李明杰 張 捷 朱玉林 楊 燦

（1.廣州華商學(xué)院,廣東 廣州 511300；2.中南林業(yè)科技大學(xué),湖南 長(zhǎng)沙 410004；3.華商經(jīng)濟(jì)社會(huì)研究院,廣東 廣州 511300）

1 研究背景

中國(guó)共產(chǎn)黨第十八次全國(guó)代表大會(huì)提出了經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)“五位一體”的總體戰(zhàn)略布局，明確了生態(tài)文明建設(shè)在當(dāng)代的重要性；2017年9月中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于建立資源環(huán)境承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警長(zhǎng)效機(jī)制的若干意見》；在中國(guó)共產(chǎn)黨第十九次全國(guó)代表大會(huì)上，習(xí)近平總書記再次強(qiáng)調(diào)要“加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國(guó)”。

隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快推進(jìn)，廣州作為超大型城市不可避免地出現(xiàn)了人口增長(zhǎng)過快、環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源枯竭、交通擁堵等一系列社會(huì)環(huán)境問題，城市生態(tài)承載力面臨重大考驗(yàn)，廣州未來發(fā)展的關(guān)鍵問題已是資源約束和環(huán)境壓力。因此，本文選取廣州為研究對(duì)象開展生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)研究，基于“驅(qū)動(dòng)力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)”模型（DPSIR模型），嘗試構(gòu)建一個(gè)集實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)搜集、定量評(píng)估、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、分級(jí)預(yù)警、適時(shí)發(fā)布、綜合調(diào)控于一體的廣州市生態(tài)承載力評(píng)價(jià)、預(yù)警與調(diào)控理論系統(tǒng)，不僅為廣州市生態(tài)管理政策制定提供依據(jù)，而且對(duì)其他城市也有一定參考及推廣價(jià)值。

1.1 國(guó)外研究進(jìn)展

國(guó)外學(xué)者關(guān)于“生態(tài)承載力”的研究始于20世紀(jì)20年代，1972年《聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境宣言》發(fā)表后，這一方面的研究開始進(jìn)入活躍期，取得了豐碩的成果。這一階段的研究主要圍繞以下幾個(gè)方面來展開。

1.1.1 生態(tài)承載力概念的界定

承載力，原為物理力學(xué)中的一個(gè)概念，學(xué)者Park和Burges（1921）最早從種群數(shù)量角度出發(fā)，首次將這一概念引入生態(tài)學(xué)領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上，Holing（1973）提出了較為規(guī)范的“生態(tài)承載力”概念，他認(rèn)為“生態(tài)承載力是生態(tài)系統(tǒng)抵抗外部干擾，維持原有生態(tài)結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能以及相對(duì)穩(wěn)定性的能力”。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人口、環(huán)境和資源等問題日益突出，基于不同需求和側(cè)重點(diǎn)的承載力研究應(yīng)運(yùn)而生，如人口承載力、資源承載力和環(huán)境承載力等概念相繼產(chǎn)生[1-5]。

1.1.2 生態(tài)承載力評(píng)價(jià)方法的完善

隨著生態(tài)承載力理論的逐漸成熟，生態(tài)承載力評(píng)價(jià)方法也越來越多。這些方法以定量研究和靜態(tài)研究為主，所使用的評(píng)價(jià)方法和模型主要包括自然植被NPP法、能值分析模型、生態(tài)足跡理論等[6-8]。

此外，國(guó)外學(xué)者還采用種群數(shù)量Logistic法、資源供需平衡法及狀態(tài)空間法等方法對(duì)生態(tài)承載力進(jìn)行了建設(shè)性研究[9-11]。然而，在生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)與調(diào)控方面，盡管西方國(guó)家的預(yù)警理論有較為完善的概念體系和系統(tǒng)的操作方法，但整體上安全預(yù)警評(píng)價(jià)及調(diào)控在生態(tài)承載力研究中的應(yīng)用仍很少有專門報(bào)道。

1.1.3 生態(tài)承載力評(píng)價(jià)研究空間尺度的擴(kuò)展

從國(guó)外研究來看，生態(tài)承載力評(píng)價(jià)研究空間尺度的擴(kuò)展呈現(xiàn)出從小尺度、小空間轉(zhuǎn)變到大尺度、大空間的狀態(tài)。小尺度、小空間評(píng)價(jià)主要適用于群落、景觀、流域和市（縣）等微觀生態(tài)系統(tǒng)，有助于深入細(xì)致地探討系統(tǒng)生態(tài)承載力的影響機(jī)理；而大尺度、大空間評(píng)價(jià)研究則主要用于國(guó)家、區(qū)域生態(tài)承載力評(píng)價(jià)，決策者可從宏觀和整體上把握生態(tài)承載力狀況，并制定出明確的宏觀管理策略。但總體來看，國(guó)外關(guān)于生態(tài)承載力評(píng)價(jià)的研究主要是基于自然生態(tài)系統(tǒng)來開展，基于城市這一尺度所開展的研究并不多。

1.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

國(guó)內(nèi)關(guān)于生態(tài)承載力的研究始于20世紀(jì)90年代，研究以跟隨式為主，但在二十多年的時(shí)間內(nèi)取得了可喜的進(jìn)展。

1.2.1 生態(tài)承載力概念的進(jìn)一步界定

隨著20世紀(jì)80年代可持續(xù)發(fā)展理論的提出，生態(tài)承載力研究開始與可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)結(jié)合起來。這為生態(tài)承載力研究提出了新的視角，促使國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)承載力的內(nèi)涵和要素做出更全面的思考，從“自然—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)—人”層面探討資源、環(huán)境承載力同人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)的問題。因此，雖然目前對(duì)城市生態(tài)承載力并沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，但人們普遍認(rèn)為城市生態(tài)承載力應(yīng)是在特定時(shí)期，在城市這一特定區(qū)域內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)的自我維持、自我調(diào)節(jié)、自我發(fā)展的能力，以及資源與環(huán)境子系統(tǒng)所能承載的人口數(shù)量，維持生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的能力[12-14]。

1.2.2 城市生態(tài)承載力評(píng)價(jià)方法的完善

關(guān)于城市生態(tài)承載力評(píng)價(jià)方法，國(guó)內(nèi)學(xué)者主要是運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的方式對(duì)城市生態(tài)承載力進(jìn)行研究。具體來講，除了借鑒上述能值分析模型[15-16]、生態(tài)足跡理論[17-19]、狀態(tài)空間法[20]等對(duì)城市生態(tài)承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)外，“胡煥庸線”理論[21-22]、綜合指數(shù)法[23]、層次分析法[24]、模糊綜合法[25-26]、灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度法[27-29]等均有運(yùn)用。

1.2.3 城市生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的發(fā)展

定量評(píng)價(jià)方法一般是在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)之上開展的，國(guó)內(nèi)關(guān)于這一方面的研究經(jīng)歷了從單指標(biāo)到多指標(biāo)、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從部分到綜合的發(fā)展演變歷程。在當(dāng)前研究中，國(guó)內(nèi)學(xué)者構(gòu)建的指標(biāo)體系大致包括以下三類：一是基于“自然—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)”人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論從自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三方面構(gòu)建指標(biāo)體系[30]；二是基于聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署等部門提出的理論從壓力、狀態(tài)和響應(yīng)三方面構(gòu)建指標(biāo)體系[31]；三是基于聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)提出的驅(qū)動(dòng)力、狀態(tài)和響應(yīng)三方面構(gòu)建指標(biāo)體系[32]。

1.3 國(guó)內(nèi)外研究中的不足

綜觀國(guó)內(nèi)外城市生態(tài)承載力的相關(guān)研究，取得了不少成果，其研究方法和結(jié)論等對(duì)本文的研究具有重要參考和啟發(fā)。但仍然存在一些不足：一是有關(guān)生態(tài)承載力現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的成果較多，但基于演變趨勢(shì)的預(yù)測(cè)預(yù)警及調(diào)控的研究則不多；二是城市生態(tài)承載力評(píng)價(jià)及預(yù)警的指標(biāo)和方法有待完善；三是城市生態(tài)承載力預(yù)警與調(diào)控研究的理論體系尚待構(gòu)建；四是尚未形成全面、系統(tǒng)、深入的城市生態(tài)承載力安全預(yù)警與調(diào)控研究成果。

2 研究對(duì)象和研究模型

2.1 研究對(duì)象

廣州，簡(jiǎn)稱“穗”，別稱羊城、花城，是廣東省省會(huì)，廣東省政治、經(jīng)濟(jì)、科技、教育和文化中心，國(guó)家中心城市、超大城市，國(guó)務(wù)院批復(fù)確定的中國(guó)重要的中心城市、國(guó)際商貿(mào)中心和綜合交通樞紐。廣州地處中國(guó)南部，位于珠江三角洲北緣，瀕臨南海，是國(guó)家綜合性門戶城市，首批沿海開放城市，是中國(guó)通往世界的南大門，粵港澳大灣區(qū)、泛珠江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)的中心城市以及“一帶一路”的樞紐城市。

截至2017年年末，廣州區(qū)域面積為7 434.4平方公里，地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）達(dá)21 503.15億元，常住人口1 449.84萬人，常住人口城鎮(zhèn)化率86.14%，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入55 400元。近些年來，廣州認(rèn)真學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記視察廣東重要講話精神，按照深化改革開放、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的要求，深入推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，大力發(fā)展新經(jīng)濟(jì)，培育新動(dòng)能。在環(huán)境保護(hù)方面，堅(jiān)持以“改善環(huán)境質(zhì)量、保障環(huán)境安全”為核心，大力推進(jìn)中央環(huán)保督察問題整改，推動(dòng)大氣、水、土壤環(huán)境質(zhì)量持續(xù)向好。2017年全年，廣州環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)有294天，達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為80.5%；PM2.5年均濃度為35μg/m3，在國(guó)家中心城市中率先達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；二氧化硫平均濃度為12μg/m3，同比持平；二氧化氮平均濃度為52μg/m3，同比上升13%；城市集中式飲用水水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率穩(wěn)定保持在100%。

2.2 研究模型

DPSIR模型是在經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展組織（OECD）與聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNWP）提出的PSR模型的基礎(chǔ)上發(fā)展演化而來，由歐洲環(huán)境署（EEA）在1993年首次提出。在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中廣泛使用的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系概念模型包括驅(qū)動(dòng)力（Driving Force）、壓力（Pressure）、狀態(tài)（State）、影響（Impact）、響應(yīng)（Response）五大方面。

該模型中，“驅(qū)動(dòng)力”是引起生態(tài)系統(tǒng)資源與環(huán)境變化的內(nèi)在原因，主要是指社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的內(nèi)在動(dòng)力與發(fā)展趨勢(shì)；“壓力”是人類生產(chǎn)、生活與需求獲取對(duì)周邊資源、環(huán)境的影響，是引起資源環(huán)境變化的直接原因；“狀態(tài)”是區(qū)域資源與環(huán)境在上述“驅(qū)動(dòng)力”和“壓力”之下所呈現(xiàn)出的各種狀況，是上述兩大因素共同作用與影響的結(jié)果；“影響”是系統(tǒng)所處的各種狀態(tài)對(duì)區(qū)域資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及人類健康的反饋結(jié)果與影響程度；“響應(yīng)”是指人類為促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展所采取的積極調(diào)控措施[33-34]。

DPSIR模型是用于衡量與評(píng)價(jià)城市生態(tài)承載力的重要模型，該模型從系統(tǒng)論角度分析人與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用，是判斷生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)和生態(tài)問題因果關(guān)系的有效工具，是綜合分析和描述生態(tài)問題及其與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展關(guān)系的常用模型，具有綜合性、整體性、系統(tǒng)性、靈活性等優(yōu)點(diǎn)[35]。

基于DPSIR模型，借鑒《廣東省生態(tài)文明建設(shè)考核目標(biāo)體系》和《廣東省綠色發(fā)展指標(biāo)體系》，遵循指標(biāo)體系構(gòu)建的基本原則——全面性、代表性、層次性、科學(xué)性、可比性和可操作性原則，在參考前人研究成果的基礎(chǔ)上，本文構(gòu)建了廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表1所示。

表1 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 研究過程

3.1 數(shù)據(jù)來源

本文收集了2008—2017年10年間廣州市生承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)上述各指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要來源于2009—2018年發(fā)布的《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《廣東統(tǒng)計(jì)年鑒》《廣州統(tǒng)計(jì)年鑒》《廣州市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》《廣州市環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》《廣州市水資源公報(bào)》等。

3.2 指標(biāo)安全標(biāo)準(zhǔn)值的確定

指標(biāo)安全標(biāo)準(zhǔn)值的確定是生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)、警度分析的前提和基礎(chǔ)。參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)專家、學(xué)者的相關(guān)研究成果，本文在確定上述各指標(biāo)安全標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)主要采取了如下方法。

（1）國(guó)際、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)值法。對(duì)國(guó)際、國(guó)內(nèi)或相關(guān)行業(yè)已經(jīng)制定或頒布具體標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定指標(biāo)的安全標(biāo)準(zhǔn)值。如常住人口密度、人口自然增長(zhǎng)率、萬元GDP能耗、萬元GDP電耗、萬元GDP水耗、單位面積工業(yè)廢氣排放量、單位面積工業(yè)煙粉塵排放量、單位面積一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量等指標(biāo)的安全標(biāo)準(zhǔn)值參考相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)的《國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)示范區(qū)指標(biāo)（試行）》《生態(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設(shè)指標(biāo)（修訂稿）》及《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）來確定。

（2）相對(duì)值法。這類指標(biāo)的安全標(biāo)準(zhǔn)值要根據(jù)廣州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)發(fā)展目標(biāo)、人民對(duì)美好生活的向往等加以確定。如人均地區(qū)生產(chǎn)總值、地區(qū)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率、森林覆蓋率、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、科學(xué)技術(shù)支出占財(cái)政支出的比重、教育支出占財(cái)政支出的比重等指標(biāo)的安全標(biāo)準(zhǔn)值就是按照這一方法確定的。

（3）借鑒值法。這類沒有具體標(biāo)準(zhǔn)可參考的指標(biāo)，一方面可以通過借鑒有關(guān)研究已經(jīng)判定的城市生態(tài)承載力預(yù)警評(píng)價(jià)安全標(biāo)準(zhǔn)值來確定；另一方面也可以通過咨詢有關(guān)城市經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的專家學(xué)者來綜合確定。如對(duì)外貿(mào)易系數(shù)、城市人均水資源量、城市人均建設(shè)用地面積、城市人均道路面積、每萬人擁有公共汽車數(shù)、每萬人口在校大學(xué)生數(shù)等指標(biāo)的安全標(biāo)準(zhǔn)值主要通過這種方法來確定。

依據(jù)以上三種方法所確定的廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)安全標(biāo)準(zhǔn)值如表2所示。

表2 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)安全標(biāo)準(zhǔn)值

3.3 原始數(shù)據(jù)的歸一化處理

原始數(shù)據(jù)收集到以后，一方面由于各指標(biāo)的量綱不同，另一方面各指標(biāo)的指標(biāo)性質(zhì)也不同（既有正指標(biāo)又有逆指標(biāo)），這樣的指標(biāo)是不具有可比性的，如果直接進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)分析，結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。因此，這些原始數(shù)據(jù)是不能直接進(jìn)行計(jì)算匯總、評(píng)價(jià)分析的。所以，在對(duì)廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)之前，首要對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，使得各指標(biāo)數(shù)據(jù)趨于合理，從而保證安全預(yù)警評(píng)價(jià)的順利進(jìn)行，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加直觀和準(zhǔn)確。

因此，對(duì)原始數(shù)據(jù)的歸一化處理就包括對(duì)原始數(shù)據(jù)的無量綱化處理和逆指標(biāo)的正向化處理，從而消除原始數(shù)據(jù)在量綱和指標(biāo)性質(zhì)上的差別。本文對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理過程所采用的方法如下：

在上述兩個(gè)公式中，xij（i=1,2,3,…,10;j=1,2,3,…,40）是第i年第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)；xij′則是第i年第j個(gè)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理后的值；Sj則是在表2中所確定的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的安全標(biāo)準(zhǔn)值。經(jīng)過上述處理方法，所有指標(biāo)的數(shù)值都可以全部轉(zhuǎn)化為[0，100]范圍內(nèi)的數(shù)值。

3.4 安全預(yù)警評(píng)價(jià)綜合指數(shù)的計(jì)算

計(jì)算城市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)綜合指數(shù)的方法有很多，具體包括層次分析法、模糊綜合評(píng)判法、因子分析法、灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度法等，而本文在計(jì)算廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)綜合指數(shù)時(shí)采用的方法為熵權(quán)法。

在信息論中，信息是對(duì)所在系統(tǒng)有序程度的一種度量，熵則是對(duì)系統(tǒng)無序程度的一種度量。二者絕對(duì)值相等，方向相反。如果某一指標(biāo)的信息熵越小，則該指標(biāo)提供的信息量越大，在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用理應(yīng)越大，權(quán)重就應(yīng)該越高。熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)方法。在具體使用過程中，熵權(quán)法根據(jù)各指標(biāo)的變異程度，利用信息熵計(jì)算出各指標(biāo)的熵權(quán)，通過熵權(quán)對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行修正，從而得出較為客觀的指標(biāo)權(quán)重。運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)綜合指數(shù)過程如下。

（1）計(jì)算第i個(gè)年份第j項(xiàng)指標(biāo)值的比重pij，pij的計(jì)算公式為

（2）計(jì)算信息熵Ej的值，Ej的計(jì)算公式為：

（3）計(jì)算信息熵冗余度Dj的值，Dj的計(jì)算公式為：

（4）計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重Wj的值，Wj的計(jì)算公式為：

由上述過程計(jì)算出的各指標(biāo)的權(quán)重如表3所示。

表3 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

（5）計(jì)算第i個(gè)年份第j項(xiàng)指標(biāo)的得分sij，sij的計(jì)算公式為：

（6）計(jì)算各年份綜合指數(shù)得分Si，Si的計(jì)算公式為：

由上述計(jì)算過程得到的2008—2017年廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)綜合指數(shù)得分以及五個(gè)子系統(tǒng)指數(shù)得分情況如表4和圖1所示。

圖1 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警子系統(tǒng)指數(shù)得分（2008—2017年）

表4 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)綜合指數(shù)得分（2008—2017年）

3.5 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警警度的判定

根據(jù)人類活動(dòng)對(duì)資源、環(huán)境的影響程度，人與生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)關(guān)系以及城市生態(tài)系統(tǒng)所受到的破壞程度，參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)專家學(xué)者的已有成果，本文在判定廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警警度時(shí)以表5為依據(jù)。

表5 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警警度判定標(biāo)準(zhǔn)

4 廣州市生態(tài)承載力安全狀況分析

4.1 綜合指數(shù)分析

從表4和圖2可以看出，2008—2017年廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警綜合指數(shù)得分呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)（除2010年有一定波動(dòng)，但是波動(dòng)不大），得分由2008年的47.28上升到了2017年的82.23，上升幅度較大（需要特別指出的是2016年數(shù)值上升最大，由前一年份的66.54上升到了78.63），總體幅度為73.92%。

圖2 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警綜合指數(shù)得分（2008—2017年）

而與之對(duì)應(yīng)，在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，安全預(yù)警警度為“高警”的年份有兩個(gè)，即2008年和2010年，2009年、2011年、2012年、2013年、2014年和2015年六個(gè)年份的警度為“中警”，2016年、2017年兩個(gè)年份的警度為“輕警”，總體來看安全預(yù)警警度由“高警”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拜p警”，總體趨勢(shì)向好。

4.2 驅(qū)動(dòng)力指數(shù)分析

從圖1和圖3來看，2008—2017年廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警驅(qū)動(dòng)力指數(shù)得分大多數(shù)年份波動(dòng)較大，總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但下降幅度并不是很大。該得分由2008年的16.37下降到2017年的13.83，下降幅度為15.55%。

圖3 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警驅(qū)動(dòng)力指數(shù)得分（2008—2017年）

驅(qū)動(dòng)力指數(shù)得分之所以呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，是因?yàn)殡S著廣州社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，廣州市常住人口數(shù)量不斷增長(zhǎng)，常住人口密度由2008年的1 370人/平方公里增長(zhǎng)到2017年的1 950人/平方公里，與之相伴隨的還有人口自然增長(zhǎng)率和城市率的提高。這些因素都在一定程度上會(huì)使得廣州市生態(tài)承載力下降。

而之所以在2010年出現(xiàn)最低點(diǎn)，除了上述因素外，還因?yàn)閺V州市經(jīng)濟(jì)一直保持高速增長(zhǎng)，在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，地區(qū)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率在2010年達(dá)到了最高，為17.52%，城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展需要消耗大量的自然資源，過快的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)降低城市的可持續(xù)發(fā)展能力。

4.3 壓力指數(shù)分析

從圖1和圖4來看，2008—2017年廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警壓力指數(shù)得分呈現(xiàn)出明顯上升的趨勢(shì)，并且上升幅度較大，該得分?jǐn)?shù)值由2008年的最低點(diǎn)13.06上升到2017年的33.73（統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的次高點(diǎn)），2017年的得分?jǐn)?shù)值是2008年的近2.58倍，壓力指數(shù)得分增長(zhǎng)幅度在五個(gè)子系統(tǒng)中是最大的。

圖4 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警壓力指數(shù)得分（2008—2017年）

壓力指數(shù)得分增長(zhǎng)幅度之所以如此之大，是因?yàn)榻┠陙黼S著生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)考核體系不斷完善，全民生態(tài)意識(shí)不斷加強(qiáng)，人們?cè)谏a(chǎn)、生活中越來越注意自身活動(dòng)對(duì)資源和環(huán)境的影響，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境成為一種行為習(xí)慣，無論是萬元GDP能耗、萬元GDP電耗、萬元GDP水耗、居民生活人均用水量，還是單位面積工業(yè)廢水排放量、單位面積工業(yè)廢氣排放量、單位面積二氧化硫排放量、單位面積工業(yè)煙粉塵排放量、單位面積一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量等壓力指標(biāo)，無一不是在顯著下降，人類活動(dòng)對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響越來越小。

4.4 狀態(tài)指數(shù)分析

從圖1和圖5來看，2008—2017年廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警狀態(tài)指數(shù)得分同樣呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，該得分?jǐn)?shù)值由2008年的5.52上升到2017年的6.65。在統(tǒng)計(jì)期限內(nèi)，總體來看該指數(shù)得分在五個(gè)子系統(tǒng)得分中是最低的（有9個(gè)年份），在統(tǒng)計(jì)的10年間該指數(shù)得分的增長(zhǎng)幅度也不大。

圖5 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警狀態(tài)指數(shù)得分（2008—2017年）

這是因?yàn)樵撝笖?shù)得分反映的是城市生態(tài)系統(tǒng)在上述“驅(qū)動(dòng)力”和“壓力”之下所呈現(xiàn)出的各種狀況，是上述兩大因素共同作用與影響的結(jié)果。這表明長(zhǎng)期以來廣州市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展以及人類生產(chǎn)、生活活動(dòng)的大量開展，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)造成了一定程度的破壞，而城市生態(tài)系統(tǒng)是最脆弱、穩(wěn)定性最容易被破壞的，一經(jīng)破壞，在短時(shí)間內(nèi)很難得到恢復(fù)。對(duì)于具體指標(biāo)來講，比如城市人均水資源量、城市人均建設(shè)用地面積、城市人均道路面積、建成區(qū)綠化率、森林覆蓋率等，雖然政府和廣大市民在節(jié)能減排、節(jié)約土地、污染治理和植樹造林等方面做了很大努力，但對(duì)這些指標(biāo)的改善卻并不大。特別是城市人均水資源量這一指標(biāo)，不但沒有得到改善，反而在惡化，該指標(biāo)由2008年的912立方米/人下降到了2017年的530立方米/人，下降幅度高達(dá)382立方米/人，與之相似的還有城市人均建設(shè)用地面積等指標(biāo)也在下降。

4.5 影響指數(shù)分析

從圖1和圖6來看，2008—2017年廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警影響指數(shù)得分同樣呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，該得分?jǐn)?shù)值由2008年的6.37上升到2017年的17.19?？傮w來看雖然在2008—2012年間該指數(shù)得分分值較低，但2013年、2017年該指數(shù)得分對(duì)綜合指數(shù)得分的貢獻(xiàn)僅次于壓力指數(shù)得分。并且在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，該指數(shù)得分的增長(zhǎng)幅度是較大的，增長(zhǎng)了169.86%，年均增長(zhǎng)近17%。

圖6 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警影響指數(shù)得分（2008—2017年）

這說明近些年來廣州市生態(tài)環(huán)境治理對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)都產(chǎn)生了正向影響，取得了顯著成效。從單項(xiàng)指標(biāo)來看，市區(qū)二氧化硫年日平均值由2008年的0.046 mg/m3下降到2017年的0.012 mg/m3；市區(qū)可吸入顆粒平均濃度由2008年的0.071毫克/立方米下降到2017年的0.052 mg/m3；特別是酸雨頻率由2008年的77.8%下降到2017年的12.70%。

4.6 響應(yīng)指數(shù)分析

從圖1和圖7來看，2008—2017年廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警響應(yīng)指數(shù)得分同樣呈上升趨勢(shì)，該得分?jǐn)?shù)值由2008年的5.96上升到2017年的10.83?？傮w來看該指數(shù)得分在五個(gè)子系統(tǒng)得分中是較低的，大部分年份（9個(gè)）該指數(shù)得分僅略高于狀態(tài)指數(shù)得分，甚至在2011年，該指數(shù)得分僅為4.67，是最低的。

圖7 廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警響應(yīng)指數(shù)得分（2008—2017年）

這是因?yàn)殡S著《廣州市城市環(huán)境總體規(guī)劃（2014—2030年）》《廣州市環(huán)境保護(hù)條例》以及《廣州市大氣污染防治規(guī)定》等一系列規(guī)章條例的出臺(tái)，以及《廣州市生態(tài)文明建設(shè)考核目標(biāo)體系》和《廣州市綠色發(fā)展指標(biāo)體系》的制定，政府和廣大市民在生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)方面采取了很多積極調(diào)控措施。城市污水處理廠集中處理率由2008年的61.83%上升到了2017年的95%，城市生活垃圾無害化處理率由2008年的88.2%上升到2017年的96.5%，科學(xué)技術(shù)支出占財(cái)政支出的比重由2008年的3.68%上升到2017年的7.83%，教育支出占財(cái)政支出的比重由2008年的13.45%上升到2017年的18.50%?？傮w上，在響應(yīng)子系統(tǒng)方面，政府和廣大市民等利益主體對(duì)改善廣州市生態(tài)承載力做出了較為積極的響應(yīng)，效果還是比較理想的，但也存在著進(jìn)步小、響應(yīng)的滯后和調(diào)控的有所側(cè)重等問題?？梢灶A(yù)見的是，隨著地方財(cái)政實(shí)力的不斷增強(qiáng)和生態(tài)城市建設(shè)步伐的不斷加快，全面、穩(wěn)定、有效的調(diào)控會(huì)使得相應(yīng)子系統(tǒng)指數(shù)得分穩(wěn)步提升。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

本文基于DPSIR概念模型構(gòu)建了廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用熵權(quán)法對(duì)廣州市生態(tài)承載力開展了安全預(yù)警評(píng)價(jià)，并對(duì)研究期間內(nèi)各年份廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警警度進(jìn)行了分析。研究結(jié)果包括以下幾點(diǎn)。

（1）從總體來看，10年間廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警綜合指數(shù)得分呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)；廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警警度呈現(xiàn)“重警—中警—輕警”的變化趨勢(shì)。城市生態(tài)承載力得到了提高，發(fā)展勢(shì)頭良好。

（2）從五個(gè)子系統(tǒng)來看，除了驅(qū)動(dòng)力子系統(tǒng)指數(shù)得分略有下降外，壓力、影響和響應(yīng)子系統(tǒng)指數(shù)得分上升明顯。這說明近些年來廣州市加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綜合治理、加大節(jié)能減排力度、完善自然生態(tài)保護(hù)等相關(guān)政策法規(guī)的實(shí)施效果是明顯的。

（3）從五個(gè)子系統(tǒng)指數(shù)得分對(duì)綜合指數(shù)得分的貢獻(xiàn)來看，它們的貢獻(xiàn)是不同的，壓力子系統(tǒng)對(duì)綜合指數(shù)得分的貢獻(xiàn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過另外四個(gè)子系統(tǒng)。2017年驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)五個(gè)子系統(tǒng)指數(shù)得分占綜合指數(shù)得分的比重依次為16.82%、41.02%、8.09%、20.91%和13.17%。比較來看，驅(qū)動(dòng)力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)子系統(tǒng)還具有廣闊的提升空間。因此，未來在提升廣州市生態(tài)承載力時(shí)，應(yīng)注重五大子系統(tǒng)間的協(xié)同發(fā)展。

5.2 建議

本文通過對(duì)廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警評(píng)價(jià)和安全預(yù)警警度分析，為未來廣州市改善自身生態(tài)承載力提供了一定參考，為制定相關(guān)環(huán)境政策提供了依據(jù)，并提出以下改善廣州市生態(tài)承載力的對(duì)策。

（1）壓力子系統(tǒng)對(duì)廣州市生態(tài)承載力安全預(yù)警綜合指數(shù)得分的貢獻(xiàn)最大，因此需繼續(xù)鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，推廣清潔生產(chǎn)，大力實(shí)施節(jié)能減排，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)。進(jìn)一步降低萬元GDP能耗、萬元GDP電耗、萬元GDP水耗、居民生活人均用水量以及單位面積工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量、二氧化硫排放量、工業(yè)煙粉塵排放量、一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量等。

（2）加強(qiáng)生態(tài)環(huán)保立法，啟動(dòng)《廣州市環(huán)境保護(hù)條例》重新制定工作，實(shí)施最嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)制度。健全生態(tài)環(huán)境保護(hù)經(jīng)濟(jì)政策體系，加強(qiáng)資金保障，重點(diǎn)投向水、氣、土等環(huán)境污染綜合治理，重大環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等項(xiàng)目，提高科學(xué)技術(shù)支出占財(cái)政支出的比重以及教育支出占財(cái)政支出的比重。

（3）不斷地增強(qiáng)社會(huì)公眾的環(huán)保意識(shí)、生態(tài)意識(shí)和參與意識(shí)，樹立適度消費(fèi)、節(jié)約資源的生活理念，形成健康、文明、科學(xué)的生活方式。大力創(chuàng)建節(jié)約型機(jī)關(guān)及綠色家庭、綠色學(xué)校和綠色社區(qū)，開展綠色出行、垃圾分類處理，讓人們自覺踐行低碳生活方式，減少生活污染物排放。