武汉城市圈人口空间分布格局及演变分析

李胜坤+张毅

摘要以县域为研究单元，选取1990、2000、2006、2012年的常住人口数据，运用空间自相关和半方差函数等方法，研究武汉城市圈人口空间分布与演变特征.结果表明：2012年城市圈人口密度呈现“西高东低，中间高、南北低”的特征，人口与地区经济发展水平存在空间对应关系；1990年以来，人口密度相似的地区在空间集聚分布，且集聚趋势不断增强；人口分布越来越不均衡，由空间相关引起的人口分布的结构化分异越来越显著；除东南—西北方向，人口分布的空间差异度在另外3个方向均增强；人口向以武汉中心城区、黄石市辖区集聚的趋势明显.

关键词人口分布；空间格局；演变；空间变差函数；武汉城市圈

中图分类号K901.3文献标识码A文章编号10002537（2014）04001105

人口分布一般指人口过程在空间上的表现形式[1]，历来是地理学者研究的热点 [2].生产力的发展往往伴随着人口地域分布的变化.进行人口时空动态变化方面的研究，对认识一定社会阶段区域人口增长规律、引导人口的合理布局、制定区域发展战略具有重要作用[3].中国学者从不同的尺度对不同地区、不同时期的人口空间分布进行了探索[413].梳理文献发现，国内人口分布的研究具有以下特点：（1）研究对象既有大尺度的国家、经济地带、省域，也有中观尺度的市域，市域的研究多集中于特大城市，较少关注中小城市；（2）人口分布受空间位置影响，单元空间关联的探索性空间数据分析方法（ESDA）逐渐受到学者的青睐；（3）多定性〖HJ1.4mm〗分析人口空间结构演化的影响因素，定量确定影响因子的方法开始引起学者的关注.

武汉城市圈是武汉和黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门、潜江等城市组成的区域经济联合体.2012年，它以约占湖北省1/3的土地面积和一半的人口，贡献了全省近2/3的生产总值；从所在的长江中游城市群看，圈域地区生产总值、规模以上工业增加值、社会消费品零售总额等多项经济指标居城市群之首.在经济取得巨大成就的同时，还应看到圈域人口不断增长，人口对生态环境的压力越来越大，按现有发展模式，城市圈将进入不可持续的发展状态[1415].在借鉴相关研究方法的基础上，本文对1990年以来武汉城市圈人口分布格局的演化作简要分析，以期发现人口分布及演化规律，并为城市圈可持续发展研究提供研究基础.

1研究方法与数据

1.1空间自相关

1.2空间变差函数

1.3数据来源

3人口分布演变

3.1空间自相关分析

借助OpenGeoDa软件计算武汉城市圈人口在1990、2000、2006和2012年4个时间断面上的全局Moran指数值和相关参数（表1），并绘制人口密度散点图（图略）.4个年份的Moran指数均为正值，z值均大于0.05水平下的临界值1.96，检验结果显著，说明城市圈中人口密度大的地区在空间上相邻（高高集聚），人口密度小的地区也在空间上相邻（低低集聚）.1990年以来，城市圈中部始终是人口密度高高集聚区，而边缘地区始终是人口密度的低低集聚区，这与区域地形和经济发展密切相关.近20年，随着改革开放的不断深入，城市圈中部经济发展速度加快，产生大量的工作岗位，边缘地区的剩余劳动力向中部大量转移.随着时间推移，Moran指数值不断增大，人口分布的空间自相关特征更加明显.

3.2空间格局演变

借助GS+软件，将城市圈4个年份的县域人口密度值赋到县域单元几何中心点上，经Log变换后，数据符合正态分布，满足半变异函数分析的前提条件.定义采样步长为10 268.65 m，使步长值乘以步长数约等于样点间最大距离的1/2，以确保半方差图有意义[20].用球状模型、高斯模型、线性模型、指数模型分别对样点数据进行拟合，选取拟合效果最好的模型.同时计算4个年份不同方向上的分维数，并进行克里格三维空间插值.变差函数拟合参数和分维数见表2、表3，空间插值图见图2.

4结论

（1）2012年，武汉城市圈人口密度的空间分异显著，总体表现出“西高东低，中间高、南北低”的特征，地形对城市圈人口分布的影响十分显著，人口与所在地区的经济发展水平存在比较强的空间对应关系，另外，城市圈人口向城市集中的现象明显，并表现出交通廊道指向性.Moran指数显示，人口密度相似的地区在空间集聚分布，且集聚趋势不断增强；（2）1990年至今，县域尺度上，人口分布受不确定性因素的影响逐渐减小，由空间相关引起的结构化分异越发显著；南—北方向上人口分布的空间差异度最大；除东南—西北方向外，人口分布的空间均质性在另外3个方向上，都出现不同程度的“下滑”，东—西方向上人口空间分布的差异程度逐渐扩大；（3）城市圈中、西部位于鄂东沿江平原和汉江平原上，地势平坦，长江及汉江自西向东穿行而过，随着经济、社会的不断发展，人口逐渐增多，武汉中心城区和黄石市辖区已逐渐成为城市圈人口分布的中心和副中心.

参考文献：

[1]〖ZK（#〗胡焕庸，张善余.中国人口地理[M].上海：华东师范大学出版社， 1984.

[2]张志斌，潘晶，达福文.兰州城市人口空间结构演变格局及调控路径[J].地理研究， 2012，31（11）：20552068.

[3]张岩，马晓微，王理达.GIS支持下的20世纪黄河流域人口动态变化研究[J].人口研究， 2003，27（6）：6570.

[4]刘睿文，封志明，杨艳昭，等.基于人口集聚度的中国人口集疏格局[J].地理科学进展， 2010，29（10）：11711177.

[5]张慧. 建国以来山东省人口分布地域格局及集疏变化分析[J]. 经济地理， 2012，32（10）：2835.

[6]马颖忆，陆玉麒，张莉.江苏省人口空间格局演化特征[J].地理科学进展， 2012，31（2）：167175.

[7]杨剑，蒲英霞，秦贤宏，等.浙江省人口分布的空间格局及其时空演变[J].中国人口·资源与环境， 2010，20（3）：9599.

[8]苏飞，张平宇.辽中南城市群人口分布的时空演变特征[J].地理科学进展， 2010，29（1）：96102.

[9]段学军，王书国，陈雯.长江三角洲地区人口分布演化与偏移增长[J].地理科学， 2008，28（2）：139144. 〖ZK）〗

[10]〖ZK（#〗高超，金凤君，傅娟，等.1996—2011年南非人口空间分布格局与演变特征[J].地理科学进展， 2013，32（7）：11671176.

[11]余瑞林，刘承良，杨振.武汉城市圈人口分布的时空格局[J].长江流域资源与环境， 2012，21（9）：10871092.

[12]李莎， 刘卫东. 俄罗斯人口分布及其空间格局演化[J]. 经济地理， 2014，34（2）：4249.

[13]牟宇峰，孙伟，袁丰.南京近30年人口空间格局演变与机制研究[J].长江流域资源与环境， 2013，22（8）：979988.

[14]胡鸿兴，何伟，沈虹，等.湖北“两圈”区域发展可持续性评价与预测[J].长江流域资源与环境， 2010，19（4）：351357.

[15]张可，王若洋，刘超.武汉城市圈生态足迹分析[J].经济与管理， 2010，24（2）：6165.

[16]CLIFF A D， ORD J K. Spatial autocorrelation [M]. London： Pion， 1973.

[17]靳诚，陆玉麒.基于县域单元的江苏省经济空间格局演化[J].地理学报， 2009，64（6）：713724.

[18]栾福明，张小雷，杨兆萍，等.1990—2011年山东省旅游节庆的时空变异特征及机理[J].地理科学进展， 2013，32（6）：940949.

[19]闫庆武，卞正富，张萍，等.基于居民点密度的人口密度空间化[J].地理与地理信息科学， 2011，27（5）：9598.

摘要以县域为研究单元，选取1990、2000、2006、2012年的常住人口数据，运用空间自相关和半方差函数等方法，研究武汉城市圈人口空间分布与演变特征.结果表明：2012年城市圈人口密度呈现“西高东低，中间高、南北低”的特征，人口与地区经济发展水平存在空间对应关系；1990年以来，人口密度相似的地区在空间集聚分布，且集聚趋势不断增强；人口分布越来越不均衡，由空间相关引起的人口分布的结构化分异越来越显著；除东南—西北方向，人口分布的空间差异度在另外3个方向均增强；人口向以武汉中心城区、黄石市辖区集聚的趋势明显.

关键词人口分布；空间格局；演变；空间变差函数；武汉城市圈

中图分类号K901.3文献标识码A文章编号10002537（2014）04001105

人口分布一般指人口过程在空间上的表现形式[1]，历来是地理学者研究的热点 [2].生产力的发展往往伴随着人口地域分布的变化.进行人口时空动态变化方面的研究，对认识一定社会阶段区域人口增长规律、引导人口的合理布局、制定区域发展战略具有重要作用[3].中国学者从不同的尺度对不同地区、不同时期的人口空间分布进行了探索[413].梳理文献发现，国内人口分布的研究具有以下特点：（1）研究对象既有大尺度的国家、经济地带、省域，也有中观尺度的市域，市域的研究多集中于特大城市，较少关注中小城市；（2）人口分布受空间位置影响，单元空间关联的探索性空间数据分析方法（ESDA）逐渐受到学者的青睐；（3）多定性〖HJ1.4mm〗分析人口空间结构演化的影响因素，定量确定影响因子的方法开始引起学者的关注.

武汉城市圈是武汉和黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门、潜江等城市组成的区域经济联合体.2012年，它以约占湖北省1/3的土地面积和一半的人口，贡献了全省近2/3的生产总值；从所在的长江中游城市群看，圈域地区生产总值、规模以上工业增加值、社会消费品零售总额等多项经济指标居城市群之首.在经济取得巨大成就的同时，还应看到圈域人口不断增长，人口对生态环境的压力越来越大，按现有发展模式，城市圈将进入不可持续的发展状态[1415].在借鉴相关研究方法的基础上，本文对1990年以来武汉城市圈人口分布格局的演化作简要分析，以期发现人口分布及演化规律，并为城市圈可持续发展研究提供研究基础.

1研究方法与数据

1.1空间自相关

1.2空间变差函数

1.3数据来源

3人口分布演变

3.1空间自相关分析

借助OpenGeoDa软件计算武汉城市圈人口在1990、2000、2006和2012年4个时间断面上的全局Moran指数值和相关参数（表1），并绘制人口密度散点图（图略）.4个年份的Moran指数均为正值，z值均大于0.05水平下的临界值1.96，检验结果显著，说明城市圈中人口密度大的地区在空间上相邻（高高集聚），人口密度小的地区也在空间上相邻（低低集聚）.1990年以来，城市圈中部始终是人口密度高高集聚区，而边缘地区始终是人口密度的低低集聚区，这与区域地形和经济发展密切相关.近20年，随着改革开放的不断深入，城市圈中部经济发展速度加快，产生大量的工作岗位，边缘地区的剩余劳动力向中部大量转移.随着时间推移，Moran指数值不断增大，人口分布的空间自相关特征更加明显.

3.2空间格局演变

借助GS+软件，将城市圈4个年份的县域人口密度值赋到县域单元几何中心点上，经Log变换后，数据符合正态分布，满足半变异函数分析的前提条件.定义采样步长为10 268.65 m，使步长值乘以步长数约等于样点间最大距离的1/2，以确保半方差图有意义[20].用球状模型、高斯模型、线性模型、指数模型分别对样点数据进行拟合，选取拟合效果最好的模型.同时计算4个年份不同方向上的分维数，并进行克里格三维空间插值.变差函数拟合参数和分维数见表2、表3，空间插值图见图2.

4结论

（1）2012年，武汉城市圈人口密度的空间分异显著，总体表现出“西高东低，中间高、南北低”的特征，地形对城市圈人口分布的影响十分显著，人口与所在地区的经济发展水平存在比较强的空间对应关系，另外，城市圈人口向城市集中的现象明显，并表现出交通廊道指向性.Moran指数显示，人口密度相似的地区在空间集聚分布，且集聚趋势不断增强；（2）1990年至今，县域尺度上，人口分布受不确定性因素的影响逐渐减小，由空间相关引起的结构化分异越发显著；南—北方向上人口分布的空间差异度最大；除东南—西北方向外，人口分布的空间均质性在另外3个方向上，都出现不同程度的“下滑”，东—西方向上人口空间分布的差异程度逐渐扩大；（3）城市圈中、西部位于鄂东沿江平原和汉江平原上，地势平坦，长江及汉江自西向东穿行而过，随着经济、社会的不断发展，人口逐渐增多，武汉中心城区和黄石市辖区已逐渐成为城市圈人口分布的中心和副中心.

参考文献：

[1]〖ZK（#〗胡焕庸，张善余.中国人口地理[M].上海：华东师范大学出版社， 1984.

[2]张志斌，潘晶，达福文.兰州城市人口空间结构演变格局及调控路径[J].地理研究， 2012，31（11）：20552068.

[3]张岩，马晓微，王理达.GIS支持下的20世纪黄河流域人口动态变化研究[J].人口研究， 2003，27（6）：6570.

[4]刘睿文，封志明，杨艳昭，等.基于人口集聚度的中国人口集疏格局[J].地理科学进展， 2010，29（10）：11711177.

[5]张慧. 建国以来山东省人口分布地域格局及集疏变化分析[J]. 经济地理， 2012，32（10）：2835.

[6]马颖忆，陆玉麒，张莉.江苏省人口空间格局演化特征[J].地理科学进展， 2012，31（2）：167175.

[7]杨剑，蒲英霞，秦贤宏，等.浙江省人口分布的空间格局及其时空演变[J].中国人口·资源与环境， 2010，20（3）：9599.

[8]苏飞，张平宇.辽中南城市群人口分布的时空演变特征[J].地理科学进展， 2010，29（1）：96102.

[9]段学军，王书国，陈雯.长江三角洲地区人口分布演化与偏移增长[J].地理科学， 2008，28（2）：139144. 〖ZK）〗

[10]〖ZK（#〗高超，金凤君，傅娟，等.1996—2011年南非人口空间分布格局与演变特征[J].地理科学进展， 2013，32（7）：11671176.

[11]余瑞林，刘承良，杨振.武汉城市圈人口分布的时空格局[J].长江流域资源与环境， 2012，21（9）：10871092.

[12]李莎， 刘卫东. 俄罗斯人口分布及其空间格局演化[J]. 经济地理， 2014，34（2）：4249.

[13]牟宇峰，孙伟，袁丰.南京近30年人口空间格局演变与机制研究[J].长江流域资源与环境， 2013，22（8）：979988.

[14]胡鸿兴，何伟，沈虹，等.湖北“两圈”区域发展可持续性评价与预测[J].长江流域资源与环境， 2010，19（4）：351357.

[15]张可，王若洋，刘超.武汉城市圈生态足迹分析[J].经济与管理， 2010，24（2）：6165.

[16]CLIFF A D， ORD J K. Spatial autocorrelation [M]. London： Pion， 1973.

[17]靳诚，陆玉麒.基于县域单元的江苏省经济空间格局演化[J].地理学报， 2009，64（6）：713724.

[18]栾福明，张小雷，杨兆萍，等.1990—2011年山东省旅游节庆的时空变异特征及机理[J].地理科学进展， 2013，32（6）：940949.

[19]闫庆武，卞正富，张萍，等.基于居民点密度的人口密度空间化[J].地理与地理信息科学， 2011，27（5）：9598.

摘要以县域为研究单元，选取1990、2000、2006、2012年的常住人口数据，运用空间自相关和半方差函数等方法，研究武汉城市圈人口空间分布与演变特征.结果表明：2012年城市圈人口密度呈现“西高东低，中间高、南北低”的特征，人口与地区经济发展水平存在空间对应关系；1990年以来，人口密度相似的地区在空间集聚分布，且集聚趋势不断增强；人口分布越来越不均衡，由空间相关引起的人口分布的结构化分异越来越显著；除东南—西北方向，人口分布的空间差异度在另外3个方向均增强；人口向以武汉中心城区、黄石市辖区集聚的趋势明显.

关键词人口分布；空间格局；演变；空间变差函数；武汉城市圈

中图分类号K901.3文献标识码A文章编号10002537（2014）04001105

人口分布一般指人口过程在空间上的表现形式[1]，历来是地理学者研究的热点 [2].生产力的发展往往伴随着人口地域分布的变化.进行人口时空动态变化方面的研究，对认识一定社会阶段区域人口增长规律、引导人口的合理布局、制定区域发展战略具有重要作用[3].中国学者从不同的尺度对不同地区、不同时期的人口空间分布进行了探索[413].梳理文献发现，国内人口分布的研究具有以下特点：（1）研究对象既有大尺度的国家、经济地带、省域，也有中观尺度的市域，市域的研究多集中于特大城市，较少关注中小城市；（2）人口分布受空间位置影响，单元空间关联的探索性空间数据分析方法（ESDA）逐渐受到学者的青睐；（3）多定性〖HJ1.4mm〗分析人口空间结构演化的影响因素，定量确定影响因子的方法开始引起学者的关注.

武汉城市圈是武汉和黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门、潜江等城市组成的区域经济联合体.2012年，它以约占湖北省1/3的土地面积和一半的人口，贡献了全省近2/3的生产总值；从所在的长江中游城市群看，圈域地区生产总值、规模以上工业增加值、社会消费品零售总额等多项经济指标居城市群之首.在经济取得巨大成就的同时，还应看到圈域人口不断增长，人口对生态环境的压力越来越大，按现有发展模式，城市圈将进入不可持续的发展状态[1415].在借鉴相关研究方法的基础上，本文对1990年以来武汉城市圈人口分布格局的演化作简要分析，以期发现人口分布及演化规律，并为城市圈可持续发展研究提供研究基础.

1研究方法与数据

1.1空间自相关

1.2空间变差函数

1.3数据来源

3人口分布演变

3.1空间自相关分析

借助OpenGeoDa软件计算武汉城市圈人口在1990、2000、2006和2012年4个时间断面上的全局Moran指数值和相关参数（表1），并绘制人口密度散点图（图略）.4个年份的Moran指数均为正值，z值均大于0.05水平下的临界值1.96，检验结果显著，说明城市圈中人口密度大的地区在空间上相邻（高高集聚），人口密度小的地区也在空间上相邻（低低集聚）.1990年以来，城市圈中部始终是人口密度高高集聚区，而边缘地区始终是人口密度的低低集聚区，这与区域地形和经济发展密切相关.近20年，随着改革开放的不断深入，城市圈中部经济发展速度加快，产生大量的工作岗位，边缘地区的剩余劳动力向中部大量转移.随着时间推移，Moran指数值不断增大，人口分布的空间自相关特征更加明显.

3.2空间格局演变

借助GS+软件，将城市圈4个年份的县域人口密度值赋到县域单元几何中心点上，经Log变换后，数据符合正态分布，满足半变异函数分析的前提条件.定义采样步长为10 268.65 m，使步长值乘以步长数约等于样点间最大距离的1/2，以确保半方差图有意义[20].用球状模型、高斯模型、线性模型、指数模型分别对样点数据进行拟合，选取拟合效果最好的模型.同时计算4个年份不同方向上的分维数，并进行克里格三维空间插值.变差函数拟合参数和分维数见表2、表3，空间插值图见图2.

4结论

（1）2012年，武汉城市圈人口密度的空间分异显著，总体表现出“西高东低，中间高、南北低”的特征，地形对城市圈人口分布的影响十分显著，人口与所在地区的经济发展水平存在比较强的空间对应关系，另外，城市圈人口向城市集中的现象明显，并表现出交通廊道指向性.Moran指数显示，人口密度相似的地区在空间集聚分布，且集聚趋势不断增强；（2）1990年至今，县域尺度上，人口分布受不确定性因素的影响逐渐减小，由空间相关引起的结构化分异越发显著；南—北方向上人口分布的空间差异度最大；除东南—西北方向外，人口分布的空间均质性在另外3个方向上，都出现不同程度的“下滑”，东—西方向上人口空间分布的差异程度逐渐扩大；（3）城市圈中、西部位于鄂东沿江平原和汉江平原上，地势平坦，长江及汉江自西向东穿行而过，随着经济、社会的不断发展，人口逐渐增多，武汉中心城区和黄石市辖区已逐渐成为城市圈人口分布的中心和副中心.

参考文献：

[1]〖ZK（#〗胡焕庸，张善余.中国人口地理[M].上海：华东师范大学出版社， 1984.

[2]张志斌，潘晶，达福文.兰州城市人口空间结构演变格局及调控路径[J].地理研究， 2012，31（11）：20552068.

[3]张岩，马晓微，王理达.GIS支持下的20世纪黄河流域人口动态变化研究[J].人口研究， 2003，27（6）：6570.

[4]刘睿文，封志明，杨艳昭，等.基于人口集聚度的中国人口集疏格局[J].地理科学进展， 2010，29（10）：11711177.

[5]张慧. 建国以来山东省人口分布地域格局及集疏变化分析[J]. 经济地理， 2012，32（10）：2835.

[6]马颖忆，陆玉麒，张莉.江苏省人口空间格局演化特征[J].地理科学进展， 2012，31（2）：167175.

[7]杨剑，蒲英霞，秦贤宏，等.浙江省人口分布的空间格局及其时空演变[J].中国人口·资源与环境， 2010，20（3）：9599.

[8]苏飞，张平宇.辽中南城市群人口分布的时空演变特征[J].地理科学进展， 2010，29（1）：96102.

[9]段学军，王书国，陈雯.长江三角洲地区人口分布演化与偏移增长[J].地理科学， 2008，28（2）：139144. 〖ZK）〗

[10]〖ZK（#〗高超，金凤君，傅娟，等.1996—2011年南非人口空间分布格局与演变特征[J].地理科学进展， 2013，32（7）：11671176.

[11]余瑞林，刘承良，杨振.武汉城市圈人口分布的时空格局[J].长江流域资源与环境， 2012，21（9）：10871092.

[12]李莎， 刘卫东. 俄罗斯人口分布及其空间格局演化[J]. 经济地理， 2014，34（2）：4249.

[13]牟宇峰，孙伟，袁丰.南京近30年人口空间格局演变与机制研究[J].长江流域资源与环境， 2013，22（8）：979988.

[14]胡鸿兴，何伟，沈虹，等.湖北“两圈”区域发展可持续性评价与预测[J].长江流域资源与环境， 2010，19（4）：351357.

[15]张可，王若洋，刘超.武汉城市圈生态足迹分析[J].经济与管理， 2010，24（2）：6165.

[16]CLIFF A D， ORD J K. Spatial autocorrelation [M]. London： Pion， 1973.

[17]靳诚，陆玉麒.基于县域单元的江苏省经济空间格局演化[J].地理学报， 2009，64（6）：713724.

[18]栾福明，张小雷，杨兆萍，等.1990—2011年山东省旅游节庆的时空变异特征及机理[J].地理科学进展， 2013，32（6）：940949.

[19]闫庆武，卞正富，张萍，等.基于居民点密度的人口密度空间化[J].地理与地理信息科学， 2011，27（5）：9598.