地形起伏对中国东北县域人口格局演化的影响

窦永静，王让虎，杨 伟

(1.太原师范学院 地理科学学院，山西 晋中 030619；2.山西大学 黄土高原研究所，山西 太原 030006；3.中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林 长春 130102)

0 引言

人口分布格局表征了某一时间段内某一区域中人口的分布状态，在一定程度上决定了区域资源配置与发展规划，而人口集聚和疏散是其最直观和最集中的体现[1].人口分布格局的变化能够直接影响自然资源开发、地表覆被状况、土地利用方式，进而影响区域生态过程[2]，因此，研究人口集疏格局演化及其驱动因素对于全面了解人口分布规律，增进对人地关系的理解，引导人口合理分布，实现区域可持续发展具有现实意义和重要作用[3-5].目前相关学者在国家[1，5-7]、区域[3，8-10]、省域[11-13]、市域[14]、县域[15]等范围，基于市域[16]、县域[9]、镇域[12，17]、村域[15]等多个尺度，采用半变异函数法[18]、洛仑兹曲线法[3]、重心[8]、空间自相关[19]、地理探测器[20]等方法对人口分布格局及其驱动因素开展研究，同时采用了人口密度[8]、人口聚集度[6]、人口商度[10]等指标对人口集疏格局演化过程进行定量分析，进而探讨人口集疏分布变化的内在规律.区域人口格局的形成和演变是自然和社会因素共同作用的结果，其中自然因素决定了人口分布的基本格局，而地形起伏度是其关键因素之一[21，22]，但目前的研究大都是基于某一期人口统计数据分析地形起伏度对人口分布的影响[23-26]，鲜有关于地形起伏度影响人口集疏格局演化的定量分析[27，28].东北地区是我国重要老工业基地和商品粮基地，进入新世纪的东北面临新一轮振兴发展机遇，但突出性人口问题已严重影响东北地区的经济社会发展[29，30].目前关于东北地区人口老龄化格局[9]、人口流失格局[31]等问题已有大量研究，而关于人口集疏格局演变的研究较少[3，32].东北地区作为一个独特完整的自然地理单元，地貌类型丰富多样，人口分布格局的地域性明显.封志明等人的研究结果表明，随着地形起伏度的增加，东北地区人口密度出现下降的趋势[21].于婷婷等人也发现东北地区地形起伏度与人口密度之间是负相关关系[3].明确地形起伏度在人口集疏格局演化过程中的影响，对于东北地区可持续发展具有重要意义.因此，本研究基于地形起伏度和2000，2005，2010，2015，2018年五期人口统计数据，分析中国东北地区地形起伏度与人口空间分布特征，基于人口密度相对变化率和人口商度指标在县域尺度上定量分析地形起伏度对人口集疏格局演化的影响，以期全面掌握东北地区人口分布规律，增进理解人地关系，为制定区域人口政策提供科学依据.

1 研究区与研究方法

1.1 研究区概况

中国东北地区包括黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区的三市一盟(呼伦贝尔市、通辽市、赤峰市和兴安盟)，总面积约为124万km2，位于东经115°31′～135°05′，北纬38°43′～53°33′之间.东北地貌的基本框架由大兴安岭、小兴安岭和长白山脉构建，向内逐渐过渡发育丘陵、台地、平原等多种地貌类型，其中东北平原(包括三江平原、松嫩平原、辽河平原)是我国重要的商品粮生产基地.根据人口统计结果，2018年末东北地区总人口约为1.16亿人，占全国人口比重8.31%.

1.2 数据来源

1)2000，2005，2010，2015，2018年的人口统计数据来源于东北各省(自治区)的统计年鉴以及中国县域统计年鉴(县市卷).

2)DEM数据来源于SRTM V4.1，通过拼接、裁剪得到东北地区DEM栅格数据.

3)为便于县域尺度上人口数据的统计分析，本文统一采用2017年东北地区县级行政区划作为基本研究单元，对部分市辖区合并之后共269个县级行政单元.行政区划矢量数据来源于全国地理信息资源目录服务系统提供的1∶100万分县行政区划数据.

1.3 研究方法

1.3.1 地形起伏度计算

本文采用窗口分析法来提取不同尺度的地形起伏度.利用ArcGIS的邻域分析工具分别统计窗口i×i(i=2，3，…，70)下栅格的最大值和最小值，用栅格计算器计算该窗口下的地形起伏度值(最大值与最小值的差值)，由栅格属性可获取不同窗口下的平均地形起伏度值，其与窗口大小的变化呈对数拟合关系.按照相关理论和定义[33]，这条拟合曲线会出现一个由陡变缓的点即变点，变点所在的窗口即为最佳统计单元，而均值变点法对这种恰有一个变点的识别最有效[34]，因此本文采用均值变点法[34]确定东北地区地形起伏度的最佳统计单元面积为529 hm2，在此窗口下可提取东北地区的地形起伏度。

1.3.2 人口密度相对变化率

人口密度是衡量区域内人口分布差异的主要指标，也是表征人口分布的主要形式，能有效反映区域土地上所居住的人口数量，人口密度相对变化率能较为准确地表征不同时段某一区域内人口增减变化趋势[3].本文将研究时间划分为2000-2005年、2005-2010年、2010-2015年、2015-2018年4个时段，在县域尺度上分析东北地区人口增减变化的空间分布特征.

本文参考已有研究[27]，以-1，0，1作为划分间隔将东北地区人口增减变化类型划分为四种，分别为快速降低、缓慢降低、缓慢增加和快速增加.

1.3.3 人口商度

人口商度是用于确立人口迁移流动过程的重要指标，可以表征不同时期的人口流动特征[10，35].为了定量揭示2000-2018年期间东北地区县域尺度人口迁移流动的地域分布格局，本文采用人口商度指标.

参考已有做法[27]，将东北地区人口流动类型划分为五种类型：人口强流入区、人口弱流入区、人口稳定区、人口弱流出区、人口强流出区.

2 结果及分析

2.1 地形起伏度与人口分布

由图1a可见，东北地区整体地形起伏不大，最大起伏度值为961 m，空间分布存在区域差异，整体呈现东西高、中间低的格局.进一步利用ArcGIS的分区统计功能计算地形起伏度的平均值作为县域尺度的地形起伏度数据，其变化范围为6.47～377.13 m.参照中国1∶100万地貌制图规范[36]中的分级标准，本文将东北地区地形起伏度从大到小以200,70,30 m为间隔划分成为中起伏、小起伏、微起伏和平坦区域(图1b).结果表明，东北地区县域地形起伏度以小起伏和平坦为主，二者占有的县域数量比例达到70.26%，面积比例也达到70.12%.其中小起伏地区占有数量最多的县域(115个)，所占面积比例为51.28%，主要分布在大小兴安岭、辽西山地、长白山脉及其山麓前；平坦地区包括74个县域单元，所占比例为18.30%，主要集中分布在松辽平原和三江平原；中起伏地区涵盖了42个县域，但面积比例(17.13%)接近平坦地区，主要集中分布在长白山脉，大兴安岭和辽西山地起伏较大的区域也有零星分布；微起伏地区所占面积只有12.75%，零星分布在呼伦贝尔高平原、兴凯湖平原、小兴安岭中部以及部分山前台地.

图1 东北地区地形起伏度空间分布栅格图(a)和县域分级图(b)

根据统计年鉴，2000-2018年期间东北地区人口密度呈先增后降的趋势.2000年平均人口密度为93.30人/km2，2005年为 94.75人/km2，2010年增长到96.53人/km2，但到了2015年人口密度下降到94.56人/km2，2018年则持续降低到92.75人/km2.由县域人口密度分布图(图2)可见，2000-2018年，东北地区人口分布不均，地域差异明显，四大城市群(沈阳经济区、辽宁沿海经济带、长吉图开发开放先导区、哈大齐经济圈)始终是人口集聚区，人口密度普遍大于250人/km2，而西部和北部大片区域的县域人口密度长期低于25人/km2.需要注意的是，地形起伏相对平坦的内蒙古高原和三江平原也呈现地广人稀的特征.

图2 东北地区县域人口密度空间分布(2000-2018)

2.2 地形起伏度对人口增减变化的影响

根据人口密度相对变化率数据分析2000-2018年东北地区各县人口密度增减趋势及其与地形起伏度的相关性(表1).结果表明：

表1 2000-2018年东北地区县域人口增减变化与地形起伏度相关性统计表

通过对比四个时段的人口密度增减趋势，始终保持人口快速增长的县级单元有15个，其中9个县位于平坦和微起伏地区，4个县位于小起伏地区，而中起伏地区只包括丰满区和延吉市2个县级单元；始终保持人口快速降低的县级单元有14个，其中小起伏和中起伏地区各涵盖6个县，而微起伏地区只有2个县.总体而言，尽管东北地区整体地形起伏度不大，但与人口密度增减变化的分布特征之间仍存在一定的空间耦合特征，人口快速增长地区多集中分布在平原、台地、丘陵等低起伏区域.

2.3 地形起伏度对人口集疏变化的影响

根据人口商度数据分析2000-2018年东北地区人口集疏变化及其与地形起伏度的相关性(表2).结果表明，2000-2018年东北地区绝大多数县域属于人口稳定地区，且人口稳定的趋势逐渐加强，流动趋势逐渐减弱，人口稳定区所占人口和面积比例从2000-2005年期间的75.73%和96.55%持续增长到2015-2018年期间的82.57%和97.94%.其中2000-2005年，在人口增长的背景下，东北地区有24.59%的人口处于流动状态，流入人口与流出人口之比为 1∶1.16，其中人口流入区基本出现在小起伏及以下的地区，流入人口占比11.10%，占总流入人口的97.63%.而人口流出区也多发生在小起伏以下的地区，流出人口占比11.56%，占总流出人口的87.44%.人口集疏变化呈“核心-外围”格局，人口流入区基本位于四大城市群核心城市的市辖区，而人口流出区多位于其外围县市.2005-2010年，东北地区人口持续增长，但流动趋势开始减弱，22.21%的人口处于流动状态，也主要发生在小起伏以下地区.流入人口与流出人口之比为1.38∶1，人口流入为主要流动趋势，但“核心-外围”的集疏格局范围明显缩小.2010-2015年，东北地区人口开始减少，但流动趋势仍在减弱，只有17.07%的人口处于流动状态，并且全部发生在小起伏以下地区，中起伏地区均属于人口稳定型.流入人口与流出人口之比为1∶1.47，人口流出成为主要流动趋势，除了少数位于市辖区的外围县市，其他则多零散分布.人口流入不明显，只有零星的几个市辖区属于人口流入.2015-2018年，东北地区人口进一步减少，只有17.43%的人口处于流动状态.综上，地形起伏度对东北地区的人口集疏变化具有一定的影响，在东北人口稳定趋势逐渐加强的背景下，人口流动主要发生在地势相对平缓、经济发达、交通便利的小起伏以下地区；中起伏地区始终以人口稳定为主，几乎未出现人口流入.

表2 2000-2018年东北地区县域人口集疏变化与地形起伏度相关性统计表

3 讨论与结论

3.1 讨论

本研究表明地形起伏度能够影响东北地区的人口增减变化和集疏变化，但不同于西南地区[27]，东北地区整体起伏不大，地形起伏度的影响作用有限，特别是在地形起伏度小于200 m的小起伏以下地区，地形起伏度不再是人口流动的限制因素，而人口的增减和流动受到自然、社会、经济等多方面因素的影响，未来应加强多因素驱动下的东北地区人口集疏格局演变机制研究.东北地区从2000年开始一直处于政区较为稳定阶段，少有行政界线调整，以县市改区为主[37]，因此行政区划变更对本文研究结果的影响有限.统计年鉴上县市人口数据的统计口径为户籍人口数据，而某些地区实际居住的人口与户籍人口数据差别较大[38]，因此本研究一定程度上低估了东北地区的人口流动趋势.另外，受到数据获取的限制，本研究在县域尺度探讨了地形起伏度对人口格局演变的影响，而基于更为精细的乡镇尺度甚至空间化的栅格尺度来探讨人口集疏格局的演变规律应成为下一步深入研究的方向.

3.2 结论

1)东北地区整体起伏度不大，县域地形起伏度以小起伏和平坦为主.东北地区人口分布地域差异明显，四大城市群始终是人口集聚区.

2)地形起伏度对东北地区人口增减变化和集疏变化具有一定影响.2000-2018年，东北地区人口密度从持续增长转向降低，而人口快速增长地区主要集中分布在平原、台地、丘陵等起伏不大的区域.2000-2018年东北地区土地面积超过96%的县域属于人口稳定地区，且人口稳定的趋势逐渐加强.2000-2010年，人口集疏变化呈“核心-外围”格局，而2010-2018年人口流失区多零散分布，人口流入区基本分布在四大城市群的部分市辖区.人口流动主要发生在小起伏及以下地区，流动趋势逐渐减弱，而中起伏地区始终以人口稳定为主.