魏發(fā)林,閆月娥,周曉雷,馬云瑞,火勛玲

(甘肅省林業(yè)調查規(guī)劃院,甘肅 蘭州 730020)

祁連山北坡牧區(qū)人口經濟壓力空間格局

魏發(fā)林,閆月娥,周曉雷,馬云瑞,火勛玲

(甘肅省林業(yè)調查規(guī)劃院,甘肅 蘭州 730020)

利用主成分分析方法和聚類分析，對祁連山北坡牧區(qū)人口經濟壓力空間格局進行了研究。結果表明：祁連山北坡牧區(qū)人口經濟壓力空間格局具有明顯的地域特征，其特征表現(xiàn)為牧區(qū)西段經濟較發(fā)達、自然資源條件較好、人口增長較快，人口經濟壓力小；東段自然植被較好，經濟開發(fā)不足，人口經濟壓力相對較大；中段隨著經濟進一步發(fā)展，表現(xiàn)出人口經濟壓力由低到高的特征。

祁連山北坡牧區(qū)；人口經濟壓力；主成分分析；空間格局特征

祁連山北坡牧區(qū)是河西走廊內陸河水源供給區(qū)和黃河上游重要的水源補給區(qū)，祁連山北坡牧區(qū)年均出山徑流總量約8×108m3·a-1，占河西地表徑流的11%[1]，養(yǎng)育了河西走廊及黑河下游綠洲的500多萬人民，造就了武威、張掖、酒泉和敦煌等歷史文化名城，滋養(yǎng)了鎳都金昌、鋼城嘉峪關、石油工業(yè)的搖籃玉門、核工業(yè)基地、東風航天城等我國重要的能源、原材料和國防戰(zhàn)略基地，承擔著內蒙古額濟納旗居延海綠洲恢復的重任。因此，祁連山是河西走廊及黑河下游地區(qū)賴以生存發(fā)展的生命線。祁連山北坡牧區(qū)自然環(huán)境特殊，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，人口承載力有限，隨著研究區(qū)人口逐年增加，人口對耕地、牧草地和生產生活能源的需求不斷擴大。但受自然地理、歷史、經濟、社會、文化等因素影響，研究區(qū)第二、三產業(yè)發(fā)展緩慢，農牧業(yè)一直占絕對優(yōu)勢，農牧民就業(yè)渠道窄、增收途徑少。為了增收和改善生活，減緩人口增長規(guī)模與經濟發(fā)展規(guī)模的不協(xié)調性，該區(qū)域只能繼續(xù)擴大農牧業(yè)生產[2]，這種強力發(fā)展第一產業(yè)的社會行為卻直接造成大面積的草原退化[3-4]，退化草地面積達332.00萬hm2，其中沙化型退化草地27.22萬hm2，病蟲害型退化草地58.38萬hm2，鼠兔害型退化草地49.30萬hm2，毒草害型退化草地42.50萬hm2，鹽漬化型退化草地5.67萬hm2[5]。草地退化導致生物資源減少，生物多樣性受到威脅，自然災害增加，經濟發(fā)展速度緩慢，區(qū)域人口、資源、環(huán)境之間的矛盾日趨尖銳，并通過氣候變化、能量交換、物質遷移、水量改變等生態(tài)環(huán)境因子對全球生態(tài)環(huán)境產生影響[6-8]。隨著我國經濟快速發(fā)展與人口數(shù)量膨脹，人口規(guī)模與經濟發(fā)展規(guī)模的協(xié)調問題成為國內外學者的研究熱點，學者們嘗試從不同角度分析經濟發(fā)展與人口增長的空間格局問題[9-20]。正確分析甘肅祁連山北坡牧區(qū)人口與經濟發(fā)展的平衡問題及其成因，針對不同縣、區(qū)存在的人口與經濟發(fā)展不平衡問題制定草原保護對策，具有重要的現(xiàn)實意義。

本研究在前人研究的基礎上，通過對甘肅祁連山北坡牧區(qū)人口經濟壓力狀況進行定量分析，探討該流域人口經濟壓力的空間格局、現(xiàn)狀并提出相應對策。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)位置

祁連山北坡地處甘肅省境內，南以甘肅青海省界為界，北與河西走廊相接，西與當金山口與阿爾金山相連，東止于景泰-永登-紅古-積石山縣一線[21]。研究區(qū)范圍涉及5市10縣的80個鄉(xiāng)鎮(zhèn)及山丹馬場，區(qū)內包含祁連山、鹽池灣和連城3個國家級自然保護區(qū)，總面積963.44萬hm2[4]。

1.2 研究區(qū)自然、經濟概況

1.2.1 自然條件 研究區(qū)長約1 000 km，寬200～400 km，由一系列平行山脈和谷地組成，呈北西西-南東東走向。該區(qū)域以西風氣流為主，具有大陸性氣候和青藏高原氣候綜合影響的特點。年均降水量自東(多年平均降水量403 mm)向西(多年平均降水量174 mm)逐趨減少,蒸發(fā)量自東向西呈增加趨勢,年平均氣溫由東南向西北逐漸降低，日照時數(shù)從東南向西北逐漸增加[21]。一般山前低山屬荒漠氣候，平均氣溫6 ℃左右，年降水量約150 mm；中山下部屬半干旱草原氣候，平均氣溫2～5 ℃，年降水量250～300 mm；中山上部為半濕潤森林草原氣候，年平均氣溫0～1 ℃，年降水量400～500 mm；亞高山和高山屬寒冷濕潤氣候，年均溫-5 ℃左右，年降水量約800 mm[5,22-26]。

研究區(qū)草地面積為486.90萬hm2，占研究區(qū)總面積的50.54%,分為山地溫性草甸、溫性草原、低平地草甸、溫性荒漠草原和栽培草地。其中山地草甸草地面積253.64萬hm2，占草地面積的52.09%；干草地面積156.00萬hm2，占草地面積的32.04%；低濕草地面積4.22萬hm2，占草地面積的0.87%；荒漠灌草地面積71.9萬hm2，占草地面積的14.77%；栽培草地面積1.14萬hm2，占草地面積的0.23%。

1.2.2 經濟狀況 據統(tǒng)計，截至2013年底，研究區(qū)總人口130.91萬人，其中，農業(yè)人口117.35萬人，占研究區(qū)人口總數(shù)的89.64%；牧民人口3.96萬人，占研究區(qū)人口總數(shù)的3.02%，少數(shù)民族人口5.51萬人，占研究區(qū)人口總數(shù)的4.21%。

研究區(qū)勞動力資源豐富，勞動力占農村人口總數(shù)的57%。各行業(yè)勞動力所占比例為：農林牧漁業(yè)占42.78%，工業(yè)占2.06%，建筑業(yè)占2.35%，交通倉儲郵電通訊業(yè)占1.54%，批發(fā)零售貿易餐飲業(yè)占2.18%，其它非農產業(yè)占8.36%。

研究區(qū)文盲或半文盲人數(shù)6.04萬人，占區(qū)內總人口的4.6%，小學文化程度人數(shù)31.03萬人，占區(qū)內總人口的23.7%；初中文化程度人數(shù)28.63萬人，占區(qū)內總人口的22.0%；高中文化程度人數(shù)13萬人，占區(qū)內總人口的9.9%；中專文化程度人數(shù)7.03萬人，占研究區(qū)總人口的5.4%，在校學生人數(shù)為21.6萬人，占研究區(qū)總人口的16.5%。

研究區(qū)阿克塞、肅北、肅南、天祝四縣以畜牧業(yè)為主，山丹、山丹馬場、民樂、涼州、甘州、永昌、古浪、永登8縣(區(qū)、場)農牧兼營。研究區(qū)各縣區(qū)農民收入水平差距較大。2013年，除天祝、古浪兩縣外的10個縣(區(qū)、場)的農民人均純收入高于全省平均水平。但占研究區(qū)人口總數(shù)80.6%的農民人均純收入低于全國平均水平8 890元。

1.3 研究方法與步驟

在搜集整理原始數(shù)據和對原始數(shù)據進行標準化處理的基礎上，通過SPSS 17.0 for windows軟件首先進行主成分分析，對經過標準化處理后的數(shù)據進行主成分分析，得到各個主成分因子的方差貢獻率和累積方差貢獻率。根據回歸法計算得出各主成分因子得分系數(shù)矩陣，再根據各主成分因子得分系數(shù)矩陣，獲得因子得分函數(shù)，并計算得出祁連山牧區(qū)各地區(qū)的主成分因子得分矩陣。將各個主成分的方差貢獻率作為權重，對各個評價的主成分進行線性加權求和，所得結果為最終評價結果，即研究區(qū)的人口經濟壓力指數(shù)；然后根據研究區(qū)各縣區(qū)人口經濟壓力指數(shù)，采用聚類分析，得出人口經濟壓力的空間格局[14-18，20,26-31]。

1.4 數(shù)據來源、標準化處理及計算結果

1.4.1 數(shù)據來源 原始數(shù)據來源于甘肅統(tǒng)計年鑒[32-35]和中國統(tǒng)計年鑒[36-39]，甘肅祁連山北坡水源涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護與綜合治理規(guī)劃[2]，以及相關地方政府統(tǒng)計數(shù)據和政府工作報告整理計算所得數(shù)據。

1.4.2 評價因子的選取 為了定量地測定祁連山北坡牧區(qū)的人口壓力指數(shù)，科學合理地設計一組人口壓力指標體系，使評價的結果具有科學性、合理性和實際性。在參考眾多學者提出的評價指標的基礎上[14-18,25-31]，選取了適合該研究區(qū)的評價指標體系。

1)人口增長壓力，選取人口自然增長率(a1)指標，人口自然增長率越高，人口增長壓力越大。2)人口素質壓力，選取學齡兒童入學率(a2)，比例越大人口素質壓力越小。3)人口生活水平壓力，選取人均國內生產總值(a3)、城鄉(xiāng)居民人均儲蓄余額(a4)和農民人均純收入(a5)3個指標，指標數(shù)值越大壓力越小。4)人口就業(yè)壓力，選取城鎮(zhèn)登記失業(yè)率(a6)和農村勞動力占總人口比例(a7)兩個指標，失業(yè)率越高壓力越大，農村勞動力占總人口比例越大壓力越大。其中，人口增長壓力、人口素質壓力反映了人口系統(tǒng)對自身的壓力，人口生活水平壓力、人口就業(yè)壓力反映了人口系統(tǒng)對經濟系統(tǒng)的壓力。

1.4.3 數(shù)據的標準化處理 針對原始數(shù)據中存在數(shù)值越大壓力越大和數(shù)值越小壓力越大兩種類型，分別采用不同的標準化方法[15-17]。

數(shù)值越大壓力越大型指標標準化處理方法：

Xi=(xi-xmin)/(xmax-xmin)；

數(shù)值越小壓力越大型指標標準化處理方法：

Xi=1-(xi-xmin)/(xmax-xmin).

式中：i= 1，2，……，n為指標編號；Xi為經過標準化處理后的指標；xi為原始指標；xmin為指標的最小值；xmax為指標的最大值。

2 結果與討論

2.1 數(shù)據標準化處理

對已收集數(shù)據進行標準化處理，得到分析數(shù)據見表1。

2.2 主成分分析

依據研究方法，1998-2013年，前3個主成分因子的累計方差貢獻率分別達到90.768%，88.212%,90.269%，92.9374%(表2)，表明前3個主成分因子已經能夠反映原始變量85%以上的信息，所以只提取前3個主成分因子。根據回歸法計算得出各主成分因子得分系數(shù)矩陣，在根據各主成分因子得分系數(shù)矩陣，獲得因子得分函數(shù)，并計算得出祁連山牧區(qū)各地區(qū)的主成分因子得分矩陣。將各個主成分的方差貢獻率作為權重，對各個評價的主成分進行線性加權求和，所得結果為最終評價結果Y，即

式中：k表示提取的主成分因子個數(shù)；i表示原始數(shù)據中指標的個數(shù)；Yi表示某地區(qū)第i個主成分因子的得分；ai表示某地區(qū)第i個主成分的方差貢獻率；Y為最終的評價結果，即某地區(qū)的人口經濟壓力指數(shù)。

2.3 各縣(區(qū))人口經濟壓力指數(shù)

通過計算分別得到1998、2003、2008和2013年祁連山牧區(qū)各個縣、區(qū)的人口經濟壓力指數(shù)(表3)。人口經濟壓力指數(shù)反映區(qū)域人口與經濟的協(xié)調性，其絕對值越趨于0，意味著人口與經濟的協(xié)調性越良好。祁連山北坡牧區(qū)人口經濟發(fā)展水平較低時，人口與經濟協(xié)調性較好，但是隨著經濟發(fā)展，人均收入的增加，環(huán)境破壞由輕趨重，人口經濟壓力隨經濟的增長而加劇(表3)。當經濟發(fā)展到一定水平后，隨著人口素質的提高，環(huán)境破壞由重趨輕，人口經濟壓力程度逐漸減緩并得到改善。這跟20世紀50年代，研究者提出適度人口的觀點[40-41]，以及改革開放以后，其他學者提出

表1 1998-2013年甘肅祁連山牧區(qū)人口經濟壓力標準化處理后相關數(shù)據Table 1 Standardized processing data of evaluation indicator from 1998 to 2013

注：a1，人口自然增長率；a2,學齡兒童入學率;a3,人均國內生產總值;a4,城鄉(xiāng)居民人均儲蓄余額;a5,農民人均純收入;a6,城鎮(zhèn)登記失業(yè)率;a7,農村勞動力占總人口比例。

Note: a1, rate of natural population increase; a2, enrollment rate of children of school age; a3, per capita GDP; a4, per capita savings balance of urban and rural residents; a5, rural per capita net income; a6, the registered urban unemployment rate; a7, proportion of the total population of the rural labour force.

表2 1998-2013年祁連山牧區(qū)經濟壓力各主成分因子方差貢獻率Table 2 Economic pressure in the pastoral areas of Qilian Mountains for the years 1998-2013: the principal component factor variance contribution rate

注：1-人口自然增長率；2-學齡兒童入學率；3-人均國內生產總值；4-農民人均純收入；5-城鄉(xiāng)居民人均儲蓄余額；6-城鎮(zhèn)登記失業(yè)率; 7-農村勞動力占總人口的比例。

Note: 1-rate of natural population increase; 2-enrollment rate of children of school age; 3-per capita GDP; 4-per capita savings balance of urban and rural residents; 5-rural per capita net income; 6-the registered urban unemployment rate; 7-proportion of the total population of the rural labour force

表3 1998-2013年甘肅祁連山牧區(qū)各縣(區(qū)) 人口經濟壓力指數(shù)Table 3 Index of the population-economic pressure of county or district in the pastoral areas of Qilian Mountains for the years 1998-2013

的人口與經濟協(xié)調發(fā)展[42-43]的相關理論基本吻合。

數(shù)據顯示，雖然祁連山北坡牧區(qū)各縣、區(qū)人口經濟壓力指數(shù)呈現(xiàn)良性協(xié)調趨勢，但區(qū)域內部指數(shù)也呈現(xiàn)兩極分化，牧區(qū)西段的阿克塞縣、肅北縣、肅南縣人口經濟壓力指數(shù)為負；牧區(qū)東段的涼州區(qū)、古浪縣、天?？h和永登縣的人口經濟壓力指數(shù)為正；中段的民樂縣、甘州區(qū)、山丹縣和永昌縣，人口經濟壓力指數(shù)在1998年均為負，2003年只有甘州區(qū)和山丹縣為負，2008年和2013年均為正。

2.4 人口經濟壓力的空間格局

根據研究區(qū)各縣區(qū)人口經濟壓力指數(shù)4個年度值的平均值，基于統(tǒng)計的聚類方法，把各地人口經濟壓力指數(shù)總體水平分為4種類型(表4)。

表4 1998-2013年祁連山牧區(qū)各縣區(qū)人口 經濟壓力指數(shù)綜合分類表Table 4 Comprehensive classification table of the population-economic pressure index

第Ⅰ類有阿克塞縣和肅北縣，人口經濟壓力指數(shù)分別在-1.311～-0.494，-1.606～-0.769，人口經濟壓力小，經濟優(yōu)勢明顯，人口承載力強。

第Ⅱ類僅有肅南縣，人口經濟壓力指數(shù)在-0.326～-0.113，人口經濟壓力較小，經濟優(yōu)勢較明顯，還有一定的人口承載力，人口與經濟發(fā)展比較協(xié)調。

第Ⅲ類包括民樂縣、甘州區(qū)、山丹縣、永昌縣、涼州區(qū)、天?？h和永登縣，人口經濟壓力指數(shù)在-0.405～0.828，人口經濟壓力適中，人口增長與經濟發(fā)展基本協(xié)調，但是人口承載潛力已經表現(xiàn)出來，在發(fā)展經濟的同時，要重視人口增長帶來的壓力。

第Ⅳ類僅有古浪縣，人口經濟壓力指數(shù)在0.517～1.039，人口經濟壓力較大，經濟發(fā)展水平低，經濟增長滯后于人口增長。人口對經濟發(fā)展的壓力，已經制約了經濟的發(fā)展，經濟發(fā)展水平也已經不能滿足人口的增長，應該考慮改變現(xiàn)有的狀況，在控制人口增長的同時，改變經濟增長方式，以達到人口規(guī)模和經濟規(guī)模的協(xié)調發(fā)展。

3 討論與結論

自然資源和生態(tài)環(huán)境承載能力是有限的，人口的快速增長必然加大對資源和環(huán)境的壓力，最終導致生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定性增加，生態(tài)安全風險度增大，進而引發(fā)環(huán)境退化和生態(tài)失調。

據1998-2013年縣(區(qū))人口統(tǒng)計資料，研究區(qū)人口從20世紀90年代后期的73.25萬人增至2013年的130.91萬人，增長近1倍。其中農業(yè)人口由90年代的71.04萬人增加到117.35萬人，增加了46.31萬人。由于農牧民就業(yè)渠道窄、增收途徑少，為了就業(yè)、增收和生活，人們只能繼續(xù)從事農牧業(yè)。同時，隨著人口劇增，對耕地、牧草地和生產生活能源的需求就不斷擴大，從而導致耕地、草地規(guī)模不斷擴張，農牧業(yè)向高海拔區(qū)域不斷推進，大量擠占林地。但在研究區(qū)486.90萬hm2的范圍內，3 000 m以上的高海拔地區(qū)占到研究區(qū)土地面積的80%以上，而且絕大部分屬于高寒草甸、半荒漠、荒漠和永久冰雪地帶，生態(tài)承載力極低，生態(tài)脆弱性很高。結果，在人類頻繁活動的作用下，局部區(qū)域出現(xiàn)人口與經濟的極度不協(xié)調。對于生態(tài)環(huán)境較好、林草地面積大、人均生態(tài)資源占有比例高的肅南、肅北、阿克塞經濟發(fā)展所依賴的生態(tài)資源支撐力較強，人口經濟壓力指數(shù)為負。反之，資源總量與經濟急速發(fā)展的需求不匹配，經濟發(fā)展支撐能力弱的涼州區(qū)、古浪縣、天?？h和永登縣的人口經濟壓力指數(shù)為正。

祁連山北坡牧區(qū)西段三縣為少數(shù)民族縣，地廣人稀，礦產資源豐富，發(fā)達的第二產業(yè)位于甘肅前列項目，帶動了該段縣區(qū)人均GDP、人均農牧民純收入、人均儲蓄余額的增長。但由于較高的人口自然增長率、低學齡兒童入學率和高農村勞動力人口比例，使得區(qū)域人口對環(huán)境保護意識較淡薄，三縣均表現(xiàn)出重經濟開發(fā)輕環(huán)境保護現(xiàn)象，生態(tài)環(huán)境破壞較為嚴重，總體呈現(xiàn)人口經濟壓力的不協(xié)調[2]。牧區(qū)東段的涼州區(qū)、古浪縣、天?？h和永登縣人多地少，環(huán)境容量小，但所在市經濟總量處于全省前10強，為了進一步提高人均GDP、人均農牧民純收入、人均儲蓄余額等，持續(xù)強度開發(fā)自然資源，導致環(huán)境退化嚴重。但隨著該區(qū)域人口素質的提高，保護環(huán)境的意識逐年提高以及各項生態(tài)保護工程的實施，人口經濟壓力逐年得到減緩。祁連山北坡牧區(qū)中段的民樂縣、甘州區(qū)、山丹縣和永昌縣早期人口經濟壓力表現(xiàn)出人口教育素質不能很好支持經濟發(fā)展，但隨著經濟的進一步發(fā)展，環(huán)境容量限制經濟的快速發(fā)展，人口經濟壓力指數(shù)體現(xiàn)出先負后正的特征。

祁連山北坡牧區(qū)域經濟發(fā)展水平較低時，人口與經濟協(xié)調性較好，但是隨著經濟發(fā)展，人均收入的增加，環(huán)境破壞由低趨高，人口經濟壓力隨經濟的增長而加劇。當經濟發(fā)展到一定水平后，隨著人口素質的提高，環(huán)境破壞由高趨低，人口經濟壓力程度逐漸減緩并得到改善。

因此，祁連山北坡牧區(qū)人口經濟壓力空間格局分為四類，第Ⅰ類有阿克塞縣和肅北縣，人口經濟壓力小；第Ⅱ類僅有肅南縣，人口與經濟發(fā)展比較協(xié)調；第Ⅲ類包括民樂縣、甘州區(qū)、山丹縣、永昌縣、涼州區(qū)、天?？h和永登縣，人口經濟壓力適中，人口增長與經濟發(fā)展基本協(xié)調；第Ⅳ類僅有古浪縣，人口經濟壓力較大，經濟增長滯后于人口增長。

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(責任編輯 茍燕妮)

Spatial pattern of population-economic pressure in the northern slope pastoral areas of Qilian Mountain

Wei Fa-lin, Yan Yue-e, Zhou Xiao-lei, Ma Yun-rui, Huo Xun-ling

(The Forestry Survey and Planning Institute of Gansu Province, Lanzhou 730020)

In this study, we investigated the spatial distribution pattern of population-economic pressure in the Qilian Mountain northern slope pastoral area by employing principal component and cluster analyses. The results indicated there were striking regional characteristics in the spatial distribution pattern of population-economic pressure in the research area. The specific performances indicated the following. The western region had advanced economies, high population growth rate, and population economic pressure was small. The population-economic pressure here showed a negative correlation. The eastern region had a poor natural environment. The population-economic pressure here showed a positive correlation, and population economic pressure were large. In the central region, the population-economy pressure indexes showed a negative to positive correlation with the developing economy.

the northern slope pastoral area； population-economic pressure； principal component analysis； spatial distribution pattern

Zhou Xiao-lei E-mail:18919862656@189.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0531

2015-09-23 接受日期：2016-08-30

甘肅祁連山北坡水源涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護與恢復專題研究項目(GS-QLS-201202)

魏發(fā)林(1962-)，男，甘肅莊浪人，高級工程師，大專，研究方向為山地生態(tài)環(huán)境保護。E-mail:wei_fl@163.com

周曉雷(1973-)，男，甘肅通渭人，教授級高級工程師，博士，研究方向為草地生態(tài)環(huán)境保護與恢復。E-mail:18919862656@189.cn

S812.5;C92

A

1001-0629(2017)1-0203-09*

魏發(fā)林，閆月娥，周曉雷，馬云瑞，火勛玲.祁連山北坡牧區(qū)人口經濟壓力空間格局.草業(yè)科學,2017,34(1)：203-211.

Wei F L,Yan Y E,Zhou X L,Ma Y R,Huo X L.Spatial pattern of population-economic pressure in the northern slope pastoral areas of Qilian Mountain.Pratacultural Science，2017,34(1)：203-211.