河南省人口-經(jīng)濟空間分布不均衡性分析

許淑娜

(許昌學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃與園林學(xué)院，河南許昌 461000)

0 引言

人口與經(jīng)濟的關(guān)系是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的核心問題，因而，人口與經(jīng)濟的空間分布特征是影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要因素。河南省是人口大省和經(jīng)濟大省，改革開放以來，河南省經(jīng)濟發(fā)展取得了巨大成就，人民生活水平日益提高。然而，隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人口與資源及環(huán)境的關(guān)系、區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展等問題越來越突出。因此，研究河南省人口-經(jīng)濟的空間分布特征及其演變規(guī)律對于實現(xiàn)河南省的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。

目前，關(guān)于人口-經(jīng)濟空間分布特征的研究，主要集中于人口-經(jīng)濟空間分布的不均衡特性的研究上:從研究區(qū)域上劃分，主要集中于國家級［1-5］和省級［6-12］，對中國人口-經(jīng)濟分布不均衡性的研究多以省域為基本研究單元，而對省域的研究多以地級市為基本研究單元;從研究方法上來劃分，多采用重心模型［1-4，7，10，13］分析多個時期區(qū)域的經(jīng)濟重心和人口重心的遷移軌跡來揭示人口-經(jīng)濟的空間分布不均衡特性，也有采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析方法如計算人口-經(jīng)濟的地理聯(lián)系率、Pearson相關(guān)系數(shù)、基尼系數(shù)等來測度區(qū)域人口-經(jīng)濟的不均衡性［8-9，11-15］，上述兩種方法都只是從區(qū)域整體上來衡量人口-經(jīng)濟的不均衡性，而區(qū)域內(nèi)部的差異卻不能反映出來。本研究以縣域為基本研究單元，選取GDP總量和人口總量等指標，采用傳統(tǒng)統(tǒng)計分析與空間統(tǒng)計分析相結(jié)合的方法，研究河南省人口-經(jīng)濟分布的整體及局部不均衡性，并對不均衡性的空間關(guān)聯(lián)特性進行分析。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析與空間統(tǒng)計分析相結(jié)合的方法，研究人口-經(jīng)濟不均衡性分布的整體和局部情況以及這種不均衡性的空間關(guān)聯(lián)特性。具體利用傳統(tǒng)統(tǒng)計分析法的地理聯(lián)系率、人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)，空間統(tǒng)計分析的全局自相關(guān)分析、局部自相關(guān)分析等方法。

1.1.1 地理聯(lián)系率。地理聯(lián)系率是反映兩經(jīng)濟要素在地理分布上聯(lián)系情況的指標［13］。其定義為:

式中:Si為第一要素區(qū)域占全區(qū)同類要素的百分比;Pi為第二要素區(qū)域占全區(qū)同類要素的百分比;G為地理聯(lián)系率。當G較大時，表明兩要素的地理聯(lián)系率較高，空間集中度較低，分布比較均衡，兩個要素在地理分布上比較匹配;反之，則表明兩要素地理聯(lián)系不太密切，空間集中度高，分布不太均勻。

1.1.2 人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)。人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)(Bit)定義為人口地理集中度與經(jīng)濟地理集中度的相對比例［5］，計算公式為:

式中:Rpit為人口地理集中度;Rgit為經(jīng)濟地理集中度;pit與Pt是第i個縣域t時刻的總?cè)丝诤腿〉目側(cè)丝?git與Gt是第i個縣域t時刻的GDP總量和全省的GDP總量。

若Bit＜1，表示i地區(qū)t時刻人口地理集中程度小于經(jīng)濟地理集中程度;Bit=1，表示i地區(qū)t時刻人口地理集中程度等于經(jīng)濟地理集中程度;Bit＞1，表示i地區(qū)t時刻人口地理集中程度大于經(jīng)濟地理集中程度。

1.1.3 人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的全局空間自相關(guān)分析。全局空間自相關(guān)分析的功能在于描述要素的整體分布情況，判斷要素在空間上的分布模式是聚集、分散或是隨機。常用的指標有Moran’s I、Geary’s C和廣義G統(tǒng)計量。本研究采用Moran’s I，其定義如下:

式中:xi為第i個單元的變量觀測值;n為研究單元的數(shù)量為n個單元變量觀測值的平均值;w為n階空間權(quán)重陣。I的取值范圍為［-1，1］，I取正值表示正的空間自相關(guān)，變量在空間上呈聚集分布模式;I取負值表示負的空間自相關(guān)，變量在空間上呈分散分布模式;I取0表示不相關(guān)，變量在空間上呈隨機分布模式。由于受研究單元總數(shù)n大小的影響，用I指數(shù)推斷空間模式還必須與隨機模式中的I指數(shù)作比較，可以構(gòu)造標準化的檢驗統(tǒng)計量Z來檢驗空間自相關(guān)的顯著性。

1.1.4 人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的局部空間自相關(guān)分析。全局型空間自相關(guān)統(tǒng)計量是對整個研究區(qū)概括出的統(tǒng)計量，只能夠指出地理現(xiàn)象在空間的分布模式是聚集、分散、或是隨機，但不能指出聚集地、分散地在哪兒;另外，由于空間異質(zhì)性的存在，在研究區(qū)的某些區(qū)域上空間自相關(guān)值是高的，另外一些區(qū)域上的值可能是低的，甚至可能在研究區(qū)的某一部分中找到正的空間自相關(guān)而在另一些區(qū)域中找到負的空間自相關(guān)。因此，還需要探測局部尺度上的空間自相關(guān)情況。常用的局部空間自相關(guān)指標有局部Moran指數(shù)(IL)、局部G統(tǒng)計量、Moran散點圖。本研究采用局部Moran指數(shù)結(jié)合Moran散點圖來分析變量的局部空間自相關(guān)情況。

①局部Moran指數(shù)IL。公式為:

式中:s表示變量x的標準差。IL值也需要構(gòu)造標準化的檢驗統(tǒng)計量Z來進行檢驗。

②Moran散點圖。以(Wz，z)為坐標點的Moran散點圖，研究局部的空間不穩(wěn)定性，它對空間滯后因子Wz和z數(shù)據(jù)對進行了可視化的二維圖示。其中，z為原始變量x的標準差標準化值，Wz為z的鄰居加權(quán)平均值。Moran散點圖的4個象限，分別對應(yīng)于區(qū)域單元與其鄰居之間4種類型的局部空間聯(lián)系形式:第一象限代表了高觀測值的區(qū)域單元被同是高值的區(qū)域所包圍的空間聯(lián)系形式;第二象限代表了低觀測值的區(qū)域單元被高值的區(qū)域所包圍的空間聯(lián)系形式;第三象限代表了低觀測值的區(qū)域單元被同是低值的區(qū)域所包圍的空間聯(lián)系形式;第四象限代表了高觀測值的區(qū)域單元被低值的區(qū)域所包圍的空間聯(lián)系形式。

1.2 數(shù)據(jù)來源

按照最新的行政區(qū)劃，以河南省88個縣、21個縣級市、17個省轄市市區(qū)共計126個縣域單元為研究對象，采用 1980，1985，1990，1995，2000，2005，2010 年共 7 個年份的GDP和人口總量數(shù)據(jù)。其中，1980，1985，1990年這3期的數(shù)據(jù)來自《河南省、市地、縣社會經(jīng)濟概況(1980—1990)》，1995，2000，2005，2010 年這 4 期的數(shù)據(jù)來自1996，2001，2006，2011 年的《河南統(tǒng)計年鑒》。

2 人口-經(jīng)濟空間分布不均衡性分析

2.1 整體不均衡性分析

取Si為第i個縣域的人口占全省人口的百分比，Pi為第i個縣域的GDP占全省GDP的百分比，計算各年份的地理聯(lián)系率(圖1)。1980—2010年河南省人口-經(jīng)濟的地理聯(lián)系率整體上處于中等水平并呈波動式變化，最小值為74.577 8，最大值為78.295 0，平均值76.242 0。其中，1980—2005年，地理聯(lián)系率呈波動式下降趨勢，而2005—2010年又迅速上升。1980—1985年，人口-經(jīng)濟地理聯(lián)系率呈上升趨勢，因此，該時期人口-經(jīng)濟分布的匹配程度不斷增加，不均衡性減弱;1985—1995年，人口-經(jīng)濟地理聯(lián)系率呈下降趨勢，該時期人口-經(jīng)濟分布的匹配程度不斷減弱，不均衡性增加;1995—2000年，不均衡性減弱;2000—2005年不均衡性增加;2005—2010年，人口-經(jīng)濟地理聯(lián)系率迅速增加，不均衡性迅速減弱。

2.2 局部不均衡性分析

計算河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)。其中，不一致指數(shù)(Bit)最小值為0.113 2(1985年濮陽市)，最大值為3.334 2(1985年臺前縣)。根據(jù)不一致指數(shù)的特點，將河南省人口-經(jīng)濟空間分布劃分為5種類型:①經(jīng)濟極化型(經(jīng)濟的集中程度遠遠大于人口的集中程度):Bit＜1/2;②經(jīng)濟超前型(經(jīng)濟的集中程度大于人口的集中程度):1/2≤Bit＜2/3;③人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型(經(jīng)濟的集中程度與人口的集中程度相當):2/3≤Bit≤3/2;④人口超前型(人口的集中程度大于經(jīng)濟的集中程度):3/2＜Bit≤2;⑤人口極化型(人口的集中程度遠遠大于經(jīng)濟的集中程度):Bit＞2。根據(jù)上述劃分標準，借助ArcMap 10.0軟件對1980—2010年7個時間段的縣域人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)進行分級顯示(圖2)。分別根據(jù)人口總量、土地總面積及縣域個數(shù)計算5種人口-經(jīng)濟空間分布類型所占的百分比(表1)。

圖1 1980—2010年河南省人口-經(jīng)濟地理聯(lián)系率Fig.1 Population-economy geographical relation rate in Henan Province from 1980 to 2010

由圖2和表1可知，5種類型所涉及的人口總量、土地面積及縣域個數(shù)三者變化步調(diào)基本一致。經(jīng)濟極化型的區(qū)域人口密度高于全省平均水平，但30年來該類型區(qū)所涉及到的縣域個數(shù)、總面積占全省比例波動式上升，而總?cè)丝诓▌邮较陆?，因此，該區(qū)域人口密度逐漸趨向全省平均人口密度。在空間分布上，由分散分布逐漸聚集;1980—1990年經(jīng)濟極化型的縣域除了義馬市外，其他的均為地級市的市區(qū)，1995年之后，在空間分布上逐漸向河南省西北部聚集。經(jīng)濟超前型縣域總?cè)丝?、面積及數(shù)量變化步調(diào)一致，占全省比例穩(wěn)定上升，人口密度高于全省平均水平，其人口增長速率高于總面積的增長速率，因此，平均人口密度增大。在空間分布上的特征與經(jīng)濟極化型相似，1995年之前處于分散狀態(tài)，之后逐漸向西北部聚集。

圖2 1980—2010年河南省縣域人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)空間分布類型Fig.2 Spatial distribution of population-economy inconsistent index in Henan Province from 1980 to 2010

表1 河南省1980—2010年人口-經(jīng)濟空間分布類型 %Tab.1 The population-economy spatial distribution types in Henan Province during from 1980 to 2010

人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型縣域總?cè)丝?、面積及數(shù)量變化步調(diào)一致，占全省比例穩(wěn)定下降，但下降速率逐漸放慢，人口密度低于全省平均水平。該類型區(qū)占全省比例最大，約40% ～60%，因此，空間分布比較廣泛。

人口超前型縣域縣域總?cè)丝凇⒚娣e及數(shù)量變化步調(diào)一致，呈間隔波動式變化，總體呈下降趨勢，人口密度低于全省平均水平;該類型區(qū)占全省比例第二，在空間分布上逐漸向南、向東聚集。

人口極化型縣域總?cè)丝凇⒚娣e及數(shù)量變化一致，呈間隔波動式變化，總體呈上升趨勢，人口密度與全省平均人口密度相當?？臻g分布上逐漸向東部聚集。

綜上，1995年之前，各種人口-經(jīng)濟空間分布類型比較分散，1995年之后開始在空間聚集:以京廣鐵路為界，經(jīng)濟極化型、經(jīng)濟超前型類型區(qū)主要分布在京廣線以西，而京廣線以東以人口極化型、人口超前型類型區(qū)為主。人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型與人口超前型所占比例最大，但兩種類型區(qū)域所占比例呈長期下降趨勢，從1980年的85%左右下降到2010年的60%左右;而人口極化型、經(jīng)濟極化型、經(jīng)濟超前型區(qū)域所占比例呈長期上升趨勢。因此，5種類型區(qū)域所占百分比隨時間變化的散點圖構(gòu)成一個錐形瓶形狀，錐形瓶的瓶頸出現(xiàn)在1995年，1995年以前，河南省人口-經(jīng)濟空間分布的不均衡性逐漸加強，之后呈間隔波動式變化:1995—2000年不均衡性降低，2000—2005年不均衡性加強，2005—2010年不均衡性降低。此外，經(jīng)濟極化型和經(jīng)濟超前型類型區(qū)人口密度高于全省平均水平，而人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型、人口超前型類型區(qū)人口密度低于全省平均水平，人口極化區(qū)人口密度與全省平均水平相當。

3 人口-經(jīng)濟不均衡性空間關(guān)聯(lián)分析

3.1 全局空間關(guān)聯(lián)分析

使用ArcGIS 10.0的空間統(tǒng)計的模式分析工具計算河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的全局Moran’s I(表2)，其中，空間權(quán)重W基于鄰接規(guī)則來定義。1980—2010年間河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的IG均為正值，且其Z統(tǒng)計量均大于0.01水平下的臨界值2.58，因此，河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的全局空間關(guān)聯(lián)模式為正空間自相關(guān)-聚集模式，即不一致指數(shù)相似的縣市在空間上趨于聚集:不一致指數(shù)高的縣市和不一致指數(shù)高的縣市相鄰，不一致指數(shù)低的縣市和不一致指數(shù)低的縣市相鄰。

表2 河南省1980—2010年人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)全局Moran’s I指數(shù)估計值Tab.2 Estimates of global Moran’s I for population-economic inconsistent index in Henan Province during from 1980 to 2010

從時間上來看，Moran指數(shù)值呈波動式上升趨勢，總體上人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的空間聚集程度逐漸加強:1980—1990年上升，人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的空間聚集程度加強;1990—2000年略有下降，人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)空間聚集程度有所下降，2000年之后又開始上升，人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)空間聚集程度增強。

3.2 局部空間關(guān)聯(lián)分析

根據(jù)局部Moran指數(shù)，結(jié)合Moran散點圖，利用Arc-GIS 10.0空間統(tǒng)計分析聚類分布制圖工具，得到各個時期的人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的空間分布模式(圖3)。為了表達的直觀性，分別用人口極化聚集區(qū)、人口孤立區(qū)、經(jīng)濟孤立區(qū)、經(jīng)濟極化聚集區(qū)代替高高聚集模式、高低分散模式、低高分散模式、低低聚集模式。人口極化聚集區(qū)是人口問題比較突出的區(qū)域，該區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展滯后于人口的發(fā)展;經(jīng)濟極化聚集區(qū)是經(jīng)濟發(fā)展較好區(qū)域的聚集區(qū)，該區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展超前于人口的發(fā)展，人口的增長能夠轉(zhuǎn)化為促進經(jīng)濟發(fā)展的生產(chǎn)力;人口孤立區(qū)是本身經(jīng)濟發(fā)展滯后于人口增長，但其周圍是經(jīng)濟發(fā)展相對較好區(qū)域，但周圍經(jīng)濟的發(fā)展并沒有對其起到帶動作用;經(jīng)濟孤立區(qū)是本身經(jīng)濟的發(fā)展超前于人口的增長，但其周圍是經(jīng)濟發(fā)展落后區(qū)域，其本身沒有對周圍區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展起到帶動作用。

圖3 1980—2010年河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)空間分布模式Fig.3 Spatial distribution patterns of population-economy inconsistent index in Henan during from 1980 to 2010

整體上看，河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)在空間的關(guān)聯(lián)模式以聚集模式為主。經(jīng)濟極化聚集區(qū)和人口極化聚集區(qū)的范圍不斷擴大，在空間上不斷聚集。經(jīng)濟極化聚集區(qū)位于豫北、豫中和豫西的交界，且有向豫中、豫西擴展、遷移的趨勢;人口極化聚集區(qū)主要位于豫東和豫南地區(qū)，有向北遷移的趨勢。分散模式中的經(jīng)濟孤立區(qū)和人口孤立區(qū)呈零星分布:經(jīng)濟孤立區(qū)主要是一些地級市的市區(qū)，多分布在人口極化聚集區(qū);人口孤立區(qū)的縣域數(shù)量更少，主要位于豫西，這些縣域的人口密度本身并不高，其所以成為人口孤立區(qū)，主要是由其經(jīng)濟發(fā)展異常落后造成的。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

(1)人口-經(jīng)濟空間分布整體不均衡性分析表明，河南省人口-經(jīng)濟分布的整體匹配程度處于中等水平，并呈波動式緩慢變化:1980—2005年，地理聯(lián)系率呈波動式下降趨勢，人口-經(jīng)濟空間分布不均衡性增強，而2005—2010年地理聯(lián)系率又迅速上升，人口-經(jīng)濟空間分布不均衡性迅速減弱。

(2)人口-經(jīng)濟空間分布的局部不均衡分析表明，1995年之前，各種人口-經(jīng)濟空間分布類型比較分散，1995年之后開始在空間聚集，且聚集范圍不斷擴大:以京廣鐵路為界，經(jīng)濟極化型、經(jīng)濟超前型類型區(qū)主要分布在京廣線以西的豫西、豫北和豫中交界區(qū)域，而京廣線以東的豫東、豫南區(qū)則以人口極化型、人口超前型類型區(qū)為主。

(3)人口-經(jīng)濟分布不均衡性空間關(guān)聯(lián)分析表明，30年來，河南省人口-經(jīng)濟不均衡性的全局空間關(guān)聯(lián)模式為聚集模式，且聚集程度呈波動式增強的趨勢;局部空間關(guān)聯(lián)模式以聚集模式為主，經(jīng)濟極化聚集區(qū)和人口極化聚集區(qū)的范圍不斷擴大，在空間上不斷聚集;經(jīng)濟極化聚集區(qū)位于豫北、豫中和豫西的交界處，且有向豫中、豫西方向擴展、遷移的趨勢;人口極化聚集區(qū)主要位于豫東和豫南地區(qū)，有向北遷移的趨勢。分散模式中的經(jīng)濟孤立區(qū)和人口孤立區(qū)呈零星分布。

4.2 討論

(1)對人口-經(jīng)濟空間分布5個類型分別按人口總量、總面積、縣域數(shù)量所占比例進行統(tǒng)計分析顯示，經(jīng)濟極化型和經(jīng)濟超前型類型區(qū)人口密度高于全省平均水平，而人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型、人口超前型類型區(qū)人口密度低于全省平均水平，人口極化區(qū)人口密度與全省平均水平相當。經(jīng)濟極化型和經(jīng)濟超前型區(qū)域的經(jīng)濟地理集中度遠高于和高于人口的地理集中度，即便如此，該區(qū)域的人口密度仍高于全省的平均密度;而人口極化型和人口超前型區(qū)域的人口密度并不高，分布相當于和低于全省的平均人口密度。因此，河南經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域，經(jīng)濟的增長吸引了人口的聚集，人口的聚集又進一步促進經(jīng)濟的增長，形成了良性循環(huán);而對于經(jīng)濟落后區(qū)域，人口數(shù)量并非造成經(jīng)濟落后的原因。

(2)根據(jù)增長極理論，經(jīng)濟空間開發(fā)的模式遵循增長極崛起、點軸漸進延伸和網(wǎng)絡(luò)全面并起3個階段。從目前河南省經(jīng)濟發(fā)展格局看，河南省處于發(fā)展中的第一階段，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的中心極基本形成，但經(jīng)濟極化中心較為單一，增長體系不完善。由于豫東、豫南的人口極化聚集區(qū)遠離經(jīng)濟極化聚集區(qū)，單純依靠經(jīng)濟極化聚集區(qū)的極化帶動作用，將無力改變?nèi)丝跇O化聚集區(qū)的貧窮狀態(tài)。因此，應(yīng)從調(diào)整增長極和發(fā)展軸入手，培育河南省新的極化中心，構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)體系，進而消除人口、經(jīng)濟的過度不均衡，縮小區(qū)域經(jīng)濟差異。

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