四川县域人口空间分布特征分析

李 雪，李少达，杨容浩，罗明良，窦馨逸

（1.成都理工大学地球科学学院，成都 610059；2.西华师范大学国土资源学院，四川 南充 637009；3.西北大学城市与环境学院，陕西 西安 710127）

近年来，由于经济社会的快速发展，加之地质灾害的影响，四川各县市人口变化明显。文章借助GIS探讨了2005～2014年四川省各县市人口空间分布规律，以期为其制定合理的人口优化政策提供依据，也为实现该区域的人口、资源、环境等的协调发展提供参考[1-13]。

1 研究区概况和数据来源

1.1 研究区概况

四川位于中国西南腹地，北部与陕西、甘肃、青海相邻，东部与重庆相连，南部与贵州、云南相接，西部与西藏相衔，是一个多民族聚居的人口大省。全省有18个省辖市、3个自治州，49个市辖区、14个县级市、116个县、4个自治县，辖区面积48.6万km2，年末常住人口约8 140.2万（截至2014年底）(图1)。

图1 研究区示意图

1.2 数据来源

2005～2014年四川省各个市县的人口、面积统计数据主要来源于四川省统计局发布的《四川省统计年鉴》；四川省行政区划图是由国家基础地理信息中心提供的1:400万的基础地理数据，文章中的其他专题图是以四川省行政区划图为底图，利用ArcGIS10.3软件对数据进行相关分析处理，最终绘制而成的。

2 研究方法

2.1 人口密度

人口密度是研究区域人口空间分布的重要指标之一，也是某一区域内人口密集程度的反映，指的是单位面积土地上所居住的人口数，通常用每km2常住的平均人口数量来表示[6]:

式中，D为人口密度；P为人口数量（万人）；S为土地面积（km2）。

2.2 人口重心

人口重心指的是以研究区域中各城市人口的数量作为权重来求取的空间质心。通过分析人口重心的偏移情况以及人口重心曲线的走势来分析人口分布的密度格局。其计算公式如下[10]:

式中，X和Y分别表示研究区人口分布重心的经纬度坐标；pi、xi、yi分别表示研究区中各个城市的人口数量及其人口分布重心的经纬度坐标。

2.3 Getis-OrdGi*指数

Getis-OrdGi*指数主要是通过分别分析各子区域中的信息，来研究该区域信息的变化情况，从而判断此区域内部空间的异质性，最终识别不同区域的冷点、热点区的空间分布。Getis-OrdGi*指数可以较为明显地反映某一区域与其相邻区域属性值的联系程度，其计算公式为[14]：

为了便于比较和解释，对(d)进行标准化处理：

式中，E()为的数学期望；var()为的变异数；Wij为空间权重矩阵，空间相邻为1，不相邻则为0；如果Z()的值为正值并且显著，则说明i周围的值比均值高，属于高值聚集区即热点区；反之，如果Z()为负值并且显著，则表明i周围的值比均值低，为低值聚集区即冷点区[15]。

3 结果与分析

3.1 人口密度与界线分析

以2014年四川县域人口密度为依据，借助ArcGIS软件对四川县域人口进行密度分级（图2）。

由图1、2可知，四川人口分布空间集聚的特点非常明显，人口具有向地势较为平坦的平原、丘陵等地区，以及水源较为丰富的河流、水系等地区集聚的特点。在川东地区，由于人口空间分布的县域单元较小，地势较为平坦，经济、政策条件较好，人口聚集现象极为明显。在川西地区，人口分布则较为稀疏，人口大多以河谷平原、中低山、丘状高原为核心相对聚集。由图2还可看出，四川人口分布总体由川东密度较高的地区逐步向川西密度较低的地区过渡。考虑到四川各县市人口密度的空间差异加之经济因素的影响，除攀枝花由于工业，西昌由于旅游业及生育政策聚集了大量人口外，以宣汉–江油–绵竹–都江堰–大邑–雨城–峨眉–屏山一线为界，将四川分为两个部分：界线以东的区域（以下简称“界东”），人口密度大于300人/km2，主要以平原、丘陵为主体，人口相对稠密；界线以西的区域（以下简称“界西”），人口密度小于等于300人/km2，主要以山地、高原为主体，人口较为稀疏。宣汉–江油–绵竹–都江堰–大邑–雨城–峨眉–屏山一线可作为四川人口密集-稀疏分界线（以下简称“四川人口密度界线”）。对四川全省、界线东、西的人口、面积分布状况进行统计，见表1。

图2 2014年四川分县人口密度

表1 四川界线东、西人口和面积统计

由表1可知，界东集中了全省81.73%的人口，却仅分布在全省25.19%的土地面积上；而界西土地面积占全省的74.81%，却仅仅居住着全省18.27%的人口，体现了四川人口东西分布的不平衡性。这种不平衡的分布状况与自然地理环境和社会经济条件等因素有关[9]。

3.2 人口重心分析

基于2014年四川县域人口数据，根据公式（2）计算出四川省12个人口密度级别的人口重心，并将其添加到ArcGIS中。在此基础上，利用ArcGIS软件在四川省分县行政区划图中将人口重心按照其密度级别由低到高的次序用带箭头的直线相连，从而形成四川各人口密度级别的重心分布曲线（图3）。人口重心曲线上点的分布是有规律可循的，点的疏密不仅与其所代表的密度级别的人口分布情况有关，也与人口分区单元的面积有联系，区域面积越小，则重心点的距离越近[4]。

由图3可以看出，随着人口密度的逐级递增，四川县域人口分布的重心从西北地区逐渐移向东南地区，人口由稀疏变得密集。四川人口重心曲线主要经过成都市、简阳市、中江县、遂宁市、荣县、峨边彝族自治县、汉源县、小金县、道孚县和德格县9个县市，人口重心级别最高的地区在成都市，最低的地区在德格县。人口重心曲线的高低变化情况较为明显地反映了四川各人口密度级别的重心位置的变化。总体而言，西北半壁人口密度级别较低，人口重心距离较远；而东南半壁人口密度级别较高，人口重心相距较近。人口重心曲线直观表达了四川人口分布东密西疏的地理趋势。

图3 2014年四川人口重心曲线

3.3 人口热点分析

以2014年四川县域人口密度为依据，在ArcGIS中将人口数据和行政区划关联，并使用空间统计Hot Spot Analysis工具对四川县域人口做热点分析，得出四川人口热点分布图（图4）。

由图4可知，四川人口分布自东向西有着极其显著的“热点区→过渡区→冷点区”的整体层域结构，其人口聚集分区可划分为6大区域。热点区聚集在东部平原、丘陵地区，冷点区主要分布在西部山地、高原地区。基于人口聚集分区，利用ArcGIS软件将各区域分别合并，并画出各个热点区的中心曲线（图5）。根据图4、5，可将四川人口热点划分5个级别6大区域，据此可将人口地理分布划分为热点区、较热点区、过渡区、冷点区、较冷点区5大类型区，对各类型区人口和面积进行统计，见表2。

图4 2014年四川人口热点分布图

图5 2014年四川人口热点分布中心曲线

表2 四川人口热点分区类型、数量和面积统计

由图5和表2可知：

1）热点区，包括53个分区单元，人口超过4 991万人，占全省总人口的54.98%，是人口占比最大的一个类型区，而其面积仅占全省的15.01%，大竹县、邻水县、广安县、岳池县、南充县、蓬溪县、射洪县、三台县、中江县、金堂县、简阳市、雁江区、资中县、内江市、隆昌县、泸县在其中心线上。

2）较热点区，包括20个分区单元，人口为1 404.9万人，占全省总人口的15.48%，其面积占全省的5.75%，其人口热点分布面积相对较窄，呈弧形在人口最热区周围聚集。

3）过渡区，包括34个分区单元，人口超过1 815万人，占全省总人口的20%，其面积占全省的24.05%，其人口冷热点形成以宣汉县、万源县、通江县、南江县、旺苍县、广元市、江油市、平武县、北川县、茂县、理县、小金县、宝兴县、天全县、荣经县、洪雅县、峨眉山市，乐山市、犍为县、沐川县、宜宾县、高县、筠连县、珙县、叙永县、古蔺县为中心的人口集聚区域。

4）较冷点区，包括31个分区单元，人口超过501.5万人，占全省总人口的5.52%，而其面积则占全省的36.73%，是面积比重最大的一个类型区，其中心线通过了九寨沟县、若尔盖县、阿坝县、壤塘县、色达县、甘孜县、德格县、白玉县、理塘县、稻城县、木里藏族自治县、盐源县、米易县、会理县、会东县。

5）冷点区，包括20个分区单元，人口超过364万人，占全省总人口的4.02%，其面积占全省的18.46%，此区人口冷点主要分布西部山地、高原地区。松藩县、红原县、马尔康县、金川县、丹巴县、康定县、九龙县、冕宁县、喜德县、昭觉县、普格县在其中心线上。

总体来说，热点区和次热点区集中了全省70.46%的人口，土地面积却只占全省的20.76%；冷点区和次冷点区的土地面积占全省的55.19%；而其人口却只占9.54%，进一步体现了四川人口分布的空间不均衡性。

3.4 人口分布演变趋势

3.4.1 人口密度变化

基于2005～2014年人口密度相对增量数据，借助ArcGIS软件，制成人口密度相对增量专题图（图6）。由图6可知，2005～2014年四川89%的县市人口密度增长不大，人口密度增加超过100人的县市有5个，其中，成都市人密度增长最多达593.798人/km2，18个市县出现负增长；德阳市人口密度减少最多，达290.128人/km2，这主要是因为成都市属于平原地区，又是四川省的省会城市，经济政策条件好、交通便利、资源丰富，因而人口增长快。德阳市属于2008年地震的重灾区，人口损失严重，加之其距社会经济条件更好的成都和绵阳较近，近年来人口迁出较多。

图6 2005～2014年四川省人口密度变化图

3.4.2 人口重心移动

基于GIS技术，根据模型（2）分别计算出2005、2014年四川省人口重心，并参照简美锋[16]对石家庄市人口重心与经济重心的研究方法，计算出2005～2014年四川省人口重心移动的距离和方向（表3），在此基础上，在ArcGIS中将重心移动轨迹绘制成专题图（图6）。由表3和图6可以看出，10 a来四川省人口重心在乐至县内有着微弱移动；从重心移动轨迹上看，2005～2014年间人口重心向西南方向移动，10 a间移动了2.68 km，每年平均移动268m。这主要是因为全省人口中成都及其周边地区所占的比例最高，而且呈现增加趋势，同时近年来川西南地区部分县市依靠自身资源优势，经济较快发展，吸引了省内外一部分人到川西南发展。

表3 2005～2014年间绵阳市人口重心及其移动

图7 2005～2014年四川省人口重心移动

4 结 语

本文通过GIS工具，综合人口密度、人口重心和热点研究了四川县域人口空间分布情况。结果表明，四川人口东西分布不均衡；多圈层集聚特征十分明显；人口分区可划分为5个级别6大区域；人口重心在乐至县内有着微弱移动。研究较清晰地揭示了县域人口分布的空间规律性，可为相关工作提供参考。