地形起伏對中國東北縣域人口格局演化的影響

竇永靜，王讓虎，楊 偉

(1.太原師范學(xué)院 地理科學(xué)學(xué)院，山西 晉中 030619；2.山西大學(xué) 黃土高原研究所，山西 太原 030006；3.中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林 長春 130102)

0 引言

人口分布格局表征了某一時(shí)間段內(nèi)某一區(qū)域中人口的分布狀態(tài)，在一定程度上決定了區(qū)域資源配置與發(fā)展規(guī)劃，而人口集聚和疏散是其最直觀和最集中的體現(xiàn)[1].人口分布格局的變化能夠直接影響自然資源開發(fā)、地表覆被狀況、土地利用方式，進(jìn)而影響區(qū)域生態(tài)過程[2]，因此，研究人口集疏格局演化及其驅(qū)動因素對于全面了解人口分布規(guī)律，增進(jìn)對人地關(guān)系的理解，引導(dǎo)人口合理分布，實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義和重要作用[3-5].目前相關(guān)學(xué)者在國家[1，5-7]、區(qū)域[3，8-10]、省域[11-13]、市域[14]、縣域[15]等范圍，基于市域[16]、縣域[9]、鎮(zhèn)域[12，17]、村域[15]等多個(gè)尺度，采用半變異函數(shù)法[18]、洛侖茲曲線法[3]、重心[8]、空間自相關(guān)[19]、地理探測器[20]等方法對人口分布格局及其驅(qū)動因素開展研究，同時(shí)采用了人口密度[8]、人口聚集度[6]、人口商度[10]等指標(biāo)對人口集疏格局演化過程進(jìn)行定量分析，進(jìn)而探討人口集疏分布變化的內(nèi)在規(guī)律.區(qū)域人口格局的形成和演變是自然和社會因素共同作用的結(jié)果，其中自然因素決定了人口分布的基本格局，而地形起伏度是其關(guān)鍵因素之一[21，22]，但目前的研究大都是基于某一期人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析地形起伏度對人口分布的影響[23-26]，鮮有關(guān)于地形起伏度影響人口集疏格局演化的定量分析[27，28].東北地區(qū)是我國重要老工業(yè)基地和商品糧基地，進(jìn)入新世紀(jì)的東北面臨新一輪振興發(fā)展機(jī)遇，但突出性人口問題已嚴(yán)重影響東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展[29，30].目前關(guān)于東北地區(qū)人口老齡化格局[9]、人口流失格局[31]等問題已有大量研究，而關(guān)于人口集疏格局演變的研究較少[3，32].東北地區(qū)作為一個(gè)獨(dú)特完整的自然地理單元，地貌類型豐富多樣，人口分布格局的地域性明顯.封志明等人的研究結(jié)果表明，隨著地形起伏度的增加，東北地區(qū)人口密度出現(xiàn)下降的趨勢[21].于婷婷等人也發(fā)現(xiàn)東北地區(qū)地形起伏度與人口密度之間是負(fù)相關(guān)關(guān)系[3].明確地形起伏度在人口集疏格局演化過程中的影響，對于東北地區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義.因此，本研究基于地形起伏度和2000，2005，2010，2015，2018年五期人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析中國東北地區(qū)地形起伏度與人口空間分布特征，基于人口密度相對變化率和人口商度指標(biāo)在縣域尺度上定量分析地形起伏度對人口集疏格局演化的影響，以期全面掌握東北地區(qū)人口分布規(guī)律，增進(jìn)理解人地關(guān)系，為制定區(qū)域人口政策提供科學(xué)依據(jù).

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

中國東北地區(qū)包括黑龍江省、吉林省、遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)的三市一盟(呼倫貝爾市、通遼市、赤峰市和興安盟)，總面積約為124萬km2，位于東經(jīng)115°31′～135°05′，北緯38°43′～53°33′之間.東北地貌的基本框架由大興安嶺、小興安嶺和長白山脈構(gòu)建，向內(nèi)逐漸過渡發(fā)育丘陵、臺地、平原等多種地貌類型，其中東北平原(包括三江平原、松嫩平原、遼河平原)是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地.根據(jù)人口統(tǒng)計(jì)結(jié)果，2018年末東北地區(qū)總?cè)丝诩s為1.16億人，占全國人口比重8.31%.

1.2 數(shù)據(jù)來源

1)2000，2005，2010，2015，2018年的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于東北各省(自治區(qū))的統(tǒng)計(jì)年鑒以及中國縣域統(tǒng)計(jì)年鑒(縣市卷).

2)DEM數(shù)據(jù)來源于SRTM V4.1，通過拼接、裁剪得到東北地區(qū)DEM柵格數(shù)據(jù).

3)為便于縣域尺度上人口數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，本文統(tǒng)一采用2017年東北地區(qū)縣級行政區(qū)劃作為基本研究單元，對部分市轄區(qū)合并之后共269個(gè)縣級行政單元.行政區(qū)劃矢量數(shù)據(jù)來源于全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)提供的1∶100萬分縣行政區(qū)劃數(shù)據(jù).

1.3 研究方法

1.3.1 地形起伏度計(jì)算

本文采用窗口分析法來提取不同尺度的地形起伏度.利用ArcGIS的鄰域分析工具分別統(tǒng)計(jì)窗口i×i(i=2，3，…，70)下柵格的最大值和最小值，用柵格計(jì)算器計(jì)算該窗口下的地形起伏度值(最大值與最小值的差值)，由柵格屬性可獲取不同窗口下的平均地形起伏度值，其與窗口大小的變化呈對數(shù)擬合關(guān)系.按照相關(guān)理論和定義[33]，這條擬合曲線會出現(xiàn)一個(gè)由陡變緩的點(diǎn)即變點(diǎn)，變點(diǎn)所在的窗口即為最佳統(tǒng)計(jì)單元，而均值變點(diǎn)法對這種恰有一個(gè)變點(diǎn)的識別最有效[34]，因此本文采用均值變點(diǎn)法[34]確定東北地區(qū)地形起伏度的最佳統(tǒng)計(jì)單元面積為529 hm2，在此窗口下可提取東北地區(qū)的地形起伏度。

1.3.2 人口密度相對變化率

人口密度是衡量區(qū)域內(nèi)人口分布差異的主要指標(biāo)，也是表征人口分布的主要形式，能有效反映區(qū)域土地上所居住的人口數(shù)量，人口密度相對變化率能較為準(zhǔn)確地表征不同時(shí)段某一區(qū)域內(nèi)人口增減變化趨勢[3].本文將研究時(shí)間劃分為2000-2005年、2005-2010年、2010-2015年、2015-2018年4個(gè)時(shí)段，在縣域尺度上分析東北地區(qū)人口增減變化的空間分布特征.

本文參考已有研究[27]，以-1，0，1作為劃分間隔將東北地區(qū)人口增減變化類型劃分為四種，分別為快速降低、緩慢降低、緩慢增加和快速增加.

1.3.3 人口商度

人口商度是用于確立人口遷移流動過程的重要指標(biāo)，可以表征不同時(shí)期的人口流動特征[10，35].為了定量揭示2000-2018年期間東北地區(qū)縣域尺度人口遷移流動的地域分布格局，本文采用人口商度指標(biāo).

參考已有做法[27]，將東北地區(qū)人口流動類型劃分為五種類型：人口強(qiáng)流入?yún)^(qū)、人口弱流入?yún)^(qū)、人口穩(wěn)定區(qū)、人口弱流出區(qū)、人口強(qiáng)流出區(qū).

2 結(jié)果及分析

2.1 地形起伏度與人口分布

由圖1a可見，東北地區(qū)整體地形起伏不大，最大起伏度值為961 m，空間分布存在區(qū)域差異，整體呈現(xiàn)東西高、中間低的格局.進(jìn)一步利用ArcGIS的分區(qū)統(tǒng)計(jì)功能計(jì)算地形起伏度的平均值作為縣域尺度的地形起伏度數(shù)據(jù)，其變化范圍為6.47～377.13 m.參照中國1∶100萬地貌制圖規(guī)范[36]中的分級標(biāo)準(zhǔn)，本文將東北地區(qū)地形起伏度從大到小以200,70,30 m為間隔劃分成為中起伏、小起伏、微起伏和平坦區(qū)域(圖1b).結(jié)果表明，東北地區(qū)縣域地形起伏度以小起伏和平坦為主，二者占有的縣域數(shù)量比例達(dá)到70.26%，面積比例也達(dá)到70.12%.其中小起伏地區(qū)占有數(shù)量最多的縣域(115個(gè))，所占面積比例為51.28%，主要分布在大小興安嶺、遼西山地、長白山脈及其山麓前；平坦地區(qū)包括74個(gè)縣域單元，所占比例為18.30%，主要集中分布在松遼平原和三江平原；中起伏地區(qū)涵蓋了42個(gè)縣域，但面積比例(17.13%)接近平坦地區(qū)，主要集中分布在長白山脈，大興安嶺和遼西山地起伏較大的區(qū)域也有零星分布；微起伏地區(qū)所占面積只有12.75%，零星分布在呼倫貝爾高平原、興凱湖平原、小興安嶺中部以及部分山前臺地.

圖1 東北地區(qū)地形起伏度空間分布柵格圖(a)和縣域分級圖(b)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒，2000-2018年期間東北地區(qū)人口密度呈先增后降的趨勢.2000年平均人口密度為93.30人/km2，2005年為 94.75人/km2，2010年增長到96.53人/km2，但到了2015年人口密度下降到94.56人/km2，2018年則持續(xù)降低到92.75人/km2.由縣域人口密度分布圖(圖2)可見，2000-2018年，東北地區(qū)人口分布不均，地域差異明顯，四大城市群(沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)、遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶、長吉圖開發(fā)開放先導(dǎo)區(qū)、哈大齊經(jīng)濟(jì)圈)始終是人口集聚區(qū)，人口密度普遍大于250人/km2，而西部和北部大片區(qū)域的縣域人口密度長期低于25人/km2.需要注意的是，地形起伏相對平坦的內(nèi)蒙古高原和三江平原也呈現(xiàn)地廣人稀的特征.

圖2 東北地區(qū)縣域人口密度空間分布(2000-2018)

2.2 地形起伏度對人口增減變化的影響

根據(jù)人口密度相對變化率數(shù)據(jù)分析2000-2018年東北地區(qū)各縣人口密度增減趨勢及其與地形起伏度的相關(guān)性(表1).結(jié)果表明：

表1 2000-2018年東北地區(qū)縣域人口增減變化與地形起伏度相關(guān)性統(tǒng)計(jì)表

通過對比四個(gè)時(shí)段的人口密度增減趨勢，始終保持人口快速增長的縣級單元有15個(gè)，其中9個(gè)縣位于平坦和微起伏地區(qū)，4個(gè)縣位于小起伏地區(qū)，而中起伏地區(qū)只包括豐滿區(qū)和延吉市2個(gè)縣級單元；始終保持人口快速降低的縣級單元有14個(gè)，其中小起伏和中起伏地區(qū)各涵蓋6個(gè)縣，而微起伏地區(qū)只有2個(gè)縣.總體而言，盡管東北地區(qū)整體地形起伏度不大，但與人口密度增減變化的分布特征之間仍存在一定的空間耦合特征，人口快速增長地區(qū)多集中分布在平原、臺地、丘陵等低起伏區(qū)域.

2.3 地形起伏度對人口集疏變化的影響

根據(jù)人口商度數(shù)據(jù)分析2000-2018年東北地區(qū)人口集疏變化及其與地形起伏度的相關(guān)性(表2).結(jié)果表明，2000-2018年東北地區(qū)絕大多數(shù)縣域?qū)儆谌丝诜€(wěn)定地區(qū)，且人口穩(wěn)定的趨勢逐漸加強(qiáng)，流動趨勢逐漸減弱，人口穩(wěn)定區(qū)所占人口和面積比例從2000-2005年期間的75.73%和96.55%持續(xù)增長到2015-2018年期間的82.57%和97.94%.其中2000-2005年，在人口增長的背景下，東北地區(qū)有24.59%的人口處于流動狀態(tài)，流入人口與流出人口之比為 1∶1.16，其中人口流入?yún)^(qū)基本出現(xiàn)在小起伏及以下的地區(qū)，流入人口占比11.10%，占總流入人口的97.63%.而人口流出區(qū)也多發(fā)生在小起伏以下的地區(qū)，流出人口占比11.56%，占總流出人口的87.44%.人口集疏變化呈“核心-外圍”格局，人口流入?yún)^(qū)基本位于四大城市群核心城市的市轄區(qū)，而人口流出區(qū)多位于其外圍縣市.2005-2010年，東北地區(qū)人口持續(xù)增長，但流動趨勢開始減弱，22.21%的人口處于流動狀態(tài)，也主要發(fā)生在小起伏以下地區(qū).流入人口與流出人口之比為1.38∶1，人口流入為主要流動趨勢，但“核心-外圍”的集疏格局范圍明顯縮小.2010-2015年，東北地區(qū)人口開始減少，但流動趨勢仍在減弱，只有17.07%的人口處于流動狀態(tài)，并且全部發(fā)生在小起伏以下地區(qū)，中起伏地區(qū)均屬于人口穩(wěn)定型.流入人口與流出人口之比為1∶1.47，人口流出成為主要流動趨勢，除了少數(shù)位于市轄區(qū)的外圍縣市，其他則多零散分布.人口流入不明顯，只有零星的幾個(gè)市轄區(qū)屬于人口流入.2015-2018年，東北地區(qū)人口進(jìn)一步減少，只有17.43%的人口處于流動狀態(tài).綜上，地形起伏度對東北地區(qū)的人口集疏變化具有一定的影響，在東北人口穩(wěn)定趨勢逐漸加強(qiáng)的背景下，人口流動主要發(fā)生在地勢相對平緩、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、交通便利的小起伏以下地區(qū)；中起伏地區(qū)始終以人口穩(wěn)定為主，幾乎未出現(xiàn)人口流入.

表2 2000-2018年東北地區(qū)縣域人口集疏變化與地形起伏度相關(guān)性統(tǒng)計(jì)表

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

本研究表明地形起伏度能夠影響東北地區(qū)的人口增減變化和集疏變化，但不同于西南地區(qū)[27]，東北地區(qū)整體起伏不大，地形起伏度的影響作用有限，特別是在地形起伏度小于200 m的小起伏以下地區(qū)，地形起伏度不再是人口流動的限制因素，而人口的增減和流動受到自然、社會、經(jīng)濟(jì)等多方面因素的影響，未來應(yīng)加強(qiáng)多因素驅(qū)動下的東北地區(qū)人口集疏格局演變機(jī)制研究.東北地區(qū)從2000年開始一直處于政區(qū)較為穩(wěn)定階段，少有行政界線調(diào)整，以縣市改區(qū)為主[37]，因此行政區(qū)劃變更對本文研究結(jié)果的影響有限.統(tǒng)計(jì)年鑒上縣市人口數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)口徑為戶籍人口數(shù)據(jù)，而某些地區(qū)實(shí)際居住的人口與戶籍人口數(shù)據(jù)差別較大[38]，因此本研究一定程度上低估了東北地區(qū)的人口流動趨勢.另外，受到數(shù)據(jù)獲取的限制，本研究在縣域尺度探討了地形起伏度對人口格局演變的影響，而基于更為精細(xì)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度甚至空間化的柵格尺度來探討人口集疏格局的演變規(guī)律應(yīng)成為下一步深入研究的方向.

3.2 結(jié)論

1)東北地區(qū)整體起伏度不大，縣域地形起伏度以小起伏和平坦為主.東北地區(qū)人口分布地域差異明顯，四大城市群始終是人口集聚區(qū).

2)地形起伏度對東北地區(qū)人口增減變化和集疏變化具有一定影響.2000-2018年，東北地區(qū)人口密度從持續(xù)增長轉(zhuǎn)向降低，而人口快速增長地區(qū)主要集中分布在平原、臺地、丘陵等起伏不大的區(qū)域.2000-2018年東北地區(qū)土地面積超過96%的縣域?qū)儆谌丝诜€(wěn)定地區(qū)，且人口穩(wěn)定的趨勢逐漸加強(qiáng).2000-2010年，人口集疏變化呈“核心-外圍”格局，而2010-2018年人口流失區(qū)多零散分布，人口流入?yún)^(qū)基本分布在四大城市群的部分市轄區(qū).人口流動主要發(fā)生在小起伏及以下地區(qū)，流動趨勢逐漸減弱，而中起伏地區(qū)始終以人口穩(wěn)定為主.