許淑娜
(許昌學院城鄉(xiāng)規(guī)劃與園林學院,河南許昌 461000)
人口與經(jīng)濟的關(guān)系是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的核心問題,因而,人口與經(jīng)濟的空間分布特征是影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要因素。河南省是人口大省和經(jīng)濟大省,改革開放以來,河南省經(jīng)濟發(fā)展取得了巨大成就,人民生活水平日益提高。然而,隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,人口與資源及環(huán)境的關(guān)系、區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展等問題越來越突出。因此,研究河南省人口-經(jīng)濟的空間分布特征及其演變規(guī)律對于實現(xiàn)河南省的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。
目前,關(guān)于人口-經(jīng)濟空間分布特征的研究,主要集中于人口-經(jīng)濟空間分布的不均衡特性的研究上:從研究區(qū)域上劃分,主要集中于國家級[1-5]和省級[6-12],對中國人口-經(jīng)濟分布不均衡性的研究多以省域為基本研究單元,而對省域的研究多以地級市為基本研究單元;從研究方法上來劃分,多采用重心模型[1-4,7,10,13]分析多個時期區(qū)域的經(jīng)濟重心和人口重心的遷移軌跡來揭示人口-經(jīng)濟的空間分布不均衡特性,也有采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析方法如計算人口-經(jīng)濟的地理聯(lián)系率、Pearson相關(guān)系數(shù)、基尼系數(shù)等來測度區(qū)域人口-經(jīng)濟的不均衡性[8-9,11-15],上述兩種方法都只是從區(qū)域整體上來衡量人口-經(jīng)濟的不均衡性,而區(qū)域內(nèi)部的差異卻不能反映出來。本研究以縣域為基本研究單元,選取GDP總量和人口總量等指標,采用傳統(tǒng)統(tǒng)計分析與空間統(tǒng)計分析相結(jié)合的方法,研究河南省人口-經(jīng)濟分布的整體及局部不均衡性,并對不均衡性的空間關(guān)聯(lián)特性進行分析。
采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析與空間統(tǒng)計分析相結(jié)合的方法,研究人口-經(jīng)濟不均衡性分布的整體和局部情況以及這種不均衡性的空間關(guān)聯(lián)特性。具體利用傳統(tǒng)統(tǒng)計分析法的地理聯(lián)系率、人口-經(jīng)濟不一致指數(shù),空間統(tǒng)計分析的全局自相關(guān)分析、局部自相關(guān)分析等方法。
1.1.1 地理聯(lián)系率。地理聯(lián)系率是反映兩經(jīng)濟要素在地理分布上聯(lián)系情況的指標[13]。其定義為:
式中:Si為第一要素區(qū)域占全區(qū)同類要素的百分比;Pi為第二要素區(qū)域占全區(qū)同類要素的百分比;G為地理聯(lián)系率。當G較大時,表明兩要素的地理聯(lián)系率較高,空間集中度較低,分布比較均衡,兩個要素在地理分布上比較匹配;反之,則表明兩要素地理聯(lián)系不太密切,空間集中度高,分布不太均勻。
1.1.2 人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)。人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)(Bit)定義為人口地理集中度與經(jīng)濟地理集中度的相對比例[5],計算公式為:
式中:Rpit為人口地理集中度;Rgit為經(jīng)濟地理集中度;pit與Pt是第i個縣域t時刻的總?cè)丝诤腿〉目側(cè)丝?git與Gt是第i個縣域t時刻的GDP總量和全省的GDP總量。
若Bit<1,表示i地區(qū)t時刻人口地理集中程度小于經(jīng)濟地理集中程度;Bit=1,表示i地區(qū)t時刻人口地理集中程度等于經(jīng)濟地理集中程度;Bit>1,表示i地區(qū)t時刻人口地理集中程度大于經(jīng)濟地理集中程度。
1.1.3 人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的全局空間自相關(guān)分析。全局空間自相關(guān)分析的功能在于描述要素的整體分布情況,判斷要素在空間上的分布模式是聚集、分散或是隨機。常用的指標有Moran’s I、Geary’s C和廣義G統(tǒng)計量。本研究采用Moran’s I,其定義如下:
式中:xi為第i個單元的變量觀測值;n為研究單元的數(shù)量為n個單元變量觀測值的平均值;w為n階空間權(quán)重陣。I的取值范圍為[-1,1],I取正值表示正的空間自相關(guān),變量在空間上呈聚集分布模式;I取負值表示負的空間自相關(guān),變量在空間上呈分散分布模式;I取0表示不相關(guān),變量在空間上呈隨機分布模式。由于受研究單元總數(shù)n大小的影響,用I指數(shù)推斷空間模式還必須與隨機模式中的I指數(shù)作比較,可以構(gòu)造標準化的檢驗統(tǒng)計量Z來檢驗空間自相關(guān)的顯著性。
1.1.4 人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的局部空間自相關(guān)分析。全局型空間自相關(guān)統(tǒng)計量是對整個研究區(qū)概括出的統(tǒng)計量,只能夠指出地理現(xiàn)象在空間的分布模式是聚集、分散、或是隨機,但不能指出聚集地、分散地在哪兒;另外,由于空間異質(zhì)性的存在,在研究區(qū)的某些區(qū)域上空間自相關(guān)值是高的,另外一些區(qū)域上的值可能是低的,甚至可能在研究區(qū)的某一部分中找到正的空間自相關(guān)而在另一些區(qū)域中找到負的空間自相關(guān)。因此,還需要探測局部尺度上的空間自相關(guān)情況。常用的局部空間自相關(guān)指標有局部Moran指數(shù)(IL)、局部G統(tǒng)計量、Moran散點圖。本研究采用局部Moran指數(shù)結(jié)合Moran散點圖來分析變量的局部空間自相關(guān)情況。
①局部Moran指數(shù)IL。公式為:
式中:s表示變量x的標準差。IL值也需要構(gòu)造標準化的檢驗統(tǒng)計量Z來進行檢驗。
②Moran散點圖。以(Wz,z)為坐標點的Moran散點圖,研究局部的空間不穩(wěn)定性,它對空間滯后因子Wz和z數(shù)據(jù)對進行了可視化的二維圖示。其中,z為原始變量x的標準差標準化值,Wz為z的鄰居加權(quán)平均值。Moran散點圖的4個象限,分別對應(yīng)于區(qū)域單元與其鄰居之間4種類型的局部空間聯(lián)系形式:第一象限代表了高觀測值的區(qū)域單元被同是高值的區(qū)域所包圍的空間聯(lián)系形式;第二象限代表了低觀測值的區(qū)域單元被高值的區(qū)域所包圍的空間聯(lián)系形式;第三象限代表了低觀測值的區(qū)域單元被同是低值的區(qū)域所包圍的空間聯(lián)系形式;第四象限代表了高觀測值的區(qū)域單元被低值的區(qū)域所包圍的空間聯(lián)系形式。
按照最新的行政區(qū)劃,以河南省88個縣、21個縣級市、17個省轄市市區(qū)共計126個縣域單元為研究對象,采用 1980,1985,1990,1995,2000,2005,2010 年共 7 個年份的GDP和人口總量數(shù)據(jù)。其中,1980,1985,1990年這3期的數(shù)據(jù)來自《河南省、市地、縣社會經(jīng)濟概況(1980—1990)》,1995,2000,2005,2010 年這 4 期的數(shù)據(jù)來自1996,2001,2006,2011 年的《河南統(tǒng)計年鑒》。
取Si為第i個縣域的人口占全省人口的百分比,Pi為第i個縣域的GDP占全省GDP的百分比,計算各年份的地理聯(lián)系率(圖1)。1980—2010年河南省人口-經(jīng)濟的地理聯(lián)系率整體上處于中等水平并呈波動式變化,最小值為74.577 8,最大值為78.295 0,平均值76.242 0。其中,1980—2005年,地理聯(lián)系率呈波動式下降趨勢,而2005—2010年又迅速上升。1980—1985年,人口-經(jīng)濟地理聯(lián)系率呈上升趨勢,因此,該時期人口-經(jīng)濟分布的匹配程度不斷增加,不均衡性減弱;1985—1995年,人口-經(jīng)濟地理聯(lián)系率呈下降趨勢,該時期人口-經(jīng)濟分布的匹配程度不斷減弱,不均衡性增加;1995—2000年,不均衡性減弱;2000—2005年不均衡性增加;2005—2010年,人口-經(jīng)濟地理聯(lián)系率迅速增加,不均衡性迅速減弱。
計算河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)。其中,不一致指數(shù)(Bit)最小值為0.113 2(1985年濮陽市),最大值為3.334 2(1985年臺前縣)。根據(jù)不一致指數(shù)的特點,將河南省人口-經(jīng)濟空間分布劃分為5種類型:①經(jīng)濟極化型(經(jīng)濟的集中程度遠遠大于人口的集中程度):Bit<1/2;②經(jīng)濟超前型(經(jīng)濟的集中程度大于人口的集中程度):1/2≤Bit<2/3;③人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型(經(jīng)濟的集中程度與人口的集中程度相當):2/3≤Bit≤3/2;④人口超前型(人口的集中程度大于經(jīng)濟的集中程度):3/2<Bit≤2;⑤人口極化型(人口的集中程度遠遠大于經(jīng)濟的集中程度):Bit>2。根據(jù)上述劃分標準,借助ArcMap 10.0軟件對1980—2010年7個時間段的縣域人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)進行分級顯示(圖2)。分別根據(jù)人口總量、土地總面積及縣域個數(shù)計算5種人口-經(jīng)濟空間分布類型所占的百分比(表1)。
圖1 1980—2010年河南省人口-經(jīng)濟地理聯(lián)系率Fig.1 Population-economy geographical relation rate in Henan Province from 1980 to 2010
由圖2和表1可知,5種類型所涉及的人口總量、土地面積及縣域個數(shù)三者變化步調(diào)基本一致。經(jīng)濟極化型的區(qū)域人口密度高于全省平均水平,但30年來該類型區(qū)所涉及到的縣域個數(shù)、總面積占全省比例波動式上升,而總?cè)丝诓▌邮较陆?,因此,該區(qū)域人口密度逐漸趨向全省平均人口密度。在空間分布上,由分散分布逐漸聚集;1980—1990年經(jīng)濟極化型的縣域除了義馬市外,其他的均為地級市的市區(qū),1995年之后,在空間分布上逐漸向河南省西北部聚集。經(jīng)濟超前型縣域總?cè)丝?、面積及數(shù)量變化步調(diào)一致,占全省比例穩(wěn)定上升,人口密度高于全省平均水平,其人口增長速率高于總面積的增長速率,因此,平均人口密度增大。在空間分布上的特征與經(jīng)濟極化型相似,1995年之前處于分散狀態(tài),之后逐漸向西北部聚集。
圖2 1980—2010年河南省縣域人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)空間分布類型Fig.2 Spatial distribution of population-economy inconsistent index in Henan Province from 1980 to 2010
表1 河南省1980—2010年人口-經(jīng)濟空間分布類型 %Tab.1 The population-economy spatial distribution types in Henan Province during from 1980 to 2010
人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型縣域總?cè)丝?、面積及數(shù)量變化步調(diào)一致,占全省比例穩(wěn)定下降,但下降速率逐漸放慢,人口密度低于全省平均水平。該類型區(qū)占全省比例最大,約40% ~60%,因此,空間分布比較廣泛。
人口超前型縣域縣域總?cè)丝?、面積及數(shù)量變化步調(diào)一致,呈間隔波動式變化,總體呈下降趨勢,人口密度低于全省平均水平;該類型區(qū)占全省比例第二,在空間分布上逐漸向南、向東聚集。
人口極化型縣域總?cè)丝?、面積及數(shù)量變化一致,呈間隔波動式變化,總體呈上升趨勢,人口密度與全省平均人口密度相當??臻g分布上逐漸向東部聚集。
綜上,1995年之前,各種人口-經(jīng)濟空間分布類型比較分散,1995年之后開始在空間聚集:以京廣鐵路為界,經(jīng)濟極化型、經(jīng)濟超前型類型區(qū)主要分布在京廣線以西,而京廣線以東以人口極化型、人口超前型類型區(qū)為主。人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型與人口超前型所占比例最大,但兩種類型區(qū)域所占比例呈長期下降趨勢,從1980年的85%左右下降到2010年的60%左右;而人口極化型、經(jīng)濟極化型、經(jīng)濟超前型區(qū)域所占比例呈長期上升趨勢。因此,5種類型區(qū)域所占百分比隨時間變化的散點圖構(gòu)成一個錐形瓶形狀,錐形瓶的瓶頸出現(xiàn)在1995年,1995年以前,河南省人口-經(jīng)濟空間分布的不均衡性逐漸加強,之后呈間隔波動式變化:1995—2000年不均衡性降低,2000—2005年不均衡性加強,2005—2010年不均衡性降低。此外,經(jīng)濟極化型和經(jīng)濟超前型類型區(qū)人口密度高于全省平均水平,而人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型、人口超前型類型區(qū)人口密度低于全省平均水平,人口極化區(qū)人口密度與全省平均水平相當。
使用ArcGIS 10.0的空間統(tǒng)計的模式分析工具計算河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的全局Moran’s I(表2),其中,空間權(quán)重W基于鄰接規(guī)則來定義。1980—2010年間河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的IG均為正值,且其Z統(tǒng)計量均大于0.01水平下的臨界值2.58,因此,河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的全局空間關(guān)聯(lián)模式為正空間自相關(guān)-聚集模式,即不一致指數(shù)相似的縣市在空間上趨于聚集:不一致指數(shù)高的縣市和不一致指數(shù)高的縣市相鄰,不一致指數(shù)低的縣市和不一致指數(shù)低的縣市相鄰。
表2 河南省1980—2010年人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)全局Moran’s I指數(shù)估計值Tab.2 Estimates of global Moran’s I for population-economic inconsistent index in Henan Province during from 1980 to 2010
從時間上來看,Moran指數(shù)值呈波動式上升趨勢,總體上人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的空間聚集程度逐漸加強:1980—1990年上升,人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的空間聚集程度加強;1990—2000年略有下降,人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)空間聚集程度有所下降,2000年之后又開始上升,人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)空間聚集程度增強。
根據(jù)局部Moran指數(shù),結(jié)合Moran散點圖,利用Arc-GIS 10.0空間統(tǒng)計分析聚類分布制圖工具,得到各個時期的人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)的空間分布模式(圖3)。為了表達的直觀性,分別用人口極化聚集區(qū)、人口孤立區(qū)、經(jīng)濟孤立區(qū)、經(jīng)濟極化聚集區(qū)代替高高聚集模式、高低分散模式、低高分散模式、低低聚集模式。人口極化聚集區(qū)是人口問題比較突出的區(qū)域,該區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展滯后于人口的發(fā)展;經(jīng)濟極化聚集區(qū)是經(jīng)濟發(fā)展較好區(qū)域的聚集區(qū),該區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展超前于人口的發(fā)展,人口的增長能夠轉(zhuǎn)化為促進經(jīng)濟發(fā)展的生產(chǎn)力;人口孤立區(qū)是本身經(jīng)濟發(fā)展滯后于人口增長,但其周圍是經(jīng)濟發(fā)展相對較好區(qū)域,但周圍經(jīng)濟的發(fā)展并沒有對其起到帶動作用;經(jīng)濟孤立區(qū)是本身經(jīng)濟的發(fā)展超前于人口的增長,但其周圍是經(jīng)濟發(fā)展落后區(qū)域,其本身沒有對周圍區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展起到帶動作用。
圖3 1980—2010年河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)空間分布模式Fig.3 Spatial distribution patterns of population-economy inconsistent index in Henan during from 1980 to 2010
整體上看,河南省人口-經(jīng)濟不一致指數(shù)在空間的關(guān)聯(lián)模式以聚集模式為主。經(jīng)濟極化聚集區(qū)和人口極化聚集區(qū)的范圍不斷擴大,在空間上不斷聚集。經(jīng)濟極化聚集區(qū)位于豫北、豫中和豫西的交界,且有向豫中、豫西擴展、遷移的趨勢;人口極化聚集區(qū)主要位于豫東和豫南地區(qū),有向北遷移的趨勢。分散模式中的經(jīng)濟孤立區(qū)和人口孤立區(qū)呈零星分布:經(jīng)濟孤立區(qū)主要是一些地級市的市區(qū),多分布在人口極化聚集區(qū);人口孤立區(qū)的縣域數(shù)量更少,主要位于豫西,這些縣域的人口密度本身并不高,其所以成為人口孤立區(qū),主要是由其經(jīng)濟發(fā)展異常落后造成的。
(1)人口-經(jīng)濟空間分布整體不均衡性分析表明,河南省人口-經(jīng)濟分布的整體匹配程度處于中等水平,并呈波動式緩慢變化:1980—2005年,地理聯(lián)系率呈波動式下降趨勢,人口-經(jīng)濟空間分布不均衡性增強,而2005—2010年地理聯(lián)系率又迅速上升,人口-經(jīng)濟空間分布不均衡性迅速減弱。
(2)人口-經(jīng)濟空間分布的局部不均衡分析表明,1995年之前,各種人口-經(jīng)濟空間分布類型比較分散,1995年之后開始在空間聚集,且聚集范圍不斷擴大:以京廣鐵路為界,經(jīng)濟極化型、經(jīng)濟超前型類型區(qū)主要分布在京廣線以西的豫西、豫北和豫中交界區(qū)域,而京廣線以東的豫東、豫南區(qū)則以人口極化型、人口超前型類型區(qū)為主。
(3)人口-經(jīng)濟分布不均衡性空間關(guān)聯(lián)分析表明,30年來,河南省人口-經(jīng)濟不均衡性的全局空間關(guān)聯(lián)模式為聚集模式,且聚集程度呈波動式增強的趨勢;局部空間關(guān)聯(lián)模式以聚集模式為主,經(jīng)濟極化聚集區(qū)和人口極化聚集區(qū)的范圍不斷擴大,在空間上不斷聚集;經(jīng)濟極化聚集區(qū)位于豫北、豫中和豫西的交界處,且有向豫中、豫西方向擴展、遷移的趨勢;人口極化聚集區(qū)主要位于豫東和豫南地區(qū),有向北遷移的趨勢。分散模式中的經(jīng)濟孤立區(qū)和人口孤立區(qū)呈零星分布。
(1)對人口-經(jīng)濟空間分布5個類型分別按人口總量、總面積、縣域數(shù)量所占比例進行統(tǒng)計分析顯示,經(jīng)濟極化型和經(jīng)濟超前型類型區(qū)人口密度高于全省平均水平,而人口-經(jīng)濟協(xié)調(diào)型、人口超前型類型區(qū)人口密度低于全省平均水平,人口極化區(qū)人口密度與全省平均水平相當。經(jīng)濟極化型和經(jīng)濟超前型區(qū)域的經(jīng)濟地理集中度遠高于和高于人口的地理集中度,即便如此,該區(qū)域的人口密度仍高于全省的平均密度;而人口極化型和人口超前型區(qū)域的人口密度并不高,分布相當于和低于全省的平均人口密度。因此,河南經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域,經(jīng)濟的增長吸引了人口的聚集,人口的聚集又進一步促進經(jīng)濟的增長,形成了良性循環(huán);而對于經(jīng)濟落后區(qū)域,人口數(shù)量并非造成經(jīng)濟落后的原因。
(2)根據(jù)增長極理論,經(jīng)濟空間開發(fā)的模式遵循增長極崛起、點軸漸進延伸和網(wǎng)絡(luò)全面并起3個階段。從目前河南省經(jīng)濟發(fā)展格局看,河南省處于發(fā)展中的第一階段,區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的中心極基本形成,但經(jīng)濟極化中心較為單一,增長體系不完善。由于豫東、豫南的人口極化聚集區(qū)遠離經(jīng)濟極化聚集區(qū),單純依靠經(jīng)濟極化聚集區(qū)的極化帶動作用,將無力改變?nèi)丝跇O化聚集區(qū)的貧窮狀態(tài)。因此,應(yīng)從調(diào)整增長極和發(fā)展軸入手,培育河南省新的極化中心,構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)體系,進而消除人口、經(jīng)濟的過度不均衡,縮小區(qū)域經(jīng)濟差異。
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