馬艷紅，劉海龍，牛娟

（山西師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，山西臨汾 041000）

人口空間分布格局是人文地理學(xué)研究的核心內(nèi)容，可以揭示區(qū)域人口空間分布特征，對(duì)實(shí)現(xiàn)人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的意義[1]。當(dāng)今世界人口迅猛增加造成的資源短缺，生態(tài)惡化以及環(huán)境污染問題正在全球范圍內(nèi)蔓延，嚴(yán)重影響了全球的生態(tài)平衡。人口問題日益嚴(yán)峻，各國(guó)學(xué)者把人口分布看作人口研究的重點(diǎn)領(lǐng)域，針對(duì)各國(guó)的實(shí)際情況準(zhǔn)確預(yù)測(cè)本國(guó)未來的人口分布并制定相應(yīng)的人口發(fā)展戰(zhàn)略。研究人口分布問題，可以清楚地揭示人口分布規(guī)律，從而促進(jìn)區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展。我國(guó)學(xué)者們也十分重視對(duì)人口分布的研究，主要采用GIS[2]和統(tǒng)計(jì)分析的一些方法對(duì)影響人口分布的因素進(jìn)行分析，立足過去與現(xiàn)在，探討經(jīng)濟(jì)因素、交通條件、地形條件等對(duì)人口分布格局的影響[3-9]。1935年胡煥庸首次提出中國(guó)的人口分界線[3]。楊強(qiáng)等[4]運(yùn)用人口分布系數(shù)、基尼系數(shù)、空間自相關(guān)等方法，對(duì)1935—2010年中國(guó)人口分布空間格局及其演變特征進(jìn)行了分析。曾永明[5]從縣域尺度基于1990—2010年的人口普查數(shù)據(jù)，對(duì)中國(guó)人口的空間分布格局和非均衡性測(cè)度進(jìn)行分析。車冰清等[6]綜合克里金插值法和半變異函數(shù)方法，從鎮(zhèn)域尺度對(duì)江蘇省的人口進(jìn)行時(shí)空分析。葛美玲[7]運(yùn)用人口密度和重心分析的方法把中國(guó)人口地理分布分成9個(gè)區(qū)域進(jìn)行論述。車冰清[8]基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)單元人口數(shù)據(jù)和相關(guān)年份的城市建設(shè)用地，運(yùn)用空間分析和統(tǒng)計(jì)分析方法，分析城鎮(zhèn)—農(nóng)村尺度江蘇省流動(dòng)人口分布格局的時(shí)空演變特征。封志明[9]等通過分析中國(guó)的地形起伏度，把地形地貌與人口數(shù)據(jù)疊加分析，探究了人口分布與地形的相關(guān)性。目前，人口分布空間格局研究發(fā)展至今，大多集中在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省份，關(guān)于山西省的研究尚不多見。本文基于GIS方法對(duì)山西省人口分布空間格局進(jìn)行分析，探討山西省2005—2016年的人口重心遷移現(xiàn)狀，對(duì)山西省制定正確的人口政策，協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要的作用。

1 研究區(qū)概況

山西省屬于中國(guó)內(nèi)陸省份，位于黃河中游東岸，處于太行山以西、呂梁山以東。山西省行政區(qū)劃包括11個(gè)地級(jí)市，119個(gè)縣級(jí)行政單元（包括23個(gè)市轄區(qū)、11個(gè)縣級(jí)市、85個(gè)縣）。2016年，山西省常住人口3 681.6萬(wàn)人，省域面積15.67萬(wàn)平方千米，人口密度為235人/平方千米。隨著經(jīng)濟(jì)和人口城鎮(zhèn)化的發(fā)展，山西省的人口分布呈現(xiàn)出不平衡的現(xiàn)象，且這種趨勢(shì)不斷增強(qiáng)。山西省地理位置優(yōu)勢(shì)明顯，是聯(lián)通東西部經(jīng)濟(jì)往來的橋梁，因此研究該地區(qū)的人口分布空間格局有著重要的意義，對(duì)協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)和人口的發(fā)展起著一定的作用。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

本文以縣域?yàn)檠芯繂卧罁?jù)國(guó)家2005年縣域行政區(qū)劃為基礎(chǔ)地圖，對(duì)現(xiàn)行行政區(qū)劃調(diào)整的區(qū)域做了相應(yīng)的合并處理，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。人口數(shù)據(jù)參考各年份的《山西省統(tǒng)計(jì)年鑒》[10]。圖件所涉及的行政區(qū)域邊界來源于國(guó)家地理信息中心（http：//ngcc.sbsm.gov.cn/）1：400 萬(wàn)數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1 人口密度

假設(shè)某地區(qū)人口總數(shù)為P,總面積為A，地區(qū)人口密度為D，單位為人/平方千米，則公式為：

2.2.2 基尼系數(shù)

本文通過對(duì)2005—2016年山西省的人口和面積兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，建立山西省人口分布洛倫茲曲線，通過計(jì)算基尼系數(shù)來定量評(píng)價(jià)山西省的人口分布。

其計(jì)算公式[11]為：

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓方法

本文通過對(duì)山西省2005—2016年人口數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓進(jìn)行研究，揭示了山西省人口重心的遷移趨勢(shì)。

其計(jì)算公式[12]為：

重心：

方位角：

x軸的標(biāo)準(zhǔn)差：

y軸的標(biāo)準(zhǔn)差：

3 人口空間格局演變分析

3.1 人口密度分析

人口密度是體現(xiàn)人口分布最重要的方式和衡量人口分布區(qū)域差異的重要因素。本文結(jié)合山西省實(shí)際情況，將人口密度分為7級(jí)[4]：集聚核心區(qū)（人口密度≥1 000人/平方千米）、高度集聚區(qū)（人口密度500～1 000人/平方千米）、中度集聚區(qū)（人口密度400～500人/平方千米）、低度集聚區(qū)（人口密度200～400人/平方千米）、一般過渡區(qū)（人口密度100～200人/平方千米）、相對(duì)稀疏區(qū)（人口密度50～100人/平方千米）和絕對(duì)稀疏區(qū)（人口密度<50人/平方千米），運(yùn)用ArcGIS10.3將山西省各縣市數(shù)據(jù)與縣級(jí)行政區(qū)劃進(jìn)行疊加，繪制出山西省2005—2016年人口密度分布圖，見圖1，用來揭示人口集聚現(xiàn)象和空間分布特征。

從2005—2016年，絕對(duì)稀疏區(qū)沒有發(fā)生變化，包括臨汾市安澤縣和忻州市岢嵐縣，其中岢嵐縣地處黃土高原中部，水土流失嚴(yán)重；安澤縣居于太岳山區(qū)，自然環(huán)境惡劣，因此人口較少，密度較小。相對(duì)稀疏區(qū)、一般過渡區(qū)、低度集聚區(qū)和中度集聚區(qū)的數(shù)量都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中呂梁市的方山縣和中陽(yáng)縣都由相對(duì)稀疏區(qū)轉(zhuǎn)化為一般過渡區(qū)，不同的是發(fā)生改變的時(shí)間不一，方山縣是在2008年，而中陽(yáng)縣在2014年，時(shí)間晚于方山縣；呂梁市的臨縣從2005—2014年人口密度狀況都處于一般過渡區(qū)，在2016年則轉(zhuǎn)化為低度集聚區(qū)；晉中市的平遙縣和文水縣都從低度集聚區(qū)變成中度集聚區(qū)，其中文水縣共發(fā)生三次轉(zhuǎn)變，第一次于2008年由低度集聚區(qū)變成中度集聚區(qū)，第二次則是在2010年降為低度集聚區(qū)，2012年至今人口密度情況保持在中度集聚區(qū)狀態(tài)，而平遙縣的人口密度則是在2012年發(fā)生改變的；運(yùn)城市的稷山縣、臨汾市的洪洞縣以及孝義市都有原來的中度集聚區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨燃蹍^(qū)，其中稷山縣的人口密度早在2008年就發(fā)生轉(zhuǎn)變，而洪洞縣和孝義市的改變則發(fā)生在2014年。集聚核心區(qū)的數(shù)量從2005—2016年沒有發(fā)生任何變化，人口密度從大到小依次為晉城市區(qū)，長(zhǎng)治市區(qū)、太原市區(qū)以及陽(yáng)泉市區(qū)。其中太原市作為山西省的省會(huì)城市，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，人口密集；而相對(duì)密度較大的晉城市則是因?yàn)榻ǔ蓞^(qū)面積較小，人口稠密?？偟膩碚f，山西省人口密度主要集中在一般過渡區(qū)，人口密度大約為100～200人/平方千米，在數(shù)量上占縣級(jí)行政區(qū)數(shù)量的30%。從市域尺度看，太原市始終是人口密度最大的地市。

3.2 洛倫茲曲線分析

本文通過繪制山西省2005—2016年的面積與人口之間的洛倫茲曲線見圖2，直觀地表現(xiàn)了山西省人口分布的不均衡性。

在洛倫茲曲線圖中,中間的對(duì)角線代表著均勻分布。一般來說，一個(gè)地區(qū)的人口分布，不可能絕對(duì)均勻，也不可能絕對(duì)不均勻，應(yīng)該是處于兩者之間。在洛倫茲曲線中，分布越不平衡，曲線就越向橫軸突出，曲線與均勻分布的對(duì)角線之間的面積越大[5.13]。從整體上看，2005—2016年，洛倫茲曲線偏離均勻分布的程度越來越大，具體表現(xiàn)為越向橫軸突出，即山西省的人口與面積分布的不平衡性加劇，也就是說山西省人口分布的不平衡現(xiàn)象明顯。例如山西省40%的人口數(shù)量，2005—2008年分布在15%的土地面積上；2010—2012年則分布在13%的土地面積上；2014—2016年分布在11%的土地面積上。2005—2008年80%的人口分布在50%的土地上；2010—2012年80%的人口分布在45%的土地上；2014—2016年80%的人口分布在43%的土地面積上。分布面積逐年降低，意味著人口分布的不均勻性不斷加強(qiáng)。在洛倫茲曲線的基礎(chǔ)上，計(jì)算出山西省2005—2016年的人口密度基尼系數(shù)，并繪制出山西省基尼系數(shù)變化趨勢(shì)（圖2）。2005—2016年基尼系數(shù)大致呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，從2005年基尼系數(shù)值G=0.42上升至2016年基尼系數(shù)值G=0.48（圖3）。根據(jù)聯(lián)合國(guó)有關(guān)組織的規(guī)定，人口密度的基尼系數(shù)為0.40是人口空間分布均勻的警戒線[11]。山西省的人口密度基尼系數(shù)均大于0.40，說明山西省的人口分布處于不均勻的狀態(tài)。

圖2 山西省2005—2016年面積與人口之間的洛倫茲曲線

圖3 山西省2005-2016年基尼系數(shù)

3.3 人口重心分析

人口重心的遷移是衡量地區(qū)人口空間分布演變的重要指標(biāo)，重心的位置一般都是用經(jīng)緯度來表現(xiàn)[14-15]。結(jié)合ArcGIS10.3繪制山西省2005—2016年人口分布的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓空間分布趨勢(shì)圖（圖4）。

山西省的人口重心位于晉中市的平遙縣內(nèi)，2005—2016年人口重心的遷移先向東北移動(dòng)，雖在2010年出現(xiàn)拐點(diǎn)向西北移動(dòng)，但總體上呈現(xiàn)出向東北移動(dòng)的趨勢(shì)。從方位角分析，2005年標(biāo)準(zhǔn)差橢圓方位角23.529°，2010年方位角23.309°，2016年方位角23.928°。方位角經(jīng)歷了先變大到2010年變小然后繼續(xù)變大的過程，方位角度變化值為0.619°。從經(jīng)緯度分析，2005年人口重心位于112°1'E，37°26'N；2010 年人口重心位于112°28'E，37°27'N；2015 年人口重心位于112°15'E；37°30'N；2016 年人口重心位于 112°17'E；37°28'N從這些定量數(shù)據(jù)來看，人口重心在經(jīng)度上東西移動(dòng)了1.8'，在緯度上南北移動(dòng)了0.4'，經(jīng)度的移動(dòng)明顯大于緯度的移動(dòng)，表明近十年山西省人口重心在緯度上變化平穩(wěn)，在經(jīng)度上變化較大，換句話說，近十年的山西省人口分布在東西方向上的不均衡性明顯強(qiáng)于南北方向。出現(xiàn)這樣的原因，主要是由于省會(huì)太原以及一些東部城市發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)水平高，城市的影響力在不斷擴(kuò)大，對(duì)人員的吸引力加大。

4 人口分布空間格局的影響因素

4.1 人口分布與自然因素

自然因素在一定程度上對(duì)人口分布格局有著重要的作用。影響山西省人口分布的自然因素主要是地形因素和河流因素，山西省人口分布相對(duì)密集的地方主要集中在太原盆地、臨汾盆地以及運(yùn)城盆地（圖5），地勢(shì)平坦的地形因素和良好的水資源條件對(duì)人口的分布產(chǎn)生極大的影響。這些區(qū)域地處盆地，沿汾河分布，地勢(shì)平坦，水源充足，水熱條件良好，適合人類的居住。從圖1可以發(fā)現(xiàn)，2005—2016年人口密度增大的地區(qū)也是沿著以上地區(qū)改變。反之，人口分布也會(huì)受到自然因素的限制，山西省地勢(shì)較高，省域內(nèi)有太行山、呂梁山，太岳山、中條山等山脈，這些山脈對(duì)人口的分布有著一定的限制性。山西省人口分布相對(duì)稀疏的臨汾市安澤縣和忻州市岢嵐縣，在很大程度上受地形因素影響。岢嵐縣位于呂梁山區(qū)，居于黃土高原之上，地勢(shì)高，水土流失嚴(yán)重，土地貧瘠；安澤縣位于太岳山區(qū)，地形崎嶇，自然環(huán)境惡劣，人口密度小，人口分布稀疏。

圖4 山西省2005—2016年人口分布的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓

4.2 人口分布與經(jīng)濟(jì)因素

經(jīng)濟(jì)因素是人口分布的首要?jiǎng)恿?，城市化水平和工業(yè)化水平推動(dòng)著人口的集聚和流動(dòng)。人口和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展一般來說都是同步進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)的繁榮必定會(huì)吸引人口的增長(zhǎng)。山西省人口分布密度較高的地區(qū)太原市，作為省會(huì)城市,GDP產(chǎn)值增長(zhǎng)迅速，2005—2016年的地區(qū)生產(chǎn)總值由41 795 200萬(wàn)元增長(zhǎng)到129 662 000萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速，城市化水平高，社會(huì)公共設(shè)施完善，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，提供大量的就業(yè)機(jī)會(huì)，2016年太原市第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值72 181 200萬(wàn)元，貢獻(xiàn)率高達(dá)55.6%，這些在一定程度上促進(jìn)了人口的集聚。山西省的大同市，人口密度相對(duì)較高，主要得益于大同市的經(jīng)濟(jì)水平。大同市的地區(qū)生產(chǎn)總值十年間發(fā)展同樣迅速，2005年GDP為8 931 620萬(wàn)元到2016年則提高到29 556 045萬(wàn)元。作為山西省的第二大城市，煤炭資源豐富，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值2016年為10 674 889萬(wàn)元，貢獻(xiàn)率達(dá)36.1%，工業(yè)化水平高，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚。晉東南地區(qū)城市崛起，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系密集，經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，城市化水平逐漸上升，公共服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施相應(yīng)完善，與河南、陜西的聯(lián)系逐漸增強(qiáng)，吸引人口集聚。臨汾和運(yùn)城，位于晉陜?cè)S河金三角地區(qū)，經(jīng)濟(jì)區(qū)位得天獨(dú)厚，且在金三角的地位和作用日益顯著，地區(qū)聯(lián)動(dòng)作用加強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，且位于汾河谷地，第一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)良好，加之地區(qū)內(nèi)有高校分布，高素質(zhì)人才的帶動(dòng)作用加強(qiáng)，形成人口的集聚區(qū)。

圖5 山西省人口分布地形圖

4.3 人口分布與政策因素

政策對(duì)地區(qū)人口的分布和空間格局的演變有著一定程度的引導(dǎo)和控制作用，它是政府干預(yù)的主要表現(xiàn)手段[16]。2005—2016年，山西省正處于國(guó)家實(shí)施中部崛起的發(fā)展戰(zhàn)略之中，發(fā)展活力增強(qiáng)，可持續(xù)發(fā)展能力顯著提升，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平明顯提高，社會(huì)穩(wěn)定程度趨于和諧。2012年，國(guó)務(wù)院正式批復(fù)建立中原經(jīng)濟(jì)區(qū)，其中有山西省的晉城市、長(zhǎng)治市、運(yùn)城市，打開了山西省東南部的大門，這些都在一些程度上促進(jìn)了山西的發(fā)展。山西省得到國(guó)家政策的支持，大力進(jìn)行經(jīng)濟(jì)體制改革，利用煤炭產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，積極推進(jìn)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長(zhǎng)，形成“一核一圈三群[17]”的發(fā)展模式，以省會(huì)太原作為核心城市，帶動(dòng)其他城市和縣域的繁榮，促進(jìn)山西省經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。交通等基礎(chǔ)設(shè)施不斷增強(qiáng)，高速公路、國(guó)道和鐵路四通八達(dá)，省域內(nèi)更有石太、大西高鐵貫通。其中大西高鐵更是貫穿南北，加強(qiáng)山西各城市的交流和聯(lián)系，促進(jìn)縣域間人員往來，帶動(dòng)城市發(fā)展。隨著中國(guó)特色社會(huì)主義的發(fā)展，政策的支持作用越來越明顯，在政策的支持帶動(dòng)下提供了大量的發(fā)展機(jī)遇，吸引了大量的外來人口在山西省的集聚。

5 結(jié)論

1）從人口密度來看，山西省的人口分布存在著顯著的差別。整體而言，人口密度主要集中在一般過渡區(qū)，人口密度大約為100～200人/平方千米。從市域尺度看，太原市是人口密度最大的地市，人口密度變化較大。

2）基尼系數(shù)表明山西省的基尼系數(shù)大于0.40，處于不均勻狀態(tài)，洛倫茲曲線表明2005—2016年山西省人口分布不均衡性加強(qiáng)，人口分布不均勻現(xiàn)象顯著。

3）標(biāo)準(zhǔn)差橢圓顯示出山西省人口重心在平遙縣，2005—2016年，人口重心呈現(xiàn)出向東北方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，且東西方向的不均勻性大于南北方向的不均勻性。

4）人口分布空間演變格局受多種因素作用的影響，自然因素、經(jīng)濟(jì)因素和政策因素是引起山西省人口分布的主要因素，多種因素共同促進(jìn)了山西省人口的分布。