中國人口文盲率的探索性時空分析

摘 要：經(jīng)濟的高速發(fā)展使得中國人口受教育水平不斷提升，文盲率反映人口的受教育狀況。為了獲得中國大陸地區(qū)文盲率的時空分布及其演變趨勢，文章以1997-2012年的省級人口文盲率數(shù)據(jù)為研究對象，采用探索性空間數(shù)據(jù)分析方法對其進行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，省級文盲率之間表現(xiàn)為顯著的空間正相關(guān)，但Morans I指數(shù)整體上呈現(xiàn)下降趨勢且2009年之后趨于穩(wěn)定，表明文盲率在空間分布上逐步由聚集模式向隨機模式發(fā)展。整個過程中西藏自治區(qū)對各省文盲率的空間分布模式有重要影響，需要進一步加大對西藏的掃盲力度。

關(guān)鍵詞：文盲率；空間自相關(guān)；空間分布模式

引言

人口受教育狀況通常被當(dāng)作衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)[1]。文盲率反映一個國家的人口受教育狀況。改革開發(fā)以來，我國的經(jīng)濟水平得到快速提升，教育事業(yè)的發(fā)展也取得了歷史性成就。然而，我國文盲率與發(fā)達國家相比仍然偏高。目前國內(nèi)外已有學(xué)者對文盲率的影響因素展開研究[2-4]，并取得一定成果。但基于空間信息和時間序列，從時空分布角度進行的研究還很少。探索性空間數(shù)據(jù)分析方法能反應(yīng)地理特征間的關(guān)系及空間模式，已廣泛應(yīng)用于區(qū)域經(jīng)濟[5]、疾病控制[6]、環(huán)境污染[7]、遙感[8]領(lǐng)域。因此，文章運用探索性空間數(shù)據(jù)分析方法研究全國省級人口的文盲率空間分布、關(guān)聯(lián)模式及時序變化，試圖為文盲率的地區(qū)差異研究提供一種新思路，通過展示文盲率的空間分布，為掃盲工作提供科學(xué)參考與信息支持。

1 數(shù)據(jù)與方法

文章選取的研究區(qū)域為除港澳臺以外的全國31個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），所用的數(shù)據(jù)來自中國國家統(tǒng)計局發(fā)布的1996-2012年全國省級區(qū)域的文盲人口占15歲及以上人口的比重數(shù)據(jù)[9]?？臻g自相關(guān)基于地理學(xué)第一定律[10]，目前在社會人口學(xué)領(lǐng)域[11-13]已有一定研究。文章主要采用空間自相關(guān)的方法研究中國大陸地區(qū)人口文盲率的省際空間分布模式，并探測其隨時間的演變情況。

1.1 空間權(quán)重矩陣

基于空間對象之間的一階鄰接關(guān)系可定義空間權(quán)重矩陣（Spatial weight matrix，記為W）[11]，它表達了對象之間的空間布局。假設(shè)有n個空間單元，如果第i個單元和第j個單元相鄰，則Wij=1；否則，Wij=0。一般根據(jù)公共邊界和距離兩種規(guī)則來定義鄰接關(guān)系，前者依據(jù)空間單元之間是否具有公共邊界來判定鄰接關(guān)系，后者依據(jù)空間單元之間的距離是否位于某一給定的閾值之內(nèi)來判定。文章依據(jù)公共邊界來判定空間單元之間的鄰接關(guān)系，并選取一階鄰接關(guān)系作空間權(quán)重。由于海南省是一個孤立省份，生成鄰接矩陣時會出現(xiàn)“孤島”現(xiàn)象，因此文章采用常用的處理方法，定義海南省與廣東省相鄰[6，14]。

1.2 全局空間自相關(guān)

全局Morans I[15]是經(jīng)典的全局空間自相關(guān)指數(shù)[11]，具有定性與定量相結(jié)合的優(yōu)勢[6]，文章將它引入到文盲率分析中。設(shè)研究區(qū)域中包含n個空間單元，yi為單元i上的觀測值， W為空間權(quán)重矩陣，則Morans I指數(shù)可定義為[16]：

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 文盲率的全局自相關(guān)特性分析

2009年以前，各年份的全局Moran's I值均超過了0.2，且經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)化后的Z值均大于0.05顯著性水平下的臨界值1.96，說明鄰近區(qū)域間的文盲率在地理空間的總體分布不是隨機的，而是呈現(xiàn)出顯著的空間集聚模式。另外通過分析各省人口文盲率Morans I指數(shù)的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)指數(shù)在1997年、2002年、2005年等年份出現(xiàn)局部峰值，表明這些年份中各省市人口文盲率空間相關(guān)性更強，在空間上呈現(xiàn)出聚集形態(tài)。2009年之后，全局Morans I指數(shù)逐步降到0.2以下，經(jīng)檢驗之后的Z值也降到了臨界值1.96附近，表明隨著我國掃盲工作的展開，文盲率已顯著降低，在空間分布上逐步在向隨機模式發(fā)展，文盲率聚集分布的區(qū)域已明顯減少。如圖1所示，縱觀整個過程，指數(shù)呈現(xiàn)出下降趨勢，但并不是自始至終穩(wěn)定下降，而是在局部出現(xiàn)了一些增長，2009年之后才趨向于穩(wěn)定下降。這可能與各區(qū)域的掃盲工作實施力度有關(guān)，但總體上掃盲工作已取得明顯成效，文盲率的集聚性已明顯降低。

2.2 文盲率的局部自相關(guān)特性分析

Moran散點圖[18]具有較好的表現(xiàn)局部自相關(guān)的功能。文章利用它分析各省文盲率的局部自相關(guān)特性，結(jié)果如圖2所示。

藍色圓圈表示各省文盲率的分布，紅色圓圈表示Moran散點圖與圖3中地圖聯(lián)動的結(jié)果顯示，回歸擬合線的斜率反映了數(shù)據(jù)的空間自相關(guān)程度。散點圖的四個象限分別代表了文盲率的高高相鄰（HH）、低高相鄰（LH）、低低相鄰（LL）、高低相鄰（HL）四種空間關(guān)聯(lián)模式。其中高高相鄰（HH）和低低相鄰（LL）為正相關(guān)，低高相鄰（LH）和高低相鄰（HL）為負相關(guān)。紫線表示原始的回歸擬合線，藍線表示剔除聯(lián)動散點后重新計算的回歸擬合線。

由圖2可知，西藏自治區(qū)對應(yīng)的散點（紅色圓圈）一直處于散點圖中橫坐標(biāo)最大的位置，因此西藏一直是文盲率潛在的高值異常區(qū)域。當(dāng)去除它對應(yīng)的散點之后，重新計算得到的回歸系數(shù)比原始的Moran's I指數(shù)要高很多，說明西藏自治區(qū)對全國文盲率的空間分布模式有很大的影響。與圖3進行地圖聯(lián)動分析局部空間關(guān)聯(lián)模式，進一步印證了文盲率相關(guān)性總體下降的趨勢。如圖2（a）所示，在1997年31個點主要集中在第一象限（HH區(qū)域）和第三象限（LL區(qū)域），說明該年份人口文盲率的低值省份與低值省份之間及高值省份與高值省份之間存在較強正相關(guān)，文盲率的高值區(qū)域和低值區(qū)域在空間上成片分布。到了2000年（圖2（b）），第一象限（HH區(qū)域）和第三象限（LL區(qū)域）中的部分點開始向原點集中，說明該年份各省之間文盲率的相關(guān)性有所降低，但仍存在一些高值聚集省份。2005年，31個點又主要分布在第一象限和第三象限，同1997年一樣，Moran's I指數(shù)又一次出現(xiàn)局部峰值，部分省份的文盲率在空間上又表現(xiàn)出較強的相關(guān)性。2009年、2010年、2012年， 31個點趨于向原點集中且較多的點回到了第三象限（LL區(qū)域），說明人口文盲率自相關(guān)性在整體上已經(jīng)大大減弱，并逐步趨于穩(wěn)定。進一步分析可以發(fā)現(xiàn)，這六個年份中處于第一象限（HH區(qū)域）的點雖然在逐漸減少，但有四個點出現(xiàn)的頻率最高，說明這四個省的文盲率一直相對較高，這個省分別為西藏（34.81%）、青海（12.24%）、云南（8.34%）、四川（6.85%）。由于青海、云南和四川在空間上均與西藏鄰接，所以西藏自治區(qū)的文盲率對這三個省的文盲率有較大影響。endprint

3 結(jié)束語

文章利用空間自相關(guān)分析方法對我國人口文盲率的時空分布和演變進行了研究。自1996年到2012年，中國人口文盲率的全局空間自相關(guān)指數(shù)呈減弱趨勢，且文盲率較高的省份主要都集中在西部，但在局部又表現(xiàn)出某些細節(jié)特征：西藏、青海、云南、四川等高值區(qū)域之間相關(guān)性較強，新疆具有與這些西部區(qū)域顯著不同的低值水平，值得進一步研究。后續(xù)工作會結(jié)合各省的經(jīng)濟、教育、人口、地域特點等進行空間回歸分析，對這些空間關(guān)聯(lián)模式的內(nèi)在形成機理進行進一步析和研究。

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作者簡介：焦晨靜（1990-），女，河南新鄉(xiāng)人，碩士生，主要研究GIS應(yīng)用。endprint

3 結(jié)束語

文章利用空間自相關(guān)分析方法對我國人口文盲率的時空分布和演變進行了研究。自1996年到2012年，中國人口文盲率的全局空間自相關(guān)指數(shù)呈減弱趨勢，且文盲率較高的省份主要都集中在西部，但在局部又表現(xiàn)出某些細節(jié)特征：西藏、青海、云南、四川等高值區(qū)域之間相關(guān)性較強，新疆具有與這些西部區(qū)域顯著不同的低值水平，值得進一步研究。后續(xù)工作會結(jié)合各省的經(jīng)濟、教育、人口、地域特點等進行空間回歸分析，對這些空間關(guān)聯(lián)模式的內(nèi)在形成機理進行進一步析和研究。

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作者簡介：焦晨靜（1990-），女，河南新鄉(xiāng)人，碩士生，主要研究GIS應(yīng)用。endprint

3 結(jié)束語

文章利用空間自相關(guān)分析方法對我國人口文盲率的時空分布和演變進行了研究。自1996年到2012年，中國人口文盲率的全局空間自相關(guān)指數(shù)呈減弱趨勢，且文盲率較高的省份主要都集中在西部，但在局部又表現(xiàn)出某些細節(jié)特征：西藏、青海、云南、四川等高值區(qū)域之間相關(guān)性較強，新疆具有與這些西部區(qū)域顯著不同的低值水平，值得進一步研究。后續(xù)工作會結(jié)合各省的經(jīng)濟、教育、人口、地域特點等進行空間回歸分析，對這些空間關(guān)聯(lián)模式的內(nèi)在形成機理進行進一步析和研究。

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作者簡介：焦晨靜（1990-），女，河南新鄉(xiāng)人，碩士生，主要研究GIS應(yīng)用。endprint