河南省人口-经济空间分布不均衡性分析

2014-09-19许淑娜

地域研究与开发 2014年5期

许淑娜

(许昌学院城乡规划与园林学院，河南许昌 461000)

0 引言

人口与经济的关系是区域可持续发展的核心问题，因而，人口与经济的空间分布特征是影响区域可持续发展的重要因素。河南省是人口大省和经济大省，改革开放以来，河南省经济发展取得了巨大成就，人民生活水平日益提高。然而，随着经济的迅速发展，人口与资源及环境的关系、区域协调发展等问题越来越突出。因此，研究河南省人口-经济的空间分布特征及其演变规律对于实现河南省的可持续发展具有重大的现实意义。

目前，关于人口-经济空间分布特征的研究，主要集中于人口-经济空间分布的不均衡特性的研究上:从研究区域上划分，主要集中于国家级［1-5］和省级［6-12］，对中国人口-经济分布不均衡性的研究多以省域为基本研究单元，而对省域的研究多以地级市为基本研究单元;从研究方法上来划分，多采用重心模型［1-4，7，10，13］分析多个时期区域的经济重心和人口重心的迁移轨迹来揭示人口-经济的空间分布不均衡特性，也有采用传统的统计分析方法如计算人口-经济的地理联系率、Pearson相关系数、基尼系数等来测度区域人口-经济的不均衡性［8-9，11-15］，上述两种方法都只是从区域整体上来衡量人口-经济的不均衡性，而区域内部的差异却不能反映出来。本研究以县域为基本研究单元，选取GDP总量和人口总量等指标，采用传统统计分析与空间统计分析相结合的方法，研究河南省人口-经济分布的整体及局部不均衡性，并对不均衡性的空间关联特性进行分析。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

采用传统的统计分析与空间统计分析相结合的方法，研究人口-经济不均衡性分布的整体和局部情况以及这种不均衡性的空间关联特性。具体利用传统统计分析法的地理联系率、人口-经济不一致指数，空间统计分析的全局自相关分析、局部自相关分析等方法。

1.1.1 地理联系率。地理联系率是反映两经济要素在地理分布上联系情况的指标［13］。其定义为:

式中:Si为第一要素区域占全区同类要素的百分比;Pi为第二要素区域占全区同类要素的百分比;G为地理联系率。当G较大时，表明两要素的地理联系率较高，空间集中度较低，分布比较均衡，两个要素在地理分布上比较匹配;反之，则表明两要素地理联系不太密切，空间集中度高，分布不太均匀。

1.1.2 人口-经济不一致指数。人口-经济不一致指数(Bit)定义为人口地理集中度与经济地理集中度的相对比例［5］，计算公式为:

式中:Rpit为人口地理集中度;Rgit为经济地理集中度;pit与Pt是第i个县域t时刻的总人口和全省的总人口;git与Gt是第i个县域t时刻的GDP总量和全省的GDP总量。

若Bit＜1，表示i地区t时刻人口地理集中程度小于经济地理集中程度;Bit=1，表示i地区t时刻人口地理集中程度等于经济地理集中程度;Bit＞1，表示i地区t时刻人口地理集中程度大于经济地理集中程度。

1.1.3 人口-经济不一致指数的全局空间自相关分析。全局空间自相关分析的功能在于描述要素的整体分布情况，判断要素在空间上的分布模式是聚集、分散或是随机。常用的指标有Moran’s I、Geary’s C和广义G统计量。本研究采用Moran’s I，其定义如下:

式中:xi为第i个单元的变量观测值;n为研究单元的数量为n个单元变量观测值的平均值;w为n阶空间权重阵。I的取值范围为［-1，1］，I取正值表示正的空间自相关，变量在空间上呈聚集分布模式;I取负值表示负的空间自相关，变量在空间上呈分散分布模式;I取0表示不相关，变量在空间上呈随机分布模式。由于受研究单元总数n大小的影响，用I指数推断空间模式还必须与随机模式中的I指数作比较，可以构造标准化的检验统计量Z来检验空间自相关的显著性。

1.1.4 人口-经济不一致指数的局部空间自相关分析。全局型空间自相关统计量是对整个研究区概括出的统计量，只能够指出地理现象在空间的分布模式是聚集、分散、或是随机，但不能指出聚集地、分散地在哪儿;另外，由于空间异质性的存在，在研究区的某些区域上空间自相关值是高的，另外一些区域上的值可能是低的，甚至可能在研究区的某一部分中找到正的空间自相关而在另一些区域中找到负的空间自相关。因此，还需要探测局部尺度上的空间自相关情况。常用的局部空间自相关指标有局部Moran指数(IL)、局部G统计量、Moran散点图。本研究采用局部Moran指数结合Moran散点图来分析变量的局部空间自相关情况。

①局部Moran指数IL。公式为:

式中:s表示变量x的标准差。IL值也需要构造标准化的检验统计量Z来进行检验。

②Moran散点图。以(Wz，z)为坐标点的Moran散点图，研究局部的空间不稳定性，它对空间滞后因子Wz和z数据对进行了可视化的二维图示。其中，z为原始变量x的标准差标准化值，Wz为z的邻居加权平均值。Moran散点图的4个象限，分别对应于区域单元与其邻居之间4种类型的局部空间联系形式:第一象限代表了高观测值的区域单元被同是高值的区域所包围的空间联系形式;第二象限代表了低观测值的区域单元被高值的区域所包围的空间联系形式;第三象限代表了低观测值的区域单元被同是低值的区域所包围的空间联系形式;第四象限代表了高观测值的区域单元被低值的区域所包围的空间联系形式。

1.2 数据来源

按照最新的行政区划，以河南省88个县、21个县级市、17个省辖市市区共计126个县域单元为研究对象，采用 1980，1985，1990，1995，2000，2005，2010 年共 7 个年份的GDP和人口总量数据。其中，1980，1985，1990年这3期的数据来自《河南省、市地、县社会经济概况(1980—1990)》，1995，2000，2005，2010 年这 4 期的数据来自1996，2001，2006，2011 年的《河南统计年鉴》。

2 人口-经济空间分布不均衡性分析

2.1 整体不均衡性分析

取Si为第i个县域的人口占全省人口的百分比，Pi为第i个县域的GDP占全省GDP的百分比，计算各年份的地理联系率(图1)。1980—2010年河南省人口-经济的地理联系率整体上处于中等水平并呈波动式变化，最小值为74.577 8，最大值为78.295 0，平均值76.242 0。其中，1980—2005年，地理联系率呈波动式下降趋势，而2005—2010年又迅速上升。1980—1985年，人口-经济地理联系率呈上升趋势，因此，该时期人口-经济分布的匹配程度不断增加，不均衡性减弱;1985—1995年，人口-经济地理联系率呈下降趋势，该时期人口-经济分布的匹配程度不断减弱，不均衡性增加;1995—2000年，不均衡性减弱;2000—2005年不均衡性增加;2005—2010年，人口-经济地理联系率迅速增加，不均衡性迅速减弱。

2.2 局部不均衡性分析

计算河南省人口-经济不一致指数。其中，不一致指数(Bit)最小值为0.113 2(1985年濮阳市)，最大值为3.334 2(1985年台前县)。根据不一致指数的特点，将河南省人口-经济空间分布划分为5种类型:①经济极化型(经济的集中程度远远大于人口的集中程度):Bit＜1/2;②经济超前型(经济的集中程度大于人口的集中程度):1/2≤Bit＜2/3;③人口-经济协调型(经济的集中程度与人口的集中程度相当):2/3≤Bit≤3/2;④人口超前型(人口的集中程度大于经济的集中程度):3/2＜Bit≤2;⑤人口极化型(人口的集中程度远远大于经济的集中程度):Bit＞2。根据上述划分标准，借助ArcMap 10.0软件对1980—2010年7个时间段的县域人口-经济不一致指数进行分级显示(图2)。分别根据人口总量、土地总面积及县域个数计算5种人口-经济空间分布类型所占的百分比(表1)。

图1 1980—2010年河南省人口-经济地理联系率Fig.1 Population-economy geographical relation rate in Henan Province from 1980 to 2010

由图2和表1可知，5种类型所涉及的人口总量、土地面积及县域个数三者变化步调基本一致。经济极化型的区域人口密度高于全省平均水平，但30年来该类型区所涉及到的县域个数、总面积占全省比例波动式上升，而总人口波动式下降，因此，该区域人口密度逐渐趋向全省平均人口密度。在空间分布上，由分散分布逐渐聚集;1980—1990年经济极化型的县域除了义马市外，其他的均为地级市的市区，1995年之后，在空间分布上逐渐向河南省西北部聚集。经济超前型县域总人口、面积及数量变化步调一致，占全省比例稳定上升，人口密度高于全省平均水平，其人口增长速率高于总面积的增长速率，因此，平均人口密度增大。在空间分布上的特征与经济极化型相似，1995年之前处于分散状态，之后逐渐向西北部聚集。

图2 1980—2010年河南省县域人口-经济不一致指数空间分布类型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-经济空间分布类型 %Tab.1 The population-economy spatial distribution types in Henan Province during from 1980 to 2010

人口-经济协调型县域总人口、面积及数量变化步调一致，占全省比例稳定下降，但下降速率逐渐放慢，人口密度低于全省平均水平。该类型区占全省比例最大，约40% ～60%，因此，空间分布比较广泛。

人口超前型县域县域总人口、面积及数量变化步调一致，呈间隔波动式变化，总体呈下降趋势，人口密度低于全省平均水平;该类型区占全省比例第二，在空间分布上逐渐向南、向东聚集。

人口极化型县域总人口、面积及数量变化一致，呈间隔波动式变化，总体呈上升趋势，人口密度与全省平均人口密度相当。空间分布上逐渐向东部聚集。

综上，1995年之前，各种人口-经济空间分布类型比较分散，1995年之后开始在空间聚集:以京广铁路为界，经济极化型、经济超前型类型区主要分布在京广线以西，而京广线以东以人口极化型、人口超前型类型区为主。人口-经济协调型与人口超前型所占比例最大，但两种类型区域所占比例呈长期下降趋势，从1980年的85%左右下降到2010年的60%左右;而人口极化型、经济极化型、经济超前型区域所占比例呈长期上升趋势。因此，5种类型区域所占百分比随时间变化的散点图构成一个锥形瓶形状，锥形瓶的瓶颈出现在1995年，1995年以前，河南省人口-经济空间分布的不均衡性逐渐加强，之后呈间隔波动式变化:1995—2000年不均衡性降低，2000—2005年不均衡性加强，2005—2010年不均衡性降低。此外，经济极化型和经济超前型类型区人口密度高于全省平均水平，而人口-经济协调型、人口超前型类型区人口密度低于全省平均水平，人口极化区人口密度与全省平均水平相当。

3 人口-经济不均衡性空间关联分析

3.1 全局空间关联分析

使用ArcGIS 10.0的空间统计的模式分析工具计算河南省人口-经济不一致指数的全局Moran’s I(表2)，其中，空间权重W基于邻接规则来定义。1980—2010年间河南省人口-经济不一致指数的IG均为正值，且其Z统计量均大于0.01水平下的临界值2.58，因此，河南省人口-经济不一致指数的全局空间关联模式为正空间自相关-聚集模式，即不一致指数相似的县市在空间上趋于聚集:不一致指数高的县市和不一致指数高的县市相邻，不一致指数低的县市和不一致指数低的县市相邻。

表2 河南省1980—2010年人口-经济不一致指数全局Moran’s I指数估计值Tab.2 Estimates of global Moran’s I for population-economic inconsistent index in Henan Province during from 1980 to 2010

从时间上来看，Moran指数值呈波动式上升趋势，总体上人口-经济不一致指数的空间聚集程度逐渐加强:1980—1990年上升，人口-经济不一致指数的空间聚集程度加强;1990—2000年略有下降，人口-经济不一致指数空间聚集程度有所下降，2000年之后又开始上升，人口-经济不一致指数空间聚集程度增强。

3.2 局部空间关联分析

根据局部Moran指数，结合Moran散点图，利用Arc-GIS 10.0空间统计分析聚类分布制图工具，得到各个时期的人口-经济不一致指数的空间分布模式(图3)。为了表达的直观性，分别用人口极化聚集区、人口孤立区、经济孤立区、经济极化聚集区代替高高聚集模式、高低分散模式、低高分散模式、低低聚集模式。人口极化聚集区是人口问题比较突出的区域，该区域经济的发展滞后于人口的发展;经济极化聚集区是经济发展较好区域的聚集区，该区域的经济发展超前于人口的发展，人口的增长能够转化为促进经济发展的生产力;人口孤立区是本身经济发展滞后于人口增长，但其周围是经济发展相对较好区域，但周围经济的发展并没有对其起到带动作用;经济孤立区是本身经济的发展超前于人口的增长，但其周围是经济发展落后区域，其本身没有对周围区域的经济发展起到带动作用。

图3 1980—2010年河南省人口-经济不一致指数空间分布模式Fig.3 Spatial distribution patterns of population-economy inconsistent index in Henan during from 1980 to 2010

整体上看，河南省人口-经济不一致指数在空间的关联模式以聚集模式为主。经济极化聚集区和人口极化聚集区的范围不断扩大，在空间上不断聚集。经济极化聚集区位于豫北、豫中和豫西的交界，且有向豫中、豫西扩展、迁移的趋势;人口极化聚集区主要位于豫东和豫南地区，有向北迁移的趋势。分散模式中的经济孤立区和人口孤立区呈零星分布:经济孤立区主要是一些地级市的市区，多分布在人口极化聚集区;人口孤立区的县域数量更少，主要位于豫西，这些县域的人口密度本身并不高，其所以成为人口孤立区，主要是由其经济发展异常落后造成的。

4 结论与讨论

4.1 结论

(1)人口-经济空间分布整体不均衡性分析表明，河南省人口-经济分布的整体匹配程度处于中等水平，并呈波动式缓慢变化:1980—2005年，地理联系率呈波动式下降趋势，人口-经济空间分布不均衡性增强，而2005—2010年地理联系率又迅速上升，人口-经济空间分布不均衡性迅速减弱。

(2)人口-经济空间分布的局部不均衡分析表明，1995年之前，各种人口-经济空间分布类型比较分散，1995年之后开始在空间聚集，且聚集范围不断扩大:以京广铁路为界，经济极化型、经济超前型类型区主要分布在京广线以西的豫西、豫北和豫中交界区域，而京广线以东的豫东、豫南区则以人口极化型、人口超前型类型区为主。

(3)人口-经济分布不均衡性空间关联分析表明，30年来，河南省人口-经济不均衡性的全局空间关联模式为聚集模式，且聚集程度呈波动式增强的趋势;局部空间关联模式以聚集模式为主，经济极化聚集区和人口极化聚集区的范围不断扩大，在空间上不断聚集;经济极化聚集区位于豫北、豫中和豫西的交界处，且有向豫中、豫西方向扩展、迁移的趋势;人口极化聚集区主要位于豫东和豫南地区，有向北迁移的趋势。分散模式中的经济孤立区和人口孤立区呈零星分布。

4.2 讨论

(1)对人口-经济空间分布5个类型分别按人口总量、总面积、县域数量所占比例进行统计分析显示，经济极化型和经济超前型类型区人口密度高于全省平均水平，而人口-经济协调型、人口超前型类型区人口密度低于全省平均水平，人口极化区人口密度与全省平均水平相当。经济极化型和经济超前型区域的经济地理集中度远高于和高于人口的地理集中度，即便如此，该区域的人口密度仍高于全省的平均密度;而人口极化型和人口超前型区域的人口密度并不高，分布相当于和低于全省的平均人口密度。因此，河南经济发达区域，经济的增长吸引了人口的聚集，人口的聚集又进一步促进经济的增长，形成了良性循环;而对于经济落后区域，人口数量并非造成经济落后的原因。

(2)根据增长极理论，经济空间开发的模式遵循增长极崛起、点轴渐进延伸和网络全面并起3个阶段。从目前河南省经济发展格局看，河南省处于发展中的第一阶段，区域经济发展的中心极基本形成，但经济极化中心较为单一，增长体系不完善。由于豫东、豫南的人口极化聚集区远离经济极化聚集区，单纯依靠经济极化聚集区的极化带动作用，将无力改变人口极化聚集区的贫穷状态。因此，应从调整增长极和发展轴入手，培育河南省新的极化中心，构造网络体系，进而消除人口、经济的过度不均衡，缩小区域经济差异。

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