湖北省人口空间分布特征分析

,
n
Σ C= 1 2
x i -y i
其中，n 为地域个数，xi 为 i 行政单元人口占研究区总人
口的比重；yi 为 i 行政单元土地面积占研究区总土地面积的比
重；U 的数值越小，表明区域人口的空间结构越均衡；C 的数值
越小，表明区方法，用以显示某种地表现
群文天地·2012 年第 4 期
294
理 论 园 地 QUN WEN TIAN DI
为利川市，为 142 人 /km2。人口密度超过 500 人 /km2 的市有 5 个，介于 300—500 人 /km2 的市有 9 个，小于 300 人 /km2 的市 有 11 个。
与县级市相似，40 个县级行政单位人口密度的差异也较 大。云梦县人口密度最高，为 869 人 /km2，其次是黄梅县，为 505 人 /km2；鹤峰县人口密度最低，为 69 人 /km2。人口密度超 过 500 人 /km2 的县有 2 个，介于 300—500 人 /km2 的县有 11 个，小于 300 人 /km2 的县有 27 个，其中人口密度小于 100 人 /km2 的县有 7 个。
D=P/S。 其中 D 为该地区的人口密度，P 为该地区的人口总数，S 为该地区的土地总面积。 2.人口分布指标 人口分布的不均衡指数(U)和集中指数(C)[1]，用来模拟人 口集中或分散的趋势，研究各县市人口空间结构在区域上的 特征。计算公式为:
n
姨 Σ U=
[ 姨2 12
2
(x i -y i )]
QUN WEN TIAN DI 理 论 园 地
湖北省人口空间分布特征分析
■ 杨梦楠
人口分布是指一定时期内人口在特定地域中的分布状 况，受自然环境、生产力水平、生产布局特点、历史、社会经济 和政治等因素的综合制约，是人口过程在空间上的表现形式。 研究人口分布对于解决各种人口问题，推动人类朝着健康有 序的可持续发展道路前进具有重要意义。本研究立足湖北省 省情，探索湖北省人口空间分布规律，以对湖北省人口空间分 布基本规律有清楚的认识和了解, 为我省人口规划及制定人 口政策提供建议。
象是否存在某种特殊的空间形态。近年来，许多社会和行为科
学的研究开始借助于空间统计分析的方法，来探测社会现象
的空间模式和非常态分布。由于侧重点不同，空间自相关分为
全域自相关和局域自相关。
Moran’s I 系数是常用的全域空间相关性指标，用来探测 整个研究区的空间分布特征[9]。Moran’s I 指数值处于－1 到 1 之间，大于 0 时为正相关，小于 0 时为负相关，值越大表示空 间属性分布的相关性越强，即空间上呈聚集分布的现象越明 显；反之，值越小表示空间属性分布的相关性较弱，而且当值 趋近于 0 时，表示此时空间分布呈随机分布的情形。
局部空间自相关分析方法包括 3 种：空间联系的局部指 标 （LISA）、G 统计量和 Moran 散点图。本文主要采用局部 Moran 指数。
（三）数据来源 鉴于数据统一性及数据获取与处理的方便，本研究的空 间分析尺度为县域空间尺度，包括湖北省 12 个地级市、1 个自 治州的 38 个市辖区、24 个县级市、38 个县、2 个自治县和 1 个 林区共 103 个研究单元。人口数据来源于 《湖北统计年鉴— 2011》，利用关系数据库建立属性数据库。空间数据来源于 2010 年湖北省行政区图，将其扫描入电脑，在 MapInfo7.0 中配 准，提取 103 个县市行政单元，按照公有字段将属性数据匹配 到空间数据，并计算各个县市的面积，生成人口密度字段，建 立湖北省人口空间数据库。 二、湖北省人口空间分布特征 （一）人口密度 截止 2010 年底，湖北省总人口 5723.77 万人。各地市的人 口总量差异悬殊，武汉市总人口为 978.54 万人，占全省总人口 的 17.10%；黄冈市总人口为 616.21 万人，占全省总人口的 10.77%；荆州市和襄阳市人口总数相近，分别为 569.17 万人和 550.03 万人，分别占全省总人口的 9.94%和 9.61%，上述四个 市的人口总和占全省总人口的 47.42%。与此相反，神农架林区 总人口仅有 7.61 万人，占全省总人口的 0.13%，潜江市、鄂州 市和仙桃市总人口分别只有 94.63 万人、104.87 万人和 117.51 万人，分别占全省总人口的 1.65%、1.83%和 2.05%，上述四个 市人口之和仅为全省的 5.67%，不足十分之一。 湖北省人口密度为 307 人 /km2。各地级市之间、各县级行 政单元之间人口密度差异较大。地级市行政单元中，人口密度 由大到小的排列次序为:武汉市、鄂州市、天门市、孝感市、黄石 市、潜江市、仙桃市、黄冈市、襄阳市、咸宁市、荆门市、随州市、 宜昌市、十堰市、恩施土家族苗族自治州和神农架林区。 在 38 个市辖区中，人口密度差异巨大。武汉市江汉区人 口密度最高，为 20512 人 /km2，其次是武汉市硚口区、江岸区、 武昌区，均在 10000 人 /km2 以上；青山区排位在第五位，为 7099 人 /km2。宜昌市夷陵区人口密度最低，为 152 人 /km2，其 次是宜昌市点军区、荆门市东宝区，均在 300 人 /km2 以下。人 口密度超过 2000 人 /km2 的市辖区有 12 个，介于 1000—2000 人 /km2 的市辖区有 6 个，小于 1000 人 /km2 的市辖区有 20 个。 25 个县级市（包括神农架林区）人口密度差异相较于市辖区要 小。汉川市的人口密度最高，为 611 人 /km2，其次是大冶市，为 581 人 /km2。神农架林区的人口密度最低，为 23 人 /km2，其次
参考文献: [1]张善余.人口地理学概论[M].上海:华东师范大学出版 社,1999. [2]胡焕庸.论中国人口之分布[M].上海:华东师范大学出 版社,1983. [3]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(2). [4]李亚丽.GIS 支持下的河南省人口空间动态特征研究[D]. 河南大学,2004. [5]李鹏,徐跃通.山东省人口空间分布特征分析[J].鲁东大 学学报,2011(3). [6]刘铮主编.人口学辞典[M].北京:人民教育出版社,1986. [7]佟新.人口社会学[M].北京:北京大学出版社,2001. [8]张岸,齐清文.基于 GIS 的城市内部人口空间结构研究 - 以深圳市为例[J].地理科学进展,2007(1)． [9]陈慈仁,林峰田,何灿群.空间自相关聚集分析[D].台北: 国立台湾大学建筑城乡研究所,2001. [10]徐建华.计量地理学[M].北京:高等教育出版社,2006. [11]聂芹.山东省人口分布及空间相关性研究[J].测绘科学, 2011(2). [12]朱瑜馨,张锦宗,聂芹.山东省人口密度分布模式的 GIS 空间分析[J].国土资源遥感,2011(4).
一、研究方法与数据来源 （一）研究区概况 湖北省位于中国中部、长江中游、洞庭湖以北，介于北纬 29°05′至 33°20′，东经 108°21′至 116°07′；省会设 于武汉市。截止 2011 年底，全省总面积 18.59 万平方千米，共 有 13 个地级行政区划单位（其中：12 个地级市、1 个自治州）， 103 个县级行政区划单位（其中：38 个市辖区、24 个县级市、38 个县、2 个自治县、1 个林区）。2010 年全省户籍人口 6175.97 万。 （二）研究方法 1.人口密度 人口密度是人口分布研究中最为常用的指标，被定义为 对象地域内每一单位面积的人数。这一概念是 1837 年爱尔兰 建筑师哈奈斯最先提出来的,即人口数除以地域的总面积。计 算公式为
（二）人口分布指标 采用集中指数(C)、不均衡指数(U)来度量湖北省各县市人 口空间结构在地域上的特征，计算出湖北省人口分布的集中 指数为 0.2509，十二个地级市及一个自治州的集中指数介于 0.0809—0.5173 之间，其数值相对较大，说明湖北省人口分布 相对集中。在各市之间，集中指数最大的是武汉市，其值为 0.5173，其次是宜昌市，其值为 0.2833；集中指数最小的是荆门 市，其值为 0.0809。全省人口分布的不均衡指数为 0.0303，其 值居中，表明人口分布相对不均衡，在各地市之间，鄂州市不 均衡指数最高，为 0.126，荆州市最低，为 0.0221。总体来看，全 省人口整体处于不均衡状态。 （三）空间相关性 在研究湖北省人口分布空间自相关性时，首先对各县市 的人口分布密度进行极值标准化，然后利用 Moran’s I 进行全 局空间相关性分析。结果表明，全局 Moran 指数为 0.6556，在正 态分布假设之上，对 Moran 指数检验的结果也高度显著。这说 明湖北省人口分布存在较强的自相关性，在地理空间上有内 在联系。 全局空间自相关指数反映空间总体分布模式，局部自相 关指数则反映每个空间区域与其相邻空间区域的相似程度， 表示每个空间区域服从总体空间分布模式的程度。以各县市 人口密度极值标准化结果为基础，计算出湖北省 103 个县市 Local Moran’s I 指数，同时根据 Local Moran’s I 指数判断湖北 省各县市与其相邻县市在空间上的关联，通过 GIS 可视化技 术进行直观显示(图 1)。
关联模式 高- 高 低- 低 低- 高 不显著
图 1 湖北省人口密度关联类型 从图 1 可看出，湖北省人口密度分布存在明显的空间集 聚现象，表现在空间地域上，中部与高密度区域空间相邻的区 域，人口密度较高，而在西部与低密度区域空间相邻的区域， 人口密度较低。首先，在武汉市存在明显的“高 - 高”集聚，它
（作者简介：杨梦楠（1988.2- ），女，汉族，河北邢台人，硕士 研究生，华中师范大学城市与环境科学学院。）
295
群文天地·2012 年第 4 期
与北部的“低 - 高”集聚相邻。其次，整个湖北省有 2 个“低 低”聚集，分别位于湖北省的西部，呈片状分布，包括十堰市、 神农架林区、宜昌市、恩施土家族苗族自治州的一部分县市； 东南部的咸安区。另外，在东北部十堰市、南部宜昌市、中部武 汉市、东南部黄石市存在“低 - 高”关联。
三、结语 本文采用人口密度、人口分布指标和空间自相关分析方 法，运用 GIS 技术对近年湖北省人口分布特征进行分析，可以 得到以下结论: (1)湖北省人口总量在各个地级市分布差异明显；各县区人 口密度差别较大，分布呈以武汉为高值中心、东高西低的状态。 (2)湖北省人口分布的集中指数为 0.2509，不均衡指数为 0.0303，人口分布集中化趋势略为明显，总体分布不均衡。 (3)湖北省人口分布的全局 Moran’s I 为 0.6556，表明人口 分布具有较强的空间相关性，有显著的空间聚集模式。103 个 地市局部空间关联类型，“高－高”、“低－低”、“高－ 低 ”、 “低－高”四种空间关联类型在空间上有较明显的规律性，与 人口密度的分布基本关联。 (4)空间自相关模型可以定量分析相邻区域人口分布相关 程度，借助 GIS 等技术可视化空间分布特征，从而揭示人口分 布的空间结构特征。但是，为更好揭示这些空间分布特征规 律，还需要结合自然环境、经济发展水平等信息，来揭示人口 分布格局的影响因素及形成机制。