湖南省2007-2016年人口重心和经济重心时空变化研究

郝琪 谢红霞 隋兵 袁红 郭斌腾

【摘 要】 本文介绍了湖南省概况、研究方法及数据来源，分析了湖南省人口重心与经济重心的移动轨迹演变及两者的耦合性演变情况，其研究结果表明：2007-2016年湖南省人口重心、经济重心都偏离于本省的地理几何中心，位于其东北部，经济重心偏离程度大于人口中心偏离程度;湖南省人口、经济发展具有不均衡特征，表现为人口重心与经济重心的耦合关系较为显著，主要的移动方向都为西南—东北方向，但变化幅度不同。由此，给出的建议是：在经济方面，可对本省西部采取适当措施来拉动经济增长;在人口方面，要加快落实户籍改革政策，减少对人口迁移的限制，提高人口重心和经济重心的耦合性，使各类资源得到更加合理有效的配置。

【关键词】 人口重心;经济重心;时空变化;耦合性;湖南省

一、引言

人口重心可清晰地呈现某区域的人口分布，并能表达区域人口分布的变化。重心模型最早由F·Walker在18世纪70年代引入人口研究中。国内外学者运用重心分析的方法对人口、经济、产业、粮食、就业等属性，[1-8]围绕空间分布、区域协调、社会发展等领域，从国家、省域、市域等层次进行了大量的研究。[9-13]对于这些不同因素重心的研究分析，将会对所研究区域内各类资源的分配等相关决策起到一定的参照作用，有利于区域的可持续发展。

湖南省有着东部沿海地区和中西部地区过渡带、长江开放经济带和沿海开放经济带结合部的区位优势，在我国中部崛起中占有着重要的地位。自2005年长株潭城市群被写入国家“十一五”规划以来，湖南经济快速发展，经济水平大大提高，但是其经济重心具有偏向性，[14]区域内经济发展不平衡。在“一带一路”战略的发展机遇下，对湖南省人口重心和经济重心的演变进行分析，可为湖南省社会经济的发展政策的调整提供参考，并且对湖南省可持续发展的探索有着重要的影响和指导作用。

二、研究区概况、研究方法及数据来源

1、研究区概况

湖南省（24°38′N—30°08′N，108°47′E—114°15′E）地处中国中部、长江中游，因大部分区域处于洞庭湖以南而得名“湖南”，因省内最大河流湘江流贯全境而简称“湘”。东临江西，西接重庆、贵州，南毗广东、广西，北与湖北相连。湖南省北部为洞庭湖平原，地势低平;东部为斜贯湘、赣边境诸山;南部为五嶺山地;西部为雪峰山脉、武陵山脉;中部丘陵起伏，地势呈三面环山、朝北开口的马蹄形地貌。湖南省下辖13个省辖市，1个自治州，17个县级市，62个县，7个自治县，36个市辖区。截至2016年末，湖南省常住人口7318.81万人，实现地区生产总值（GDP）31551.37亿元，人均地区生产总值实现46382元。

2、研究方法

（1）重心模型。物理学术语中的重心是指物体处于任何方位时所有各组成支点的重力的合力所通过的点，有学者将其引入人口、经济的研究中，[15]区域的属性值由均质区域中子区域的中心点的属性值加权平均数表示。所以，当属性分布不均衡时，属性重心将会与几何中心有一定程度的偏离。

人口、经济重心的数学表达式为：

式中：（X，Y）为属性重心（人口重心和经济重心）的平面坐标，Xi、Yi为几何中心，M为属性值（人口和经济），n为子区域的个数。

（2）耦合性分析。人口重心与经济重心的耦合性可以通过空间重叠性和变动一致性来进行分析。[16]

其一，空间重叠性。空间重叠性可以用同一年份人口、经济重心的距离来表示，其数学表达式为：

式中：（xe，ye）为同一年份的经济重心的坐标，（xp，yp）为同一年份人口重心的坐标。

其二，变动一致性。变动一致性可以用相邻年份人口重心的移动轨迹与相邻年份经济重心的移动轨迹的连线所形成的夹角θ的大小表示，θ的大小与变动一致性成反比，即θ越小，变动越一致。当θ在[0，π]之间时，cosθ与θ的对应变化单调，并且cosθ的值较易计算，用cosθ来表示变动一致性，当cosθ越大时，变动越一致。其数学表达式为：

式中：（Δxe ，Δye）为相邻年份经济重心变化量的平面坐标，（Δxp ，Δyp）为相邻年份人口重心变化量的平面坐标。

3、数据来源

湖南省122个县级单元的人口、经济数据来源于《湖南省统计年鉴》（2007-2016年），主要包括各年度年末总人口数据和GDP数据。

三、结果与分析

1、湖南省人口重心与经济重心的移动轨迹演变

利用湖南省2007-2016的年末总人口和GDP数据通过重心模型计算得到其各年份的人口和经济平面重心坐标以及其移动的方向和距离，并且通过ArcGIS将其移动轨迹的演变可视化（如表1、图1）。

（1）人口重心变化。通过表1、图1对人口重心的演变进行分析，可发现2007-2016年湖南省人口重心一直分布在娄星区内，位于湖南省地理几何中心的东北方向，表明湖南省大部分人口分布在其东北部，存在分布不均衡的现象。从人口重心变化的趋势上来看，湖南省人口重心移动的大趋势是由西南移向东北。并且可以大致分为三个阶段：第一阶段（2007-2008年）从西南向东北方向移动，向湖南省省会长沙靠近，这与在2006年国家将长株潭城市群定位为促进中部崛起的重点发展城市群的行为有一定的联系，并且自然环境的差异会影响人口的分布，东北部地区为平原，自然条件优越，而西部地区为低山丘陵地带，人口较少。这种变化还有一个重要的原因可能是2008年的国际金融危机使得沿海地区大部分企业的困难运营进而导致湖南省外出务工人员的回流;第二阶段（2008-2010年）转向东南方向移动，可见湖南省在此期间将湘南地区作为实施区域经济协调发展的重大战略，和对其开发开放大力扶持的政策对人口重心的移动有着显著的影响;第三阶段（2010-2016年）呈现小范围左右波动的稳定现象，此时湖南省处于平稳发展的状态。

（2）经济重心变化。从2007年以来，湖南省经济重心一直分布于湘乡市和韶山市内，也位于湖南省地理几何中心的东北部，且较人口重心的分布而言与几何中心的偏离程度更大，表明了湖南省经济发展的水平不平衡倾向于东北部地区。湖南省經济重心的变化趋势大致可分为两个阶段：第一阶段（2007-2012年）从西南向东北方向移动，政策的变动在一定程度上影响着经济重心的移动，在此期间，国家批准在长株潭建设综合性国家高技术产业基地、长株潭城市群“两型”社会建设、同意湘潭高新技术产业园区升级为国家高新技术产业开发区和“3+5”城市群建设等相关政策使得东北部地区的经济迅速发展;第二阶段（2012-2016年）左右波动地向南移动，移动了1.042km，年平均移动0.466km。这与湘南地区的发展密不可分，该时期湘南承接产业转移示范区正式得到了国家的批准，成为了第4个国家级承接产业转移示范区，并且衡阳作为湘南地区科技创新的综合示范区，不仅转变了衡阳的发展方式、调整了产业结构，还带动了湘南地区高新技术产业的发展。

2、湖南省人口重心与经济重心的耦合性演变

在空间重叠性方面，2007-2016年湖南省人口重心和经济重心的距离由2007年的37km增长到了2016年的45km，其之间的距离变化可大致分为两个阶段。第一阶段（2007-2012年），耦合性减弱阶段，人口重心和经济重心在个别年份上有所变动，但其主要移动方向为西南—东北。第二阶段（2012-2016年），耦合性增强阶段，人口重心和经济重心在小范围之间波动并逐渐稳定，两重心的耦合性的协调程度不断加强。

在变动一致性方面，2007-2016年湖南省人口重心、经济重心的变动方向可分为三种情况。第一种情况，人口重心和经济重心的变动基本一致，在2007-2008年、2010-2011年、2012-2013年、2013-2014年和2014-2015年，这5个年份的两重心变动一致性分别为0.88、0.58、0.60、0.99和0.94。第二种情况，两重心变动不一致、变动方向相反，在2015-2016年这一年里两重心变动一致性为-0.99。第三种情况，两重心的变动的相关性不大，在2008-2009年、2009-2010年和2011-2012年，这3个年份的两重心的变动一致性分别为0.06、0.06、0.29。

将空间重叠性和变动一致性两者综合来看，湖南省人口重心和经济重心的耦合关系较为明显。其空间重叠性波动幅度不大，且在缓慢增强;变动一致性大多数年份为正值，表明两重心的变动方向较为一致。人口重心的移动距离较短，呈现出一定程度的时滞性，目前湖南省人口重心和经济重心的耦合性还在不断变化中。

四、结论

本文利用重心模型测算了湖南省2007-2016年人口重心和经济重心的演变情况，并对两者进行了耦合性分析。结果表明：湖南省的人口重心在2007-2016年间一直位于湖南省地理几何中心的东北部，变化的总方向为西南—东北，但是东西的差异程度大于南北的差异程度，人口分布不均衡。经济重心在这十年里也一直位于湖南省地理几何中心的东北部，但比人口重心偏离的程度更大，西南—东北也为其变化的总方向，其南北的差异程度比东西的差异程度大，经济分布也不均衡。并且，人口重心一直位于经济重心的西南部，迁移的距离较短，具有一定程度上的时滞性。两者之间的空间重叠性缓慢增加，变动一致性波动较大，处于变化之中。总的来说，湖南省人口重心与经济重心的耦合关系较为显著。

综上所述，为了使湖南省人口与经济的分布更为均衡，并使人口与经济能合理分布以此增强经济分布的优势性，在经济方面，湖南省可对本省西部采取适当措施来拉动经济的增长，比如充分利用本区域的自然与人文资源发展别具特色的旅游业等特色产业、由发达的东部北部地区拉动西部南部地区的发展、利用区位优势加强与周边经济实力强省份的经济交流等。在人口方面，湖南省要加快落实户籍改革政策，减少对人口迁移的限制，提高人口重心和经济重心的耦合性，使各类资源得到更加合理有效的配置。

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【作者简介】

郝 琪（1998-）女，湖南岳阳人，湖南农业大学资源环境学院人文地理与城乡规划专业在读本科生.

谢红霞 （1973-）女，湖南岳阳人，湖南农业大学资源环境学院副教授，研究方向：环境遥感与GIS，本文通讯作者.

隋 兵（1975-）男，湖南岳阳人，气象防灾减灾湖南省重点实验室，副研究员，研究方向：气象科学.