基于市域單元的陜西省人口格局時空演化特征研究

（陜西師范大學旅游與環(huán)境學院　陜西　西安　710062）

程　歡　薛東前

基于市域單元的陜西省人口格局時空演化特征研究

（陜西師范大學旅游與環(huán)境學院陜西西安710062）

程歡薛東前

本文運用人口密度分析，四分位數(shù)計算法，分享—偏移分析法和人口—經(jīng)濟耦合模型計算法對陜西人口格局的趨勢變動進行定量分析

陜西人口格局特征

人口問題是當今世界面臨五大核心問題之一［1］。人口的迅速增長給全球發(fā)展造成了巨大壓力，同時也使人類面臨的生存條件日益惡化［2］。人口分布反映出了某個空間區(qū)域之內(nèi)的人口空間聚散狀態(tài)，同時也反映出了區(qū)域內(nèi)資源與經(jīng)濟發(fā)展的相互影響程度。研究人口空間集散狀態(tài)及其過程，揭示其演變規(guī)律，對于促進人口與經(jīng)濟的協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展起重要作用。目前，國內(nèi)外學者對人口空間分布已經(jīng)進行了大量的研究。二戰(zhàn)以后，國外學者在大量的實證研究的基礎之上，發(fā)展并總結出來了一系列經(jīng)典模型。Clark提出了負指數(shù)密度模型［3］，Newling基于Clark模型提出了二次指數(shù)密度模型等［4］，Tanner等提出的改進或修正模型［5］。國內(nèi)學者主要是在國外研究基礎之上，對國內(nèi)具體的區(qū)域進行實例研究，對理論發(fā)展貢獻較小。胡煥庸從全國尺度上分析了中國的人口空間分布，并總結出了中國人口分布理論。左永君［6］等對新疆人口的時空變化及空間結構分析；朱傳耿等通過人口普查數(shù)據(jù)，分析了中國城市人口空間格局演變，并夠建了城市人口空間分布與經(jīng)濟發(fā)展關系的學模型［7］；馬穎憶［8］等江蘇省人口空間格局演化特征?？傊?，國內(nèi)對于人口格局規(guī)律的探究主要集中在宏觀層面，微觀城市尺層面的人口分布規(guī)律的研究也多有涉及。但是，對于陜西省各市級行政單元人口密度、人口集聚與擴散及與經(jīng)濟發(fā)展的長時間序列動態(tài)變化趨勢的研究較少。

一、研究方法和數(shù)據(jù)來源

（一）四分位數(shù)計算法

利用ArcGIS9.0生成人口密度、空間坐標列。并以以上四分位數(shù)、中位數(shù)、下四分位數(shù)3個截斷點將市域單元人口密度4等分，揭示人口密度的空間布局特征。

（二）偏移—分享分析法

某一定時期一定區(qū)域的人口增長都可以被分解為“分享”增長和“偏移”增長兩個部分，分享增長是指當某一下級單元以整個上級單元人口增長率增加的人口量。偏移增長是指某一下級單元的人口增長量與分享增長差額數(shù)［9］。具體的模型如下：SHIETij=ABSGRij-SHAREij

式中：SHIFTij為偏移增長；ABSGRij為下級單元在（t0，t1）時段中的絕對增長；SHAREij為分享增長；POPij為 i區(qū)域內(nèi)下級 j單元的人口；INTERSHIFTi為下級單元之間的偏移增長量；i表示某個區(qū)域；j表示下級單元；m表示每個區(qū)域內(nèi)下級單元的數(shù)量。

（三）耦合度計算模型

人口增長與經(jīng)濟發(fā)展的影響問題，在人口學家和經(jīng)濟學家中爭論已久，觀點不一。為了深入分析人口增長與經(jīng)濟發(fā)展的耦合關系，本文借鑒了相關研究［10］，構建了人口發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展耦合指標，其表達公式如下：

耦合發(fā)展階段是耦合指數(shù)向指數(shù)值趨向于1發(fā)展的過程。根據(jù)耦合值的區(qū)間來判定耦合階段：當0.8≤δ≤1.2時，處于高度耦合階段，人口發(fā)展水平顯著提高，人口發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展相互促進，達到二者相互促進的最佳狀態(tài)；當0.5≤δ＜0.8，或1.2＜δ≤2時，處于中度耦合階段，人口發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展間的相互作用開始顯著，人口與經(jīng)濟系統(tǒng)開始進入良性期；當0.2≤δ＜0.5，或2＜δ≤5時，處于輕度耦合階段，人口發(fā)展水平和經(jīng)濟發(fā)展開始轉入相互促進階段，但二者耦合作用力較弱；當δ＜0.2，或δ＞5時，處于極不協(xié)調階段，人口發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展間的相互作用微弱，人口發(fā)展在一定程度上抑制了經(jīng)濟發(fā)展，經(jīng)濟對控制人口全面發(fā)展的促進作用亦不明顯。

（四）數(shù)據(jù)來源

本文研究范圍涉及整個陜西省，研究中的人口數(shù)據(jù)的統(tǒng)計口徑為常住人口，經(jīng)濟數(shù)據(jù)為GDP總量，數(shù)據(jù)資料全部來自于《陜西統(tǒng)計年鑒》；地圖數(shù)據(jù)以1:100萬的陜西省行政區(qū)劃圖為底圖，采用Xian_1980地理坐標，在ArcGIS9.0下將其配準，并結合陜西省遙感影像進行矢量化處理，得到基于市域單元的陜西省政區(qū)圖。選取2002年、2007年與2012年為時間截面，利用人口密度圖示方法、四分位數(shù)計算法、偏移—分享分析法研究2002年以來10年間陜西省人口格局的時空演化及其演變規(guī)律。

二、人口格局的時空演化分析

（一）人口密度分布圖分析

陜西省總面積約為20.58萬km2，2012年的年末總人口約為3753萬人，平均人口密度約為183 人 /km2，比 2007年的180人/km2增加了3人/km2，比2002年的176人/km2增加了7人/km2?？傮w上來講，10年間，陜西省常住人口數(shù)量不斷增多，人口平均密度值不斷上升，但上升的速度逐漸減緩。人口密度平均最大值始終出現(xiàn)在關中地區(qū)的西安市，而人口密度平均最小值始終出現(xiàn)在陜北地區(qū)的延安市。

圖1 2002年、2007年、2012年陜西省人口密度分布圖（人/km2）

對比2002年、2007年、2012年陜西省的人口密度分布，可以得出陜西省內(nèi)部人口分布不均勻，三大自然地理區(qū)的人口密度差異明顯，其中關中地區(qū)人口密度最高，陜南地區(qū)人口密度次之，陜北地區(qū)的人口密度最低。在三個時間節(jié)點，陜北地區(qū)的人口密度特征變化不明顯，延安市人口密度依然在陜西省保持最低；陜南地區(qū)的平均人口密度有逐漸下降的趨勢，尤其是安康市與商洛市變化較為明顯；關中地區(qū)人口密度最高，尤其是西安市的人口密度不斷迅速上升增加，并且一直是陜西省人口密度最高的市。陜西省人口總是依托“中間低—南北高”的地理空間格局的基礎，形成“中間高—南北低”且內(nèi)部各有差異的人口格局。這主要是由于陜北地區(qū)位于黃土高原自然地理單元的中心部分，地形非常破碎，川塬相間，溝壑縱橫地勢起伏比較大［11］，加之本區(qū)域水資源匱乏；陜南地區(qū)處地形崎嶇，坡度相對較大。這兩大地理區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，人口承載能力弱，人口密度較低。而關中地區(qū)地形平坦，交通發(fā)達，水資源豐富，土壤肥沃，有良好的經(jīng)濟發(fā)展基礎，形成了高密度人口集聚區(qū)。

（二）人口密度四分位數(shù)計算法分析

依據(jù)前述人口密度四分位數(shù)計算法的理論，計算2002年、2007年、2012年陜西省10地市人口密度。經(jīng)過四分位數(shù)計算，在這三個時間斷面內(nèi)，人口密度值計算結果的空間區(qū)域相同。因此，把這不同年份的人口四分位百分數(shù)合并，并將人口密度數(shù)值劃分成4個區(qū)域。

按照四分位的百分表示：陜西省中東部和中西部地區(qū)，即關中地區(qū)為人口高密度區(qū)域和較高密度區(qū)域（≥50%）；陜西北部地區(qū)，即延安市與榆林市為人口密度值相對較低區(qū)域（≤25%）；而陜南山區(qū)，即漢中市、安康市與商洛市處于二者之間（25%～50%）。因此，可以得出以西安、渭南市為人口聚集中心，大致可以將陜西省10地市劃分為3個空間區(qū)域，中東部地區(qū)的西安市、渭南市為高人口密度區(qū)；北部的榆林市和延安市為較低的人口密度區(qū)；陜南地區(qū)為較高的人口密度區(qū)。這種人口密度空間格局也反映了人口空間聚集性。同時，體現(xiàn)出來陜西省人口密度和三大自然地理空間單元的關系，也與人口密度圖顯示出的陜西省人口密度空間格局特征一致。

（三）人口偏移增長分析

一個區(qū)域范圍內(nèi)部個下級單元人口偏移增長是形成整個區(qū)域人口空間格局的重要原因之一。因此，探討人口格局特征以及其演變規(guī)律，可以研究人口偏移增長的動態(tài)變化過程。借助偏移—分享分析方法可以系統(tǒng)地分析2002年以來10年間陜西省三大自然地理區(qū)域和各地市人口增長程度及空間格局變化。經(jīng)過偏移與分享計算，得出陜西省人口偏移增長量，以及 2002-2007年和2007-2012年這兩個時間區(qū)間中各地市人口正負偏移增長的空間分圖，如圖2所。梳理出2002年以來10年間陜西省人口空間格局變動的主要線索：

1.2002年以來的10年間，陜西省人口增長趨勢不同。從總體上看，在陜西省的空間尺度上，人口絕對數(shù)量不斷增加，但是人口增長速率不斷降低，且始終為正值。在兩個不同的時期內(nèi)，陜西省人口增長量在絕對數(shù)和相對數(shù)上始終保持較低的水，2002-2007年期間人口增長了 46.35萬，2007-2012年期間人口增長了 45.09萬；2002-2007年期間人口增長量僅占2002年總人口的 1.26%，2007-2012年期間人口增長量僅占2007年總人口的1.21%；在這兩個時期內(nèi)，人口增長的絕對增長量增加速率與相對數(shù)增加速率上均呈現(xiàn)出下降趨勢。

2.從陜西省3大自然地理區(qū)域尺度來講，2002年以來10年間，2個時段內(nèi)3大地區(qū)變動情形和總體變化趨勢略有不同，從2002-2007年這一時間段到2007-2012年這一時間段，3大地區(qū)偏移總量由84.71萬減少到15.97萬。其中，關中地區(qū)的偏移增長量在兩個時段呈減少趨勢，這與總體變化情形基本一致，而陜北地區(qū)和陜南地區(qū)的偏移增長量則在2007-2012年期間比上一個階段高。其具體的人口偏移增長過程分析如下：陜北地區(qū)的偏移增長量由負值變?yōu)檎?，關中地區(qū)的偏移增長始終為正且偏移量數(shù)值變化程度大，陜南地區(qū)的偏移增長始終為負?？梢?，陜北地區(qū)偏移增長量由-4.18萬人變?yōu)?.48萬人，人口由遷出地變?yōu)檫w入地，陜北地區(qū)吸引人口集聚的能力增強，說明外來人口有向陜北地區(qū)集聚的趨勢；關中地區(qū)人口增長偏移增長量由84.71萬人降低至8.47萬人，說明外來人口向關中地區(qū)集聚趨相對減小，但集聚空間仍然大，未達到飽和狀態(tài)；陜地南區(qū)人口減少速度減慢，其偏移增長量由-80.47萬人減少至-15.67萬人，說明人口大量外遷，但遷出的人口數(shù)量在趨于減少。10年期間3大區(qū)域內(nèi)部人口偏移增長量關中地區(qū)始終為正值且值最大，陜南地區(qū)始終為負值且最小。這說明2002年以來，關中地區(qū)人口增長速率急劇下降，對外來人口的吸引力有降低，陜南地區(qū)吸引人口的集聚能力迅速提高，人口遷出速度急劇下降。

3.從地級市域尺度來講，10市域單元偏移增長量由前一段時間的107.54萬減少到后一階段的32.5萬。結合圖2可以得出：始終是正偏移增長的市域單元包括西安市和延安市；始終是負偏移增長的市域單元包括渭南市、寶雞市、漢中市、安康市和商洛市；由正偏移增長到負偏移增長的市域單元是咸陽市；由負偏移增長到正偏移增長的市域單元包括銅川市和榆林市。人口偏移增長以省會城市西安市和紅色旅游圣地延安市為中心，形成“中心—外圍”格局，且中心吸引逐漸趨于飽和，吸引能力減弱。

圖2　陜西省人口偏移增長分析空間關聯(lián)圖

（四）人口與經(jīng)濟發(fā)展耦合分析

根據(jù)前述耦合模型計算2002年、2007年、2012年陜西省各市δ值，計算結果如表1。根據(jù)δ值的大小，10市的耦階段如下：

表110市的耦合指數(shù)

表1顯示，2002年各市域單元人口密度與市生產(chǎn)總值耦合值表明，陜西省各市總體上處于中、輕度耦合期，人口—經(jīng)濟系統(tǒng)開始進入良性發(fā)展階段。其中陜南三市為中度耦合，陜北二市為輕度耦合，關中地區(qū)西安市為高度耦合，寶雞、咸陽為輕度耦合，剩余二市為極不協(xié)調。關中地區(qū)各市相差較大，陜北、陜南地區(qū)內(nèi)部一致。到2007年，其值逐漸變差，總體上變處于極不協(xié)調發(fā)展階段，人口制約了經(jīng)濟的發(fā)展。其中，陜南地區(qū)發(fā)展階段并沒有發(fā)生變化，陜北、關中地區(qū)發(fā)展階段卻降為極不協(xié)調階段。地區(qū)之間發(fā)展階段相異，地區(qū)內(nèi)部趨于一致。2012年，陜南地區(qū)好轉，漢中變化明顯為高度耦合階段，陜北地區(qū)沒有發(fā)生變化，關中地區(qū)以西安市為中心向周圍輻射形由高向低耦合階段發(fā)展。

在2002—2007年期間，陜西省人口與經(jīng)濟的發(fā)展僅注重量增加，為落實西部大開發(fā)政策實施，放大了人口發(fā)展策略與經(jīng)濟增長政策，使得人口發(fā)展難以促進經(jīng)濟發(fā)展，反而在一定程度上限制了經(jīng)濟發(fā)展；同時，經(jīng)濟增長并沒有起到明顯的提高人口質量、優(yōu)化人口結構的作用。在2007—2012年期間，經(jīng)過“十一五規(guī)劃”國家和陜西省政府著手調整人口與經(jīng)濟發(fā)展政策，發(fā)展由注重量的增長轉變?yōu)橘|的提高，使得陜西省的人口與經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)整體趨于高水平的耦合狀態(tài)。但是其內(nèi)部由于地區(qū)發(fā)展稟賦不同其耦合階段不同：陜南地區(qū)適當調整人口與山地經(jīng)濟發(fā)展政策形成了人口與經(jīng)濟的高耦合期，陜北地區(qū)由于調整其氣候、地形條件不適于人口和經(jīng)濟發(fā)展的政策以勞動輸出發(fā)展經(jīng)濟，使得人口與經(jīng)濟系統(tǒng)耦合降低。在關中地區(qū)，為打造“關中—天水經(jīng)濟帶”和“西咸新區(qū)”，使得關中地區(qū)形成以西安為中心輻射周圍的“中間高、周圍低”的耦合階段。

三、結論與討論

本文用過運用人口密度分析，四分位數(shù)計算法，分享—偏移分析法和人口—經(jīng)濟耦合模型計算法，對2002年以來10年間陜西人口格局的趨勢變動進行定量分析，結果表明：

1.陜西省人口密度隨時間的推移其增加值趨于降低，人口密度呈現(xiàn)出“中間高、四周低”的基本空間格局，其內(nèi)部依據(jù)各自的發(fā)展稟賦有不同的發(fā)展變化，且人口密度的高低與經(jīng)濟發(fā)展水平存在一定的正向相關。

2.陜西省人口密度的空間分布模式以西安市為中心劃分為高密度、較高密度、較低密度和低密度空間區(qū)域，形成關中地區(qū)、陜南地區(qū)和陜北地區(qū)三階“密度階梯”。

3.陜西省人口偏移增長在三大自然地理區(qū)以及市級行政單元尺度的變化不同：陜西省人口增長速度在逐漸降低，陜南地區(qū)人口增長速度始終保持較低水平，在人口吸引能力方面，陜南地區(qū)相對不足，關中地區(qū)由于沒有達到飽和還在繼續(xù)增長，陜北地區(qū)增長不斷減弱；人口偏移增長形成“中心—外圍”格局。

4.陜西省人口與經(jīng)濟系統(tǒng)的耦合度發(fā)展階段在不同地區(qū)以政策為導向，不斷由不協(xié)調向高度耦合階段轉變，人口發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展逐漸相互促進、相互統(tǒng)一。

總之，陜西省人口密度空間特征、增長量的區(qū)域差異格局以及人口密度與經(jīng)濟總量耦合關系是復雜的。同時，人作為經(jīng)濟活動的主體，具有兩重性，人口偏移增長促使人口的遷移和流動，改變?nèi)丝诳臻g格局，進而影響到區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。因此要求城市規(guī)劃與管理部門及時了解發(fā)展人口格局的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢并以此制定合理的人口與經(jīng)濟發(fā)展政策。

［1］葉雨，劉高煥，馮險峰.人口數(shù)據(jù)化表達與應用［J］.地球信息科學，2006，8（2）：59-65.

［2］廖一蘭，王勁峰，孟斌，等.人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化的一種方法［J］.地理學報，2007，62（10）：1110-1119.

［3］Clark C.Urban Population Densities［J］.Journal of the Royal Statistical Society.Series A（General），1951，114（4）∶490-496.

［4］牛曉春.彬長旬資源富集區(qū)人口集聚度及其變化研究［D］.西北大學，2012.

［5］Smeed R J.The effect of some kinds of routing systems on the amount of traffic in central areas of towns［J］.Journal of the Institution of Highway Engineers，1963，10（1）:5-26.

［6］左永軍，何秉宇，龍?zhí)?1949-2007年新疆人口的時空變化及空間結構分析［J］.地理科學，2011，31（3）：358-364.

［7］馬穎馨，陸玉麟，張莉.江蘇省人口空間格局演變與影響因素分析［J］.南京師范大學學報（自然科學版），2013，36 （4）：134-141.

［8］馬穎馨，陸玉麟，張莉.江蘇省人口空間格局演化特征［J］.地理科學進展，2012，31（2）：167-175.

［9］楊劍，蒲英霞，秦賢宏，等.浙江省人口分布的空間格局及其時空演變［J］.中國人口資源與環(huán)境，2010，20（3），95-99.

［10］劉宏盈，馬耀峰.入境旅游流空間轉移與省域旅游經(jīng)濟聯(lián)系強度耦合分析—以上海入境旅游流西向擴散為例［J］.資源科學，2008，30（8）：1162-1168.

［11］李明，杜繼穩(wěn)，高維英.陜北黃土高原地質災害與降水［J］.干旱區(qū)研究，2009，26（4）：599-606.

［12］劉峰，馬金輝，宋艷華等.基于空間統(tǒng)計分析與GIS的人口空間分布模式研究——以甘肅省天水市為例［J］.地理與地理信息科學，2004，20（6）：18-21.

C922

A

1007-9106（2016）07-0087-05

程歡（1990—），男，陜西師范大學碩士，主要從事城市與區(qū)域發(fā)展；薛東前（1965—），男，陜西師范大學教授，主要從事城市與區(qū)域發(fā)展。