李春紅，陳培紅，王 鵬

(衡陽師范學(xué)院 地理與旅游學(xué)院，湖南 衡陽 421002)

人口是城市建設(shè)中較活躍的因素之一，人口變化不僅影響城市發(fā)展，還影響著城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等各要素結(jié)構(gòu)的變化[1]。在大力推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化的背景下，人口遷移、城市內(nèi)部經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等持續(xù)影響著城市人口空間分布，城市人口時(shí)空分布特征已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)[2]。

相比描述性分析，重心模型能更直觀地表達(dá)區(qū)域發(fā)展差異的變化[3-5]。1874年，F(xiàn).Walker利用重心模型分析了美國(guó)西部大開發(fā)和南部陽光地帶的快速發(fā)展導(dǎo)致的人口空間分部及演變[6]，但當(dāng)時(shí)重心模型的計(jì)算方法仍不完善，Bellone和Cunningham對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，提出以人們到達(dá)各地的中心位置距離為標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法[7]，至此，重心模型[8]在人口學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)中應(yīng)用愈發(fā)成熟。Julian Simon的《人口增長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)學(xué)》探討了人力資本與人口分布、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等要素的關(guān)系[9]。我國(guó)學(xué)者對(duì)重心應(yīng)用于社會(huì)問題上的研究可追溯到20世紀(jì)70年代，主要引入到人口、經(jīng)濟(jì)研究中。李義俊利用重心模型揭示了中國(guó)的人口重心及其移動(dòng)軌跡[10]。林思宇等揭示了1990年以來湖南省的人口與經(jīng)濟(jì)重心遷移特征，探討了其影響因素[11]。喬谷陽等認(rèn)為，河南省經(jīng)濟(jì)重心在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策影響下移動(dòng)，“三廢”向經(jīng)濟(jì)重心兩側(cè)移動(dòng)[12]。

環(huán)長(zhǎng)株潭城市群不僅是長(zhǎng)江中游城市群的重要組成部分，還是帶動(dòng)湖南省區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要力量，人口空間分布會(huì)發(fā)生較大的變化。目前研究區(qū)域多為省域，針對(duì)小區(qū)域尺度的研究較少，尤其是正處于發(fā)展中的城市群。利用重心模型探討環(huán)長(zhǎng)株潭城市群近10年的人口時(shí)空分布特征及其遷移趨勢(shì)，利用灰色模型分別預(yù)測(cè)8個(gè)城市未來5年內(nèi)的人口數(shù)量變化，以期為城市群建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究對(duì)象是環(huán)長(zhǎng)株潭城市群8個(gè)城市2011—2020年年末常住人口，所有數(shù)據(jù)均來自于2011—2020年湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒，其中2020年各市人口數(shù)據(jù)來源于全國(guó)第七次人口普查。截至2020年11月，長(zhǎng)沙市已達(dá)到1004萬人，衡陽市僅次于長(zhǎng)沙市。

1.2 研究方法

1.2.1 人口重心模型

研究區(qū)域的某一特定屬性值在空間平面上達(dá)到平衡的位置，即為重心[13]。人口重心的變動(dòng)將會(huì)反映出研究區(qū)域內(nèi)不同時(shí)間的人口空間差異及其運(yùn)動(dòng)軌跡。假設(shè)環(huán)長(zhǎng)株潭城市群各市是一個(gè)質(zhì)地均勻的平面，各市用經(jīng)緯度來表示其地理位置，根據(jù)重心模型中的公式得出各市基于人口數(shù)量的重心位置，公式如下：

Xt=∑Ctixi/∑CtiYt=∑Ctiyi/∑Cti

(1)

式(1)中，第t年人口重心的經(jīng)緯度坐標(biāo)分別是Xt、Yt；Cti表示第i市的人口數(shù)量；第i市所在地的經(jīng)緯度坐標(biāo)分別是xi、yi。

1.2.2 灰色GM(1，1)模型

z(1)(k)=0.5x(1)(k)+0.5x(1)(k-1)，k=2,3，…，n

(2)

(3)

為了保證建模的可行性，需對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的檢驗(yàn)處理，基于灰色系統(tǒng)理論[14-15]對(duì)其進(jìn)行殘差合格和均方差比值檢驗(yàn)，具體精度等級(jí)如表1。

表1 灰色模型精度檢驗(yàn)等級(jí)Tab.1 Accuracy test grade of Grey model

2 研究結(jié)果與分析

2.1 人口的年際特征

從表2可知，環(huán)長(zhǎng)株潭城市群10年內(nèi)增加了109.58萬人，其中大部分城市的人口數(shù)量是逐年下降的，湘潭市人口數(shù)量下降幅度最小，衡陽市人口流失規(guī)模最大，僅2015—2016年下降超過30萬人，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有密切關(guān)系。衡陽市2020年第二產(chǎn)業(yè)增加值不到1 200億元，在三線城市中排名靠后，產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后，不能帶來更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，導(dǎo)致人口逐年流失，但衡陽市目前仍是湖南省人口第二大城市。

表2 環(huán)長(zhǎng)株潭城市群各市年末常住人口數(shù)量 (萬人)

長(zhǎng)沙市作為湖南省的省會(huì)城市，隨著城市群的建設(shè)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，就業(yè)機(jī)會(huì)多，導(dǎo)致其余城市相對(duì)于長(zhǎng)沙市較缺乏吸引力，人口流入較少，甚至外流。長(zhǎng)沙市僅2017年人口增加了43.91萬人，在一定程度得益于長(zhǎng)沙市人口落戶政策的落地，吸引了人口就地落戶安家，于2020年成為湖南省第一個(gè)人口破千萬的城市，這與長(zhǎng)沙市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度相吻合。株洲市和婁底市人口數(shù)量逐年緩慢增長(zhǎng)，湘潭市人口呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，其余4個(gè)城市人口數(shù)量皆逐年下降，說明城市群的建設(shè)并不能意味著人口增加。

2.2 人口數(shù)量空間變化及變動(dòng)趨勢(shì)

根據(jù)重心計(jì)算方法，選取了2011—2020年環(huán)長(zhǎng)株潭城市群各市的人口數(shù)量數(shù)據(jù)，計(jì)算得到了近10年環(huán)長(zhǎng)株潭城市群的人口重心(圖1和圖2)。因人口重心移動(dòng)篇幅過長(zhǎng)，故選取2011、2014、2017和2020年呈現(xiàn)。

圖1 環(huán)長(zhǎng)株潭城市群人口分布變化圖Fig.1 Changes of urban population distribution around Changsha-Zhuzhou-Xiangtan

從圖1和圖2看出，雖然2011年以來，環(huán)長(zhǎng)株潭城市群人口重心都在長(zhǎng)沙市，但是在10年來的人口重心移動(dòng)過程中，出現(xiàn)了波動(dòng)現(xiàn)象。經(jīng)度移動(dòng)幅度在0.002°～0.047°，換算成公里為0.222～5.217 km；緯向移動(dòng)幅度最大為0°～0.008°，換算成公里為0～0.888 km。2012年人口重心較2011年向東北偏移，這是由于長(zhǎng)沙市人口增加量遠(yuǎn)超過婁底市，凈增26萬人；2015年人口重心較2012年向東南偏移，這是由于長(zhǎng)沙市、株洲市和婁底市人口數(shù)量逐年增加，其中長(zhǎng)沙市人口增加最多，因此重心位置偏移了6.438 km；2017年較2015年人口重心向東北偏移了1.998 km，這是由于株洲市和婁底市人口增加減緩；2020年較2018年人口重心向東南偏移，這是由于株洲市和湘潭市人口有所增加，因此重心位置偏移了2.109 km。

總的來說，近10年來人口重心位置偏移量較小，但重心位置一直向東偏移，這是因?yàn)殚L(zhǎng)沙市人口數(shù)量居高不下，且人口重心皆在長(zhǎng)沙市內(nèi)，這與長(zhǎng)沙市一直以來是環(huán)長(zhǎng)株潭城市群經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高的地區(qū)情況相吻合。城市高速發(fā)展過程中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速、社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施完善和廣泛的就業(yè)機(jī)會(huì)都在吸引人口流入，說明環(huán)長(zhǎng)株潭城市群人口分布的東西差距在逐漸拉大，呈現(xiàn)出人口由經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)向較發(fā)達(dá)地區(qū)集聚的遷移趨勢(shì)。

2.3 人口數(shù)量預(yù)測(cè)

環(huán)長(zhǎng)株潭城市群自2011年提出，不僅增強(qiáng)長(zhǎng)株潭城市群的輻射帶動(dòng)能力，還推動(dòng)了周圍的衡陽市、岳陽市、益陽市、常德市和婁底市的連帶發(fā)展，形成了城市群一體化建設(shè)。城市迅速發(fā)展、經(jīng)濟(jì)總量穩(wěn)步增加和人均GDP逐年上升等，體現(xiàn)著城市群一體化建設(shè)所帶來的優(yōu)勢(shì)。但人口作為城市群建設(shè)的重點(diǎn)，部分城市的人口數(shù)量沒有增加，反而急劇下降，面對(duì)不合理的人口流動(dòng)，需要提高重視。選取2011—2020年的各市人口數(shù)量作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來5年內(nèi)人口數(shù)量變化。

以長(zhǎng)沙市2011—2020年人口數(shù)量為例，原始序列X(0)=(740.36，766.18，787.46，813.11，828.27，859.03，902.94，928，936.56，1 004.79)，對(duì)原始序列做一次累加序列：X(1)=(740.36，1 506.54，2 294，3 107.11，3 935.38，4 794.41，5 697.35，6 625.35，7 561.91，8 566.7)

由式(2)得：

將a=-0.032 890 656，b=722.770 979 7代入式(3)，得出長(zhǎng)沙市年末常住人口的灰色預(yù)測(cè)模型x(1)(k+1)=22 715.323 928e0.032 891k-21 974.963 93，其余城市同理可得。

環(huán)長(zhǎng)株潭城市群2021—2025年的人口數(shù)量預(yù)測(cè)見表3，結(jié)合精度表可知，8個(gè)城市預(yù)測(cè)值的均相對(duì)誤差都小于0.01，屬于一級(jí)精度，大多數(shù)城市的均方差比值小于0.5，屬于一級(jí)，僅有益陽市為0.515，屬于二級(jí)精度，說明預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)具有較高的精度。

表3 環(huán)長(zhǎng)株潭城市群各市未來5年人口數(shù)量預(yù)測(cè)表Tab.3 Prediction of population in recent 5 years in Changsha-Zhuzhou-Xiangtan cities

從預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來看，長(zhǎng)沙市未來5年人口數(shù)量仍會(huì)逐年增加，2024年可能突破1 100萬人；株洲市和婁底市人口呈現(xiàn)緩慢增加趨勢(shì)；其余城市人口數(shù)量可能出現(xiàn)持續(xù)下降現(xiàn)象。若當(dāng)?shù)厝丝陂L(zhǎng)期外流，導(dǎo)致與其他城市的人口規(guī)模差距逐漸擴(kuò)大，那么將不利于當(dāng)?shù)匾?guī)劃的長(zhǎng)期發(fā)展。雖然部分城市不可能無限制地下降，但需引起重視，應(yīng)引導(dǎo)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提供充分的就業(yè)機(jī)會(huì)，加快社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)，提供優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，營(yíng)造人口生存與生活較為舒適的環(huán)境。

3 結(jié)論與討論

在年際變化方面，長(zhǎng)沙市人口數(shù)量快速增加，株洲市和婁底市緩慢增加，衡陽市人口數(shù)量急劇下降，湘潭市、益陽市、岳陽市和常德市人口數(shù)量緩慢下降。

在空間變化方面，環(huán)長(zhǎng)株潭城市群2011—2020年人口重心整體向東偏移，其中，2011—2012年呈東北偏移；2012—2015年向東南偏移，且偏移量最大；2015—2017年向東北偏移；2017—2020年往東南方向偏移。

預(yù)測(cè)長(zhǎng)沙市、株洲市和婁底市未來5年內(nèi)人口數(shù)量會(huì)持續(xù)增加，衡陽市、湘潭市、益陽市、岳陽市和常德市未來5年內(nèi)人口數(shù)量會(huì)逐年下降。