南水北调中线水源区人口分布变化分析

阿兰初 徐粉红 郭建忠 胡石涛

(南阳师范学院 环境科学与旅游学院，河南 南阳 473061)

0 前言

本文在综合分析当前本领域研究成果的基础上，从专业角度观察南水北调中线水源区人口分布变化，分析水源区人口分布存在的问题，找出南水北调中线水源区人口分布在空间上的规律，借鉴固有研究成果及成功经验，进行具体分析实地论证，科学调整人口分布，为当地政府规划南水北调中线水源区人口布局规划提出合理建议，为南水北调中线水源区制定人口政策提供相关参考［1］。

1 研究区概况及数学模型

1．1 研究区概况

南水北调中线水源区位于豫、陕、渝、鄂四省交界地带，包括了丹江口水库及周边地区和汉江、丹江流域及其包含的支流流域。水源区介于秦巴山地与伏牛山山系和米仓山山脉之间，东部是南阳盆地，北部及东北部有黄河、淮河，西南部有嘉陵江。该地区水能资源丰富，土地广阔，地形复杂，形成了独特的旅游资源。水源区涉及秦、豫和鄂三省的35 个县4 个市，土地面积约10 万平方千米。

1．2 数学模型

1．2．1 人口密度

人口密度一般被看作是衡量人口分布的重要指标，它反映一定地区的人口密集程度，是指单位土地面积上居住的人口数［1］。计算公式:D = P/S，其中该地区人口密度用D 表示，人口总数用P 表示，土地总面积用S 表示［3］。应当注意的是，人口密度提供的只是一个平均数，它掩盖了所计算范围的内部差异，考虑的范围越小，所计算出的人口密度越能反映出人口分布的真实情况。

1．2．2 人口分布不均衡指数

一个地域内人口空间分布不均衡程度的计量指标是用人口分布不均衡指数U 来度量，其公式为［1］:

阻塞网络可以阻止共塔频率对本频率的干扰，对于本台其他频率的干扰应该怎么处理呢?如果再增加阻塞网络,会使得整个网络臃肿庞大,同时也增加了网络设计的难度。由于本台其他天线发射频率相比较共塔频率的干扰要小得多，我们可以采取被动吸收网络（也称陷波）的方式来消除，根据干扰的强度大小，采用不同的吸收方式。图3是四种不同吸收网络组成形式原理图。

其中，用U 表示不均衡指数;n 表示调研区内县市的地域总个数;xi表示i 行政单元人口与调研区总人口之比;yi为i 行政单元的土地面积除以调研区总土地面积所得的商。U 数值的大小关系着区域人口空间结构是否均衡，U 值越大，说明区域人口的空间结构越不均衡;与此相反，空间结构趋向均衡［3］。

1．2．3 基于变异函数的分布模式研究

区域化变量、空间插值的空间相关和变异分析这两大领域是地统计学的研究对象。半变异函数的计算公式如下［5］:

其中，h 为样本距;N(h)为间距，为h 的样本对的总个数;样本空间样本Si的属性值用Z(Si)表示，距样本Si距离为在h处的样本的属性值用Z(Si+h)表示［4］。半变异函数3 个主要参数是块金值(C0)、自相关尺度(a)以及基台值(C0+C)［6］。

高斯模型的一般公式［5］:

式中，C0为块金常数;C 为拱高;C0+C 为台基值。由于当h，即当时，r(h)≈C0+C，所以该模型的变程约为。当C0 为0，C 为1 时，称作为标准高斯模型。

1．2．4 克里金插值法

克里金插值法亦称为空间局部插值方法，是以变异函数理论和结构分为基础，在有限领域内对区域化变量进行无偏最优估计的一种方法。

2 水源区人口分布研究结果及分析

2．1 人口密度

2000年，南水北调水源区人口密度最大的县是城固县，人口密度最小的是位于大巴山东端的房县。各市县的人口密度从大到小是:城固县＞佛坪县＞石泉县＞汉阴县＞镇坪县＞柞水县＞白河县＞丹凤县＞商南县＞栾川县＞邓州市＞房县;到了2011年人口密度最大的县依旧是城固县，人口密度相对较大的市县分别是邓州、内乡、淅川、汉阴和南郑。

2000—2011年人口密度在空间上发生了明显的变化，2000年的几个人口密度大县，到2011年其人口密度已有较大幅度的下降。从2011年的人口数据上来看，人口规模最大的是位于南襄盆地的邓州市，人口数量约为150 万人，而规模最小的是位于大巴山腹地的佛坪县，人口数量约为3 万人。

由此可以知道水源区人口在空间分布上并不存在着明显的集聚性，2000—2011年人口密度在空间上发生了明显的变化。水源区人口密度较大的县市由2000年的11 个县市到2011年直接降到只有2 个县市，降幅较大。2000—2011年，水源区人口总数增加了约6．9 ×105人。

2．2 人口分布不均衡值

不均衡指数U 是测度南水北调中线水源区各县市人口空间结构在地域上的特点。利用数据公式计算出水源区人口分布的不均衡指数，其中2000年为0．013 1，2011年为0．014。数据显示2000年至2011年的11年中，南水北调中线水源区人口分布趋向于不均衡。进入21 世纪后，随着中国经济的发展，水源区人口流动较大，加上自2003年底南水北调中线开始动工以来，水源区各县市通过人口迁移和人口集聚化发展，使得人口分布趋向不平衡，但变化不是特别大。

2．3 基于变异函数分布模型的分析

通过对2000年水源区人口密度异向Moran’s I 分析，可以看出，同向45°的决定系数在－0．837～0．837之间，区域变异程度越弱，说明区域的自相关性越强，区域变异程度与自相关性呈负相关。2011年异向函数模型的决定系数变化在－0．923～0．923之间，变程在0～2．98之间，其值为正值且逐渐降低，说明人口密度在区域间逐渐稳定，其自相关性增强。

根据人口密度分布和变异函数，得到2000年和2011年各向同性、各向异性半变异函数的理论曲线，可以看出2000和2011年各向异性变异函数的曲线基本一致，曲线走势平缓，相关系数由2000年的0．286降低到0．275，在10年间变异性逐渐降低。变异函数曲线在不同方向上的变化有规律可参照，说明人口密度在空间上有一定的联系，进而表明该地区人口分布存在一定的联系。

在各向异性分析上以0°、45°、90°做比较分析，变异函数曲线的初始值在三个方向上都非常相近，说明在小范围内，变异程度不明显。在高斯模型下，在0°、45°的半变异函数曲线走势大致相同，同时其决定系数变程在2．33前后达到最大值，由此得出在0°、45°方向上人口密度的半变异性类似;90°方向相对0°、45°方向，半变异函数曲线的走势平缓，变异性也相对较弱。

表1 水源区人口密度变异函数理论模型的相关参数

2．4 克里金插值分析

从图2 可以看出，宏观上看水源区人口的空间分布和全国绝大多数地区一样从东向西逐渐减少，并且东部人口相比西部人口聚集程度更高。其中以107°E，33°N 为中心，人口密度呈类同心圆向四周递减，在106°～109°E，33．5°～34．1°N 之间的区域人口分布较少。其影响人口分布差异的主要因素是地形，东部为南襄盆地，盆地里的局部地形是平原，地形开阔，气候宜人，交通便利，环境承载量大，适宜人类生存生活。呈类同心圆递减分布的区域是汉中谷地，其南部是大巴山，北部是秦岭山脉。从整体上说，水源区人口集中分布的区域是丹江口水库库区周边地形平坦以及汉江、丹江流经的河谷地带。

3 结论与建议

3．1 结论

本次研究以县市单元为单位对象，通过运用人口密度、人口分布指标、空间变量自相关性分析和克里金插值法以及GIS 技术等工具，对近年来南水北调中线水源区人口分布特点进行数学建模分析。其主要结论如下:

(1)南水北调中线水源区人口在空间分布上集聚性不明显且不具有连续性;人口规模区域差异性明显;水源区人口密度较大的县市分布在河谷地带以及交通干线;水源区东部平原地区人口密度高于水源区西部山地地区。

(2)通过观察变异函数对水源区人口分布的空间自相关分析，可以得出，全局自相关指数值为正值且呈逐渐降低的趋势，由此表明水源区人口密度的分布差异呈递减趋势，即大多数地区的人口密度分布与其周边地区的人口密度分布差异逐渐缩小。主要表现丹江和汉水支流流域人口高密度集聚区的人口密度减小，大巴山东端房县等人口低密度集聚区人口密度增大。

其主要影响因素有:①区域之间发展条件的差异;②国家政策;③地区经济发展程度。

3．2 建议

随着水源区人口的增长，退耕还林、生态修复等工程的实施，耕地面积也不断减少，人地关系进一步紧张。因此，采取积极有效的措施缓解人地矛盾变得刻不容缓［11］。

(1)进行准确的人口预测，制定周密的人口发展计划和严格执行人口政策，建立人口合理分布的模型，创新人口管理体制，推进人口发展方式的转变。国家应该完善对水源区移民的福利制度，正视水源区人民为南水北调做出的重大牺牲［10］。

(2)地方政府应该积极配合落实移民政策。抓紧进行各项基础设施的建设，包括医疗、卫生、交通、教育，做好迎接移民的准备。此外，应统筹各方面利益，实现经济、社会、生态利益协调发展。

(3)结合当地特色，发展特色经济，为当地居民未来谋出路。中线水源区多处于山区，应合理发展生态经济产业，建立以水源渠首为主题的观光教育景点，在发展当地经济的同时加强民众的环保意识;同时结合当地独特气候和原有经济基础，发展以林业为主，农业和副业为辅的立体经济。

(4)多渠道宣传国家政策，做好水源区移民动员工作。移民新村周边居民也需要理解移民者背井离乡的心情，给予他们生活方面更多的帮助，情感方面给予更多关怀。充分发挥社会舆论的作用，实现水源区居民对国家政策的理解与配合。南水北调中线水源区工程建设规模大，涉及数十万当地居民的切身利益，动员与宣传工作应做到位。

(5)在专业评估的基础上合理配置水源区居民分布。南水北调中线水源区地处山区，生态脆弱，应合理评估渠首工程的后续可持续发展，充分考虑当地具体情况，在充分调研的基础上提出居民分布及外迁的可行性方案。

(6)应该有效借鉴和吸收三峡工程及小浪底工程移民的经验及教训。实践证明，巨大的水利工程将会引发深层次宽领域的后续问题，南水北调中线水源区在移民过程中应当借鉴有关经验教训，考虑后续可持续发展问题，综合考虑地理、生物等各相关领域的影响因素，遵守自然规律，实现人与自然的和谐。

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