71武汉城市圈人口分布的时空格局

发布时间：2016-11-26 09:43

本文关键词：武汉城市圈人口分布的时空格局，由笔耕文化传播整理发布。

第２１卷第９期２０１２年９月长江流域资源与环境；ＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉ；Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．９；Ｓｅｔ．２０１２ｐ；武汉城市圈人口分布的时空格局；２２＊；，，余瑞林１，刘承良１，杨振１；（）华中师范大学城市与环境科学学院，湖北武汉４湖；摘要：基于１结合数理统计分析方法和Ｇ探讨了武汉城；（）中图分类号：Ｃ９２２文献标识码：Ａ文章编号：；

第２１卷第９期２０１２年９月长江流域资源与环境

ＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＹａｎｔｚｅＢａｓｉｎ　　　　　　ｇ

Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．９

Ｓｅｔ．２０１２ｐ

武汉城市圈人口分布的时空格局

２２＊

，，余瑞林１，刘承良１，杨　振１

（）华中师范大学城市与环境科学学院，湖北武汉４湖北大学中国旅游案例教学与研究中心，湖北武汉４１．３００７９；２．３００６２

摘　要：基于１结合数理统计分析方法和Ｇ探讨了武汉城市圈人口９９０～２０１０年人口统计数据，ＩＳ空间分析方法，（得出以下结论：圈域人口规模持续稳步增长，可划分为１空间分布的时空格局分异规律，１）９９０～１９９９年剧增阶（段、圈域人口格局表现为东西向的交通廊道（宜１９９９～２００６年滞涨阶段和２００６～２０１０年稳步增长３个阶段；２）（）黄－黄黄－黄小高速）指向且不断得到强化；人口密度的空间变异系数先升后降，圈域人口分布的空间差异先扩大３（）但空间差异的绝对水平即空间异质性特征仍较为突出；人口分布的动态变化格局表现为“圈层式”空间后缩小，４（）分异，圈域人口分布的主要方向为西北－东南向，且在进一步的往东南方向集聚；圈域人口格局是自然地理条件、５区域公共政策、社会经济发展和交通运输条件共同作用的结果。关键词：人口分布；时空格局；动力机制；武汉城市圈

（）中图分类号：Ｃ９２２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４８２２７２０１２０９１０８７０６－－－

　　人口空间分布是指一定时点上人口在各地区的１］

。人是人口过程在空间上的表现形式［分布状况，

口空间分布变化是一定时期内人口在地理格网中分布状况的改变，它作为引起资源、环境、社会经济和影响最大且最容易发生的影文化等变化中最活跃、

是人口地理学和地理信息科学研究的响因素之一，

２］

。进行区域人口时空动态变化及其影响热点之一［

本文以武汉城市圈为例，基于１９９０～２０１０年人

结合国家资源环境数据库相关地理信口统计数据，

息数据，综合运用ＧＩＳ空间分析及数理统计分析方法，探讨武汉城市圈的人口时空格局变化特征。

１　研究区概况及数据来源

武汉城市圈又称“城市圈，是指以湖北省１＋８”省会武汉市为中心城市，包括周边的黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门、潜江８个城市所组成的

２

，总面积５城市圈，８０５２ｋｍ２０１０年常住人口达到　

因素的相关研究，对认识一定社会阶段的区域人口增长规律、经济条件、人口政策等对人口时间和空间变化的影响，制定和实施区域社会、经济发展战略和

３］

。规划有着重要作用［

当前，国内学术界对人口空间分布变化的研究，（）主要集中于３方面：分析地区或国家间人口迁移１的流向和流量，通过分析人口迁移的影响因素来构

４～６］

；（）分析大中型城市或特定地区城建迁移模型［２

万，分别占湖北省的３０２４ＧＤＰ达到９６３５．７６亿元，　　

３１．２２％、５２．８４％和６０．３５％。本文的人口数据主要来源于１湖北统计年鉴》中武汉城９９１～２０１１年《行政区划图形数据则来源于市圈的常住人口数据，

《，其中由于行２００９中华人民共和国行政区划手册》政区划变更而导致的人口统计数据缺失或异常采用国土面积比例平均的方法进行近似处理。

市人口分布变化，结合Ｇ侧重分析人口统ＩＳ技术，

７～１１］

；（计学特征的变化［分析多年人口分布变化３）特征，结合人口普查数据，进行人口分布趋势的模拟

４，１２～１４］

。综合来看，及人口预测［目前国内外对人口

空间分布变化的研究多集中于较大尺度上的定性描述及理论模型的构建，而对人口分布影响因素的定量分析相对有限。

；收稿日期：修回日期：２０１１１２１９２０１２０４０５－－－－

２　武汉城市圈人口分布的时序变化规律

１９９０～２０１０年武汉城市圈常住人口由２７０４万　

）；）基金项目：国家社会科学基金青年项目（国家自然科学基金青年项目（１１ＣＪＬ０４８７１１０３０７３，４１２０１１３０

，：＿作者简介：余瑞林（男，湖北省枝江人，博士研究生，主要从事城市地理学相关领域的研究．１９８２～　）Ｅ－ｍａｉｌｕ８０９０１４０８＠１６３．ｃｏｍｙ：ａｉｌｃｈｅｎｌｉａｎｌｅｗ＠１６３．ｃｏｍ＊通讯作者Ｅ－ｍｇｇ

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１卷　　　　　　　　　　长江流域资源与环境　　　　　　　　　　　　　　第２

方程的斜率高达４２．５４也充分印证了这一特征。（）人口滞涨阶段：武汉城市圈２１９９９～２００６年，

人口规模先增后减，期７年间人口仅增长２７．９５万，间虽有起伏，但基本保持稳定，处于人口变化的滞涨年均增长率０仅为研究期平均增长率阶段，．１３％，／的约１其人口增长的一元线性回归方程的斜率４，仅为６．７４。

（）人口稳增阶段：武汉城市圈３２００６～２０１０年，人口继续保持稳步增长的态势，４年间人口增长４１．５２万人增长速度比１９９９～２００６阶段明显加快，年均增长率０略低于研．３５％约为上一阶段的３倍，究期的平均增长率水平，其一元线性回归方程的斜率则回升至２３．８３。

增长至３年均增０２４万人，２０年间增长了３２０万人，　

２

长率约为０人口密度则由４增加．５６％，６６人／ｋｍ

２

。综合来看，到５武汉城市圈近２２１人／ｋｍ０年人

口规模呈现出持续上升的态势，但同时又表现出明表１中武汉城市圈人口分段线显的时序分异特征，

性模拟的趋势线走向及其回归方程的斜率则进一步揭示了１９９０～２０１０年武汉城市圈人口增长的阶段

性特征。

（）人口剧增阶段：武汉城市圈１１９９０～１９９９年，的人口规模急剧增长，９年间人口增长的绝对数量达到２其增幅达到研究期内人口总增幅的５０．５３万，年均增长率达０远高于整个研究期７８．２９％，．９９％，的平均增长率０．５６％。其人口增长的一元线性回归

表１　武汉城市圈人口增长的阶段性特征

Ｔａｂ．１　ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＰｏｕｌａｔｉｏｎＧｒｏｗｔｈｉｎ　ＷｕｈａｎＭｅｔｒｏｏｌｉｔａｎＡｒｅａ　　　　　　ｐｐ

阶段人口剧增人口滞涨人口稳增

区间１９９０～１９９９年１９９９～２００６年２００６～２０１０年

增量２５０．５３　２７．９５　４１．５２　

增长率０．９９％０．１３％０．３５％

回归方程２．５４ｘ－８１９５５　　ｙ＝４

７４ｘ－１０３９６　　ｙ＝６．

３．８３ｘ－４４６９７　　ｙ＝２

回归方程斜率

４２．５４６．７４２３．８３

年５个时点武汉城市圈人口密度空间格局。不难发

３　武汉城市圈人口格局的空间分异特征

３．１　人口空间格局的时空分异

选取１分９９０～２０１０年各时点的人口密度数据，析武汉城市圈人口格局的空间分异及时间演变规律（）。图１、图２

）（圈域人口格局具有明显的空间异质性特征。１计算１９９０、１９９５、２０００、２００５和２０１０年５个时点武汉城市圈人口密度的空间变异系数，结果分别为空间变异系数均大１．０９、１．２２、１．２１、１．１６和１．１４，于１说明城市圈历年的人口密度数值在统计学．００，意义上较为离散，与圈域人口密度均值的偏差较大，不符合统计学正态分布的基本特征。这表明武汉城表现出显著的空市圈人口格局在空间上极不均衡，

间异质性特征。如１武汉城市圈人口密度最９９０年，

２

，高的黄石市高达３而人口最为稀疏的１０９人／ｋｍ　２

，通山县仅为１二者相差超过２到５１人／ｋｍ０倍，

现，圈域人口分布较为稀疏（人口密度低于４００人／

２

）的地域集中在城市圈东北的大别山区和东南ｋｍ

的幕阜山区，主要包括通山、崇阳、赤壁、嘉鱼、阳新、

英山、罗田、麻城、红安、大悟等县市；而人口分布较

２

）人口密度高于６的地域为稠密和集中（００人／ｋｍ

交通优势度水平较高的江则主要集中在海拔较低、

汉平原和长江沿线的平原丘陵地区，主要包括武汉、黄冈、黄石、孝感、鄂州、云梦、汉川、天门、武穴、黄梅等县市。此外，人口密度较高的地域也越来越向交通优势度水平较高的汉宜高速－武黄高速－黄黄高速沿线地域集中。即城市圈人口分布表现出较为显著的东西向的交通廊道集聚指向，且这种指向在不断）。得到强化（图１

（）圈域人口时序格局过程表现为“先离散后集３

的倒“型曲线。计算１聚”Ｕ”９９０～２０１０年武汉城市圈各时点人口密度的空间变异系数，如图２所示。圈域人口密度的空间变异系数跳跃１９９０～１９９９年，式增长，空间异质性特征日益凸显，人口空间分布趋于分散；空间变异系数基本保持在１９９９～２００４年，圈域人口空间分布维持着离散态势，１．２０的水平，

圈域人口密度的空间差异较为显著；２００４～２０１０年，空间变异系数则跳跃式持续下降，但变异系数数值仍大于１说明圈域人口分布虽表现出趋于集．１０，

圈域人口最稠密和最稀疏仍分别为黄石市２０１０年，

２

和通山县，人口密度分别为４和１１８６人／ｋｍ９４　

２

，人／ｋ差距增大到近２ｍ２倍。（）圈域人口格局表现为交通廊道指向且不断２

强化。图１反映了１９９０、１９９５、２０００、２００５和２０１０

等：武汉城市圈人口分布的时空格局　第９期　　　　　　　　　余瑞林，

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）图１　武汉城市圈人口密度空间格局的演变（１９９０～２０１０

Ｆｉ．１　ＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＰｏｕｌａｔｉｏｎＤｅｎｓｉｔＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｒｏｍ１９９０ｔｏ２０１０ｉｎ　ＷｕｈａｎＭｅｔｒｏｏｌｉｔａｎＡｒｅ

ａ　　　　　　　　ｇｐｙｐ　

聚的趋势，但当前仍然为离散水平。圈域人口时序格局过程表现为一条“先离散后集聚”的倒“型曲线。Ｕ”）圈域人口空间格局过程表现为“圈层式”的４　　（

分异特征。１９９０～２０１０年武汉城市圈圈域人口密度年均增长率为１县域人口密度年均增长率．７０％，则介于０将圈域县域单元划分．０６％和３．０５％之间：）：图３即为两类（①人口格局过程活动频繁的县域，人口密度年均增长率高于１主要集中．７０％的县域，

图２　人口密度空间变异系数的演进

Ｆｉ．２　ＳａｔｉａｌＶａｒｉａｔｉｏｎＩｎｄｅｘｏｆＰｏｕｌａｔｉｏｎＤｅｎｓｉｔ

　　　　　ｇｐｐｙ

在武汉城市圈的核心圈层和幕府山区，包括武汉、咸孝感、黄石、黄冈、大冶、阳新、通山、通城等１宁、１个县市，这些县域单元的人口增长幅度较大、增长速度人口变化频繁、人口空间格局过程较为活跃；较快、

即年均增长率低②人口格局过程相对平缓的县域，

主要集中在武汉城市圈的外围圈于１．７０％的县域，包括鄂州、黄梅、嘉鱼、大悟、汉川、仙桃等２层，０个县市，其人口增长幅度和速度都低于圈域人口空间人口活动空间格局过程相对格局过程的平均水平，较为平缓。

３．２　人口重心的时空轨迹及集中趋势

人口重心刻画的是人口在各空间单元所占比重的变化，当区域内部人口呈均匀分布时，区域的几何中心即人口重心。人口重心的迁移方向即为人口再人口重心的迁移距离可度量人口再分分布的方向，布的强度。

图３　人口密度年均变化率的空间分异

Ｆｉ．３　ＳａｔｉａｌＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＰｏｕｌａｔｉｏｎＤｅｎｓｉｔＣｈａｎｅ　　　　ｇｐｐｙｇ　

以武汉城市圈各县域单元的几何中心作为其人口中心坐标，测算１９９０～２０１０年武汉城市圈人口分

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１卷　　　　　　　　　　长江流域资源与环境　　　　　　　　　　　　　　第２

此间人口重心表１９９６～２００４年和２００６～２００９年，

现出跳跃式摄动迁移的特征，且与第二阶段相比，整体向东发生位移。

武汉城市圈人口重心的这种阶段式跳跃型位移与圈域社会经济发展态势密切相关。武汉城市圈社会经济发展历来表现出东强西弱的空间格局，黄石鄂州市则市一直是湖北省区域发展的次中心城市，为武汉城市圈重要的工业城市，并已初步形成“武鄂的态势，圈域社会经济发展的这种态势必黄一体化”

然促使圈域人口分布重心发生东向位移

。

，布的重心及其轨迹（图４）发现２０年来圈域人口重心始终位于在武汉市主城区中心，与武汉城市圈的空，间几何中心基本保持一致（图４左图）但在更小尺度范围内人口分布重心的迁移变化仍相对活跃，总体表后向东迁移的发展趋势。现为人口重心先向北、

根据人口重心的时空间集聚特点，可将其划分第一阶段为１城市圈人为４个阶段：９９０～１９９２年，

口重心向西南方向作小幅位移；第二阶段为１９９３～人口重心仍然保持向西南方向移动的态１９９５年，势，但已整体向北迁移；第三和第四阶段则分别为

图４　圈域人口重心的轨迹及标准离差椭圆的演变

Ｆｉ．４　ＣｈａｎｅｏｆＧｒａｖｉｔＣｅｎｔｅｒｏｆＰｏｕｌａｔｉｏｎＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＳｔａｎｄａｒｄＤｅｖｉａｔｉｏｎＥｌｌｉｓｅ　　　　　　　　　　　ｇｇｙｐｐ　

３．３　人口分布的主要方向及离散趋势

标准离差椭圆主要用于进行空间分布特征的方向性因素和趋势判定。组成标准离差椭圆需要４个部分：人口重心，旋转角，长轴长和短轴长。人口重心是椭圆的中心，旋转角为人口分布的主要方向，长轴长代表人口分布在主要方向上偏离人口重心的程即空间分布最多的方向，短轴长代表人口分布在度，

次要方向上偏离人口重心的程度，即空间分布最少的方向。

图４和表２反映了武汉城市圈人口分布的主要方向和离散趋势相关指标。（１）１９９０～２０１０年标准离差椭圆的覆盖范围基本不变，说明武汉城市圈的（人口格局集中于核心圈层，且相对稳定；标准离２），差椭圆的旋转角度介于９基本保持稳定，０°００°～１说明武汉城市圈人口分布的主要方向为西北－东南向，这与武汉城市圈社会经济发展水平的东南向格局（）旋转角度的持续微弱增大，表明城市圈基本吻合；３

的人口分布格局仍在进一步向东南方向集聚，，这与人（）长轴的持续缩短以及口重心的东向位移相呼应；４／短轴数值的降低表明武汉城市圈的人口分布仍长轴

在进一步的集聚，人口格局的离散趋势不明显。

表２　武汉城市圈人口分布的标准离差椭圆指标Ｔａｂ．２　ＩｎｄｅｘｏｆＳｔａｎｄａｒｄＤｅｖｉａｔｉｏｎＥｌｌｉｓｅｏｆＰｏｕｌａｔｉｏｎ　　　　　　ｐｐ

Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎ　ＷｕｈａｎＭｅｔｒｏｏｌｉｔａｎＡｒｅａ　　　ｐ

旋转角度

１９９０年１９９５年２０００年２００５年２０１０年

９３．８７　９４．９１　９４．４４　９４．９９　９５．６８　

长轴１０４８２０．２１　　１０４９４８．５８　　１０４６３０．９２　　１０３５５０．５４　　１０３４５０．０５　　

短轴７２４３４．１２　　７３４８５．９７　　７２８４５．０２　　７２３２９．２７　　７３１７５．２７　　

长轴／短轴１．４５１．４３１．４４１．４３１．４１

４　武汉城市圈人口格局的动力机制

４．１　自然地理条件是人口格局的基础

自然地理条件是人类赖以生存和发展的物质基

等：武汉城市圈人口分布的时空格局　第９期　　　　　　　　　余瑞林，

础，它从宏观上划定了人口空间格局的基本框架。自然地理条件包括气候、地形、土壤等要素，其中对区域人口格局影响最大的为地形地貌条件，它直接影响到人类组织日常生活和社会生产过程。通常认人口格局具有明显的低地指向性，即人口分布在为，

１５］

。武汉城市圈自然地理条垂直方向上的不平衡［

１０９１

变化。在交通运输发展初期，区域人口向交通优势度水平较高的地域集中，人口格局表现出明显的交通指向性；而在交通运输发展水平较高时期，区域交通优势度水平相对均衡，人口格局也相应的趋于分人口分布的交通指向性略有弱化，但仍表现出一散，

定的惯性。２武汉城市圈东西０世纪９０年代以来，南北向的京广、向的汉宜高速－武黄高速－黄黄高速、

京九线、京珠、汉十高速等交通网络的建设推动了城十”字型城市－交通复合走廊的发育，交通优市圈呈“

势度水平明显改善，但由于城市圈自然地理条件的，限制（山地、丘陵面积较大）交通优势度仍相对失衡，圈域当前人口格局的交通指向性还较为显著。

地貌类型多样，平原、岗地、丘陵和山地件相对复杂，

兼备。圈域西为江汉平原，北为桐柏山，东北属大别南有幕阜山脉，中为鄂东沿江平原。城市圈这山脉，

种“一水两山三丘四原”的自然地理格局奠定了人口分布的基本格局，即圈域人口集中分布于占圈域面积４其次为东０％的江汉平原和鄂东沿江平原地域，部和南部的岗地丘陵区域，东北部和东南部的山地）。人口最为稀疏（图１

４．２　区域公共政策是人口格局的引导器

政府公共政策和区域规划的宏观调控确立了区提出了社会经济发域发展的基本方向和主要思路，

展战略的目标和政策，优化了区域公共服务的配置和保障，对区域人口格局有重要的导向作用。从湖北省正式提出构建“武汉城市经２００２年起，１＋８”

“济圈；全国资源节约型和环境友好型社会２００７年，落户武汉城市圈。围绕建设综合配套改革试验区”

“”城市圈和“两型社会”建设，湖北省出台了一１＋８

系列包括市场准入、人才流动、子女入学、居民就业推动圈域城市产业与功等的公共政策框架和规划，

能不断整合，交通通讯、产业经济、社会文化等一体化进程不断提速，引导圈域人口格局的持续优化。４．３　社会经济发展是人口格局的推进器

虽然自然地理条件奠定了人口分布的基本格局，但由于人类自身发展的需要，人口格局在区域社会经济发展的推动下必然进行二次塑造。随着生产方式和生活水平的不断提高以及科技的进步，区域人口格局逐步分化，一方面农业人口需求下降，农村剩余人口增加，另一方面工业经济发展人力资源缺口加大，区域人口格局开始表现出社会经济指向性，即人口分布向社会经济发展水平较高的地域集中。武汉城市圈人口格局的空间变异系数为１９９０年，

之后的变异系数则远高于此，表明圈域人口趋１．０９，于向武鄂黄孝等社会经济发展水平较高的地域再分布。

４．４　交通运输条件是人口格局的调节器

交通运输条件的进步和交通网络的完善，可以提升交通优势度水平，区域空间距离的阻力和距离收敛效应则日益减弱，由此推动区域人口分布快速

５　结论

基于时间序列数据，运用ＧＩＳ空间分析方法，

探讨武汉城市圈近２得出０年人口格局的时空分异，以下结论：

（）圈域人口规模持续增长，但随着社会经济发１

展水平和速度的阶段性起伏也表现出一定的时序分异规律，具体可将其分为３个阶段，即１９９０～１９９９年的人口剧增阶段、１９９９～２００６年的人口滞涨阶段和２００６～２０１０年的人口稳增阶段。

（）圈域人口格局表现为交通廊道指向且不断２

强化。圈域人口主要集中分布于东西向的宜黄高速－黄黄高速等主要交通干道沿线，表现出较强的交通廊道指向，而随着核心圈层武－鄂－黄钢铁、建材、服装工业走廊的发展壮大，人口分布的东西向交通廊道指向则不断得到强化。

（）圈域人口格局过程呈现先离散后集中的态３

人口格局的空间变异系数先升后降，呈倒“型势，Ｕ”曲线的变化轨迹。即圈域人口分布的空间差异先扩大后缩小，但空间差异的绝对水平即空间异质性特征仍较为突出。

（）圈域人口分布的动态变化格局表现为“圈层４式”空间分异，即核心圈层的人口密度变化率明显高于外围圈层。标准离差椭圆的分析揭示了圈域人口格局的主要方向为西北－东南向，人口重心向东的微幅跃迁式位移则表明圈域人口在进一步的往东南方向集聚。

）（圈域人口格局的动力机制表现为自然地理５条件、区域公共政策、社会经济发展、交通运输条件等要素的共同作用。自然地理条件是人口格局的基础，区域公共政策是人口格局的引导器，社会经济发

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