基于GIS的青海省人口分布及其时空演变特征

胡志强;张海峰

【摘 要】采用人口密度和空间自相关等分析方法,并结合GIS技术对2000年以来青海省人口分布的时空演变特征进行分析.研究结果表明:①2015年,青海人口密度东高西低,分布极不均匀,以西宁为中心呈圈层式向西扩展.青海省人口密度分布存在着正的空间自相关性,主要存在高高集聚和低低集聚.②青海省人口分布存在不均衡现象,但不均衡性稍有减弱,青海省的人口重心呈现出缓慢向西移动的趋势.青海省人口分布方向为“东北—西南”向,且人口分布格局进一步向西南方向缓慢集聚的趋势.研究结果表明空间自相关的统计分析方法能够更好地揭示出人口的分布特征、人口集聚及其变化的热点,对于人口的合理布局方案等政府决策具有重要的参考价值.

【期刊名称】《内蒙古科技与经济》 【年(卷),期】2017(000)006 【总页数】3页(P48-49,51)

【关键词】人口分布;时空演变;空间自相关;青海省 【作 者】胡志强;张海峰

【作者单位】青海师范大学生命与地理科学学院,青海西宁 810008;青海师范大学生命与地理科学学院,青海西宁 810008 【正文语种】中 文 【中图分类】G922(244)

人口分布是指一定时间内人口在地理空间中的分布、集散和组合情况，是重要的人口现象和社会经济现象[1]。研究区域人口分布的时空演变过程，可揭示区域人口空间分布的规律性，对制定合理的人口政策以及实现区域人口、资源、环境的协调发展具有十分重要的意义[2]。人口分布的研究历来受到学者们的重视。1935年胡焕庸首次用等值线绘制了我国第一张人口密度图，以此提出了中国人口的地域分界线[3]。葛美玲等综合运用人口密度和重心分析法将中国人口地理分布划分为集聚核心区等9级区域[4]。苏飞等在GIS 技术的基础上，采用人口分布的结构指数和空间自相关分析方法，对1993年～2007年辽中南城市群人口分布的时空演变特征进行了分析[2]。杨强等以六期人口普查分县数据为基础，采用人口分布结构指数、基尼系数、空间自相关等方法，对中国人口分布进行了时空分析[5]。大多数研究都集中在全国或部分经济较发达的区域，关于青海省的研究还比较少。笔者将研究区域在生态环境脆弱，经济发展落后，人口、资源和经济分布差异大的青海省(以下简称全省)，采用多种方法和指标对青海省人口分布及其空间演化特征进行测度，使得研究结果更具针对性和真实性。

本文以县级单元作为研究青海省人口分布及其时空演变的基本单元，行政区划按2015年进行研究。研究单元包括40个县(市、区)和海西州冷湖行政委员会、茫崖行政委员会、大柴旦行政委员会，共计43个县级行政单元，其中西宁市所辖的4区视为西宁市主城区。研究时段为2000年～2015年，人口数据主要来源于相关年份的《青海省统计年鉴》、《西宁市统计年鉴》。地图数据主要来源于国家基础地理信息中心1∶400万数据库。 2.1 人口密度分析

青海省2015年末总人口为573.94万人。全省人口东密西疏，分布极不均匀，以西宁为中心呈圈层式向西扩展。东部地区人口密度为全省最高的区域，其中西宁市区为全省人口密度的极值区域，这是由于西宁市为全省的政治经济文化中心，拥有

全省最为完善的基础设施和生活条件，对人口的集聚具有极大的吸引力；西宁市所辖各县和海东市为人口密度低于西宁市区高于省内其他区域。三江源地区人口密度为全省的低值区域，玉树市2013年撤县设市，成为青海南部地区重要城镇，基础设施较青南地区其他城镇基础设施完善，成为吸引人口集聚的重要因素，玉树市成为区域内的高值区。环青海湖地区人口密度仅次于东部地区，其中天峻县平均海拔在4 000m以上，自然环境相对恶劣，人口密度为区域内的低值点。柴达木地区矿产资源丰富，人口稀少，是全省重要的工业基地，其中格尔木市为该地区唯一的城市，其人口总量大，同时辖区面积也大，故人口密度仅为1.09人/km2，乌兰县人口数少于格尔木市人口，但辖区面积较小，其人口密度9.27人/km2，为本区域人口密度的最高区域。 2.2 空间自相关分析

为进一步探究青海省人口分布的空间特征，本文引入空间自相关分析[6]，以2015年青海省县域人口密度为基础，利用GeoDa软件统计得出全局Moran’I。经计算，2015年青海省各个地区人口密度的Moran's I系数为0.5343，Z值为6.1044，表明青海省人口密度分布存在着正的空间自相关性，呈现趋同趋势，即人口密度较高的县域和人口密度较低的县域呈现着显著的空间上集聚态势。使用GeoDa软件计算出青海省县域人口密度的LISA值，在p≤0.05进行检验，并结合ArcGIS10.3绘制出2015年青海省县域人口密度的LISA集聚图，如图1所示。通过局部空间自相关分析，表明青海省人口密度主要存在高高集聚和低低集聚。主要的高高集聚区为东部地区，西宁市区、大通、平安、湟中、互助、化隆和门源等8个县区；低低集聚区为兴海县、玛沁县、达日县、久治县、玛多县、玉树市、杂多县、称多县、治多县、都兰县和德令哈市等16个区域。另有部分区域未通过显著性检验，主要集中在环青海湖地区和三江源地区的东部，这部分区域竖贯青海省的南北，从祁连山、青海湖到巴颜喀拉山，地貌类型比较复杂，不存在着显著的稳定

的自相关格局。 3.1 洛伦兹曲线分析

洛伦兹曲线又称频率累计曲线，是由意大利统计学家洛伦兹首次使用，用于研究工业化的集中程度[7]。根据洛伦兹曲线的绘制方法，青海省2000年、2005年、2010年和2015年的县域人口与面积之间的洛伦兹曲线绘制步骤如下：①分别计算各县域单元人口百分比和面积百分比；②降序排列各县域单元的人口百分比，并求出累计百分比；③计算相对应的的各县域单元的面积累计百分比；④以面积累计百分比为横轴，人口累计百分比为纵轴，绘制出青海省县域人口洛伦兹曲线，如图2所示。

洛伦兹曲线直观的表现了青海省人口分布在地理空间上的不均衡现象。总体上来看，2000年～2015年，洛伦兹曲线偏离均匀分布线的程度越来越小，但都偏离均匀分布线程度较大，人口在土地上分布的不均衡性稍有减弱，全省人口分布的不均衡现象还是比较明显。如1.99%的土地面积上分布的人口，由2000年52.78%到2015年的51.67%。这些区域主要为人口高密度区，主要分布在青海东部地区。2000年，9.56%的人口分布在48.18%的土地上，2015年，10%的人口分布在48.62%土地上，这部分主要是人口低密度区，主要分布在三江源地区和柴达木地区，中间的部分主要为环青海湖地区和三江源地区的东北部地区，为中密度区。 3.2 重心分析

人口分布重心的迁移是测度区域人口分布演变的一个重要指标，重心的位置一般是以经纬度来表示[8]，结合ArcGIS10.3绘制出青海省2000年～2015年各年份的人口重心演变轨迹，如图3所示。从图3可以看出，青海省的人口重心一直位于东北部海南州共和县境内，这主要是由于青海省东部是省内自然环境最为优越，基础设施最为完善的区域，是省内人口密度最高的区域。但2000年～2015年间，人口重心呈现出缓慢向西移动的趋势，这是由柴达木地区吸收外来务工、移民和三

江源地区基础设施条件改善人口增长共同作用的结果。2013年～2015年向西移动幅度较小，这是由于柴达木地区资源型工业受全国经济形势影响以及海东市建市的影响。

3.3 人口分布的主要方向及离散趋势

标准差椭圆主要由 3 要素构成：转角、沿主轴(长轴)的标准差与沿辅轴(短轴)的标准差。2000年～2015年青海省人口分布的标准差椭圆空间分布态势，如图4所示。由图4可知，青海省人口分布方向为“东北-西南”向，转角由2000年的79.49%到2010年的77.45%，到2015年的78.29，2000年～2015年转角微弱减小，说明人口分布格局进一步向西南方向集聚，这一趋势与中心分析相吻合。2000年2015年人口分布标准差椭圆长短轴变化均不明显，说明全省人口分布格局基本稳定，未呈现出明显的集聚或分散趋势。

本文采用人口密度、空间自相关和洛伦兹曲线等方法，在ArcGIS10.3软件的支持下，对青海省2000年以来人口分布及其演化特征进行分析，并得出以下结论：①青海省人口东密西疏，分布极不均匀，以西宁为中心呈圈层式向西扩展。青海省人口密度分布存在着正的空间自相关性，即人口密度较高的县域和人口密度较低的县域呈现着显著的空间上集聚态势。局部空间自相关分析表明：青海省人口密度主要存在高高集聚和低低集聚，主要的高高集聚区为东部地区，低低集聚区为柴达木地区和三江源地区西部。 ②洛伦兹曲线分析表明青海省人口在土地上分布的不均衡性稍有减弱，但全省人口分布的不均衡现象还是比较明显。重心分析表明：青海省的人口重心一直位于东北部海南州共和县境内，且呈现出缓慢向西移动的趋势。青海省人口分布方向为“东北-西南”向，且人口分布格局进一步向西南方向缓慢集聚的趋势。

【相关文献】

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[2] 苏飞，张平宇.辽中南城市群人口分布的时空演变特征[J].地理科学进展，2010，(1)：96～102. [3] 胡焕庸. 中国人口之分布—附统计表与密度图[J].地理学报，1935，2(2)：33～74.

[4] 葛美玲，封志明.中国人口分布的密度分级与重心曲线特征分析[J].地理学报，2009，64(2)：202～210.

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[6] 王劲峰，等. 空间分析[M].北京：科学出版社，2006.

[7] 徐建华，岳文泽.近20年来中国人口重心与经济重心的演变及其对比分析[J].地理科学，2001，21(5)：385～389.

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