山东省县域人口—经济空间分异与动态变化研究

张 玉,任建兰

(山东师范大学 地理与环境学院,山东 济南 250358)

1 引言

山东省是我国的人口大省和经济大省,区域面积15.71万km2,占全国总面积的1.64%。截至2016年末,山东省常住人口9946.64万人,占全国总人口的7.19%;地区生产总值6.7万亿元,占全国生产总值的9.01%。在全国1.64%的国土上,山东省创造了9.01%的地区生产总值,养育了7.19%的人口,是我国的人口和经济的集聚地。但山东省内部各县域人口和经济的集聚能力还存在很大差距,如沿海和内陆，县级市、市辖区和县之间。同时,山东省是传统的农业大省、工业大省,资源环境压力较大,经济增长内生动力不足,制约着区域人口和经济的协调发展。在“两区一圈一带”区域发展战略推动和新旧动能转换重大示范工程建设背景下,研究山东省各县域人口和经济的空间分异与动态变化具有重大的现实意义。

地理环境、社会文化、历史传统等决定了区域间的差异,人口因素和经济因素是反映区域差异的重要指标,因此人口分布与经济发展是区域发展研究的重要课题[1-3]。目前国内学者对此进行了诸多研究。在研究尺度上,学者们从国家、城市群、城市等多种空间尺度分析了人口和经济的空间集聚特征以及相互间的协调关系[4-8];在研究方法上,利用地理集中度、基尼系数、地理联系率、重心分析法、空间自相关等方法,运用ArcGIS软件、Geoda软件、SPSS软件等技术手段测算了人口和经济的空间分异和动态变化[9-12];在研究领域上,多集中在人口—经济承载力、人口—经济压力、人口—经济的重心演变、人口—经济的空间耦合关系等方面[13-17]。在人口和经济空间关系方面的研究已取得了许多理论和实践成果,而山东省作为我国发展的“缩影 ”,有关人口和经济空间关系的研究仍较少。在县域尺度上分析山东省人口和经济的空间分异和动态变化,对明确区域发展定位、落实区域发展战略,具有较大的借鉴意义和实践价值。

综上所述，以上研究为山东省县域人口和经济的空间分异与动态变化研究提供了基础。本文在现有研究成果的基础上,选取2001—2016年山东省137个县域的人口、GDP和区域面积数据,利用集中度指数、探索性空间数据分析(ESDA)、重心分析法、不一致指数分析了山东省各县域人口和经济的空间分异与动态变化,并通过ArcGIS软件、Geoda软件等进行了可视化表达。以期揭示山东省县域人口和经济的空间关系,提出人口和经济发展的空间优化建议,对统筹区域协调和促进区域可持续发展具有重要的意义。

2 研究方法与数据来源

2.1 集中度指数

集中度指数是衡量某一要素在地域上的空间分布的有效指标,反映某一地区在同级地区或更大范围地区的地位和作用,计算公式为:

(1)

式中,RPOPi、RGDPi分别表示某一年份i地区的人口和经济集中度指数;POPi、GDPi、Si分别表示i地区的常住人口、GDP、区域面积。

空间分布的不一致性指数用人口和经济集中度指数比值来表示,计算公式为:

I=RPOPi/RGDPi

(2)

2.2 重心分析法

重心分析主要是从总体上研究属性的分布状况和动态变化。本研究主要运用ArcGIS软件ArcTool-Box中的Mean Center工具,指定某种属性的数量值作为权重,计算得到加权的平均中心,即重心。计算公式为:

(3)

式中,X、Y分别表示某种属性(如人口、经济)重心坐标的经纬度;Xi、Yi分别表示区域的经纬度;(Xi、Yi)为第i个次级区域的坐标;Wi表示第i个次级区域的属性值。

2.3 探索性空间数据分析

探索性空间数据分析(Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA)被广泛运用于各种研究问题的空间格局分析上。本研究采用Moran′s I指数、Getis-Ord General G测度山东省县域人口和经济空间关联的结构模式,表达其全局自相关和局部自相关的特征。

Moran′s I(Global Moran′s I,GMI)指数:

(4)

采用Z值对Moran′s I进行统计检验:

(5)

式中,E(I)为数学期望值;Var(I)为变异系数。

Getis-Ord General G:

(6)

如果空间不集聚,G(d)的期望值(Expected General G)为:

(7)

如为正态分布,G(d)的统计检验值为:

(8)

在检验显著性通过条件下,当Z<0,表明I的周围值均低于均值,出现低值簇;当Z>0,表明研究区域内出现高值簇。

2.4 数据来源

本文以山东省137个县域单元为对象,研究数据主要来源于2002—2017年的《山东省统计年鉴》,部分数据由各地级市统计年鉴、《中国城市统计年鉴》、《中国县域统计年鉴》进行补充,人口数据采用的是常住人口数据。由于研究时间区间内山东省部分县域出现行政区划变更,如青岛胶南市、黄岛区合并为新的黄岛区,济宁市中区、任城区合并为新的任城区等。本文以最新行政区划为准,将变更前的行政区划数据进行整合。

根据山东省的气候、地形特点以及行政区划,通常把山东省分为鲁西、鲁中、半岛等大区,中间又分出几个小区。其中,鲁西分为鲁西南和鲁西北,半岛分为半岛内陆和半岛沿海地区。鲁西南包括菏泽、济宁、枣庄,鲁西北包括聊城、德州、滨州、东营的部分地区,鲁中包括济南、淄博、潍坊、莱芜、临沂等地,其他为半岛地区。

3 山东省人口和经济空间分异状况

3.1 人口和经济集中度指数空间分布格局

本文主要选取2001年、2006年、2011年、2016年4个时间节点,对山东省137个县域单元的人口和经济的集中度指数进行测算;然后运用Quantile和Manual的方法将各县域的人口、经济集中度指数进行等级划分,再利用ArcGIS软件制作空间分布图(图1)。

图1 2001—2016年山东省人口集中度指数空间分布

山东省人口集中度指数整体呈现西南高、东北低的分布格局。从县域单元来看,山东省集中度较高的区域集中在各地级市的中心市区及其周边地区,青岛的市南区、市北区人口集中度远高于山东省其他县域单元,并出现继续集聚的趋势。2001年青岛市市南、市北两区人口集中度为48.31,2016年人口集中度增长到54.34。济南市的历下区人口集中度位于山东省第三位,由2001年的9.42增长到2016年的9.93,也出现不断集聚的趋势。但不管是集中度指数还是集聚的趋势与青岛市的两区还有很大差距,其他大部分县域的人口集中度在0.5—1.5之间。从集聚区域来看,人口集中度≤1.1449位于第三、四、五等级的县域数量占全省的比重由2001年的60.58%下降到2016年的56.19%,人口集中度>1.3891位于第一等级区的县域数量2001年、2006年、2011年、2016年分别为25个、30个、31个、30个,说明随着时间的推移人口移动有向第一等级区集聚的趋势。从影响因素来看,山东省人口集中度高的区域多为经济社会发展水平高和自然条件好的区域,青岛市的市南区、市北区、济南市的历下区和其他地级市的中心市区都是人口集中度高的区域,高水平的经济社会发展区域为人们工作和生活提供了更多的机会和条件,吸引人口的大量集聚。鲁西平原地区的人口集中度普遍较高,如菏泽、济宁、聊城、枣庄的大部分县域；而鲁中山区、半岛丘陵区、鲁西北黄河三角洲地区的地形复杂、生态环境脆弱,人口集中度相对较低,说明自然条件对人口的集聚具有较好的指向性。

山东省经济集中度指数分布格局呈现“双核”模式(图2),以济南、青岛两个副省级城市为核心,高值区集中分布在两个核心城市中心市区周围及沿线城市潍坊、淄博的部分县区,低值区主要集中在鲁西南地区和黄河三角洲地区。具体而言,山东省经济集中度>1.0465位于第一、二等级区的县域数量占全省的比重由2001年的37.22%增加到2016年的39.42%,高集中度的县域数量不断增加,尤其是第一等级区的县域数量由2001年的13个增加到2016年的18个,增加的经济集中度高值县域单元多处于原来第一等级区的周围,说明经济发展水平高的区域能够带动周边地区经济的快速发展,具有强大的辐射效应,区域经济出现极化现象。山东省经济集中度位于第三、四等级区的县域单元数量大,鲁中山区为该等级集中区,其他分布相对分散。山东省经济集中度≤0.3092位于第五等级区县域数量2001年、2006年、2011年、2016年分别为6个、5个、3个、2个,与其他大部分地区相比,该区域范围内的经济集中度相对较低,但近15年来经济集中度指数不断上升。随着山东省西部经济隆起带区域发展战略实施,通过产业转移对接、对口帮扶、政策扶持对该区域经济发展具有极大的促进作用。

图2 2001—2016年山东省经济集中度指数空间分布

指标年份 人口集中度 经济集中度 20012006201120162001200620112016均值1.64041.68561.67961.73672.17342.33502.35652.4146中值0.98520.97910.99710.99310.85040.77640.77900.7937极大值(A)25.720629.690030.008430.913169.127270.597979.254186.0772极小值(B)0.15960.16690.17140.16430.08470.17030.23500.2248A/B161.16177.89175.08188.15816.14414.55338.71382.91

3.2 人口和经济集中度指数综合分析

2001—2016年山东省人口和经济集中度指数的描述性统计特征见表1。从表1可见,山东省人口和经济集中度指数的均值都大于中值,说明多数的低值县域单元呈集聚分布,而高值的县域单元呈离散分布,表现出区域发展过程中人口和经济空间分布的一般规律。2001—2016年山东省人口和经济集中度指数的极大值和极小值都有所增加,经济集中度增加值大于人口集中度增加值,但人口集中度的极大值增长率高于极小值增长率,而经济集中度的极大值增长率小于极小值增长率,说明山东省人口的集聚趋势大于经济的集聚趋势,人口分布呈集中化态势。

从极值比看,2001—2016年山东省人口集中度差异整体呈扩大态势,由2001年的161.16倍增加到2016年的188.15倍;经济集中度差异有所缩小,由2001年的816.14倍减少到2016年的382.91倍,说明人口空间分布的不均衡状态趋于加强,而区域经济发展的不均衡状况有所缓解。总体看,人口集中度的极大值和极小值之比还远小于经济集中度,表明山东省经济空间分布的不均衡性还远大于人口的空间分布。

3.3 人口和经济空间匹配类型变化

为了分析山东省各县域单元的人口和经济的空间分布关系变化情况,本文在参考相关文献的基础上首先引入不一致指数,即人口集中度和经济集中度之比[18]。然后结合山东省的发展现状,对137个县域单元的不一致指数进行计算,并将这些县域划分为4种类型:(0,0.5]经济超前型、(0.5,1.5]协调发展型、(1.5,3.0]经济滞后型、(>3.0)经济落后型(图3)。

图3 2001—2016年山东省人口和经济的空间匹配类型

从时间变化上来看,2001年、2006年、2011年、2016年山东省经济超前型县域数量分别为10个、15个、12个、12个,出现先增后减的趋势。主要原因是：近十年来,山东省的区域经济发展处在关键转型期,越来越注重经济增长的质量,经济增长率由10%下降到7.5%,经济增长放缓而人口还在集聚,导致不一致指数的上升。其中，协调发展型和经济滞后型的县域数量占总量的89%左右,但协调发展型县域数量呈下降趋势,经济滞后型县域数量呈上升趋势。山东省经济滞后型县域数量的增加一部分是由经济落后型县域递进而来,另一部分是由协调发展型县域转变形成。随着黄河三角洲高效生态经济区的规划建设,山东省东营市的东营区和河口区由经济滞后型变为协调发展型,垦利县则由协调发展型变为经济超前型。山东省经济落后型的县域数量整体呈下降趋势,由2001年的5个变为2016年的2个,分别为菏泽的鄄城县和曹县。鄄城县和曹县这两个地区的共同点是交通不便、自然资源困乏、贫困发生率高、工业化水平低、人口基数大,人口和经济发展极不协调。

从空间分布变化来看,山东省经济超前型的区域呈零散分布格局,主要分布在青岛、威海、淄博、济南市辖区及周边部分地区;协调发展型和经济滞后型的区域分布相对集中,协调发展型区域主要分布在鲁西北和半岛地区,呈“n”型分布,而经济滞后型区域多集中在鲁西南和鲁中地区;经济落后型则分布在菏泽的大部分县域,主要是由于菏泽地处黄河冲积平原区,地形平坦,域内有大面积的国家基本农田保护区,第一产业占GDP的比重明显高于全省平均水平,而第一产业附加值低,对区域经济的贡献率低,加上人口基数大,导致人口和经济空间不一致指数偏高。

总体来看,2001—2016年山东省人口和经济空间协调发展型县域数量逐渐减少,出现两极分化现象。资源型地区如山东省兖州区、滕州市,旅游型地区如曲阜市、泰山区,由于有特色产业支撑经济发展,人口和经济空间分布较为协调。相反,无特色产业的区域如山东省的农业大县鄄城县、成武县、冠县、阳谷县等,经济发展缓慢,人口和经济空间分布不协调。沿海开放度高的地区如山东省的黄岛区、荣成市,工业化水平高的张店区、临淄区,区域面积较小,而经济发展水平高,经济集聚速度高于人口集聚速度,始终处于经济超前区。

4 山东省人口和经济的空间关联动态变化

4.1 人口重心和经济重心的动态变化

本文基于山东省县域单元2001年、2016年的地理数据和属性数据,运用重心分析法测算了山东省2001—2016年人口重心和经济重心的空间变迁状况，见图4。

图4 2001—2016年山东省人口重心和经济重心

从图4可见，山东省的几何重心位于淄博的博山区东部,具体坐标为118°04′E、36°21′N。从整体上看,山东省2001年的人口重心和经济重心都位于几何重心的东北部,偏离了几何重心, 2016年人口重心迁移至几何重心的西南部。山东省的经济重心的偏离程度大于人口重心,人口重心和经济重心的偏离距离不断加大。2001年山东省的人口重心位于潍坊的临朐县境内,坐标具体为118°27′E、36°22′N,2016年迁移至淄博的沂源县与莱芜的钢城区边界线附近,具体坐标为117°58′E、36°12′N,向西南方向迁移了26.13km,距离几何重心的距离由东北向的14.91km变迁到西南向的13.35km。山东省的经济重心一直位于临朐县境内,2001—2016年经济重心也向西南方向移动,坐标由118°34′E、36°25′N移动到118°31′E、36°22′N,移动距离为15.29km,距离几何重心越来越近,由2001年的25.36km缩减至2016年的16.45km。

山东省的人口重心由几何重心的东北方向迁移至西南方向,一是由于西南方地区的自然条件优越,地形平坦、土壤肥沃,是重要的商品粮生产基地,人口基数大;二是因为政策导向使西南方地区的吸引力不断上升。近年来由于山东省西部经济隆起带区域发展战略的实施、返乡创新创业政策扶持提供了大量的就业机会,吸引了一部分本土人员留守家乡工作生活,一定程度上减少了外出务工人员数量,出现人口回流,提高了山东省西南地区的常住人口数量,导致人口重心向西南方向大幅度迁移。随着山东省西南方地区的快速发展,经济重心虽然出现向西南方向迁移的趋势,但一直处在几何重心的东北方,主要是由于山东省东部城市位于沿海地区。自改革开放以来,山东省区域经济快速发展,经济总量大、开放程度高,经济增量明显高于中西部地区,尤其是青岛、烟台、威海经济发达,县域经济体实力强劲。近年来,山东省中西部地区经济正快速发展,努力缩小与东部地区的差距。

4.2 山东省人口和经济空间关联性分析

全局自相关指标Moran′s I主要是用于表现整个研究范围的空间模式,即整个区域只存在一种趋势。在现实中,区域要素在空间上存在异质性,主要是通过局部自相关LISA来反映某一单元的一种属性值或地理现象与周边地区的一种属性值或地理现象的相关程度,其结果一般通过地图进行可视化表达[19,20]。

表2 2001—2016年山东省人口和经济集中度全局自相关指标

山东省的人口和经济集中度全局自相关指标见表2。从Moran′s I指数看,山东省的人口和经济集中度在空间上相邻县域之间存在着较高的正相关性,说明高值县域单元对周边地区具有辐射带动作用。P<0.01,说明Moran′s I指数在1%的显著水平上显著;Z值表明返回的统计结果是可信的,且在空间上呈集聚分布。2001—2016年山东省的人口和经济集中度Moran′s I指数趋于下降,经济集中度Moran′s I指数下降幅度大于人口集中度,说明虽然指数相似县域在空间上存在集聚态势,但随着时间的变化该趋势在下降,且经济集聚趋势小于人口集聚趋势,验证了上述研究结果。

本文将LISA集聚图分为4种类型(图5):H—H为热点区、H-L为极化区、L—H为空心区、L—L为盲点区。2001年、2016年山东省的人口热点区主要有青岛市的市南区、市北区、李沧区,盲点区有河口区、东营区、垦利县、利津县、海阳市,热点区在青岛的市辖区,而盲点区则主要分布在黄河三角洲地区。崂山区为L—H人口空心区,该区域面积较大、地形崎岖,不适合人口集聚生活,周围邻近青岛市辖区出现中心低周围高的局面,形成“人口空心区”。经济地理集中度的热点区、盲点区和人口地理集中度在空间上具有一定的一致性,在黄河三角洲地区包括河口区、垦利县、东营区、利津县、滨城区,既是人口的盲点区又是经济的盲点区,该区域经济基础薄弱、产业发展落后、生态环境脆弱。鲁西南地区的曹县、成武县、巨野县、金乡县也处于经济的盲点区,该区域贫困发生率高、非农产业发展不足、经济增长内生动力不足。随着黄河三角洲高效生态经济区、西部经济隆起带的战略实施,产业结构不断优化、生态环境日益改善,经济盲点区减少。2016年济南市的历下区、天桥区、市中区转化为人口和经济热点区,说明人口和经济在该区域出现较高的空间集聚,对强化与周边地区的辐射效应、增加区域间要素流动具有一定的促进作用。

图5 山东省人口和经济集中度LISA集聚图

5 结论与建议

5.1 结论

山东省的人口集中度指数整体呈现西南高、东北低的分布格局。从县域单元来看,山东省的人口和经济集中度较高的区域集中在各地级市的中心市区及周边地区,并出现继续集聚的趋势。从集聚区域来看,随着时间的推移，山东省的人口移动有向第一等级区集聚的趋势。从影响因素来看,自然条件对人口的集聚具有较好的指向性。经济集中度指数分布格局呈现“双核”模式,高值区集中分布在山东省的济南、青岛两个核心城市中心市区周围及沿线城市潍坊、淄博的部分县区,低值区主要集中在鲁西南地区和黄河三角洲地区。一般而论，经济发展水平高的区域能够带动周边地区快速发展,具有强大的辐射效应,出现极化现象。

2001—2016年山东省的人口集聚趋势大于经济集聚趋势,人口分布呈集中化态势，但经济空间分布的不均衡性还远大于人口的空间分布。从时间变化上来看,山东省经济超前型县域数量出现先增加后减少的趋势,协调发展型县域数量呈下降趋势,经济滞后型县域数量呈上升趋势,经济落后型的县域数量在不断下降。从空间分布变化来看,山东省经济超前型的区域呈零散分布格局,协调发展型和经济滞后型的区域分布相对集中,协调发展型区域主要分布在鲁西北和半岛地区,经济滞后型区域多集中在鲁西南和鲁中地区,而经济落后型则只有鲁西南菏泽的部分县区。

2001年山东省的人口重心和经济重心都位于几何重心的东北部,严重偏离几何重心,到2016年人口重心迁移至几何重心的西南部。山东省经济重心的偏离程度大于人口重心的偏离程度,人口重心和经济重心的偏离距离不断加大。具体来看,2001年山东省的人口重心位于潍坊的临朐县境内,到2016年迁移至淄博的沂源县与莱芜的钢城区边界线附近;经济重心一直位于临朐县境内,但也在向西南方向移动。

2001年和2016年山东省青岛市的市南区、市北区、李沧区均为人口热点区,盲点区则主要分布在河口区、东营区、垦利县、利津县、海阳市,而崂山区则形成了“人口空心区”。青岛市经济集中度的热点区和盲点区与人口集中度在空间上具有一定的一致性,河口区、垦利县、东营区、利津县、滨城区既是人口的盲点区又是经济的盲点区。同时,山东省鲁西南地区的曹县、成武县、巨野县、金乡县也处于经济的盲点区。

5.2 建议

根据分析，提出主要建议:①推动产业结构优化升级,做好东西部地区产业转移对接。要明确区域发展功能定位,发挥各自优势。山东省东部地区应依托高端人才、高新技术等优势,提升经济开放度,承接国际产业转移,大力发展新能源、新材料等技术密集型产业和金融、商贸等高端服务业,不断增强自身发展能力,辐射带动周边地区的经济发展。山东省西部地区应依托劳动力、土地等优势,承接东部地区产业转移,加快推动工业化进程,提升经济综合承载力,努力缩小区域间发展差距。②完善地区公共服务功能,提升人口吸引力。当前山东省人口高集中度区还主要集中在地级市中心市区及周边地区,县城区的常住人口少,可引导人口不断向低集中度区域转移:一是地方政府给予更多优惠政策,鼓励外出务工人员回乡创新创业,创造出更多地就业机会,形成良性循环。二是从教育、医疗、卫生等供给侧方面不断提升,让人们在县城中享受到大中城市同样的待遇,提升区域人口吸引力。③因地制宜,发展特色县域经济体,提升人口综合承载力。不同地区的资源环境条件不同,山东省应借鉴江苏、浙江等县域发展模式,不同县域依托自身优势形成一到两个主导产业,围绕主导产业进行专业化分工,提升产品在国内市场乃至国际市场的综合竞争力,打造特色县域经济体,提升人口综合承载力,不断拓宽区域人口的发展空间。