这里的人口承载力与之前的水资源承载力和土地资源承载力的研究内容有些重叠，水资源和土地资源的承载力研究也会涉及到水和土地所能承载的人口，这也是人口承载力的研究范畴，这两个在前面的部分已有描述。所以这里提到的人口承载力研究，就是除了根据水资源和土地资源研究所承载的人口之外，通过其他的方式来研究，即可以通过粮食产量和一些人均绿地指标等限值来研究其所能承载的人口。
下面的内容摘自《保定市土地资源与生态环境保护研究》。
保定市人口承载力分析
4.1市域人口承载力分析
本研究主要采用了分析人口承载力中常用的也是较为重要的方法——土地人口承载力分析来预测保定市不同发展状况下的人口承载力。
4.1.1土地资源人口承载力分析方法
土地人口承载力是指一定区域在未来不同时间尺度上，以预期的技术、经济和社会发展水平及与此相适应的物质生活水平为依据，一个区域利用其自身的土地资源所能持续稳定地供养的人口数量。土地人口承载力受土地生产能力和人民物质生活水平的限制。文中人口承载力的分析主要是在对以往历年数据分析研究的基础上，利用灰色系统建模和趋势外推两种数学方法，预测2010年、2015年、2020年的粮食产量。并按温饱型、小康型、富裕型三种生活水平，预测未来的人口承载力。下图4-1显示了人口承载力的分析流程。
根据保定市统计年鉴，得到1998—2003年粮食（谷物、豆类、薯类）产量，如表4-1所示：
表4-1 1998-2003年粮食（谷物、豆类、薯类）产量
|
年份 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
|
产量（t） |
5601446 |
5685036 |
5359000 |
4981746 |
4211662 |
4418364 |
对1998—2003年粮食（谷物、豆类、薯类）产量数列统计分析，发现数列无明显规律。粮食产量受到人为（乱占农田行为等）、自然（气候、光照、自然灾害等）等多方面因素的影响，而这些影响因子的变化往往带有不确定性。另一方面，从表4-1看出，粮食的产量的变化规律也是不确定的。许多研究表明，对一类变化规律不确定的问题，采用灰色系统建模的方法比较有效。所以，本文对粮食（谷物、豆类、薯类）产量的预测，采用灰色系统建模的数学方法进行研究。下面从GM（1，1）模型建立、精度检验、参数修正、时间响应模型最终确定四个方面进行介绍。
（1）灰色系统GM（1，1）模型的建立
由1998-2003年粮食（谷物、豆类、薯类）产量，得到以下随时间变量变化的数列：
对上述数列采用AGO一次性累加，得到下列数列：
构造数据矩阵B及y ：
计算参数向量：
，则系统发展灰数a=0.06 , 系统内生控制灰数u=6361481.2
建立GM（1，1）模型：
得到时间响应函数：
（2）精度检验
对各种事物和系统进行预测，无论采取何种方法、建立何种预测模型都涉及一个基本的问题：预测精度。在本文中预测精度的检验采用残差、误差和后验误差两种精度检验的方法，对建立的预测模型进行精度的检验。依据上面建立的GM（1，1）模型及响应函数，还原1999年—2003年的粮食（谷物、豆类、薯类）产量，与原始的1999年—2003年粮食（谷物、豆类、薯类）产量进行比较，求出残差、误差，对其进行精度检验，如表4-2所示：
4-2表残差、误差检验
|
k |
计算值 |
原始值 |
残差 |
误差（%） |
|
1 |
5848190.44 |
5685036 |
-163154 |
-2.8 |
|
2 |
5507618.57 |
5359000 |
-148618 |
-2.7 |
|
3 |
5186880.04 |
4981746 |
-205134 |
-4.1 |
|
4 |
4884819.86 |
4211662 |
-673157 |
-15.9 |
|
5 |
4600350.28 |
4418364 |
-181986 |
-4.1 |
由上表看出，1999年—2003年根据模型计算的还原值与原始值的误差相差稍大。因此，有必要对模型的参数进行修正。
（3）参数修正
依据一系列计算及对比，将系统发展灰数a修正为0.057，后验差比值较小，模型的精度较高。对参数修正后的模型，采用后验差检验的方法对模型进行精度检验。根据系统发展灰数a为0.057所建立的模型，还原1999年—2003年的粮食（谷物、豆类、薯类）产量，与原始的1999年—2003年粮食（谷物、豆类、薯类）产量进行比较，求出残差、误差，并根据后验差的方法进行精度检验（表）。
表4-3依据a=0.057时模型的还原值与原始值的残差、误差比较（1999年—2003年）
|
k |
计算值 |
原始值 |
残差 |
误差（%） |
|
1 |
5564039 |
5685036 |
120997 |
2.1 |
|
2 |
5255759 |
5359000 |
103241 |
1.9 |
|
3 |
4964559 |
4981746 |
17187 |
0.3 |
|
4 |
4689493 |
4211662 |
-477831 |
11.3 |
|
5 |
4429667 |
4418364 |
-11305 |
0.2 |
由表4-4可知，将参数a修正为0.057时，后验差比值等级为好，小误差频率合格。
表4-4 预测精度等级
|
等级 |
P |
C |
|
好 |
>0.95 |
<0.35 |
|
合格 |
>0.80 |
<0.45 |
|
勉强 |
>0.70 |
<0.50 |
|
不合格 |
<=0.70 |
>=0.65 |
（4）时间响应模型确立
根据上述构造的GM（1，1）模型，及精度检验，参数的修改，可以得到最终的时间响应模型。
根据所确定的时间响应模型，由公式 预测出2010年、2015年、2020年粮食（谷物、豆类、薯类）产量，如表4-5所示：
表4-5 灰色理论预测粮食（谷物、豆类、薯类）产量
|
年份 |
2010 |
2015 |
2020 |
|
产量（t） |
3146607 |
2366294 |
1779487 |
4.1.2肉、蛋、奶类产量预测
（1）肉类产量预测
根据保定市统计年鉴，得到1998—2003年肉类产量，如表4-6所示：
表4-6 1998-2003年肉类产量
|
年份 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
|
产量（t） |
526278 |
551574 |
563958 |
586958 |
617219 |
652134 |
对1998—2003年肉类产量数列，进行统计分析，如下图4-2。可以发现肉类产量随时间呈近似线性增长的趋势。由图4-2发现，尤其是2001年，2002年，2003年这3年几乎是线性增长，所以以2001年数据和2003年数据为解，得到线性方程：
其中，年份为1998年时，t=1，依次类推。
由此，可外推出2010年、2015年、2020年的肉类产量，如表4-7所示：
表4-7 趋势外推法预测2010、2015、2020年肉类产量
|
年份 |
2010 |
2015 |
2020 |
|
产量（t） |
880250 |
1043190 |
1206130 |
图4-2 肉类产量分析
（2）禽蛋产量预测
根据保定市年鉴，得到1998—2003年禽蛋产量，如表4-8所示：
表4-8 1998-2003年禽蛋产量
|
年份 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
|
产量（t） |
357481 |
377006 |
399798 |
423081 |
433206 |
451658 |
对1998—2003年禽蛋产量数列，进行统计分析，如下图（图4-3）。可以发现禽蛋产量随时间呈近似线性增长的趋势。以1998年数据和2003年数据为解，得到线性方程：
其中，年份为1998年时，t=1，依次类推。
由此，可外推出2010年、2015年、2020年的禽蛋产量，如表4-9所示：
表4-9 趋势外推法预测2010、2015、2020年禽蛋产量
|
年份 |
2010 |
2015 |
2020 |
|
产量（t） |
583505.8 |
677682.8 |
771859.8 |
图4-3 禽蛋产量分析
（3）奶类产量预测
根据保定市年鉴，得到1998—2003年奶类产量，如表4-10所示：
表4-10 1998-2003年奶类产量
|
年份 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
|
产量（t） |
34974 |
40913 |
62587 |
96344 |
140133 |
228211 |
对1998—2003年奶类产量数列，进行统计分析，如下图（图4-4）。可以发现奶类产量随时间呈近似指数增长的趋势。以1998年数据和2003年数据为解，得到指数方程：
其中，年份为1998年时，t=1，依次类推。
但是，考虑到指数增长较快，如果按此推算，2010年的奶类产量非常巨大，不符合实际情况。实际情况应是奶类产量增长到一定水平后，会保持此水平，不会再继续增长。所以，奶类产量的预测均按2003年产量计算，如下表4-11所示：
表4-11 预测2010、2015、2020年奶类产量
|
年份 |
2010 |
2015 |
2020 |
|
产量（t） |
228211 |
228211 |
228211 |
图4-4 奶类产量分析
4.1.3人口承载力分析结果
人口承载力受粮食产量和人民物质生活水平的限制。文中所计算的人口承载力结果，是在保定市本地粮食自给自足的前提下得出的，没有考虑到粮食从外地进口的因素。生活水平根据国务院1996年制定的温饱型、小康型、富裕型划分，相应的人均粮食占有量分别为350kg、400kg、550kg。以此作为人均生活消费标准，预测保定市人口承载力结果如下表4-12所示：
表4-12 保定市人口承载力预测结果
|
年份 |
折算后粮食产量 （吨） |
人口承载力（温饱型） （万人） |
人口承载力（小康型） （万人） |
人口承载力（富裕型） （万人） |
|
2010年 |
6019526.55 |
1719.86 |
1504.88 |
1094.46 |
|
2015年 |
5729903.3 |
1637.11 |
1432.47 |
1041.80 |
|
2020年 |
5633786.05 |
1609.65 |
1408.44 |
1024.32 |
1．从表4-12中看出，2010年、2015年、2020年折算后的粮食产量分别达到6019526.55吨、5729903.3吨、5633786.05吨。一方面，2010年保定市人民物质生活水平能够达到甚至超过小康水平，此外，在人口数量增长缓慢的前提下，保定市人民物质生活水平可以勉强达到富裕型。但在另一方面，可以清楚的看到，实现人民物质生活水平富裕型，还是比较困难的，有很长的距离要走。从表4-12中看到，即使保定市人口保持在现有数量下，如果不从外地进口粮食，单纯依靠本地粮食生产，在2015年、2020年很难使人民物质生活水平达到富裕型。
2． 2010年、2015年、2020年肉类产量分别达到880250吨、1043190吨、1206130吨；禽蛋产量分别达到583505.8吨、677682.8吨、771859.8吨；奶类产量在未来也会有很大提高空间。肉类、禽蛋、奶类产量在未来会大幅度上升，不但体现了保定市人民物质生活水平的提高，而且表明其产业结构正在走向合理化。
3．从粮食（谷物、豆类、薯类）产量预测看出，2010年、2015年、2020年粮食（谷物、豆类、薯类）产量分别达到3146607吨、2366294吨、1779487吨，呈下降趋势，成为阻碍保定市人民生活水平提高的主要因素。是否能保持现有粮食（谷物、豆类、薯类）产量水平，是关系到未来保定市人民物质生活水平能否向富裕型迈进的决定性因素。一方面，应严格执行国家的土地政策，严禁非法占用农田，尤其是加大保定市基本农田的保护工作，对违法乱占农田的行为和个人采取严厉的惩罚措施，保证耕地面积。另一方面，努力提高粮食作物的单产产量，可以通过知识下乡等措施对农民进行科技培训，科学有效的耕种，稳步提高粮食作物的单产产量。
4.1.4综合人口承载力分析
根据2003年保定市统计年鉴计算得到，保定整个市域绿地面积大约为8155.54平方公里，其中超过半数的绿地位于市域东部山区，是城市的生态安全屏障，平原地区生态绿地面积约为全市域的1/3强。如果不考虑大气环流，要维持CO2和O2的平衡，现代城市每人必须拥有200平方米的绿地。这样，保定市以现有的绿地，预测人口极限容量为2000万人左右，合理人口容量以1400万人以内为宜。考虑到以后城市扩建对绿色空间的占用以及保定市作为区域生态环境重要组成部分，今后保定市绿地的人口承载力以1200万人考虑比较理想。另一方面，市域绿地分布不均衡，东西部差异大，在城镇发展建设时，更应注重东部绿色空间的保护和建设。
目前，保定市水资源量约为32亿立方米。根据联合国教科文组织对世界多案例的统计分析，人均水资源量300立方米/年以上是保持现代小康社会生活和生产的最低标准，以此分析，目前保定市水资源量承载的人口为1066.67万人。通过该进取水技术，及倡导节能、节水等措施，保定市水资源的承载力还有一定的浮动空间，同时，随着南水北调工程的完工，保定市目前的吃水紧张问题也可得到一定的缓解。但规划期内总人口宜控制在1200万人左右，防止水资源出现耗竭。
第五次人口普查结果显示，2004年保定市全市人口为1，047.4万人。根据各种生态制约因素的分析，确定在未来20年里，保定市的人口承载力可以按照高中低的不同标准分为三个等级：
极限人口容量约2000万人，在此容量时水资源的供给已经严重不足，其余生态环境资源也出现透支，城市将陷入难以维持的境地；相对合理的人口容量以1200-1400万人为宜，此时城市生态环境资源各要素基本能满足城市发展与人们的需求，水资源相对吃紧，需要多渠道多方式的增加；未来城市发展从生态及资源上说比较理想的人口规模应控制在1200万人内，能实现科学合理的良性发展。
4.2都市区人口容量
规划以市区和清苑县城、满城县城、徐水县城及它们之间部分区域作为都市区范围（如图5-8）。仅从用地角度看（参照表4-13），不考虑其他因素，除去水域、山体等难以利用的土地，其他假设全部形成城市建成区，用地面积为1651.87平方公里，按人均密度1万人/平方公里计算，都市区总计可容纳人口1651.87万人，该数字为都市区人口容量的上限。
表4-13 都市区土地利用结构（2002年）
|
序号 |
类型 |
面积（hm2） |
占总面积比重（%） |
|
1 |
耕地 |
124449 |
74.05 |
|
2 |
林地 |
248 |
0.15 |
|
3 |
草地 |
6379 |
3.80 |
|
4 |
水域 |
2447 |
1.45 |
|
5 |
建设用地 |
34395 |
20.46 |
|
6 |
未利用地 |
150 |
0.09 |
|
7 |
合计 |
168068 |
100.00 |
以都市区作为自给自足的城市发展空间，从人口增长对自然环境的需求考虑，现有绿地为1310.76平方公里，按人均绿地200平方米计算，则人口容量宜控制在650万人左右。
从发展与预测的角度看，都市区建设用地发展应以“集中发展中心城市与县城，培育重点镇，控制农村建设用地增长”为基本原则。根据人口增长和经济增长预测，预计2020年中心城区人口规模将达到150万人左右，清苑、徐水、满城县城人口规模均在20万人左右，基本在生态环境容量允许范围内。
因此，都市区的人口规模应以客观生态环境界限为发展底线，以适应经济发展和人口增长为目标，确定人口规模。同时注重采取有机疏散的途径对人口进行合理的分配，缓解人口过多、过于集中对环境造成过大的压力。
小结
第一部分是保定市生态可持续性发展研究，它对保定市的自然地理和社会经济概况，宏观生态地位，生态可持续性以及人口承载力等分别作了详细的分析研究，提出了资源利用的建议，并确定了合理的人口容量。
保定市地处河北省中部，位于京津冀及大北京经济圈中，区位优越，历史悠久，是全国著名的历史文化名城。地势由西北向东南倾斜，地貌可分为山区和平原。大部分地区属于暖温带大陆性季风气候，生物和矿产资源丰富，河湖纵横，区域内有华北最大的湖泊湿地——白洋淀。
由于保定特殊的区位条件，保定市的生态环境在整个华北平原及大北京地区都具有极其重要的区域地位和作用。其西部山区是京津冀北地区生态环境建设的重要组成部分，西部山地森林、草地是孕育白洋淀以及保定大平原的基础，可以说西部山地森林、草地既是河北平原以及保定等众多城市的天然屏障，又是河北平原、白洋淀、海河流域的汇水源头，具有十分重要的战略地位。在涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、保存生物资源、维护生态平衡、保护生态环境等各方面对区域发挥着重大的生态作用。东部白洋淀湿地不仅为当地社会经济发展提供生态保障，而且为华北平原以及更大的宏观尺度上的社会福利及社会生产提供保障，在保护生物多样性、调节气候、涵养水源、降解污染物和为人类提供生产、生活资源等方面在“大北京”区域中扮演着重要角色。
保定市在城市化的进程中，资源利用效率较低，单位产出率也偏低；耕地占用量大，草地供给不足，人地矛盾突出，生态赤字较大。同全国平均水平相比，保定市的人均生态承载力低于全国平均水平，人均生态占用却高于全国平均水平，万元GDP生态足迹也高于全国和世界平均水平，但近年来保定市万元GDP生态足迹有明显的下降趋势，说明保定市经济发展模式正在逐步由粗放型向集约型转变。今后保定市的发展要建立资源高效利用，倡导环保的节约发展模式。对于土地资源，要保证耕地总量的平衡，较少对耕地的占用，增加对耕地的投入，精耕细作，发展特色农业，推进农业经济结构升级，合理开发未利用土地，促进生态环境优化。对于水资源利用，要增强人民的节水意识，倡导中水回用，发展节水型农业，治理水污染，建立节水型水利工程，加强对湿地和大型水库的保护，促进市域生态环境的改善。对于能源利用，积极调整产业结构，减少企业能耗，重点发展低能耗高产出的企业，大力发展第三产业，大力开发太阳能、风能等清洁能源，建立资源节约型的生产和生活消费方式。
人口规模应以生态环境界限为发展底线，以适应经济发展为目标，注重人口的合理分配，缓解人口过多、过于集中对环境造成的压力。未来20年里，保定市域比较理想的人口规模应控制在1200万人内，才能实现科学合理的良性发展。预计2020年中心城区人口将达到150万左右，清苑、徐水、满城县城人口规模均在20万人左右，基本在生态环境容量允许范围内。