湖南省2007-2016年人口重心和經(jīng)濟(jì)重心時空變化研究

郝琪 謝紅霞 隋兵 袁紅 郭斌騰

【摘 要】 本文介紹了湖南省概況、研究方法及數(shù)據(jù)來源，分析了湖南省人口重心與經(jīng)濟(jì)重心的移動軌跡演變及兩者的耦合性演變情況，其研究結(jié)果表明：2007-2016年湖南省人口重心、經(jīng)濟(jì)重心都偏離于本省的地理幾何中心，位于其東北部，經(jīng)濟(jì)重心偏離程度大于人口中心偏離程度;湖南省人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有不均衡特征，表現(xiàn)為人口重心與經(jīng)濟(jì)重心的耦合關(guān)系較為顯著，主要的移動方向都為西南—東北方向，但變化幅度不同。由此，給出的建議是：在經(jīng)濟(jì)方面，可對本省西部采取適當(dāng)措施來拉動經(jīng)濟(jì)增長;在人口方面，要加快落實戶籍改革政策，減少對人口遷移的限制，提高人口重心和經(jīng)濟(jì)重心的耦合性，使各類資源得到更加合理有效的配置。

【關(guān)鍵詞】 人口重心;經(jīng)濟(jì)重心;時空變化;耦合性;湖南省

一、引言

人口重心可清晰地呈現(xiàn)某區(qū)域的人口分布，并能表達(dá)區(qū)域人口分布的變化。重心模型最早由F·Walker在18世紀(jì)70年代引入人口研究中。國內(nèi)外學(xué)者運用重心分析的方法對人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、糧食、就業(yè)等屬性，[1-8]圍繞空間分布、區(qū)域協(xié)調(diào)、社會發(fā)展等領(lǐng)域，從國家、省域、市域等層次進(jìn)行了大量的研究。[9-13]對于這些不同因素重心的研究分析，將會對所研究區(qū)域內(nèi)各類資源的分配等相關(guān)決策起到一定的參照作用，有利于區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。

湖南省有著東部沿海地區(qū)和中西部地區(qū)過渡帶、長江開放經(jīng)濟(jì)帶和沿海開放經(jīng)濟(jì)帶結(jié)合部的區(qū)位優(yōu)勢，在我國中部崛起中占有著重要的地位。自2005年長株潭城市群被寫入國家“十一五”規(guī)劃以來，湖南經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平大大提高，但是其經(jīng)濟(jì)重心具有偏向性，[14]區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡。在“一帶一路”戰(zhàn)略的發(fā)展機遇下，對湖南省人口重心和經(jīng)濟(jì)重心的演變進(jìn)行分析，可為湖南省社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展政策的調(diào)整提供參考，并且對湖南省可持續(xù)發(fā)展的探索有著重要的影響和指導(dǎo)作用。

二、研究區(qū)概況、研究方法及數(shù)據(jù)來源

1、研究區(qū)概況

湖南?。?4°38′N—30°08′N，108°47′E—114°15′E）地處中國中部、長江中游，因大部分區(qū)域處于洞庭湖以南而得名“湖南”，因省內(nèi)最大河流湘江流貫全境而簡稱“湘”。東臨江西，西接重慶、貴州，南毗廣東、廣西，北與湖北相連。湖南省北部為洞庭湖平原，地勢低平;東部為斜貫湘、贛邊境諸山;南部為五嶺山地;西部為雪峰山脈、武陵山脈;中部丘陵起伏，地勢呈三面環(huán)山、朝北開口的馬蹄形地貌。湖南省下轄13個省轄市，1個自治州，17個縣級市，62個縣，7個自治縣，36個市轄區(qū)。截至2016年末，湖南省常住人口7318.81萬人，實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）31551.37億元，人均地區(qū)生產(chǎn)總值實現(xiàn)46382元。

2、研究方法

（1）重心模型。物理學(xué)術(shù)語中的重心是指物體處于任何方位時所有各組成支點的重力的合力所通過的點，有學(xué)者將其引入人口、經(jīng)濟(jì)的研究中，[15]區(qū)域的屬性值由均質(zhì)區(qū)域中子區(qū)域的中心點的屬性值加權(quán)平均數(shù)表示。所以，當(dāng)屬性分布不均衡時，屬性重心將會與幾何中心有一定程度的偏離。

人口、經(jīng)濟(jì)重心的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中：（X，Y）為屬性重心（人口重心和經(jīng)濟(jì)重心）的平面坐標(biāo)，Xi、Yi為幾何中心，M為屬性值（人口和經(jīng)濟(jì)），n為子區(qū)域的個數(shù)。

（2）耦合性分析。人口重心與經(jīng)濟(jì)重心的耦合性可以通過空間重疊性和變動一致性來進(jìn)行分析。[16]

其一，空間重疊性?？臻g重疊性可以用同一年份人口、經(jīng)濟(jì)重心的距離來表示，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中：（xe，ye）為同一年份的經(jīng)濟(jì)重心的坐標(biāo)，（xp，yp）為同一年份人口重心的坐標(biāo)。

其二，變動一致性。變動一致性可以用相鄰年份人口重心的移動軌跡與相鄰年份經(jīng)濟(jì)重心的移動軌跡的連線所形成的夾角θ的大小表示，θ的大小與變動一致性成反比，即θ越小，變動越一致。當(dāng)θ在[0，π]之間時，cosθ與θ的對應(yīng)變化單調(diào)，并且cosθ的值較易計算，用cosθ來表示變動一致性，當(dāng)cosθ越大時，變動越一致。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中：（Δxe ，Δye）為相鄰年份經(jīng)濟(jì)重心變化量的平面坐標(biāo)，（Δxp ，Δyp）為相鄰年份人口重心變化量的平面坐標(biāo)。

3、數(shù)據(jù)來源

湖南省122個縣級單元的人口、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《湖南省統(tǒng)計年鑒》（2007-2016年），主要包括各年度年末總?cè)丝跀?shù)據(jù)和GDP數(shù)據(jù)。

三、結(jié)果與分析

1、湖南省人口重心與經(jīng)濟(jì)重心的移動軌跡演變

利用湖南省2007-2016的年末總?cè)丝诤虶DP數(shù)據(jù)通過重心模型計算得到其各年份的人口和經(jīng)濟(jì)平面重心坐標(biāo)以及其移動的方向和距離，并且通過ArcGIS將其移動軌跡的演變可視化（如表1、圖1）。

（1）人口重心變化。通過表1、圖1對人口重心的演變進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)2007-2016年湖南省人口重心一直分布在婁星區(qū)內(nèi)，位于湖南省地理幾何中心的東北方向，表明湖南省大部分人口分布在其東北部，存在分布不均衡的現(xiàn)象。從人口重心變化的趨勢上來看，湖南省人口重心移動的大趨勢是由西南移向東北。并且可以大致分為三個階段：第一階段（2007-2008年）從西南向東北方向移動，向湖南省省會長沙靠近，這與在2006年國家將長株潭城市群定位為促進(jìn)中部崛起的重點發(fā)展城市群的行為有一定的聯(lián)系，并且自然環(huán)境的差異會影響人口的分布，東北部地區(qū)為平原，自然條件優(yōu)越，而西部地區(qū)為低山丘陵地帶，人口較少。這種變化還有一個重要的原因可能是2008年的國際金融危機使得沿海地區(qū)大部分企業(yè)的困難運營進(jìn)而導(dǎo)致湖南省外出務(wù)工人員的回流;第二階段（2008-2010年）轉(zhuǎn)向東南方向移動，可見湖南省在此期間將湘南地區(qū)作為實施區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重大戰(zhàn)略，和對其開發(fā)開放大力扶持的政策對人口重心的移動有著顯著的影響;第三階段（2010-2016年）呈現(xiàn)小范圍左右波動的穩(wěn)定現(xiàn)象，此時湖南省處于平穩(wěn)發(fā)展的狀態(tài)。

（2）經(jīng)濟(jì)重心變化。從2007年以來，湖南省經(jīng)濟(jì)重心一直分布于湘鄉(xiāng)市和韶山市內(nèi)，也位于湖南省地理幾何中心的東北部，且較人口重心的分布而言與幾何中心的偏離程度更大，表明了湖南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平不平衡傾向于東北部地區(qū)。湖南省經(jīng)濟(jì)重心的變化趨勢大致可分為兩個階段：第一階段（2007-2012年）從西南向東北方向移動，政策的變動在一定程度上影響著經(jīng)濟(jì)重心的移動，在此期間，國家批準(zhǔn)在長株潭建設(shè)綜合性國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地、長株潭城市群“兩型”社會建設(shè)、同意湘潭高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)升級為國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)和“3+5”城市群建設(shè)等相關(guān)政策使得東北部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展;第二階段（2012-2016年）左右波動地向南移動，移動了1.042km，年平均移動0.466km。這與湘南地區(qū)的發(fā)展密不可分，該時期湘南承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)正式得到了國家的批準(zhǔn)，成為了第4個國家級承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)，并且衡陽作為湘南地區(qū)科技創(chuàng)新的綜合示范區(qū)，不僅轉(zhuǎn)變了衡陽的發(fā)展方式、調(diào)整了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，還帶動了湘南地區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2、湖南省人口重心與經(jīng)濟(jì)重心的耦合性演變

在空間重疊性方面，2007-2016年湖南省人口重心和經(jīng)濟(jì)重心的距離由2007年的37km增長到了2016年的45km，其之間的距離變化可大致分為兩個階段。第一階段（2007-2012年），耦合性減弱階段，人口重心和經(jīng)濟(jì)重心在個別年份上有所變動，但其主要移動方向為西南—東北。第二階段（2012-2016年），耦合性增強階段，人口重心和經(jīng)濟(jì)重心在小范圍之間波動并逐漸穩(wěn)定，兩重心的耦合性的協(xié)調(diào)程度不斷加強。

在變動一致性方面，2007-2016年湖南省人口重心、經(jīng)濟(jì)重心的變動方向可分為三種情況。第一種情況，人口重心和經(jīng)濟(jì)重心的變動基本一致，在2007-2008年、2010-2011年、2012-2013年、2013-2014年和2014-2015年，這5個年份的兩重心變動一致性分別為0.88、0.58、0.60、0.99和0.94。第二種情況，兩重心變動不一致、變動方向相反，在2015-2016年這一年里兩重心變動一致性為-0.99。第三種情況，兩重心的變動的相關(guān)性不大，在2008-2009年、2009-2010年和2011-2012年，這3個年份的兩重心的變動一致性分別為0.06、0.06、0.29。

將空間重疊性和變動一致性兩者綜合來看，湖南省人口重心和經(jīng)濟(jì)重心的耦合關(guān)系較為明顯。其空間重疊性波動幅度不大，且在緩慢增強;變動一致性大多數(shù)年份為正值，表明兩重心的變動方向較為一致。人口重心的移動距離較短，呈現(xiàn)出一定程度的時滯性，目前湖南省人口重心和經(jīng)濟(jì)重心的耦合性還在不斷變化中。

四、結(jié)論

本文利用重心模型測算了湖南省2007-2016年人口重心和經(jīng)濟(jì)重心的演變情況，并對兩者進(jìn)行了耦合性分析。結(jié)果表明：湖南省的人口重心在2007-2016年間一直位于湖南省地理幾何中心的東北部，變化的總方向為西南—東北，但是東西的差異程度大于南北的差異程度，人口分布不均衡。經(jīng)濟(jì)重心在這十年里也一直位于湖南省地理幾何中心的東北部，但比人口重心偏離的程度更大，西南—東北也為其變化的總方向，其南北的差異程度比東西的差異程度大，經(jīng)濟(jì)分布也不均衡。并且，人口重心一直位于經(jīng)濟(jì)重心的西南部，遷移的距離較短，具有一定程度上的時滯性。兩者之間的空間重疊性緩慢增加，變動一致性波動較大，處于變化之中?？偟膩碚f，湖南省人口重心與經(jīng)濟(jì)重心的耦合關(guān)系較為顯著。

綜上所述，為了使湖南省人口與經(jīng)濟(jì)的分布更為均衡，并使人口與經(jīng)濟(jì)能合理分布以此增強經(jīng)濟(jì)分布的優(yōu)勢性，在經(jīng)濟(jì)方面，湖南省可對本省西部采取適當(dāng)措施來拉動經(jīng)濟(jì)的增長，比如充分利用本區(qū)域的自然與人文資源發(fā)展別具特色的旅游業(yè)等特色產(chǎn)業(yè)、由發(fā)達(dá)的東部北部地區(qū)拉動西部南部地區(qū)的發(fā)展、利用區(qū)位優(yōu)勢加強與周邊經(jīng)濟(jì)實力強省份的經(jīng)濟(jì)交流等。在人口方面，湖南省要加快落實戶籍改革政策，減少對人口遷移的限制，提高人口重心和經(jīng)濟(jì)重心的耦合性，使各類資源得到更加合理有效的配置。

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【作者簡介】

郝 琪（1998-）女，湖南岳陽人，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)在讀本科生.

謝紅霞 （1973-）女，湖南岳陽人，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院副教授，研究方向：環(huán)境遙感與GIS，本文通訊作者.

隋 兵（1975-）男，湖南岳陽人，氣象防災(zāi)減災(zāi)湖南省重點實驗室，副研究員，研究方向：氣象科學(xué).