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武汉城市圈人口密度空间演变规律,人口学论文人口空间分布研究主要出如今二战后五六十年代的西方国家.1953年研究人口发展经过和人口现象的空间表现以及其地域差异的学科 人口地理学,成为地理学中一门独立的分支学科.20世纪50年代初,西方学者对城市人口密度分布进行一系列的理论探寻求索和模型研究,华而不实Clark模型成为人口密度空间分布的经典模型. 人口空间分布通常反映了一个地区的经济状况、政治环境及文化等. 人口密度通常指单位面积的寓居人口数量,常用每平方千米的常住人口数量表示. 人口密度的研究,能够反映人口分布地区之间的差异,也能够代表区域经济活动的发展程度1. 人口密度成为人口分布的主要形式,并且是重要的衡量指标,同时也是社会学、地理学等学科研究的重要内容之一2. 本文中利用武汉城市圈(1+8城市圈)1991 2018年21年的人口数据进行统计,分析武汉城市圈的人口密度的空间分布演变,并选取市区的国内生产总值、人口总数及距离作为指标,将武汉对黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门和潜江的吸引能力作出划分,有助于更深切进入地分析武汉城市圈人口密度空间演变规律. 1、数据准备 1.1研究区大概情况 武汉城市圈(1+8城市圈)以武汉市为中心城市,包括周边8个城市组成城市圈,8个城市分别为黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门和潜江,华而不实有1个副省级城市、5个地级市、3个省直管市、7个县级市和15个县. 武汉城市圈是湖北省城市人口最为密集的经济中心,武汉市作为中心城市也是我们国家中部地区人口密度最大的区域之一. 武汉城市圈土地面积约57941.32km2,占湖北省土地面积的31.17%,2018年武汉城市圈人口为3024.3万人,占湖北省总人口的比重为52.8%。 1.2数据的来源 本文中的人口信息主要来源于1991 2018年湖北统计年鉴及第六次人口普查数据,并利用地理信息系统的空间分析功能,对人口密度时间空间演变进行分析,揭示武汉城市圈人口分布的特征. 2、武汉城市圈分层 2.1城市引力模型 城市引力模型把一个城市视为一个宏大的磁场,华而不实包括了人口、经济、科技和信息等. 在统一地区内,不同规模、不同类型的城市间存在不同的互相作用3,计算公式如下: 式(2)是城市引力模型的表示出公式. 华而不实,Fij是i城市与j城市之间的互相吸引力,Mi,Mj分别代表i城市和j城市的城市质量,dij代表i城市与j城市之间的距离,b是距离摩擦系数,G是引力常数. 通常取G=1,b=2. 本文中以武汉市城区的和人口规模作为i城市的城市质量,j城市为武汉城市圈内各县区. 各县区的、人口规模与城市引力成正相关,而随着d距离值的增加,城市引力相应减小. 2.2武汉城市圈城市引力计算 城市质量一般采用城市经济综合实力、发展水平、基础设施及城市规模等指标进行研究. 本文中采用城市某一年的国内生产总值与人口规模作为指标确定武汉城市圈的城市质量. 武汉城市圈各城市与武汉的距离,采用两城市之间最快的时间距离,2018年武汉城市圈武汉市区对各市县州地区的引力如此图1所示. 从图1中能够看出,武汉城市圈以武汉市区为中心城市,构成了较大范围的影响腹地. 根据城市引力大小,对武汉主城区影响的武汉城市圈内其他地区进行等层划分. 第一圈层主要为武汉市的大部分远城区和距离武汉市辖区较近的地区,如黄陂区、江夏区、蔡甸区和鄂州市. 第二圈层包括新洲区、黄石市辖区、大冶市、孝南区、汉川市、仙桃市和天门市. 第三圈层包括汉南区、阳新县、大悟县、孝昌县、安陆市、云梦县、应城市、黄州区、红安县、麻城市、团风县、罗田县、英山县、黄梅县、武穴市、阳新县、咸安区、赤壁市、嘉鱼县、通城县、崇阳县和通山县. 武汉远城区汉南区,距离武汉市区的距离约50km,其经济规模和人口规模相对较小,武汉主城区对汉南区的引力相对较小. 县级市及各区城市规模、人口规模以及距武汉主城区的远近直接影响武汉主城区对其引力的大小. 武汉市辖区对武汉城市圈各个市县吸引力主要围绕武汉市辖区向四周分布,呈明显递减趋势. 武汉市辖区对周边市县的引力较大城市主要集中于交通便捷地区. 3、武汉城市圈人口密度时空分析 3.1武汉城市圈人口密度的时间变化分析 1990 2000年武汉城市圈常住人口由约2788万人增长到3069万人,这11年属于人口增长阶段,而2000 2018年武汉城市圈常住人口减少至3024万人. 华而不实作为武汉城市圈的中心城市,武汉市人口1990 2000年由670万人增加至831万人,2000 2018年增加至979万人,人口数量处于稳步增长阶段. 武汉城市圈平均人口密度由1990年的481人/km2增加至2018年的522人/km2,武汉城市圈平均人口密度总体呈逐步增长趋势,但也有几个年份出现人口密度波动,见图2,这主要与圈内人口规模变动有关. 1990年武汉城市圈平均人口密度较高的5个城市由高到低排序为,武汉市、鄂州市、孝感市、天门市和仙桃市.2000年排序为,武汉市、鄂州市、天门市、仙桃市和孝感市.2018年排序为,武汉市、鄂州市、天门市、孝感市和黄石市. 1990 2000年,武汉城市圈各城市平均人口密度均稳步增加,但孝感市平均人口密度有所降低,分析孝感市平均人口密度能够看出孝感市区人口总量稳步增长,市区人口密度增加,但县级市人口规模逐年缩减,因而平均人口密度有所降低. 孝感市管辖下的县级市有孝昌县、大悟县、云梦县、应城市、安陆市、汉川县,均在武汉城区经济腹地的第二圈层,对武汉市的经济依靠性较大. 2000 2018年11年间武汉城市圈各城市人口密度变化中,只要武汉市人口密度呈增长趋势,其他8个城市的人口密度呈下降趋势,见表1. 固然武汉城市圈的城市化水平在不断提高,但是其城市化水平仍处于集聚阶段4. 将1991 2018年武汉城市圈人口密度划分为4份连续5年的平均人口密度.1996 2000年武汉城市圈各城市的平均人口密度相较于1991 1995年平均人口密度有所提高;2001 2005年相对于1996 2000年,除武汉市人口密度继续稳步增加,鄂州市5年平均人口密度总体小幅上升、1997 1998年人口密度小幅下降外,其他城市这5年平均人口密度基本处于下降阶段;2006 2018年的平均人口密度,武汉市、鄂州市人口密度继续处于上升阶段,其他城市人口密度均有所下降. 如此图3所示,武汉城市圈中,武汉市1990 2018年21年的平均人口密度均领先于其他城市,涨幅较大,其他城市平均人口密度均为稳步下降趋势,华而不实咸宁市和黄石市1993 1998年均出现平均人口密度大幅度下降趋势,这主要与行政区划分变更有关,原属于咸宁市管辖的人口大县及面积广阔的阳新县划入黄石市的管辖范围. 武汉城市圈中鄂州市21年的平均人口密度稳步上升,2002年以后,天门市、仙桃市人口密度下降趋势较为明显. 3.2武汉城市圈人口密度空间分析 1)人口集中指数 人口集中指数是一个主要用于分析城市密集区人口分布的集中程度与分散程度 上式中,C为武汉城市圈各城市的人口集中指数;Pi,Ai分别代表各城市各个区域的人口数量和土地面积,P和A代表整个城市的人口总数和土地面积.C值在0和1之间,C值越大,代表此地区人口向某些区域集中程度越大、人口分布不均匀;C值越小,讲明人口分布较分散. 将武汉城市圈2000年、2018年9个城市各个区的人口数量和土地面积带入式(3)中计算,其结果见表2. 从表2可看出,武汉城市圈各个城市的人口集中指数均大于0.4,各城市的人口向城市中心集中程度均较大,华而不实武汉市、仙桃市、潜江市、天门市的人口集中指数较大,讲明人口向城市中心集中程度较大,咸宁市集中指数最低,人口分布较为均匀,2000 2018年的人口集中趋势并没有发生较大变动. 2000 2018年这11年武汉市城市人口集中指数有明显的降低趋势. 2)武汉城市圈人口重心 人口重心又称为人口中心,主要研究某区域内某时刻人口分布在空间平面上的表现,经常用来测定某地区人口分布变化状况6. 本文中以1990年和2018年人口数据对武汉城市圈的人口分布进行分析,研究其人口重心变化状况,人口重心模型的公式如下: (珡X,珚Y)为所求地区人口重心的地理坐标(经度,纬度),Pi代表各个地区的人口数,(Xi,Yi)是地理坐标(经度,纬度). 根据上式,分别以1990年和2018年武汉城市圈总人口数、城镇人口数及乡村人口数计算武汉城市圈人口重心地理坐标,其结果见表3. 990年和2018年武汉城市圈人口重心总体分布均在武汉市辖区,21年来人口重心分布位置发生变化,总人口重心明显向西移动,移动了约1km,城镇人口也向西移动,移动了约0.1km,乡村人口重心也向西移动,移动了约0.6km.武汉城市圈总体人口重心与城镇人口重心均出现了明显了向西北移动现象,而乡村人口重心具有明显的向西南移动趋势,人口重心的明显移动与乡村人口向城镇迁移以及城市扩张建设密切相关. 3)武汉城市圈人口密度空间分析 通过Arcgis对武汉城市圈人口密度分布的处理,使武汉城市圈人口密度空间分析显示出可视化的特点,见图5、图6. 从图中能够看出,圈内人口密度总体呈现中部密集两侧稀疏;圈内人口密度东稀西密;城区人口密度逐步升高,县级市人口密度出现两个阶段的发展. 武汉城市圈中部城市中,武汉市、黄石市辖区和鄂州市人口密度1990 2018年均属于人口密度较高的区域.2018年,鄂州市城区人口密度达1248人/km2,黄石市黄石港区人口密度达11403人/km2,武汉市江汉区高达20511人/km2,江岸区、武昌区、硚口区人口密度均超过10000人/km2. 结合图1不难看出,武汉城市圈中遭到武汉内城区引力较大的第一圈层和第二圈层区县,人口密度相对较高. 由于武汉城市圈内中部为圈内最大城市 武汉市,其人口规模、经济实力远远领先于圈内其他城市,并对周边影响较大,出现了武汉市人口密度独大的现象. 圈内东北部东南部多山地,其人口密度相对较小,受武汉市中心引力较小. 圈内中西部多平原,自然条件优越,人口密度较大. 社会经济的发展使城市需要更多的人力资源,人口分布又开场聚集于社会经济发展水平较高的地域7-8. 县级地区人口密度大多处在150400人/km2的较低水平,城市中心的人口密度大多为600人/km2以上.1990 2000年武汉远郊区及县级地区人口密度呈现较快的增长趋势,而2001 2018年的人口密度表现出小幅下降的阶段,见图3. 邻近武汉市辖区的孝南区、云梦县、鄂州市和黄石市辖区人口密度呈现增长趋势,圈内主要城市中心人口密度均增长迅速,县级地区增速较缓. 4)武汉城市圈人口方向性分析.2018年武汉城市圈人口密度分布具有方向性特征,见图7. 以武汉市辖区为中心,划分为正北、东北、正东、东南、正南、西南、正西、西北等8个方向. 圈内人口密度分布在方向上呈现与距武汉市距离成反比的有正北、东北、东南、正南、西南、正西、西北等7个方向. 正北方向人口密度大小与距武汉市距离成反比,武汉市辖区、黄陂区、红安县、大悟县的人口密度分别为4924、387、335、310人/km2. 正东与东南之间人口密度变化趋势不明显,除武汉市辖区人口密度出现峰值外,还出现鄂州市和黄石市辖区人口密度较高的区域,圈内正东与东南方向出现了多个人口聚集区域. 武汉城市圈人口密度方位分布基本符合Clark模型9,又称为负指数函数,公式如下: dx=d0e-bx式中,dx为距离武汉市中心某地的人口密度,d0为武汉市中心的人口密度,华而不实b为常数.b值越大,讲明人口越集中于市中心,即人口集中程度较高;b值越小,讲明随着距武汉市中心距离的增加,人口密度降低较快,人口密度分布差异缩小,人口分布较均匀. 4结论 综上所述,武汉城市圈人口密度分布特征如下: 1)1990 2000年,武汉城市圈随时间的进展人口规模逐年增长,相应的人口密度逐年增加.2001 2018年,圈内人口规模出现地区性差异,只要武汉市人口密度稳定增长.分析各县市的人口密度发现,圈内其他8个市的城市中心的人口密度逐年增加,县级地区人口密度呈现降低趋势. 2)圈内人口密度总体呈现中部密集两侧稀疏的特征.人口越来越集中于基础设施、经济实力较好的城市中心,出现了武汉市中心人口聚集的现象.从人口集中指数能够看出,武汉市的人口分布趋向于向市区集中的趋势,但圈内东南方向的咸宁市,人口集中指数最小,人口分布较为均匀. 3)圈内人口密度东稀西密.武汉城市圈东部主要有山地地形,此类地形致使这些地区交通不便利,经济发展较慢,进而引起人口分布较为稀疏.西部中部地区多为沿江平原,地势平坦,经济发展较为迅速,且从开发历史上看,西部中部沿江平原开发较早. 4)圈内人口密度出现多个人口聚集中心,中心城市人口密度逐年增长,外围人口密度平衡发展,东西方向人口密度增长速度较快,出现多个人口集中区. 5以下为参考文献： 1左永军,何秉宇,龙桃.1949 2007年新疆人口的时空变化及空间构造分析J.地理科学,2018,31(3):358-364. 2陈火星,许改玲,沈茂英.成都市人口密度分布差异的影响因素J.南京人口管理学院学报,2018,25(2):37-41. 3苗建军,赵霞.基于 城市质量 决定的城市空间实证分析J.财经研究,2005,31(3):126-134. 4向华美,程广帅,石智雷,等.基于人口分布的武汉城市圈城乡一体化发展研究J.湖北职业技术学院学报,2018,13(2):15-22. 5陈红娟,彭丽芹,冯文钊.基于GIS的城市人口密度分布方向性研究 以石家庄市为例J.地域研究与开发,2018,29(5):132-137. 6赵军,符海月.GIS在人口重心前移研究中的应用J.测绘工程,2001,10(3):11-13. 7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,2020,21(9):1087-1092. 8朱嫒嫒,曾菊新,朱爱琴.武汉都市圈城乡文化整合的空间构造与机理研究J.华中师范大学学报:自然科学版,2020,47(6):846-851.