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北京市人口预测与资源承载力预测分析

时间:2019-01-09 14:09作者:曼切
本文导读:这是一篇关于北京市人口预测与资源承载力预测分析的文章,本章节将会采取实证分析的模式,对北京市人口预测与资源承载力进行预测分析。之所以从机械增长和资源环境约束下进行人口规模的预测,是因为人口规模与环境承载力紧密相关。

本篇文章目录导航:

【题目】北京地区人口控制机制探析
【第一章】北京人口基数调节研究绪论
【第二章】人口调控相关概念与理论基础
【第三章】北京市人口现状与问题
【第四章】北京市人口预测与资源承载力预测分析
【第五章】北京市人口增长调控经验借鉴
【第六章】北京市人口调控的对策分析
【结论/参考文献】北京人口数量把控体系分析结论与参考文献

  
 

4 北京市人口预测与资源承载力预测分析

  本章节将会采取实证分析的模式,对北京市人口预测与资源承载力进行预测分析。之所以从机械增长和资源环境约束下进行人口规模的预测,是因为人口规模与环境承载力紧密相关。北京市的适度人口必须建立在人口的资源承载力上①,从资源承载力的角度,对北京市人口适度规模进行预测,未来北京市人口的机械规模是否符合资源的承载力,尤为重要。

北京市人口预测与资源承载力预测分析

  4.1 机械增长下北京市人口规模预测。

  4.1.1 灰色预测模型预测。

  (1)灰色模型。

  灰色模型(grey models)就是通过已知的部分信息,建立灰色微分预测模型,对事物发展规律作出模糊性的长期描述。在此次灰色模型的建立中,采用的方程是微积分方程,采用的顺序是时间顺序,灰色量则是在此系统中不确定量。通过时间的变化从而计算出预测中灰色量的变化,这并不是一个随机的量,需要仔细精密的计算,最终确认。在这个微积分方程中,我们需要计算后被白化的灰色量。在方程中输入 1979 年-2016 年北京市常住人口的数据,运用 Excel 中的矩阵运算配合规划求解工具,解决关于 a 的数值寻优问题,从而提高预测的准确性。

  (2)灰色模型预测过程。

  令 X(0)为 GM(1,1)建模序列,((1),(2),...,)())(0)(0)(0)(0X =xxxn,X(1)为 X(0)的一次累加序列,((1),(2),...,)())(1)(1)(1)(1)X =xxxn,Z(1)为 X(0)的背景序列,((1),(2),...,())(1)(1)(1)(1)Z =zzzn其中 z(1)(k)=0.5x(1) (k)+ 0.5x(1) (k-1)那么定义 GM(1,1)的灰色模型为:x(0)(k)+a z(1)(k)=b,则对应的微分方程为,式中 a 称为发展系数,b 为灰色作用变量。设 ? 为待估参数向量,?=(a,b)T,则按最小二乘法得:?=(BTB)-1BTYn【2】

  在上述 GM(1,1)的灰色模型中灰色微分方程中所对应的白化背景值:()0.5()0.5(1)(1)(1)(1)z k= xk+k-,也就是说认为 ()(1)x k与 (1)(1)x k-的影响是等权重的。而事实上,随着系统的发展,二者的影响不一定是等权重的,我们需要运用加权的方法确定新的背景值,使平均相对误差 MRE 达到最小值,提高预测的精度。

  本文运用 Excel 中规划求解功能确定最优的背景值生产系数a=0.38。并计算得出预测值为累加序列,则预测值(3)模型检验。1)残差检验:计算原始序列和原始序列的灰色预测序列之间的:

 

  (4)结果分析根据灰色模型 GM(1,1)预测得:2018 年北京市的常住人口有 2317.97 万,2019年北京市常住人口为 2382.49 万,2020 年北京市人口规模为 2448 万人。该预测模型的检验结果如表 4.2 所示:

 

  从表 2 看出:方差比 c=0.182<0.35,小概率误差 p=1>0.95,所以结果说明了建立的模型通过了检验,且预测精度等级为“好”。

  4.1.2 回归预测。

  回归分析是指对具有相关关系的变量之间的数量变化规律进行测定,人口规模的变化是多种因素相互影响的结果,单一模型只能模拟人口在某个时段的变化发展。因此,对人口发展趋势进行预测时,要根据人口发展过程,综合采用多种回归模型。

  本例中,采用的回归方法主要有:线性模型法、对数函数模型法、多项式函数模型法。假设时间为 x,常住人口为 y。Excel 回归结果 如表 4-3:

 

  由于组合预测模型相对于单一模型更加稳定性,因此对模型的预测值按比例进行组合,最终得到预测值,根据三种方法的模型得出最后的预测结果:2018 年常住人口2250.41 万,2019 年为 2307.74 万。

  4.1.3 预测结论

      灰色模型和回归模型分析对北京市未来 10 年常住人口的预测结果如表 4.4。

 

  对 1979-2025 年常住人口、组合回归预测值和灰色预测值画出折线图为图 4.1。

 

  由图 4.1 可以看出:对于 1980-2000 年,常住人口变化缓慢时,灰色预测值较低;2000 年以后,常住人口增加较快时,灰色预测值较高。

  无论是选择回归分析,还是选择灰色预测模型,北京市 2018-2018 年人口总数呈现出逐年上升的趋势。经回归预测,北京市 2020 年常住人口将会达到 2366.34 万人,到 2028 年北京市人口将会达到 2882.93 万人。经灰色预测模型测算,北京市 2020 年常住人口将会达到 2448.81 万人,到 2028 年北京市人口将会达到 3050.31 万人。

  2016 年北京市发布城市规划报告指出,2020 年北京市总体人口控制在 2300 万以内,无论是灰色模型预测还是回归预测,北京市 2020 年人口都在 2300 万人以上,北京市人口需要加以控制,以适应土地资源和水资源日益紧张的局面,促进城市的可持续发展。

  4.2 资源环境约束下的北京市人口承载量预测。

  4.2.1 指标与模型构建。

  (1)模型构建。

  在资源、环境、经济发展水平一定的条件下,城市对人口的承载力是有限的。城镇人口高度集中,对于城市而言有好处也有坏处:一方面人口的集聚会带来充足的劳动力,今儿促进当地的经济和社会的发展;另一方面,人口的大量增加会使得城市的交通更加拥挤、住房更加紧张、环境污染更加严重等,这些就是通常所说的“城市病”。“城市病”会使得城市的综合功能和效益出现一定程度的下降,加剧城市发展与生态环境恶劣之间的矛盾,进而使得城镇人口处在了个人生存和社会发展的两难选择之中。

  针对这一情况,我们在对北京市城镇化发展策略进行分析时有必要对城镇人口的综合承载能力进行测算,从而得到北京市城市最大城镇规模。我们在对北京市的经济发展现状及未来发展趋势进行研究后,再结合北京市委、市政府制定的北京市中长期社会和经济发展规划,来测算未来北京市的人口承载量。

  城市的人口承载量受到多方面的因素制约,而且各因素之间的相互联系较为复杂,具体的测算结果也随着所考虑的因素不同而不同,一般的研究很难全面综合考虑对人口承载力有影响的因素。本文的研究是从人口承载力的概念入手,选择了系统工程中的可能-满意度多目标决策方法进行研究。该方法能够很大程度上综合考虑各种因素对人口承载力的影响。

  本文选择 “可能-满意度”方法进行测评。可能-满意度方法是从系统目标实现的可能度与满意度角度出发,分别建立可能度函数与满意度函数,并且利用一定的并合技术形成综合的可能-满意度的一种多目标决策方法。由于承载力具有相对意义,取决于自然资源的支撑能力和人们追求的生活标准,因此,可能-满意度法可用于承载力研究。

  (2)指标选择。

  在测量指标的选择上,本文主要选用了以下指标而构建,用以分析北京市城镇人口合理承载量的指标体系,具体情况如图 4.2。

 

  本文利用 PS 方法进行研究。PS 方法的策略是抓两头、插中间。方法的关键是找到确定指标可能度和满意度的 A、B 两个转折点。确定 A、B 转折点的方法较多,本文在对大量数据进行分析的基础山,结合北京市委、市政府制定的发展规划等,另外根据相关部门的访谈结果,确定了 2020 年和 2030 年北京市各项指标的可能度、满意度 A、B 值,具体结果见表 4-5 和表 4-6。

 

  各指标的赋值过程如下:

  (1)GDP。近年来,北京市的 GDP 保持了较高的增速,但是随着我国开始进入到关键的经济转型期,提升经济发展的质量的目标摆在了追求 GDP 增速的前面,为了获得顺利转型有时候会造成经济增速的变缓。根据相关文件,我们将 2015-2020 的增速下限设为 6.5%,上限设为 8%,通过计算得到 2020 年北京市 GDP 的最低值为 29590亿元,最高值为 33093 亿元。根据党的十八大报告,2030 年要在 2020 年的基础实现GDP 再翻一番的目标,因此,本文预测 2020-2030 年的经济增速上限为 7%,下限为6%,得到 2030 年北京市 GDP 总量的最高值为 61653 亿元,最低值为 56128 亿元。人均 GDP。在 2015 年,北京市人均为 106500 元,按照本年的汇率情况,根据2006-2015 年的人均 GDP 数值进行时间序列分析,得到 2020 年人均 GDP 的最高值为161910.1 元。然后根据 GDP 增速 6%-7%的预测,得到 2020 年人均 GDP 的最低值150298.3 元。同样的,得到 2030 年人均 GDP 的最大值和最小值分别为 321542 元和295659.6 元。

  (2)道路面积。2008-2015 年间,北京六个主城区的道路面积平均每年增加 254万平方米,本文将这一数字取值为未来北京城市道路年增加值的最小值,同时考虑到北京主城区的不断扩大,相应的基建措施也会进一步完善,因此,本文将年道路建设最大值预测为 300 万平方米。据此计算出 2020 年北京道路的最小值和最大值分别为11500 万和 12000 万平方米,2030 年北京道路的最小值和最大值分别为 14500 万和15000 万平方米。

  (3)根据北京市统计年鉴数据,2015 年北京水资源总量为 39.5 亿平方米,而2010-2014 年,北京的水资源平均值为 35.78 亿平方米。由此可见,北京市的水资源总量一直较为稳定。此外,通过分析统计年鉴数据,可以看到生活用水的变化趋势基本与水资源的总量的变化趋势总体相同。考虑到南水北调的影响,北京市未来的水资源总量将会有一定的上市,与之相应的,生活用水总量也会上升。本文取 2020 年城镇生活用水总量最大值和最小值分别为 20 亿立方米和 22 亿立方米。2030 年,在 2020 年基础上小幅上升,达到 24 和 26 亿立方米。通过查询国标中对于居民生活用水的标准以及北京市居民 2015 年人均日饮水量,本文认为 2020 年和 2030 年居民日饮水量均为 180 升到 210 升之间。

  (4)生活垃圾处理量。本文以 2015 年北京市城镇垃圾处理量为基础,采用专家的建议,认为北京市的城市垃圾以 6%-8%的年增长速度保持增长。得出 2020 年北京市的城市生活垃圾处理量为 21600-22500 万吨之间,2030 年在 23500-25600 万吨之间。参考 2010 年美国的人均垃圾日产出量的数据,本文将人均垃圾日产出来满意度最大值设为现状值的 150%,最小值为现状值的 120%,为 1.2 千克。2030 年的垃圾日产出量为 1.5-1.8 千克之间。

  (5)建设用地。2015 年北京市建设用地的面积为 3377.16 平方公里,低与北京市城市规划中设置的 2015 年的控制值 3480 平方公里。2015 年城乡建设用地总面积为2512 平方公里,低于规划设定的 2015 年控制值。本文,将 2020 年北京城乡用地面积的最大值取为北京 2020 年的城乡用地面积的规划值 3817 平方公里。对于人均建设用地面积的取值,根据《GB50137-2011 城市用地分类和建设规划用地标准》,将满意度的最大值区位 115 平方米,最小值取为 95 平方米。

  4.2.2 预测过程。

  研究对象为北京市城镇人口,通过分析影响北京市城镇人口承载量的 5 个条目 10个因素,通过将各因素的可能度和满意度进行合并,在经过 PS 法进行测算后,得到 5个影响因素的满意度曲线,如图 4.3、4.4 所示。

 

  按照可能-满意度的大小将资源和利用划分为 5 个等级,具体的评判标准如表 4.7所示。

 

  按照可能-满意度的大小将资源和利用划分为 5 个等级,具体的评判标准如表 4.7所示。

 

  根据表 4.7 的判断标准,对图 4.4 中的 5 个影响指标的可能满意度曲线进行分析,得到以下结果。

  (1)从 GDP 来看,2020 年北京市的人口承载量为 2044 万人,当可能-满意度最高时,能承载的总人口为 1705 万,承载人口 1869 万人以内都是可以接受的。

  (2)从道路来看,2020 年北京市的人口承载量为 2000 万人,当可能-满意度最高时,能承载的总人口为 958 万,承载人口 1306 万人以内都是可以接受的。

  (3)从供水量来看,2020 年北京市的人口承载量为 2763 万人,当可能-满意度最高时,能承载的总人口为 2153 万,承载人口 2334 万人以内都是可以接受的。

  (4)从垃圾处理总量来看,2020 年北京市的人口承载量为 1875 万人,当可能-满意度最高时,能承载的总人口为 1443 万,承担人均 1635 万人以内都是可以接受的。根据北京市目前的人口数量,北京市的垃圾承载已达极限,垃圾问题已经成为北京市人口的突出问题之一。

  (5)从建设用地来看,2020 年北京市的人口承载量为 2842 万人,当可能-满意度最高时,能承载的总人口为 2304 万,承担人均 2380 万人以内都是可以接受的。

  4.2.3 预测结论。

  综合上述分析过程,2017-2020 年期间垃圾处理、交通、就业是制约北京市城镇人口承载能力的主要因素。随着北京市人口的逐渐增加,民众产生的生活垃圾也会有很大程度的增加,北京市如何提升垃圾处理能力将是北京市相关部门不得不解决的问题。这也是限制北京市人口承载力的重要原因。相对于城市人口,农业人口的薪酬要求更低,从而更具有竞争力,未来会有越来越多的农业人口涌入市区,城市人口的失业问题会更加严峻。北京市自古以来就是缺水的城市,人口的增加会使得水资源越来越稀缺。按照目前的国家生活最低的生活用水标准及每人每天用水 85 升,到 2020 年前,北京市的水资源基本能够满足人口增长的需求,但是这只是理论的测算,实际生活中,存在着大量的生活用水浪费,2016 年北京市城镇人口每人每天实际用水 235 升,按照目前的使用态势,2020 年的水资源根本不能满足城镇人口的需要。

  2020-2030 年,制约北京市城镇人口承载能力提升的主要因素是交通问题和生活垃圾处理问题。从主要约束资源供水和用地,结合北京市的其他实际情况等各个角度综合分析,北京市能够最大承载人口量最大量不能超过 2400 万人。结合分析,笔者认为北京市人口总量应该保持在 1800 万---2400 万左右较为适宜。北京市城市规划中,要求 2020 年北京市总人口数量不超过 2300 万人,基本与本模型的最大人口承载预测结论相一致。但是机械预测结论显示,北京市人口 2020 年将会超过 2400 万,北京市迫切需要加强对人口的调控。

  4.3 小结。

  研究结论发现, 2020 年北京市总体人口控制在 2300 万以内,无论是灰色模型预测还是回归预测,北京市 2020 年人口大约为 2400 万以上,2028 年将会超过 3000 万。但是北京市城市资源的承载力下,人口可承载的资源不超过 2300 万,随着人口的进一步增长,北京市 2028 年人口突破 3000 万,但是资源却在进一步消耗,绝对难以承受如此快速增长的人口规模,北京市迫切需要加强对人口的控制。

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