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重慶人口空間格局演化特征分析

2017-08-22 23:48郭金銘屈清
綠色科技 2017年14期
關(guān)鍵詞:人口密度

郭金銘+屈清

摘要:利用2000、2010年重慶縣域人口數(shù)據(jù),采用不均衡指數(shù)、空間自相關(guān)分析方法,結(jié)合GIS技術(shù),對重慶市縣域人口空間格局和演化特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:重慶各縣人口數(shù)量差異巨大,人口密度分布不均,主城區(qū)密度高,周邊縣域略呈環(huán)狀逐漸降低,兩翼是人口密度分布最低的區(qū)域;不均衡指數(shù)表明人口分布的集中性不斷增長,主城區(qū)及其附近縣域是人口增長的主要地區(qū);全局空間自相關(guān)Moran指數(shù)逐漸增大,空間聚集程度不斷增強(qiáng);局部空間自相關(guān)分析說明人口空間分布以“高高”聚集區(qū)和“低低”聚集區(qū)為主,熱點(diǎn)區(qū)的空間范圍正在增大,冷點(diǎn)區(qū)的空間結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞:人口空間格局;空間自相關(guān);人口密度

中圖分類號:C924

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-9944(2017)14-0230-04

1 引言

人口分布是人口過程在空間上的表現(xiàn)形式,歸根結(jié)底受社會生產(chǎn)在空間上的分布及其區(qū)域結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所制約[1]。準(zhǔn)確掌握人口分布信息及主要影響因素對制定人口政策、開展功能區(qū)劃、進(jìn)行地區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)等工作具有重要意義。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,流動人口的增多,區(qū)域人口空間格局正在發(fā)生巨大變化,這引起了學(xué)者、政府和社會的廣泛關(guān)注,不少學(xué)者從不同時空尺度、視角對人口區(qū)域空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究[2~4]。在研究方法上,大多采用標(biāo)準(zhǔn)差、不均衡指數(shù)、基尼系數(shù)、人口重心等方法來揭示人口空間格局的區(qū)域差異[5,6]。隨著空間數(shù)據(jù)分析的深入發(fā)展,部分學(xué)者也利用此方法進(jìn)行人口空間格局分析,并取得了部分研究成果[7,8]。筆者利用不均衡指數(shù)和空間分析技術(shù)對重慶人口分布現(xiàn)狀與演變進(jìn)行了深入分析,以期為重慶市的人口、經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展政策提供支持。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

2.1.1 不均衡指數(shù)

考察人口分布是相對均衡還是相對集中,可以采用不均衡指數(shù)[9]。計(jì)算公式如下:

式(1)中:U為不均衡指數(shù),xi為各縣域人口占總?cè)丝诘谋戎?,yi為各縣面積占總面積的比重,n為縣域總數(shù)。U值越小,人口分布越均衡;反之,則越集中。

2.1.2 空間自相關(guān)分析

2.1.2.1 空間權(quán)重矩陣

空間權(quán)重矩陣是空間統(tǒng)計(jì)分析與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析的關(guān)鍵區(qū)別,選取最常用的基于鄰接的空間關(guān)系構(gòu)建權(quán)重矩陣,如下[10]:

2.1.2.2 全局自相關(guān)分析

全局自相關(guān)是描述某種現(xiàn)象在整個區(qū)域的空間聚集特征與聚集強(qiáng)度,其測定指標(biāo)通常有全局指標(biāo)Moran指數(shù)和Geary指數(shù),Moran指數(shù)與Geary指數(shù)呈負(fù)相關(guān),作用基本相同,而Moran指數(shù)更為常用,因此,筆者采用Moran指數(shù)。Moran指數(shù)是反映空間鄰接或空間鄰接區(qū)域單元屬性值的相似程度,即xi是某區(qū)域的觀測值,則該區(qū)域變量的全局Moran指數(shù)I,用如下公式[10]:

式(3)中:S2=1n∑ni=1(xi-);=1n∑ni=1xiI為Moran指數(shù),其取值在-1和1之間,小于0表示空間負(fù)相關(guān),越接近1,正相關(guān)性越強(qiáng);大于0表示空間正相關(guān),越接近1,正相關(guān)性越強(qiáng);等于0表示不存在空間相關(guān), Moran指數(shù)采用z檢驗(yàn)作顯著性檢驗(yàn)。

2.1.2.3 局部自相關(guān)分析

全局自相關(guān)分析是對空間關(guān)聯(lián)的全局估計(jì),忽視了局部特征,為更加深入揭示局部空間聚集狀況,本文選取局部指標(biāo)Local Morans I指數(shù),公式如下[110]:

式(4)中,n、xi、xj、wij、S2、與全局自相關(guān)公式相同,Ii含義與全局指數(shù)類同,其顯著性檢驗(yàn)與全局空間自相關(guān)Moran指數(shù)檢驗(yàn)類似。

2.2 數(shù)據(jù)來源

采用的人口數(shù)據(jù)來自第五次、第六次人口普查和《重慶市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2005、2008),經(jīng)整理所得;縣域行政區(qū)劃矢量圖采用重慶市2010年縣域行政區(qū)劃圖,經(jīng)過掃描矢量化而成,一共38個縣級行政單元。

3 人口分布現(xiàn)狀分析

3.1 人口數(shù)量分布特征

2010年,全市人口總量為2884.62萬人,居四大直轄市第一位,平均每個縣75.91萬人,超過100萬人口的區(qū)縣共10個,占縣域總數(shù)的26.32%。人口最多的萬州區(qū)(156.31萬人)是人口最少的城口縣(19.3萬人)的8.1倍。從人口區(qū)域分布來看,主城九區(qū)人口總量為745.76萬人,占全市人口總數(shù)的25.85%,而面積僅占6.64%,主城九區(qū)是重慶人口分布最密集的區(qū)域??梢?,人口眾多、空間差異大是重慶人口分布的一大特點(diǎn)。

3.2 人口密度分布特征

經(jīng)統(tǒng)計(jì),2010年重慶市平均人口密度為350.21人/km2,其中500人/km2以上的區(qū)縣共15個,全部分布在一小時經(jīng)濟(jì)圈。渝中區(qū)、江北區(qū)、大渡口區(qū)、南岸區(qū)、沙坪壩區(qū)和九龍坡區(qū)人口密度均超過2500人/km2,占縣域總數(shù)的15.79%;人口密度在500~1000人/km2的縣域有9個,占縣域總數(shù)23.68%,兩者合占縣域總數(shù)的39.47%。人口密度最大的渝中區(qū)(28640.91人/km2)是最小的城口縣(58.73人/km2)的487.64倍??梢?,重慶人口密度區(qū)域差異巨大。

在ArcGIS中將重慶縣域矢量圖與人口密度數(shù)據(jù)疊加,采用自然斷點(diǎn)法,繪制重慶人口密度五級分類圖(圖1)。從圖1可以看出重慶人口密度差異很大,總體上從西向東南和東北兩個方向遞減;主城地區(qū)人口密度最高,周邊縣域較低。

4 人口空間演變特征

4.1 不均衡指數(shù)

從表1可以看出,不均衡指數(shù)在不斷增長,并且增長幅度也在逐年增大,表明重慶人口空間集中程度在不斷增強(qiáng),而且隨著年份的增加,集中的速度有加快的趨勢。

為進(jìn)一步解釋人口集中的具體區(qū)域,采用人口增量圖表示2000~2010年重慶市縣域人口數(shù)量的變化情況(圖2)。這表明,主城及附近大部分縣域是重慶面積最大、人口增長最顯著的區(qū)域,萬州區(qū)和黔江區(qū)是兩個島狀孤立增長區(qū);其余廣大縣域?yàn)槿丝谪?fù)增長地區(qū),連片分布在渝東南翼和渝東北翼。

4.2 空間自相關(guān)分析

4.2.1 全局空間自相關(guān)分析

從表2可以看出,4個年份的Moran指數(shù)均為正,Z值均大于2.58(P<0.01),通過檢驗(yàn)。這表明重慶縣域人口具有空間聚集性,即人口密度高的縣互相鄰接,人口密度低的縣互相鄰接的現(xiàn)象。同時,Moran指數(shù)數(shù)值不斷增大,這表明重慶人口空間自相關(guān)性有不斷增強(qiáng)的趨勢。

4.2.2 moran散點(diǎn)圖局部空間關(guān)聯(lián)分析

從重慶縣域人口Moran散點(diǎn)圖(圖3)可知,位于一、三象限內(nèi)的縣域明顯多于二、四象限,表現(xiàn)出較強(qiáng)的正的空間相關(guān)性,“高高”型和“低低”型聚集區(qū)十分顯著。經(jīng)統(tǒng)計(jì),2000年,位于第一象限的有14個,第三象限的有17個,共占縣域總數(shù)的81.58%;2010年,位于第一象限的有14個,第三象限的有18個,共占縣域總數(shù)的84.21%。這表明重慶人口空間分布格局總體上呈緩慢變化的趨勢,“低低”型比“高高”型區(qū)域占據(jù)較大的空間范圍。位于二、四象限的縣域數(shù)量少,異質(zhì)性較強(qiáng)。

4.2.3 LISA聚集圖局部空間關(guān)聯(lián)分析

在LISA聚集圖(圖4)中可看出:①“高高”聚集區(qū)分布在主城區(qū),它是全市人口密度分布最高的熱點(diǎn)區(qū);②渝東北翼和渝東南翼廣大縣域?yàn)椤暗偷汀本奂瘏^(qū),即人口分布的冷點(diǎn)區(qū)。由于地形復(fù)雜、區(qū)位條件較差,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較落后,大多數(shù)縣人口總量一直處于負(fù)增長狀態(tài);③人口分布的熱點(diǎn)區(qū)在主城區(qū)和冷點(diǎn)區(qū)主要在渝東北翼與東南翼的總體正在發(fā)生緩慢變化。巴南區(qū)由于人口增長較快,由2000年的“低高”聚集區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)?010年的“高高”聚集區(qū),渝北區(qū)由于經(jīng)濟(jì)開發(fā)發(fā)展迅猛,人口密度迅速增大,由2000年的不顯著區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)椤案吒摺本奂瘏^(qū);④除此之外,還有許多縣域空間自相關(guān)性并不顯著,或分散或連片分布在顯著區(qū)的周圍,其人口空間分布在區(qū)域內(nèi)部和外部的異質(zhì)性較強(qiáng)。

5 結(jié)論

本文運(yùn)用不均衡指數(shù),將空間自相關(guān)分析法與GIS相結(jié)合,利用其強(qiáng)大的空間分析功能,系統(tǒng)地分析了重慶人口空間格局演化特征,刻畫了重慶區(qū)域人口發(fā)展態(tài)勢,為今后重慶人口區(qū)域發(fā)展提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果表明:重慶人口數(shù)量差異巨大,人口密度分布不均,主城區(qū)及其周邊地區(qū)人口密度大,兩翼人口密度低;人口空間聚集特征明顯,并且還在逐年增大,局部空間關(guān)聯(lián)在空間上具有顯著的規(guī)律性,熱點(diǎn)區(qū)的空間范圍正在增大,冷點(diǎn)區(qū)空間結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。

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