素xj明顯重要,可用三角模糊數(shù) rij=(l,m,u)表示,其中左右擴展 l、u表示判斷的模糊程度。當u-l越大時,則比較判斷的模糊程度越高;當u-l=0時,則l,m,u判斷是非模糊的,rij為一實數(shù)。當給出個模糊判斷后,可得到由三角模糊數(shù)組成的模糊判斷矩陣R={rij}n×n。
(2)構建三角模糊判斷矩陣。根據(jù)總體目標要求,通過兩兩比較得到評價準則的模糊判斷矩陣,記為:
式(1)中n為評價準則個數(shù)。
當ri比rj重要時,令rij=(lij,mij,uij),其是一個三角模糊數(shù),lij和uij為其上下界,mij為兩個判別準則的重要性數(shù)字量度,其值應該在 1 和 9 之間。當 ri比 rj重要時,令 α=mij-lij,β=uij-mij。當ri沒有 rj重要時,令 α=mji-lji,β=uji-mji。當 0<α,β<1/2,模糊度過小,無法完全反映人們認識的模糊性。當α,β>1,模糊度過大,置信度減小。實踐結果表明,當1/2<α,β<1時結果比較理想。我們可以通過模糊判斷矩陣獲得其模糊互補矩陣。
(3)計算評價準則的綜合重要程度值。稱xi對其他因素的模糊綜合程度為:
aij≥akj的可能性程度為K(aij≥akj):
(4)計算評價準則的歸一化權重值。將三角模糊數(shù)aij大于m個三角模糊數(shù)akj(k≠i,k=1,2,…,m)的可能性程度定義為:
d(xi)為xi與其他因素比較的綜合重要程度,即:
則權重 W=(d(X1),d(X2),…,d(Xn)),歸一化得 W1=(d1(X1),d1(X2),…,d1(Xn))。
(5)計算總體目標評價值。將每個評價準則進行分級,每一等級都有一個分數(shù)范圍,整個分數(shù)范圍為0—100。計算得分時,首先確定某個評價準則的等級范圍,再根據(jù)等級范圍的分數(shù)上下界計算出該準則的得分。假設某次評價時,針對評價準則Ci的得分為Pi,可得到總體目標的評價值:
城市綜合承載力是一定條件下能夠支持城市人類社會經(jīng)濟活動的綜合利用閾值。因此,城市綜合承載力可以表示為:UCCC=F(H,S,I),其中 H 為硬件承載力變量,S 為軟件承載力變量,I為軟硬承載結合力變量。H=F(e,l,f,w,r),其中 e 為環(huán)境承載力變量,l為土地承載力變量,f為設施承載力變量,w為水源承載力變量,r為能源承載力變量。S=F(c,p,m,t,s,o),其中c表示城市文化承載力變量,p表示制度承載力變量,m表示管理承載力變量,t表示科技承載力變量,s表示學習承載力變量,o表示開放承載力變量。軟件承載力不能獨立對城市綜合承載力起作用,只能通過與硬件承載力有機融合才能充分發(fā)揮其作用。I=F(i),其中i為產(chǎn)業(yè)承載力變量。
根據(jù)承載力的計算值城市綜合承載力可分為:過度超載,城市承載要素己受到嚴重破壞或對干擾的調控能力很弱,自動恢復很難甚至已無自動恢復能力,部分承載功能己喪失;超載,城市承載要素已受到破壞或對干擾的調控能力弱,自動恢復難;滿載,城市承載要素己處承載臨界點,城市承載要素生產(chǎn)力已被全部利用,對干擾的調控能力一般,自動恢復能力不佳;合理承載,城市承載要素受人為不合理影響較小,對干擾的調控能力較強,自動恢復能力較快;良好承載,城市承載要素受人為不合理影響很小,對干擾的調控能力強,自動恢復能力快,環(huán)境生產(chǎn)支持力強。根據(jù)專家德爾菲法,結合不同城市實際和以往評價分級標準,在考慮各承載力權重的基礎上,對城市綜合承載力評價采用5級分法如表6所示。
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