山東省縣域人口—經濟空間分異與動態變化研究

張 玉,任建蘭

(山東師范大學 地理與環境學院,山東 濟南 250358)

1 引言

山東省是我國的人口大省和經濟大省,區域面積15.71萬km2,占全國總面積的1.64%。截至2016年末,山東省常住人口9946.64萬人,占全國總人口的7.19%;地區生產總值6.7萬億元,占全國生產總值的9.01%。在全國1.64%的國土上,山東省創造了9.01%的地區生產總值,養育了7.19%的人口,是我國的人口和經濟的集聚地。但山東省內部各縣域人口和經濟的集聚能力還存在很大差距,如沿海和內陸，縣級市、市轄區和縣之間。同時,山東省是傳統的農業大省、工業大省,資源環境壓力較大,經濟增長內生動力不足,制約著區域人口和經濟的協調發展。在“兩區一圈一帶”區域發展戰略推動和新舊動能轉換重大示范工程建設背景下,研究山東省各縣域人口和經濟的空間分異與動態變化具有重大的現實意義。

地理環境、社會文化、歷史傳統等決定了區域間的差異,人口因素和經濟因素是反映區域差異的重要指標,因此人口分布與經濟發展是區域發展研究的重要課題[1-3]。目前國內學者對此進行了諸多研究。在研究尺度上,學者們從國家、城市群、城市等多種空間尺度分析了人口和經濟的空間集聚特征以及相互間的協調關系[4-8];在研究方法上,利用地理集中度、基尼系數、地理聯系率、重心分析法、空間自相關等方法,運用ArcGIS軟件、Geoda軟件、SPSS軟件等技術手段測算了人口和經濟的空間分異和動態變化[9-12];在研究領域上,多集中在人口—經濟承載力、人口—經濟壓力、人口—經濟的重心演變、人口—經濟的空間耦合關系等方面[13-17]。在人口和經濟空間關系方面的研究已取得了許多理論和實踐成果,而山東省作為我國發展的“縮影 ”,有關人口和經濟空間關系的研究仍較少。在縣域尺度上分析山東省人口和經濟的空間分異和動態變化,對明確區域發展定位、落實區域發展戰略,具有較大的借鑒意義和實踐價值。

綜上所述，以上研究為山東省縣域人口和經濟的空間分異與動態變化研究提供了基礎。本文在現有研究成果的基礎上,選取2001—2016年山東省137個縣域的人口、GDP和區域面積數據,利用集中度指數、探索性空間數據分析(ESDA)、重心分析法、不一致指數分析了山東省各縣域人口和經濟的空間分異與動態變化,并通過ArcGIS軟件、Geoda軟件等進行了可視化表達。以期揭示山東省縣域人口和經濟的空間關系,提出人口和經濟發展的空間優化建議,對統籌區域協調和促進區域可持續發展具有重要的意義。

2 研究方法與數據來源

2.1 集中度指數

集中度指數是衡量某一要素在地域上的空間分布的有效指標,反映某一地區在同級地區或更大范圍地區的地位和作用,計算公式為:

(1)

式中,RPOPi、RGDPi分別表示某一年份i地區的人口和經濟集中度指數;POPi、GDPi、Si分別表示i地區的常住人口、GDP、區域面積。

空間分布的不一致性指數用人口和經濟集中度指數比值來表示,計算公式為:

I=RPOPi/RGDPi

(2)

2.2 重心分析法

重心分析主要是從總體上研究屬性的分布狀況和動態變化。本研究主要運用ArcGIS軟件ArcTool-Box中的Mean Center工具,指定某種屬性的數量值作為權重,計算得到加權的平均中心,即重心。計算公式為:

(3)

式中,X、Y分別表示某種屬性(如人口、經濟)重心坐標的經緯度;Xi、Yi分別表示區域的經緯度;(Xi、Yi)為第i個次級區域的坐標;Wi表示第i個次級區域的屬性值。

2.3 探索性空間數據分析

探索性空間數據分析(Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA)被廣泛運用于各種研究問題的空間格局分析上。本研究采用Moran′s I指數、Getis-Ord General G測度山東省縣域人口和經濟空間關聯的結構模式,表達其全局自相關和局部自相關的特征。

Moran′s I(Global Moran′s I,GMI)指數:

(4)

采用Z值對Moran′s I進行統計檢驗:

(5)

式中,E(I)為數學期望值;Var(I)為變異系數。

Getis-Ord General G:

(6)

如果空間不集聚,G(d)的期望值(Expected General G)為:

(7)

如為正態分布,G(d)的統計檢驗值為:

(8)

在檢驗顯著性通過條件下,當Z<0,表明I的周圍值均低于均值,出現低值簇;當Z>0,表明研究區域內出現高值簇。

2.4 數據來源

本文以山東省137個縣域單元為對象,研究數據主要來源于2002—2017年的《山東省統計年鑒》,部分數據由各地級市統計年鑒、《中國城市統計年鑒》、《中國縣域統計年鑒》進行補充,人口數據采用的是常住人口數據。由于研究時間區間內山東省部分縣域出現行政區劃變更,如青島膠南市、黃島區合并為新的黃島區,濟寧市中區、任城區合并為新的任城區等。本文以最新行政區劃為準,將變更前的行政區劃數據進行整合。

根據山東省的氣候、地形特點以及行政區劃,通常把山東省分為魯西、魯中、半島等大區,中間又分出幾個小區。其中,魯西分為魯西南和魯西北,半島分為半島內陸和半島沿海地區。魯西南包括菏澤、濟寧、棗莊,魯西北包括聊城、德州、濱州、東營的部分地區,魯中包括濟南、淄博、濰坊、萊蕪、臨沂等地,其他為半島地區。

3 山東省人口和經濟空間分異狀況

3.1 人口和經濟集中度指數空間分布格局

本文主要選取2001年、2006年、2011年、2016年4個時間節點,對山東省137個縣域單元的人口和經濟的集中度指數進行測算;然后運用Quantile和Manual的方法將各縣域的人口、經濟集中度指數進行等級劃分,再利用ArcGIS軟件制作空間分布圖(圖1)。

圖1 2001—2016年山東省人口集中度指數空間分布

山東省人口集中度指數整體呈現西南高、東北低的分布格局。從縣域單元來看,山東省集中度較高的區域集中在各地級市的中心市區及其周邊地區,青島的市南區、市北區人口集中度遠高于山東省其他縣域單元,并出現繼續集聚的趨勢。2001年青島市市南、市北兩區人口集中度為48.31,2016年人口集中度增長到54.34。濟南市的歷下區人口集中度位于山東省第三位,由2001年的9.42增長到2016年的9.93,也出現不斷集聚的趨勢。但不管是集中度指數還是集聚的趨勢與青島市的兩區還有很大差距,其他大部分縣域的人口集中度在0.5—1.5之間。從集聚區域來看,人口集中度≤1.1449位于第三、四、五等級的縣域數量占全省的比重由2001年的60.58%下降到2016年的56.19%,人口集中度>1.3891位于第一等級區的縣域數量2001年、2006年、2011年、2016年分別為25個、30個、31個、30個,說明隨著時間的推移人口移動有向第一等級區集聚的趨勢。從影響因素來看,山東省人口集中度高的區域多為經濟社會發展水平高和自然條件好的區域,青島市的市南區、市北區、濟南市的歷下區和其他地級市的中心市區都是人口集中度高的區域,高水平的經濟社會發展區域為人們工作和生活提供了更多的機會和條件,吸引人口的大量集聚。魯西平原地區的人口集中度普遍較高,如菏澤、濟寧、聊城、棗莊的大部分縣域；而魯中山區、半島丘陵區、魯西北黃河三角洲地區的地形復雜、生態環境脆弱,人口集中度相對較低,說明自然條件對人口的集聚具有較好的指向性。

山東省經濟集中度指數分布格局呈現“雙核”模式(圖2),以濟南、青島兩個副省級城市為核心,高值區集中分布在兩個核心城市中心市區周圍及沿線城市濰坊、淄博的部分縣區,低值區主要集中在魯西南地區和黃河三角洲地區。具體而言,山東省經濟集中度>1.0465位于第一、二等級區的縣域數量占全省的比重由2001年的37.22%增加到2016年的39.42%,高集中度的縣域數量不斷增加,尤其是第一等級區的縣域數量由2001年的13個增加到2016年的18個,增加的經濟集中度高值縣域單元多處于原來第一等級區的周圍,說明經濟發展水平高的區域能夠帶動周邊地區經濟的快速發展,具有強大的輻射效應,區域經濟出現極化現象。山東省經濟集中度位于第三、四等級區的縣域單元數量大,魯中山區為該等級集中區,其他分布相對分散。山東省經濟集中度≤0.3092位于第五等級區縣域數量2001年、2006年、2011年、2016年分別為6個、5個、3個、2個,與其他大部分地區相比,該區域范圍內的經濟集中度相對較低,但近15年來經濟集中度指數不斷上升。隨著山東省西部經濟隆起帶區域發展戰略實施,通過產業轉移對接、對口幫扶、政策扶持對該區域經濟發展具有極大的促進作用。

圖2 2001—2016年山東省經濟集中度指數空間分布

指標年份 人口集中度 經濟集中度 20012006201120162001200620112016均值1.64041.68561.67961.73672.17342.33502.35652.4146中值0.98520.97910.99710.99310.85040.77640.77900.7937極大值(A)25.720629.690030.008430.913169.127270.597979.254186.0772極小值(B)0.15960.16690.17140.16430.08470.17030.23500.2248A/B161.16177.89175.08188.15816.14414.55338.71382.91

3.2 人口和經濟集中度指數綜合分析

2001—2016年山東省人口和經濟集中度指數的描述性統計特征見表1。從表1可見,山東省人口和經濟集中度指數的均值都大于中值,說明多數的低值縣域單元呈集聚分布,而高值的縣域單元呈離散分布,表現出區域發展過程中人口和經濟空間分布的一般規律。2001—2016年山東省人口和經濟集中度指數的極大值和極小值都有所增加,經濟集中度增加值大于人口集中度增加值,但人口集中度的極大值增長率高于極小值增長率,而經濟集中度的極大值增長率小于極小值增長率,說明山東省人口的集聚趨勢大于經濟的集聚趨勢,人口分布呈集中化態勢。

從極值比看,2001—2016年山東省人口集中度差異整體呈擴大態勢,由2001年的161.16倍增加到2016年的188.15倍;經濟集中度差異有所縮小,由2001年的816.14倍減少到2016年的382.91倍,說明人口空間分布的不均衡狀態趨于加強,而區域經濟發展的不均衡狀況有所緩解。總體看,人口集中度的極大值和極小值之比還遠小于經濟集中度,表明山東省經濟空間分布的不均衡性還遠大于人口的空間分布。

3.3 人口和經濟空間匹配類型變化

為了分析山東省各縣域單元的人口和經濟的空間分布關系變化情況,本文在參考相關文獻的基礎上首先引入不一致指數,即人口集中度和經濟集中度之比[18]。然后結合山東省的發展現狀,對137個縣域單元的不一致指數進行計算,并將這些縣域劃分為4種類型:(0,0.5]經濟超前型、(0.5,1.5]協調發展型、(1.5,3.0]經濟滯后型、(>3.0)經濟落后型(圖3)。

圖3 2001—2016年山東省人口和經濟的空間匹配類型

從時間變化上來看,2001年、2006年、2011年、2016年山東省經濟超前型縣域數量分別為10個、15個、12個、12個,出現先增后減的趨勢。主要原因是：近十年來,山東省的區域經濟發展處在關鍵轉型期,越來越注重經濟增長的質量,經濟增長率由10%下降到7.5%,經濟增長放緩而人口還在集聚,導致不一致指數的上升。其中，協調發展型和經濟滯后型的縣域數量占總量的89%左右,但協調發展型縣域數量呈下降趨勢,經濟滯后型縣域數量呈上升趨勢。山東省經濟滯后型縣域數量的增加一部分是由經濟落后型縣域遞進而來,另一部分是由協調發展型縣域轉變形成。隨著黃河三角洲高效生態經濟區的規劃建設,山東省東營市的東營區和河口區由經濟滯后型變為協調發展型,墾利縣則由協調發展型變為經濟超前型。山東省經濟落后型的縣域數量整體呈下降趨勢,由2001年的5個變為2016年的2個,分別為菏澤的鄄城縣和曹縣。鄄城縣和曹縣這兩個地區的共同點是交通不便、自然資源困乏、貧困發生率高、工業化水平低、人口基數大,人口和經濟發展極不協調。

從空間分布變化來看,山東省經濟超前型的區域呈零散分布格局,主要分布在青島、威海、淄博、濟南市轄區及周邊部分地區;協調發展型和經濟滯后型的區域分布相對集中,協調發展型區域主要分布在魯西北和半島地區,呈“n”型分布,而經濟滯后型區域多集中在魯西南和魯中地區;經濟落后型則分布在菏澤的大部分縣域,主要是由于菏澤地處黃河沖積平原區,地形平坦,域內有大面積的國家基本農田保護區,第一產業占GDP的比重明顯高于全省平均水平,而第一產業附加值低,對區域經濟的貢獻率低,加上人口基數大,導致人口和經濟空間不一致指數偏高。

總體來看,2001—2016年山東省人口和經濟空間協調發展型縣域數量逐漸減少,出現兩極分化現象。資源型地區如山東省兗州區、滕州市,旅游型地區如曲阜市、泰山區,由于有特色產業支撐經濟發展,人口和經濟空間分布較為協調。相反,無特色產業的區域如山東省的農業大縣鄄城縣、成武縣、冠縣、陽谷縣等,經濟發展緩慢,人口和經濟空間分布不協調。沿海開放度高的地區如山東省的黃島區、榮成市,工業化水平高的張店區、臨淄區,區域面積較小,而經濟發展水平高,經濟集聚速度高于人口集聚速度,始終處于經濟超前區。

4 山東省人口和經濟的空間關聯動態變化

4.1 人口重心和經濟重心的動態變化

本文基于山東省縣域單元2001年、2016年的地理數據和屬性數據,運用重心分析法測算了山東省2001—2016年人口重心和經濟重心的空間變遷狀況，見圖4。

圖4 2001—2016年山東省人口重心和經濟重心

從圖4可見，山東省的幾何重心位于淄博的博山區東部,具體坐標為118°04′E、36°21′N。從整體上看,山東省2001年的人口重心和經濟重心都位于幾何重心的東北部,偏離了幾何重心, 2016年人口重心遷移至幾何重心的西南部。山東省的經濟重心的偏離程度大于人口重心,人口重心和經濟重心的偏離距離不斷加大。2001年山東省的人口重心位于濰坊的臨朐縣境內,坐標具體為118°27′E、36°22′N,2016年遷移至淄博的沂源縣與萊蕪的鋼城區邊界線附近,具體坐標為117°58′E、36°12′N,向西南方向遷移了26.13km,距離幾何重心的距離由東北向的14.91km變遷到西南向的13.35km。山東省的經濟重心一直位于臨朐縣境內,2001—2016年經濟重心也向西南方向移動,坐標由118°34′E、36°25′N移動到118°31′E、36°22′N,移動距離為15.29km,距離幾何重心越來越近,由2001年的25.36km縮減至2016年的16.45km。

山東省的人口重心由幾何重心的東北方向遷移至西南方向,一是由于西南方地區的自然條件優越,地形平坦、土壤肥沃,是重要的商品糧生產基地,人口基數大;二是因為政策導向使西南方地區的吸引力不斷上升。近年來由于山東省西部經濟隆起帶區域發展戰略的實施、返鄉創新創業政策扶持提供了大量的就業機會,吸引了一部分本土人員留守家鄉工作生活,一定程度上減少了外出務工人員數量,出現人口回流,提高了山東省西南地區的常住人口數量,導致人口重心向西南方向大幅度遷移。隨著山東省西南方地區的快速發展,經濟重心雖然出現向西南方向遷移的趨勢,但一直處在幾何重心的東北方,主要是由于山東省東部城市位于沿海地區。自改革開放以來,山東省區域經濟快速發展,經濟總量大、開放程度高,經濟增量明顯高于中西部地區,尤其是青島、煙臺、威海經濟發達,縣域經濟體實力強勁。近年來,山東省中西部地區經濟正快速發展,努力縮小與東部地區的差距。

4.2 山東省人口和經濟空間關聯性分析

全局自相關指標Moran′s I主要是用于表現整個研究范圍的空間模式,即整個區域只存在一種趨勢。在現實中,區域要素在空間上存在異質性,主要是通過局部自相關LISA來反映某一單元的一種屬性值或地理現象與周邊地區的一種屬性值或地理現象的相關程度,其結果一般通過地圖進行可視化表達[19,20]。

表2 2001—2016年山東省人口和經濟集中度全局自相關指標

山東省的人口和經濟集中度全局自相關指標見表2。從Moran′s I指數看,山東省的人口和經濟集中度在空間上相鄰縣域之間存在著較高的正相關性,說明高值縣域單元對周邊地區具有輻射帶動作用。P<0.01,說明Moran′s I指數在1%的顯著水平上顯著;Z值表明返回的統計結果是可信的,且在空間上呈集聚分布。2001—2016年山東省的人口和經濟集中度Moran′s I指數趨于下降,經濟集中度Moran′s I指數下降幅度大于人口集中度,說明雖然指數相似縣域在空間上存在集聚態勢,但隨著時間的變化該趨勢在下降,且經濟集聚趨勢小于人口集聚趨勢,驗證了上述研究結果。

本文將LISA集聚圖分為4種類型(圖5):H—H為熱點區、H-L為極化區、L—H為空心區、L—L為盲點區。2001年、2016年山東省的人口熱點區主要有青島市的市南區、市北區、李滄區,盲點區有河口區、東營區、墾利縣、利津縣、海陽市,熱點區在青島的市轄區,而盲點區則主要分布在黃河三角洲地區。嶗山區為L—H人口空心區,該區域面積較大、地形崎嶇,不適合人口集聚生活,周圍鄰近青島市轄區出現中心低周圍高的局面,形成“人口空心區”。經濟地理集中度的熱點區、盲點區和人口地理集中度在空間上具有一定的一致性,在黃河三角洲地區包括河口區、墾利縣、東營區、利津縣、濱城區,既是人口的盲點區又是經濟的盲點區,該區域經濟基礎薄弱、產業發展落后、生態環境脆弱。魯西南地區的曹縣、成武縣、巨野縣、金鄉縣也處于經濟的盲點區,該區域貧困發生率高、非農產業發展不足、經濟增長內生動力不足。隨著黃河三角洲高效生態經濟區、西部經濟隆起帶的戰略實施,產業結構不斷優化、生態環境日益改善,經濟盲點區減少。2016年濟南市的歷下區、天橋區、市中區轉化為人口和經濟熱點區,說明人口和經濟在該區域出現較高的空間集聚,對強化與周邊地區的輻射效應、增加區域間要素流動具有一定的促進作用。

圖5 山東省人口和經濟集中度LISA集聚圖

5 結論與建議

5.1 結論

山東省的人口集中度指數整體呈現西南高、東北低的分布格局。從縣域單元來看,山東省的人口和經濟集中度較高的區域集中在各地級市的中心市區及周邊地區,并出現繼續集聚的趨勢。從集聚區域來看,隨著時間的推移，山東省的人口移動有向第一等級區集聚的趨勢。從影響因素來看,自然條件對人口的集聚具有較好的指向性。經濟集中度指數分布格局呈現“雙核”模式,高值區集中分布在山東省的濟南、青島兩個核心城市中心市區周圍及沿線城市濰坊、淄博的部分縣區,低值區主要集中在魯西南地區和黃河三角洲地區。一般而論，經濟發展水平高的區域能夠帶動周邊地區快速發展,具有強大的輻射效應,出現極化現象。

2001—2016年山東省的人口集聚趨勢大于經濟集聚趨勢,人口分布呈集中化態勢，但經濟空間分布的不均衡性還遠大于人口的空間分布。從時間變化上來看,山東省經濟超前型縣域數量出現先增加后減少的趨勢,協調發展型縣域數量呈下降趨勢,經濟滯后型縣域數量呈上升趨勢,經濟落后型的縣域數量在不斷下降。從空間分布變化來看,山東省經濟超前型的區域呈零散分布格局,協調發展型和經濟滯后型的區域分布相對集中,協調發展型區域主要分布在魯西北和半島地區,經濟滯后型區域多集中在魯西南和魯中地區,而經濟落后型則只有魯西南菏澤的部分縣區。

2001年山東省的人口重心和經濟重心都位于幾何重心的東北部,嚴重偏離幾何重心,到2016年人口重心遷移至幾何重心的西南部。山東省經濟重心的偏離程度大于人口重心的偏離程度,人口重心和經濟重心的偏離距離不斷加大。具體來看,2001年山東省的人口重心位于濰坊的臨朐縣境內,到2016年遷移至淄博的沂源縣與萊蕪的鋼城區邊界線附近;經濟重心一直位于臨朐縣境內,但也在向西南方向移動。

2001年和2016年山東省青島市的市南區、市北區、李滄區均為人口熱點區,盲點區則主要分布在河口區、東營區、墾利縣、利津縣、海陽市,而嶗山區則形成了“人口空心區”。青島市經濟集中度的熱點區和盲點區與人口集中度在空間上具有一定的一致性,河口區、墾利縣、東營區、利津縣、濱城區既是人口的盲點區又是經濟的盲點區。同時,山東省魯西南地區的曹縣、成武縣、巨野縣、金鄉縣也處于經濟的盲點區。

5.2 建議

根據分析，提出主要建議:①推動產業結構優化升級,做好東西部地區產業轉移對接。要明確區域發展功能定位,發揮各自優勢。山東省東部地區應依托高端人才、高新技術等優勢,提升經濟開放度,承接國際產業轉移,大力發展新能源、新材料等技術密集型產業和金融、商貿等高端服務業,不斷增強自身發展能力,輻射帶動周邊地區的經濟發展。山東省西部地區應依托勞動力、土地等優勢,承接東部地區產業轉移,加快推動工業化進程,提升經濟綜合承載力,努力縮小區域間發展差距。②完善地區公共服務功能,提升人口吸引力。當前山東省人口高集中度區還主要集中在地級市中心市區及周邊地區,縣城區的常住人口少,可引導人口不斷向低集中度區域轉移:一是地方政府給予更多優惠政策,鼓勵外出務工人員回鄉創新創業,創造出更多地就業機會,形成良性循環。二是從教育、醫療、衛生等供給側方面不斷提升,讓人們在縣城中享受到大中城市同樣的待遇,提升區域人口吸引力。③因地制宜,發展特色縣域經濟體,提升人口綜合承載力。不同地區的資源環境條件不同,山東省應借鑒江蘇、浙江等縣域發展模式,不同縣域依托自身優勢形成一到兩個主導產業,圍繞主導產業進行專業化分工,提升產品在國內市場乃至國際市場的綜合競爭力,打造特色縣域經濟體,提升人口綜合承載力,不斷拓寬區域人口的發展空間。