QUNWENTIANDI
理论园地
湖北省人口空间分布特征分析
■杨梦楠
人口分布是指一定时期内人口在特定地域中的分布状况，受自然环境、生产力水平、生产布局特点、历史、社会经济和政治等因素的综合制约，是人口过程在空间上的表现形式。研究人口分布对于解决各种人口问题，推动人类朝着健康有序的可持续发展道路前进具有重要意义。本研究立足湖北省省情，探索湖北省人口空间分布规律，以对湖北省人口空间分布基本规律有清楚的认识和了解,为我省人口规划及制定人口政策提供建议。
一、研究方法与数据来源（一）研究区概况
湖北省位于中国中部、长江中游、洞庭湖以北，介于北纬29°05′至33°20′，东经108°21′至116°07′；省会设于武汉市。截止2011年底，全省总面积18.59万平方千米，共有13个地级行政区划单位（其中：12个地级市、1个自治州），103个县级行政区划单位（其中：38个市辖区、24个县级市、38个县、2个自治县、1个林区）。2010年全省户籍人口6175.97万。
（二）研究方法1.人口密度
人口密度是人口分布研究中最为常用的指标，被定义为对象地域内每一单位面积的人数。这一概念是1837年爱尔兰建筑师哈奈斯最先提出来的,即人口数除以地域的总面积。计算公式为
D=P/S。
其中D为该地区的人口密度，P为该地区的人口总数，S为该地区的土地总面积。
2.人口分布指标
人口分布的不均衡指数(U)和集中指数(C)[1]，用来模拟人口集中或分散的趋势，研究各县市人口空间结构在区域上的特征。计算公式为:
Moran’sI系数是常用的全域空间相关性指标，用来探测整个研究区的空间分布特征[9]。Moran’sI指数值处于－1到1之间，大于0时为正相关，小于0时为负相关，值越大表示空间属性分布的相关性越强，即空间上呈聚集分布的现象越明显；反之，值越小表示空间属性分布的相关性较弱，而且当值
表示此时空间分布呈随机分布的情形。趋近于0时，
局部空间自相关分析方法包括3种：空间联系的局部指标（LISA）、G统计量和Moran散点图。本文主要采用局部Moran指数。
（三）数据来源
鉴于数据统一性及数据获取与处理的方便，本研究的空间分析尺度为县域空间尺度，包括湖北省12个地级市、1个自治州的38个市辖区、24个县级市、38个县、2个自治县和1个林区共103个研究单元。人口数据来源于《湖北统计年鉴—2011》，利用关系数据库建立属性数据库。空间数据来源于2010年湖北省行政区图，将其扫描入电脑，在MapInfo7.0中配准，提取103个县市行政单元，按照公有字段将属性数据匹配到空间数据，并计算各个县市的面积，生成人口密度字段，建立湖北省人口空间数据库。
二、湖北省人口空间分布特征（一）人口密度截止2010年底，湖北省总人口5723.77万人。各地市的人
占全省总人口口总量差异悬殊，武汉市总人口为978.54万人，
的17.10%；黄冈市总人口为616.21万人，占全省总人口的10.77%；荆州市和襄阳市人口总数相近，分别为569.17万人和550.03万人，分别占全省总人口的9.94%和9.61%，上述四个市的人口总和占全省总人口的47.42%。与此相反，神农架林区总人口仅有7.61万人，占全省总人口的0.13%，潜江市、鄂州市和仙桃市总人口分别只有94.63万人、104.87万人和117.51万人，分别占全省总人口的1.65%、1.83%和2.05%，上述四个市人口之和仅为全省的5.67%，不足十分之一。
湖北省人口密度为307人/km2。各地级市之间、各县级行政单元之间人口密度差异较大。地级市行政单元中，人口密度由大到小的排列次序为:武汉市、鄂州市、天门市、孝感市、黄石市、潜江市、仙桃市、黄冈市、襄阳市、咸宁市、荆门市、随州市、宜昌市、十堰市、恩施土家族苗族自治州和神农架林区。
在38个市辖区中，人口密度差异巨大。武汉市江汉区人口密度最高，为20512人/km2，其次是武汉市硚口区、江岸区、武昌区，均在10000人/km2以上；青山区排位在第五位，为7099人/km2。宜昌市夷陵区人口密度最低，为152人/km2，其次是宜昌市点军区、荆门市东宝区，均在300人/km2以下。人口密度超过2000人/km2的市辖区有12个，介于1000—2000
22
人/km的市辖区有6个，小于1000人/km的市辖区有20个。25个县级市（包括神农架林区）人口密度差异相较于市辖区要小。汉川市的人口密度最高，为611人/km2，其次是大冶市，为581人/km2。神农架林区的人口密度最低，为23人/km2，其次
U=
姨
Σ
2
[(xi-yi)]1
,
C=1
Σ
xi-yi
其中，n为地域个数，xi为i行政单元人口占研究区总人
yi为i行政单元土地面积占研究区总土地面积的比口的比重；
重；U的数值越小，表明区域人口的空间结构越均衡；C的数值越小，表明区域人口的空间结构越均衡。
3.空间自相关
空间自相关是一种空间统计方法，用以显示某种地表现象是否存在某种特殊的空间形态。近年来，许多社会和行为科学的研究开始借助于空间统计分析的方法，来探测社会现象的空间模式和非常态分布。由于侧重点不同，空间自相关分为全域自相关和局域自相关。
群文天地·2012年第4期
294
理论园地
为利川市，为142人/km2。人口密度超过500人/km2的市有5个，介于300—500人/km2的市有9个，小于300人/km2的市有11个。
与县级市相似，40个县级行政单位人口密度的差异也较大。云梦县人口密度最高，为869人/km2，其次是黄梅县，为505人/km2；鹤峰县人口密度最低，为69人/km2。人口密度超过500人/km2的县有2个，介于300—500人/km2的县有11个，小于300人/km2的县有27个，其中人口密度小于100人2
/km的县有7个。
（二）人口分布指标采用集中指数(C)、不均衡指数(U)来度量湖北省各县市人口空间结构在地域上的特征，计算出湖北省人口分布的集中指数为0.2509，十二个地级市及一个自治州的集中指数介于0.0809—0.5173之间，其数值相对较大，说明湖北省人口分布相对集中。在各市之间，集中指数最大的是武汉市，其值为0.5173，其次是宜昌市，其值为0.2833；集中指数最小的是荆门市，其值为0.0809。全省人口分布的不均衡指数为0.0303，其值居中，表明人口分布相对不均衡，在各地市之间，鄂州市不均衡指数最高，为0.126，荆州市最低，为0.0221。总体来看，全省人口整体处于不均衡状态。
（三）空间相关性
在研究湖北省人口分布空间自相关性时，首先对各县市的人口分布密度进行极值标准化，然后利用Moran’sI进行全
结果表明，全局Moran指数为0.6556，在正局空间相关性分析。
态分布假设之上，对Moran指数检验的结果也高度显著。这说明湖北省人口分布存在较强的自相关性，在地理空间上有内在联系。
全局空间自相关指数反映空间总体分布模式，局部自相关指数则反映每个空间区域与其相邻空间区域的相似程度，表示每个空间区域服从总体空间分布模式的程度。以各县市人口密度极值标准化结果为基础，计算出湖北省103个县市LocalMoran’sI指数，同时根据LocalMoran’sI指数判断湖北省各县市与其相邻县市在空间上的关联，通过GIS可视化技术进行直观显示(图1)。
QUNWENTIANDI
与北部的“低-高”集聚相邻。其次，整个湖北省有2个“低-低”聚集，分别位于湖北省的西部，呈片状分布，包括十堰市、神农架林区、宜昌市、恩施土家族苗族自治州的一部分县市；东南部的咸安区。另外，在东北部十堰市、南部宜昌市、中部武汉市、东南部黄石市存在“低-高”关联。
三、结语
本文采用人口密度、人口分布指标和空间自相关分析方法，运用GIS技术对近年湖北省人口分布特征进行分析，可以得到以下结论:
(1)湖北省人口总量在各个地级市分布差异明显；各县区人口密度差别较大，分布呈以武汉为高值中心、东高西低的状态。
(2)湖北省人口分布的集中指数为0.2509，不均衡指数为0.0303，人口分布集中化趋势略为明显，总体分布不均衡。
(3)湖北省人口分布的全局Moran’sI为0.6556，表明人口分布具有较强的空间相关性，有显著的空间聚集模式。103个
“高－高”、“低－低”、“高－低”、地市局部空间关联类型，
“低－高”四种空间关联类型在空间上有较明显的规律性，与人口密度的分布基本关联。
(4)空间自相关模型可以定量分析相邻区域人口分布相关程度，借助GIS等技术可视化空间分布特征，从而揭示人口分布的空间结构特征。但是，为更好揭示这些空间分布特征规律，还需要结合自然环境、经济发展水平等信息，来揭示人口分布格局的影响因素及形成机制。
参考文献:
[1]张善余.人口地理学概论[M].上海:华东师范大学出版社,1999.
[2]胡焕庸.论中国人口之分布[M].上海:华东师范大学出版社,1983.
[3]葛美玲,封志明.中国人口分布的密度分级与重心曲线特征分析[J].地理学报,2009(2).
[4]李亚丽.GIS支持下的河南省人口空间动态特征研究[D].河南大学,2004.
[5]李鹏,徐跃通.山东省人口空间分布特征分析[J].鲁东大学学报,2011(3).
[6]刘铮主编.人口学辞典[M].北京:人民教育出版社,1986.[7]佟新.人口社会学[M].北京:北京大学出版社,2001.
[8]张岸,齐清文.基于GIS的城市内部人口空间结构研究-以深圳市为例[J].地理科学进展,2007(1)．
[9]陈慈仁,林峰田,何灿群.空间自相关聚集分析[D].台北:国立台湾大学建筑城乡研究所,2001.
[10]徐建华.计量地理学[M].北京:高等教育出版社,2006.[11]聂芹.山东省人口分布及空间相关性研究[J].测绘科学,2011(2).
[12]朱瑜馨,张锦宗,聂芹.山东省人口密度分布模式的GIS空间分析[J].国土资源遥感,2011(4).
（作者简介：杨梦楠（1988.2-），女，汉族，河北邢台人，硕士研究生，华中师范大学城市与环境科学学院。）
关联模式
高-高
低-低低-高不显著
图1湖北省人口密度关联类型
从图1可看出，湖北省人口密度分布存在明显的空间集聚现象，表现在空间地域上，中部与高密度区域空间相邻的区域，人口密度较高，而在西部与低密度区域空间相邻的区域，人口密度较低。首先，在武汉市存在明显的“高-高”集聚，它
295
群文天地·2012年第4期
QUNWENTIANDI
理论园地
湖北省人口空间分布特征分析
■杨梦楠
人口分布是指一定时期内人口在特定地域中的分布状况，受自然环境、生产力水平、生产布局特点、历史、社会经济和政治等因素的综合制约，是人口过程在空间上的表现形式。研究人口分布对于解决各种人口问题，推动人类朝着健康有序的可持续发展道路前进具有重要意义。本研究立足湖北省省情，探索湖北省人口空间分布规律，以对湖北省人口空间分布基本规律有清楚的认识和了解,为我省人口规划及制定人口政策提供建议。
一、研究方法与数据来源（一）研究区概况
湖北省位于中国中部、长江中游、洞庭湖以北，介于北纬29°05′至33°20′，东经108°21′至116°07′；省会设于武汉市。截止2011年底，全省总面积18.59万平方千米，共有13个地级行政区划单位（其中：12个地级市、1个自治州），103个县级行政区划单位（其中：38个市辖区、24个县级市、38个县、2个自治县、1个林区）。2010年全省户籍人口6175.97万。
（二）研究方法1.人口密度
人口密度是人口分布研究中最为常用的指标，被定义为对象地域内每一单位面积的人数。这一概念是1837年爱尔兰建筑师哈奈斯最先提出来的,即人口数除以地域的总面积。计算公式为
D=P/S。
其中D为该地区的人口密度，P为该地区的人口总数，S为该地区的土地总面积。
2.人口分布指标
人口分布的不均衡指数(U)和集中指数(C)[1]，用来模拟人口集中或分散的趋势，研究各县市人口空间结构在区域上的特征。计算公式为:
Moran’sI系数是常用的全域空间相关性指标，用来探测整个研究区的空间分布特征[9]。Moran’sI指数值处于－1到1之间，大于0时为正相关，小于0时为负相关，值越大表示空间属性分布的相关性越强，即空间上呈聚集分布的现象越明显；反之，值越小表示空间属性分布的相关性较弱，而且当值
表示此时空间分布呈随机分布的情形。趋近于0时，
局部空间自相关分析方法包括3种：空间联系的局部指标（LISA）、G统计量和Moran散点图。本文主要采用局部Moran指数。
（三）数据来源
鉴于数据统一性及数据获取与处理的方便，本研究的空间分析尺度为县域空间尺度，包括湖北省12个地级市、1个自治州的38个市辖区、24个县级市、38个县、2个自治县和1个林区共103个研究单元。人口数据来源于《湖北统计年鉴—2011》，利用关系数据库建立属性数据库。空间数据来源于2010年湖北省行政区图，将其扫描入电脑，在MapInfo7.0中配准，提取103个县市行政单元，按照公有字段将属性数据匹配到空间数据，并计算各个县市的面积，生成人口密度字段，建立湖北省人口空间数据库。
二、湖北省人口空间分布特征（一）人口密度截止2010年底，湖北省总人口5723.77万人。各地市的人
占全省总人口口总量差异悬殊，武汉市总人口为978.54万人，
的17.10%；黄冈市总人口为616.21万人，占全省总人口的10.77%；荆州市和襄阳市人口总数相近，分别为569.17万人和550.03万人，分别占全省总人口的9.94%和9.61%，上述四个市的人口总和占全省总人口的47.42%。与此相反，神农架林区总人口仅有7.61万人，占全省总人口的0.13%，潜江市、鄂州市和仙桃市总人口分别只有94.63万人、104.87万人和117.51万人，分别占全省总人口的1.65%、1.83%和2.05%，上述四个市人口之和仅为全省的5.67%，不足十分之一。
湖北省人口密度为307人/km2。各地级市之间、各县级行政单元之间人口密度差异较大。地级市行政单元中，人口密度由大到小的排列次序为:武汉市、鄂州市、天门市、孝感市、黄石市、潜江市、仙桃市、黄冈市、襄阳市、咸宁市、荆门市、随州市、宜昌市、十堰市、恩施土家族苗族自治州和神农架林区。
在38个市辖区中，人口密度差异巨大。武汉市江汉区人口密度最高，为20512人/km2，其次是武汉市硚口区、江岸区、武昌区，均在10000人/km2以上；青山区排位在第五位，为7099人/km2。宜昌市夷陵区人口密度最低，为152人/km2，其次是宜昌市点军区、荆门市东宝区，均在300人/km2以下。人口密度超过2000人/km2的市辖区有12个，介于1000—2000
22
人/km的市辖区有6个，小于1000人/km的市辖区有20个。25个县级市（包括神农架林区）人口密度差异相较于市辖区要小。汉川市的人口密度最高，为611人/km2，其次是大冶市，为581人/km2。神农架林区的人口密度最低，为23人/km2，其次
U=
姨
Σ
2
[(xi-yi)]1
,
C=1
Σ
xi-yi
其中，n为地域个数，xi为i行政单元人口占研究区总人
yi为i行政单元土地面积占研究区总土地面积的比口的比重；
重；U的数值越小，表明区域人口的空间结构越均衡；C的数值越小，表明区域人口的空间结构越均衡。
3.空间自相关
空间自相关是一种空间统计方法，用以显示某种地表现象是否存在某种特殊的空间形态。近年来，许多社会和行为科学的研究开始借助于空间统计分析的方法，来探测社会现象的空间模式和非常态分布。由于侧重点不同，空间自相关分为全域自相关和局域自相关。
群文天地·2012年第4期
294
理论园地
为利川市，为142人/km2。人口密度超过500人/km2的市有5个，介于300—500人/km2的市有9个，小于300人/km2的市有11个。
与县级市相似，40个县级行政单位人口密度的差异也较大。云梦县人口密度最高，为869人/km2，其次是黄梅县，为505人/km2；鹤峰县人口密度最低，为69人/km2。人口密度超过500人/km2的县有2个，介于300—500人/km2的县有11个，小于300人/km2的县有27个，其中人口密度小于100人2
/km的县有7个。
（二）人口分布指标采用集中指数(C)、不均衡指数(U)来度量湖北省各县市人口空间结构在地域上的特征，计算出湖北省人口分布的集中指数为0.2509，十二个地级市及一个自治州的集中指数介于0.0809—0.5173之间，其数值相对较大，说明湖北省人口分布相对集中。在各市之间，集中指数最大的是武汉市，其值为0.5173，其次是宜昌市，其值为0.2833；集中指数最小的是荆门市，其值为0.0809。全省人口分布的不均衡指数为0.0303，其值居中，表明人口分布相对不均衡，在各地市之间，鄂州市不均衡指数最高，为0.126，荆州市最低，为0.0221。总体来看，全省人口整体处于不均衡状态。
（三）空间相关性
在研究湖北省人口分布空间自相关性时，首先对各县市的人口分布密度进行极值标准化，然后利用Moran’sI进行全
结果表明，全局Moran指数为0.6556，在正局空间相关性分析。
态分布假设之上，对Moran指数检验的结果也高度显著。这说明湖北省人口分布存在较强的自相关性，在地理空间上有内在联系。
全局空间自相关指数反映空间总体分布模式，局部自相关指数则反映每个空间区域与其相邻空间区域的相似程度，表示每个空间区域服从总体空间分布模式的程度。以各县市人口密度极值标准化结果为基础，计算出湖北省103个县市LocalMoran’sI指数，同时根据LocalMoran’sI指数判断湖北省各县市与其相邻县市在空间上的关联，通过GIS可视化技术进行直观显示(图1)。
QUNWENTIANDI
与北部的“低-高”集聚相邻。其次，整个湖北省有2个“低-低”聚集，分别位于湖北省的西部，呈片状分布，包括十堰市、神农架林区、宜昌市、恩施土家族苗族自治州的一部分县市；东南部的咸安区。另外，在东北部十堰市、南部宜昌市、中部武汉市、东南部黄石市存在“低-高”关联。
三、结语
本文采用人口密度、人口分布指标和空间自相关分析方法，运用GIS技术对近年湖北省人口分布特征进行分析，可以得到以下结论:
(1)湖北省人口总量在各个地级市分布差异明显；各县区人口密度差别较大，分布呈以武汉为高值中心、东高西低的状态。
(2)湖北省人口分布的集中指数为0.2509，不均衡指数为0.0303，人口分布集中化趋势略为明显，总体分布不均衡。
(3)湖北省人口分布的全局Moran’sI为0.6556，表明人口分布具有较强的空间相关性，有显著的空间聚集模式。103个
“高－高”、“低－低”、“高－低”、地市局部空间关联类型，
“低－高”四种空间关联类型在空间上有较明显的规律性，与人口密度的分布基本关联。
(4)空间自相关模型可以定量分析相邻区域人口分布相关程度，借助GIS等技术可视化空间分布特征，从而揭示人口分布的空间结构特征。但是，为更好揭示这些空间分布特征规律，还需要结合自然环境、经济发展水平等信息，来揭示人口分布格局的影响因素及形成机制。
参考文献:
[1]张善余.人口地理学概论[M].上海:华东师范大学出版社,1999.
[2]胡焕庸.论中国人口之分布[M].上海:华东师范大学出版社,1983.
[3]葛美玲,封志明.中国人口分布的密度分级与重心曲线特征分析[J].地理学报,2009(2).
[4]李亚丽.GIS支持下的河南省人口空间动态特征研究[D].河南大学,2004.
[5]李鹏,徐跃通.山东省人口空间分布特征分析[J].鲁东大学学报,2011(3).
[6]刘铮主编.人口学辞典[M].北京:人民教育出版社,1986.[7]佟新.人口社会学[M].北京:北京大学出版社,2001.
[8]张岸,齐清文.基于GIS的城市内部人口空间结构研究-以深圳市为例[J].地理科学进展,2007(1)．
[9]陈慈仁,林峰田,何灿群.空间自相关聚集分析[D].台北:国立台湾大学建筑城乡研究所,2001.
[10]徐建华.计量地理学[M].北京:高等教育出版社,2006.[11]聂芹.山东省人口分布及空间相关性研究[J].测绘科学,2011(2).
[12]朱瑜馨,张锦宗,聂芹.山东省人口密度分布模式的GIS空间分析[J].国土资源遥感,2011(4).
（作者简介：杨梦楠（1988.2-），女，汉族，河北邢台人，硕士研究生，华中师范大学城市与环境科学学院。）
关联模式
高-高
低-低低-高不显著
图1湖北省人口密度关联类型
从图1可看出，湖北省人口密度分布存在明显的空间集聚现象，表现在空间地域上，中部与高密度区域空间相邻的区域，人口密度较高，而在西部与低密度区域空间相邻的区域，人口密度较低。首先，在武汉市存在明显的“高-高”集聚，它
295
群文天地·2012年第4期