廣州人口、資源與環(huán)境相互關(guān)系的定量研究

廣州人口、資源與環(huán)境相互關(guān)系的定量研究

一廣州市適度人口規(guī)模的定量研究一般來(lái)講，人口容量是指一個(gè)地區(qū)的資源、環(huán)境所能承載的最大人口數(shù)量，即偏向于最大人口規(guī)模的含義；而適度人口規(guī)模則是指一定目標(biāo)下的最適宜人口數(shù)量，即最優(yōu)人口。人口容量主要包括經(jīng)濟(jì)人口容量和資源人口容量?jī)蓚€(gè)方面的內(nèi)容，經(jīng)濟(jì)人口容量是與經(jīng)濟(jì)過(guò)程相協(xié)調(diào)統(tǒng)一的人口數(shù)量，其核心是指在一定的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平下，一定區(qū)域物質(zhì)生產(chǎn)資料所能容納的勞動(dòng)人口數(shù)。資源人口容量是指在特定的土地、資源利用水平下社會(huì)所能供養(yǎng)的人口數(shù)量。（一）模型構(gòu)建對(duì)廣州市適度人口[1]的研究，本項(xiàng)研究參考了劉連興等人、林國(guó)鈞等人的研究成果，通過(guò)建立回歸模型并進(jìn)行測(cè)算。建立模型的兩個(gè)假設(shè)條件是：第一，實(shí)際人口數(shù)與經(jīng)濟(jì)—資源總承載力基本平衡；第二，區(qū)域是一個(gè)相對(duì)封閉的系統(tǒng)，不發(fā)生大規(guī)模的人口遷移。即區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)—資源人口容量基本用于承載本區(qū)域內(nèi)的人口。模型構(gòu)建如下：P——現(xiàn)實(shí)人口數(shù)量，以戶籍人口計(jì)算。E——經(jīng)濟(jì)人口容量，計(jì)算方法為地區(qū)總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)除以一定標(biāo)準(zhǔn)的人均經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，即E＝區(qū)域GDP/全國(guó)人均GDP。R——資源人口容量，計(jì)算方法為地區(qū)農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)量除以一定標(biāo)準(zhǔn)的人均農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)量后所得的人口數(shù)量，即R＝區(qū)域農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值/全國(guó)人均農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值。根據(jù)上述E和R的計(jì)算公式，計(jì)算出廣州市1996～2005年各年度的經(jīng)濟(jì)人口容量和資源人口容量（見(jiàn)表1）。表1廣州市總?cè)丝诩敖?jīng)濟(jì)人口容量和資源人口容量根據(jù)表1，利用SPSS軟件，用最小二乘法進(jìn)行二元回歸分析，模型結(jié)果如表2和表3所示。表2（ModelSummary）模型概要表3Coefficients（a）系數(shù)由此得到回歸模型：P=545.154+0.072E-0.088R此模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義并且經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)一些城市的運(yùn)用比較有效，利用此回歸模型計(jì)算廣州市的適度人口容量也是可行的。（二）廣州適度人口的計(jì)算廣州市適度人口計(jì)算公式如下：當(dāng)年廣州市適度經(jīng)濟(jì)人口容量（ME）=（廣州市當(dāng)年GDP/中國(guó)當(dāng)年GDP）×中國(guó)適度人口容量當(dāng)年廣州市適度資源人口容量（MR）=（廣州市當(dāng)年農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值/中國(guó)當(dāng)年農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值）×中國(guó)適度人口容量國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界大多數(shù)學(xué)者認(rèn)同的中國(guó)的適度人口為8億人，使用這一數(shù)據(jù)，然后利用P-R-E模型（MP＝545.154+0.072ME-0.088MR）計(jì)算相應(yīng)年份的廣州市適度人口容量（MP）（見(jiàn)表4）。表4廣州市1996～2005年適度人口容量比較表1和表4，以廣州2005年戶籍人口750.53萬(wàn)人為依據(jù)，雖然巨大的經(jīng)濟(jì)容量可以供養(yǎng)3671.10萬(wàn)人口，但資源能夠供養(yǎng)的人口規(guī)模僅為731.85萬(wàn)人。而如果以構(gòu)建的模型來(lái)分析的話，適度的人口規(guī)模為667.91萬(wàn)人，經(jīng)濟(jì)人口容量為2252.17萬(wàn)人，而資源人口容量為447.77萬(wàn)人。說(shuō)明廣州資源承載經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力在下降，僅以戶籍人口來(lái)看的話，廣州的人口規(guī)模已經(jīng)超出資源實(shí)際供養(yǎng)人口的能力，也就是說(shuō)資源是在“超載”和“超負(fù)荷”的狀態(tài)中運(yùn)行，如果再加上龐大的無(wú)法掌握真實(shí)情況的流動(dòng)人口，資源的承載已顯得異常艱難。通過(guò)表5和圖1可以看出，廣州實(shí)際戶籍人口和適度人口容量之差有逐漸加大的趨勢(shì)，也就是說(shuō)，隨著時(shí)間跨度的增加，廣州市適度人口規(guī)模逐步偏離其實(shí)際人口數(shù)量。表5廣州市1996～2005年實(shí)際戶籍人口和適度人口容量之差圖1廣州市1996～2005年實(shí)際戶籍人口和適度人口容量之差（三）2010年和2015年廣州市適度人口預(yù)測(cè)廣州市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要提出，到2010年廣州GDP將達(dá)到9500億元；而我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要提出，2010年中國(guó)GDP預(yù)計(jì)達(dá)到261000億元。如果假設(shè)廣州的GDP在2010年后仍然以年均12%的速度增長(zhǎng)，中國(guó)的GDP在2010年后以年均8%的速度增長(zhǎng)，則在2015年廣州GDP將達(dá)到16742億元，中國(guó)GDP將達(dá)到383494億元。對(duì)于農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值，用線性回歸的方法計(jì)算，2010年和2015年廣州市農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值將分別達(dá)到242.11億元和279.62億元，2010年和2015年中國(guó)農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值將分別達(dá)到43835.11億元和52218.67億元。據(jù)此，利用P-R-E模型（MP＝545.154+0.072ME-0.088MR）可以算出廣州在2010年和2015年的適度人口容量（見(jiàn)表6）。表6廣州市2010年和2015年適度人口容量通過(guò)表6可以看出，廣州到2015年的適度人口規(guī)模為758.92萬(wàn)人，與2005年的實(shí)際人口規(guī)模相接近。雖然這種理論上的研究和分析不一定與實(shí)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r完全相吻合，但至少表明了這樣一種發(fā)展趨勢(shì)，即廣州人口規(guī)模的增長(zhǎng)越來(lái)越超出它的適度人口規(guī)模。二廣州市環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的庫(kù)茲涅茨關(guān)系驗(yàn)證（一）環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線是20世紀(jì)90年代初美國(guó)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家格羅斯曼（Grossman）和克魯格（Krueger），以及莎菲克（Shafik）和邦迪雅派德（Bandyopadhy）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出的描述經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境污染水平演替關(guān)系的計(jì)量模型。研究者們用大量的數(shù)據(jù)證明：在一國(guó)或地區(qū)的發(fā)展軌跡中，尤其是工業(yè)化的進(jìn)程中，環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)存在一種“倒U”形的關(guān)系，即二次曲線走勢(shì)。即在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，環(huán)境先是惡化，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的治理，環(huán)境會(huì)逐步得到改善。本項(xiàng)研究選取廣州市1996～2005年人均GDP與人均廢水、人均工業(yè)廢氣和人均工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量，通過(guò)對(duì)它們進(jìn)行回歸分析來(lái)考察廣州經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染水平之間的關(guān)系。表7給出了廣州市1996～2005年人均GDP與人均廢水、人均工業(yè)廢氣和人均工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量。通過(guò)觀察圖2、圖3和圖4，以及對(duì)它們進(jìn)行計(jì)量分析，結(jié)果表明它們不太符合一般的庫(kù)茲尼茨曲線，我國(guó)一些學(xué)者對(duì)我國(guó)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)，各地的KEC曲線呈三次曲線的形狀。[2]而在直線、二次曲線、三次曲線中，三次曲線擬合方程的F檢驗(yàn)值更具有客觀性，最能恰當(dāng)?shù)孛枋鰪V州經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染水平的基本走勢(shì)，因此本項(xiàng)研究再采用y＝a0+a1x+a2x2+a3x3+э來(lái)描述它。以下圖表中，我們用W1代替人均廢水排放量，W2代替人均工業(yè)廢氣排放量，W3代替人均工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量。表7廣州市1996～2005年人均GDP與人均廢水、人均工業(yè)廢氣和人均工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量圖2、圖3和圖4分別是人均廢水、人均工業(yè)廢氣、人均工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量與人均GDP的關(guān)系圖。圖2廣州市1996～2005年人均廢水排放量和人均GDP的關(guān)系圖3廣州市1996～2005年人均工業(yè)廢氣排放量和人均GDP的關(guān)系圖4廣州市1996～2005年人均工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量和人均GDP的關(guān)系表8為各工業(yè)污染物與人均GDP關(guān)系的擬合模擬結(jié)果，人均廢水排放量、人均工業(yè)廢氣排放量、人均工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量在直線、二次曲線、三次曲線擬合情況下的相關(guān)系數(shù)R2分別為（0.180、0.300、0.332）、（0.432、0.447、0.471）、（0.845、0.845、0.969），表明比較而言三次曲線擬合程度高；F值在不同情況下則分別為（1.756、1.499、0.992）、（6.096、2.834、1.778）、（43.916、19.070、6.785），表明三次曲線的誤差最小。表8廣州市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染水平關(guān)系模擬結(jié)果（二）環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線驗(yàn)證圖5、圖6和圖7分別是人均廢水、人均工業(yè)廢氣、人均工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量與人均GDP的關(guān)系以及三次曲線的擬合圖。圖51996～2005年人均廢水排放量和人均GDP關(guān)系與三次曲線擬合圖61996～2005年人均工業(yè)廢氣排放量和人均GDP關(guān)系與三次曲線擬合圖71996～2005年廣州市人均工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量和人均GDP關(guān)系與三次曲線擬合綜上，從圖5、圖6、圖7顯示出的軌跡可以看出，廣州近10年各項(xiàng)工業(yè)廢物的排放呈現(xiàn)出不太完全的“倒U”形庫(kù)茲涅茨曲線形式，廢氣排放正處于“倒U”形向上升的階段，而廢水排放和工業(yè)固廢的排放似乎正向“倒U”形的右半部分，即下降的一邊過(guò)渡，與“倒U”形庫(kù)茲涅茨曲線比較吻合。三廣州市生態(tài)足跡的測(cè)量（一）生態(tài)足跡模型簡(jiǎn)介生態(tài)足跡模型是一種基于生物物理量的可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)方法，重在關(guān)注人類及其發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。生態(tài)足跡模型的計(jì)算基于：第一，四個(gè)前提條件。即人類可以確定自身消費(fèi)的絕大多數(shù)資源及其所產(chǎn)生的廢棄物的數(shù)量；這些資源和廢棄物能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地面積；各類土地在空間上具有互斥性；同類型土地的生物生產(chǎn)量具有統(tǒng)一性，不受區(qū)位、技術(shù)等因素的影響。第二，六類土地。即化石燃料用地、可耕地、林地、草地、建筑用地和水域等六種生物生產(chǎn)性土地，它們分別承擔(dān)不同的土地用途，是生態(tài)足跡模型統(tǒng)一的計(jì)量平臺(tái)。第三，兩個(gè)系數(shù)。均衡系數(shù)是將不同類型的生物生產(chǎn)性土地面積轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的生物生產(chǎn)性土地面積；產(chǎn)量系數(shù)是某個(gè)國(guó)家或地區(qū)某類型土地的平均生產(chǎn)力與世界同類型土地的平均生產(chǎn)力的比率。目前，國(guó)際生態(tài)足跡計(jì)算中采用的均衡因子為：耕地和建筑用地為2.8，林地與化石能源用地為1.1，牧草用地為0.5，水域?yàn)?.2。第四，六步運(yùn)算。劃分消費(fèi)項(xiàng)目，利用產(chǎn)量系數(shù)折算相應(yīng)土地面積，通過(guò)均衡系數(shù)后匯總得到總生態(tài)足跡，除以人口得到人均生態(tài)足跡，用同樣方法計(jì)算人均生態(tài)承載力，對(duì)比分析人均生態(tài)足跡和人均承載力。計(jì)算公式如下：式中，i為消費(fèi)商品和投入的類型，Pi為i中消費(fèi)商品的平均生產(chǎn)能力；Ci為i中商品的人均消費(fèi)量；aai為人均i種交易商品折算的生物生產(chǎn)面積；N為人口數(shù)；ef為人均生態(tài)足跡；EF為總的生態(tài)足跡。生態(tài)承載力計(jì)算模型為：其中，EC為區(qū)域總生態(tài)承載力；N為人口數(shù)；ec為人均生態(tài)承載力；aj為人均生物生產(chǎn)面積；rj為均衡因子；yj為產(chǎn)量因子，yj＝y(tǒng)lj/ywj，ylj指某國(guó)家或地區(qū)的j類土地的平均生產(chǎn)力，ywj指j類土地的世界平均生產(chǎn)力。在生態(tài)承載力計(jì)算中，對(duì)人均擁有的各類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積乘以均衡因子與產(chǎn)量因子，產(chǎn)量因子的選取依據(jù)瓦克納格爾（Wackernagel）等對(duì)中國(guó)生態(tài)足跡計(jì)算時(shí)的取值?？紤]到耕地、林地和草地在進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)時(shí)，同時(shí)也有吸收二氧化碳的功能，因此把三類土地加總作為吸收二氧化碳地。（二）廣州市生態(tài)足跡計(jì)算2005年廣州市生態(tài)足跡消費(fèi)在生態(tài)足跡核算中，生物資源消費(fèi)分為農(nóng)產(chǎn)品、動(dòng)物產(chǎn)品、林產(chǎn)品、水果等。能源消費(fèi)計(jì)算主要處理了如下幾種能源：煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣和電力。生物生產(chǎn)面積主要考慮以下6種類型：化石燃料土地、可耕地、林地、草場(chǎng)、建筑用地和水域。生物資源消費(fèi)分為農(nóng)產(chǎn)品、動(dòng)物產(chǎn)品、林產(chǎn)品和水果等大類，各大類下有一些細(xì)分類。生物資源生產(chǎn)面積折算的具體計(jì)算中采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織2003年計(jì)算的有關(guān)生物資源的世界平均產(chǎn)量資料（采用這一公共標(biāo)準(zhǔn)主要是為了利用計(jì)算結(jié)果進(jìn)行國(guó)與國(guó)、地區(qū)和地區(qū)之間的比較），將廣州市2005年的消費(fèi)轉(zhuǎn)化為提供這類消費(fèi)需要的生物生產(chǎn)面積。表9為2005年廣州市生態(tài)足跡計(jì)算中生物資源賬戶細(xì)分情況。表92005年廣州市生態(tài)足跡計(jì)算中生物資源賬戶能源平衡賬戶部分根據(jù)資料處理了如下幾種能源：煤炭、原油、燃料油、汽油、煤油、柴油、液化石油氣和電力。計(jì)算生態(tài)足跡時(shí)將能源的消費(fèi)轉(zhuǎn)化為化石燃料生產(chǎn)土地面積。采用世界上單位化石燃料生產(chǎn)土地面積的平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn)，將當(dāng)?shù)啬茉聪M(fèi)所消耗的熱量折算成一定的化石燃料土地面積（見(jiàn)表10）。|Excel下載表102005年廣州市生態(tài)足跡計(jì)算中能源資源賬戶廣州市生態(tài)承載力包括耕地、草地、林地、建筑用地、水域面積承載能力，各種類型土地承載力見(jiàn)表11。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計(jì)算廣州市2005年生態(tài)足跡和生態(tài)承載力結(jié)果（見(jiàn)表12）。表112005年廣州市生態(tài)承載力表122005年廣州市生態(tài)足跡和生態(tài)承載力狀況以上測(cè)算結(jié)果表明，要維持廣州市750.53萬(wàn)戶籍人口2005年底的生活水平，廣州市2005年人均生態(tài)足跡為3.2765hm2，廣州市土地類型的人均生態(tài)承載力為0.2521hm2，減去12%的生物多樣性保護(hù)面積（0.0303hm2），則可以利用的人均生態(tài)承載力為0.2218hm2，因此廣州市2005年人均生態(tài)足跡赤字為3.0546hm2。四基本結(jié)論通過(guò)上述關(guān)于適度的人口規(guī)模，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的關(guān)系，以及廣州生態(tài)足跡的計(jì)算，可以得出如下幾點(diǎn)結(jié)論。（1）從廣州人口、資源與環(huán)境的發(fā)展特點(diǎn)與態(tài)勢(shì)可以看出，支撐廣州城市可持續(xù)發(fā)展的三大基本要素，即人口規(guī)模、資源承載力和環(huán)境容量，基本都已接近峰值，廣州城市發(fā)展面臨著有史以來(lái)的最大壓力，人與自然之間的不和諧也由此顯得越來(lái)越緊迫。因此，在現(xiàn)階段人口、資源與環(huán)境的發(fā)展新形勢(shì)下，城市發(fā)展走人與自然和諧的道路是廣州的現(xiàn)實(shí)選擇。（2）人口總量規(guī)模已逼近峰值。由于資源和環(huán)境的約束，在一定地域內(nèi)的人口容量是有限的。根據(jù)前面的測(cè)算結(jié)果，以廣州市戶籍人口數(shù)據(jù)為依據(jù)，廣州市到2010年和2015年的適度人口規(guī)模為715.93萬(wàn)人和758.92萬(wàn)人，廣州2005年戶籍人口數(shù)為750.53萬(wàn)人，僅以戶籍人口的適度規(guī)模來(lái)看，廣州已經(jīng)突破了理論上的適度人口容量，如果再加上數(shù)量無(wú)法準(zhǔn)確掌握的流動(dòng)人口，可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)一段時(shí)間廣州人口總量還將持續(xù)增長(zhǎng)，人口與資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾相當(dāng)突出。（3）廣州資源支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力在弱化。根據(jù)前面的測(cè)算，2005年以戶籍人口750.53萬(wàn)人計(jì)算，廣州的經(jīng)濟(jì)容量人口規(guī)模是3671.10萬(wàn)人，而資源容量的人口規(guī)模731.85萬(wàn)人；而通過(guò)建模后的測(cè)算是，2005年適度人口規(guī)模是667.91萬(wàn)人，適度的經(jīng)濟(jì)人口容量是2252.17萬(wàn)人，適度的資源人口容量規(guī)模是447.77萬(wàn)人。當(dāng)然這是理論研究上的結(jié)果，不一定與現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行完全吻合，但至少可以看出這樣一種發(fā)展趨勢(shì)，即廣州資源支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力在弱化，雖然從理論上講，廣州以巨大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展能量可以供養(yǎng)2252.17萬(wàn)人，而實(shí)際上資源承載人口的適度規(guī)模僅是447.77萬(wàn)人。（4）廣州環(huán)境總體