李亭亭，顏俊

(1.福建師范大學(xué) 濕潤(rùn)亞熱帶山地生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，福建 福州 350007；2.福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,福建 福州 350007；3.信陽(yáng)師范學(xué)院 地理科學(xué)學(xué)院,河南 信陽(yáng) 464000)

人口分布是人地關(guān)系在特定的時(shí)空背景下的一種反映[1].因此，人地關(guān)系是理清人口空間分布影響因素的基礎(chǔ)[2].隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國(guó)的人口分布也在發(fā)生著變化，其空間分布格局的變化與經(jīng)濟(jì)社會(huì)、資源環(huán)境的變化息息相關(guān).從1935年我國(guó)人口地理學(xué)家胡煥庸提出“愛(ài)輝-騰沖”人口分布線至今，對(duì)于人口分布的研究更加多樣化、多角度，人口分布研究方法和結(jié)論趨于成熟和完善[3].

近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者從不同尺度、不同視角和技術(shù)手段對(duì)人口的空間分布進(jìn)行研究，以探討中國(guó)人口分布的特征，對(duì)我國(guó)各地區(qū)出現(xiàn)的問(wèn)題提出解決對(duì)策.我國(guó)不同領(lǐng)域的學(xué)者使用多種量化方法(主成分分析法[4]、地統(tǒng)計(jì)分析法[5]、地理加權(quán)回歸[6][7]等)分析人口分布的時(shí)空格局，學(xué)者們從大尺度的國(guó)家層面、中尺度的省級(jí)層面、地市級(jí)和縣級(jí)以及小尺度的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)對(duì)中國(guó)人口分布進(jìn)行了深入研究.在國(guó)家層面上，吳瑞君等通過(guò)對(duì)人口普查資料和相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析，認(rèn)為我國(guó)的人口分布仍然符合胡煥庸線的劃分基準(zhǔn)，但在內(nèi)部存在著人口分布的空間不均衡和差異性[8].目前我國(guó)學(xué)者大多從中尺度方面對(duì)人口分布的空間形態(tài)進(jìn)行研究，楊成鳳等通過(guò)對(duì)四川省常住人口分布的現(xiàn)狀及其時(shí)空特征進(jìn)行分析,認(rèn)為川渝地區(qū)人口分布受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響較大[9].曹燦明等通過(guò)對(duì)1982-2010年四次人口普查數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)蘇州市人口分布具有明顯的集聚區(qū)和較為分散的區(qū)域[10].封志明等通過(guò)對(duì)第五次人口普查數(shù)據(jù)的分析，認(rèn)為中國(guó)分縣尺度的人口分布受到經(jīng)濟(jì)條件以及資源環(huán)境的影響更大，并將人口分布劃分為4個(gè)適宜等級(jí)與10個(gè)限制類型[11].而在鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度方面，目前已有的研究側(cè)重于分析地形等自然因素對(duì)人口分布的影響.例如張海霞等使用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究河南省鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度的人口分布及其形成機(jī)制，將河南省的人口分布劃分為三種密度模式，并認(rèn)為地形對(duì)人口分布起決定性作用[5].

基于上述的研究，我國(guó)在人口分布研究領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，但是仍存在一些不足之處，研究尺度需要進(jìn)一步的細(xì)化，很少有學(xué)者基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度展開(kāi)研究，大多數(shù)學(xué)者從省縣級(jí)和國(guó)家尺度出發(fā)，缺乏對(duì)地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口分布特征的探討.安徽省地形地貌復(fù)雜，同時(shí)也是人口大省，其9個(gè)市縣處在淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶的中游，占據(jù)較重要的地理位置.而人口分布的合理與否對(duì)生態(tài)環(huán)境影響重大，因此研究其人口分布具有較好的指導(dǎo)意義.同時(shí)精確到鄉(xiāng)鎮(zhèn)和街道尺度來(lái)分析人口空間分布能減小誤差，更能看出其人口分布的空間狀況.因此本文使用安徽省2010年第六次人口普查數(shù)據(jù)，利用ArcGIS 10.2、GS+ 9.0等軟件，對(duì)安徽省鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度的人口空間分布特征及其影響因素進(jìn)行研究，為相關(guān)部門的管理決策提供依據(jù)，合理引導(dǎo)人口的再分布，促進(jìn)人地關(guān)系的和諧發(fā)展.

1 研究區(qū)域、研究方法及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)域概況

安徽省位于中國(guó)東中部.地勢(shì)北低南高，全省共劃分為5個(gè)地貌區(qū)，即淮北平原，江淮波狀平原，皖西(大別)山地，沿江丘陵平原和皖南山地[12].跨長(zhǎng)江和淮河兩大流域，屬于南暖溫帶和北亞熱帶的過(guò)渡地帶，季風(fēng)氣候顯著[13].全省共有17個(gè)地級(jí)市，105個(gè)縣(市、區(qū))，2010年第六次全國(guó)人口普查資料顯示，全省總?cè)丝诩s5950萬(wàn)人，在全國(guó)排名第9位.全省總面積大致14萬(wàn)km2，人口密度約為430人/km2.人口分布較為集中，全省人口城鎮(zhèn)化水平為43.01%，人均GDP為20888元，發(fā)展水平在全國(guó)范圍居中.

1.2 研究方法

1.2.1 地統(tǒng)計(jì)分析

地統(tǒng)計(jì)學(xué)(Geostatistic)是空間統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)分支，利用隨機(jī)函數(shù)對(duì)不確定的現(xiàn)象進(jìn)行探索分析，并結(jié)合采樣點(diǎn)提供的信息對(duì)未知點(diǎn)進(jìn)行估計(jì)和模擬[14]，用于研究那些在空間上既有隨機(jī)性又有結(jié)構(gòu)性的現(xiàn)象[15].

設(shè)Z(x)是系統(tǒng)某屬性Z在空間位置x處的值，Z(x)為一區(qū)域化隨機(jī)變化量，并且滿足二階平穩(wěn)假設(shè)，h為兩樣本點(diǎn)空間分隔距離(簡(jiǎn)稱間隔距離)，Z(xi)和Z(xi+h)分別是區(qū)域變化量Z(x)在空間位置xi和xi+h處的實(shí)測(cè)值[i=1,2,…,N(h)]，那么，半變異函數(shù)的計(jì)算公式[16]為：

(1)

式(1)中，h為步長(zhǎng)，N(h)為樣本點(diǎn)對(duì)的數(shù)量.

1.2.2 地理加權(quán)回歸模型

區(qū)域人口分布同該地區(qū)的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展不相適應(yīng)，是導(dǎo)致人口分布發(fā)生變動(dòng)的重要原因[17].因此本文通過(guò)地理加權(quán)回歸模型(GWR)，在城市尺度上探究自然、經(jīng)濟(jì)、公共服務(wù)等因素對(duì)安徽省人口分布的影響.基本模型是：

(2)

式(2)中，(ui,vi)是第i個(gè)樣本點(diǎn)的坐標(biāo)，βk(ui,vi)是第i個(gè)樣本空間單元的第k個(gè)回歸參數(shù)，εi代表第i個(gè)樣本點(diǎn)的隨機(jī)誤差項(xiàng)/殘差[18].

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

基本數(shù)據(jù)：使用第六次人口普查分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道人口數(shù)據(jù)并且以棲身半年以上的常住人口為根本.本文所使用的安徽省17個(gè)市的地區(qū)生產(chǎn)總值、衛(wèi)生機(jī)構(gòu)人員數(shù)、平均海拔和平均降水等經(jīng)濟(jì)和自然數(shù)據(jù)來(lái)源于《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒2011》.

鄉(xiāng)鎮(zhèn)單元：基于2012年版的安徽省分鄉(xiāng)鎮(zhèn)圖對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界進(jìn)行矢量化處理，將界限不清楚的街道、工業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、農(nóng)場(chǎng)等單位的人口數(shù)據(jù)添加進(jìn)所在的鄉(xiāng)鎮(zhèn)或周邊的空間單元進(jìn)行計(jì)算.整理歸納后共有1353個(gè)分析單元.

2 結(jié)果分析

2.1 不同空間尺度上的人口密度差異

人口密度分布的空間差異顯著.在全省范圍內(nèi)，以17個(gè)地級(jí)市為分析單元進(jìn)行計(jì)算，人口密度最高的為淮南市(950.7人/km2)，人口密度最低的為黃山市(140.4人/km2)，極值比為6.77(表1)；將空間尺度縮小為縣區(qū)一級(jí)，則人口密度最大值出現(xiàn)在銅陵市銅官山區(qū)(7835.1人/km2)，人口密度最小值出現(xiàn)在池州市石臺(tái)縣(65.5人/km2)，極值比為119.6；如果進(jìn)一步將空間尺度縮小到鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道一級(jí)，則人口密度最大值出現(xiàn)在瑤海區(qū)大通路街道(72783.8/km2)，人口密度最低值出現(xiàn)在歙縣獅石鄉(xiāng)(26.9/km2)，極值比則達(dá)到了2705.7.

表1 三個(gè)空間尺度上的極值比的變化

可以看出隨著空間尺度的縮小，有效降低了平均化的趨勢(shì)，從而更精確地反映人口的空間分布特征，將安徽省的人口密度進(jìn)行可視化處理，可以清楚地看到安徽省鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度的人口密度差異情況(圖1)：安徽省西北部的鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密度明顯高于東南部的人口密度，高密度的人口分布地區(qū)空間距離較大并且數(shù)量較少.

2.2 基于地統(tǒng)計(jì)分析的人口密度形態(tài)

在地統(tǒng)計(jì)軟件GS+ 9.0中利用克里格插值繪制三維地圖(圖2).圖2中較為直觀地展示了安徽省人口密度分布的空間格局.其中，人口稀疏地區(qū)主要集中在皖西大別山地區(qū)和皖南的黃山地區(qū)；而在淮北平原、沿江丘陵平原和江淮波狀平原的城市核心區(qū)，人口密度值較高，尤其以安徽省的省會(huì)城市合肥的人口密度值為代表；其他地區(qū)如阜陽(yáng)、亳州等城市核心區(qū)人口密度分布顯著高于周圍農(nóng)村地區(qū)的人口密度分布，說(shuō)明城市的人口分布最為集中；皖北及皖中平原丘陵地區(qū)小城市及農(nóng)村地區(qū)大的人口稠密，人口密集程度相似，均較為集中.表明了安徽省的人口密度分布狀況與地形條件狀況呈現(xiàn)正相關(guān).基于此，安徽省的人口密集程度大致可以劃分為3種類型：高密度的城市核心區(qū)，中密度的平原農(nóng)村地區(qū)，低密度的山區(qū).

圖1 安徽省人口密度分布圖Fig.1 Distribution map of population density in Anhui Province

圖2 安徽省人口密度克里格(Kriging)插值圖Fig.2 population density Kriging interpolation map in Anhui Province

3 基于GWR模型的人口分布因素分析

在地理加權(quán)回歸模型的基礎(chǔ)上，設(shè)第i個(gè)城市的地理中心坐標(biāo)為(ui,vi)，根據(jù)選取的影響因素及其參數(shù)設(shè)定，GWR模型構(gòu)建如下：

(3)

式(3)中:β1為地區(qū)生產(chǎn)總值，β2為衛(wèi)生機(jī)構(gòu)人員數(shù)，β3為平均降水量，β4為平均海拔高度.

3.1 自然因素對(duì)安徽省人口分布的影響

3.1.1 地形條件

安徽省境內(nèi)屬于季風(fēng)氣候，全省水熱條件差異不大，對(duì)人口分布沒(méi)有產(chǎn)生較大的影響.皖西大別山山區(qū)及皖南黃山地區(qū)海拔較高，坡度較大，適宜耕種的土地面積較小，環(huán)境資源承載力較低，造成人口稀疏.淮北平原，江淮波狀平原地形起伏較小，土地肥沃，便于灌溉，耕地集中分布，是中國(guó)糧食的主產(chǎn)區(qū)，因此村落分布較廣，人口密集.長(zhǎng)江自古以來(lái)就是中國(guó)水運(yùn)的重要線路，沿江丘陵平原地區(qū)地勢(shì)略有起伏，但因?yàn)榭拷L(zhǎng)江，經(jīng)濟(jì)區(qū)位較好、水源充沛、適于耕種、便于工業(yè)生產(chǎn)以及交通運(yùn)輸，人口承載力較高.

3.1.2 平均海拔高度

人口分布受海拔高度的影響程度明顯，并且海拔越高，人口密度值越低.負(fù)相關(guān)的最高值出現(xiàn)在北部平原地區(qū)的宿州市，最高值出現(xiàn)在南部黃山山脈的黃山市和宣城市.通常認(rèn)為，人們趨向于居住在地勢(shì)低平的地區(qū)，以便于日常生活和工作，與分析結(jié)果相吻合.

3.1.3 降水因素

安徽省各個(gè)城市的人口密度分布都與降水量的空間分布呈現(xiàn)負(fù)相關(guān).且負(fù)相關(guān)程度由北到南依次升高，最高值出現(xiàn)在北部的阜陽(yáng)市，最低值出現(xiàn)在南部的黃山市.這表明南部地區(qū)的人口分布受降水因素的影響較小，北部地區(qū)由于較干旱，與降水因素呈現(xiàn)的負(fù)相關(guān)較低.

3.2 經(jīng)濟(jì)因素對(duì)安徽省人口分布的影響

3.2.1 地區(qū)生產(chǎn)總值

安徽省各個(gè)城市的地區(qū)生產(chǎn)總值與人口密度的空間分布都呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系.從回歸系數(shù)的空間分布來(lái)看，西北部最高，東南部最低，整體呈現(xiàn)從西北到東南逐漸降低的趨勢(shì).北部的宿州市相關(guān)性最高，最小值則出現(xiàn)在東南部的安慶市.這說(shuō)明靠近皖南山地的城市的人口分布受到國(guó)民生產(chǎn)總值的影響較低，而淮河兩側(cè)的平原地區(qū)受到的影響較高，也說(shuō)明了人口趨向于集聚在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的城市地區(qū)，尤其是城市的核心區(qū).

3.2.2 衛(wèi)生機(jī)構(gòu)人員數(shù)

安徽省的衛(wèi)生機(jī)構(gòu)職員對(duì)安徽省的人口分布顯現(xiàn)正相關(guān)，整體趨向?yàn)閺哪舷虮毕陆?此中南部的黃山市表示為最高值，最低值在北部的宿州市.說(shuō)明安徽省南部地區(qū)的人口分布與衛(wèi)生機(jī)構(gòu)人員數(shù)量相關(guān)性較高，北部地區(qū)的相關(guān)性較低.

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

從鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度分析安徽省的人口分布，在一定程度上縮小了由于空間尺度劃分不合理帶來(lái)的誤差.本文使用安徽省1353個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)單元的數(shù)據(jù)，在研究過(guò)程中利用ArcGIS 10.2等軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，結(jié)果表明：安徽省的人口分布大致呈現(xiàn)北多南少的分布狀態(tài)，尤其以平原地區(qū)人口較為集中，而海拔較高的山區(qū)人口稀少.同時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的城市地區(qū)人口密度顯著高于落后的農(nóng)村地區(qū).

影響該省人口分布的因素可以從兩個(gè)方面來(lái)理解：從自然條件層面來(lái)看，該省西部大別山山區(qū)及南部黃山地區(qū)海拔較高，資源短缺，環(huán)境承載力弱，人口分布稀疏.淮北平原等地區(qū)地勢(shì)平坦，水資源和耕地資源充足，交通便利，各種資源能夠滿足人們的日常生活需要，同時(shí)亦能吸引大量人口的遷入以及長(zhǎng)久居住，因而在平原地區(qū)人口密集度顯著高于高海拔的山區(qū).從社會(huì)經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō)，北部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，居民的生活條件較好.在市區(qū)居住的人可以獲得較高的工資收入，人均工資水平顯著高于周邊各縣以及農(nóng)村地區(qū).經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的地區(qū)越能夠吸引更多的人口集聚，形成人口分布的高密度地區(qū).

4.2 討 論

安徽省人口稠密，但人口的南北分布差異顯著，人口分布的極端不平衡容易導(dǎo)致人口密集地區(qū)的資源緊張和不足，對(duì)環(huán)境承載力是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn).同時(shí)安徽省大部分市縣也位于淮河生態(tài)帶上，對(duì)于國(guó)家的發(fā)展規(guī)劃要求，要順應(yīng)其發(fā)展戰(zhàn)略，合理引導(dǎo)人口的再分布.堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，打造健康和諧的淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶，促進(jìn)人口與自然社會(huì)的發(fā)展相適應(yīng)，走綠色發(fā)展道路.

在人口密集的地區(qū)，加大資金扶持力度，發(fā)展完善多種類型的產(chǎn)業(yè)體系，合理規(guī)劃未來(lái)的城鎮(zhèn)發(fā)展方向，不斷推進(jìn)高質(zhì)量的城鎮(zhèn)化進(jìn)程，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康發(fā)展，減少對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng).在經(jīng)濟(jì)和資源均較落后的地區(qū)，盡可能地完善基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)水平，提高居民的生活水平，政府要給與當(dāng)?shù)鼐用癜l(fā)展自身經(jīng)濟(jì)的優(yōu)惠政策，營(yíng)造良好的生活環(huán)境，引導(dǎo)人口的合理再分布.