二 人口分布的国内外研究进展
(一)人口分布的国外研究进展
国外对于人口分布的研究主要出现在二战后,尤其是20世纪五六十年代有了突飞猛进的发展,主要集中在人口的水平分布、人口的垂直分布以及利用各种手段来描述和估计人口分布状况这三个方面。从20世纪50年代开始,由于受到计量地理学的影响,一些地理学家利用数理统计方法从理论上推导出人口的空间分布规律和水平分布特征,这些研究大多集中于对城市人口分布的研究。Clark对20多个城市的人口密度空间分布进行研究,归纳出负指数城市人口密度模型,称之为Clark定律;与Clark模型类似的还有Sherratt模型等,该类模型后被发展为“负指数模型”。Newling等用二次曲线代替了Clark模型的一次变量,提出所谓二次指数模型。这些模型对研究城市人口分布规律都具有重要意义。与人口水平分布特征相比,对人口垂直分布现象的研究比较薄弱,1957年波兰地理学家Staszews-ki发表《世界人口的垂直分布》一文,对人口垂直分布的研究具有开拓意义,揭示了人口密度随海拔增加而减少的普遍规律。此后20世纪80年代,苏联著名人口学家布鲁克的《世界人口》一书提供了不同海拔人口的比重,世界人口大部分都分布于较低的海拔高程带,从而揭示了人口分布具有低海拔趋向性。
此外,对人口空间分布进行分析和估算的手段也随着社会的发展和科技的进步日新月异。20世纪80年代以来,人们利用卫星数据和高程数据建立各种模型,从而可以更为精确地描述人口分布情况。Paul B. Slater利用全球2000多个地区的人口密度、经度和纬度数据,进行了样条函数的平滑处理,结果显示全球80%的区域单靠纬度变化就可以预测。Michel Meybeck建立了一种新的山体形态分类方法,对大陆水资源和人口分布状况进行了研究,按照新的分类方法西藏属于高原地区,而山区占了全球25%的面积、32%的径流量和26%的全球人口,水资源对人口分布的影响要大于地形对人口分布的影响。Guiying Li利用遥感数据估算了美国一个州的人口密度和人口数量,估算结果达到了很高的精度。Guiying Li分析如何利用遥感卫星图像提高人口分布图的精度,结果表明在小的地理单元内分区密度图比等值区域图可以更精确地表达人口分布。M. D. Su构建多层多级密度(MLMCD)框架来分析现实的空间人口分布格局,结果显示多层多等级密度模型用来表现人口分布是有效而且简便的。Derek Azar利用遥感图像精确估计了海地普查区域的人口分布情况。Andrea E. Gaughan利用高分辨率数据对东南亚2010~2015年的人口分布进行了分析。G. Q. Chi利用总体框架来解释人口分布变化,这个总体框架包括五个推定的影响因素,即人口学特征、社会经济条件、交通通达性、自然舒适度和土地利用状况。Y. Fang分析了自然因素对中国人口分布的影响,中国不同的自然环境导致了中国人口空间分布的异质性,东部地区要避免由于人口增长引起的生态环境退化,中西部地区要提高人口承载力,减轻东部地区人口压力, Yuna Mao利用土地利用估算了中国2000年的人口分布。Diaz-padilla利用干旱指数分析了墨西哥高原的人口分布情况,研究表明墨西哥63%的国土面积存在不同程度的干旱,墨西哥41%的人口生存在这些干旱地区。Catherine Linard利用非洲高分辨率人口分布数据集分析了农村到人口中心区的可达性,认为城镇和乡村存在着巨大的不公平,乡村和城镇之间在公共服务通达性方面存在着巨大的差异,大量的农村人口被隔离于公共服务之外。
国外学者也关注道路交通状况对人口分布和城镇发展的影响,Qiu和Woller使用TIGER GIS中的公路数据和遥感影像土地利用数据对城市人口的发展模型做了对比研究; Mojica认为铁路发展是经济发展更广泛的指标,他利用历史地理信息系统(HGIS)分析法国、西班牙和葡萄牙的铁路系统对城市增长和人口分布的影响,从而揭示了铁路与城市发展和人口分布的相互关系。2012年,有学者进一步利用历史地理信息系统分析了欧洲1830~2010年铁路对沿线城镇和对人口分布的影响。
也有学者利用各种模型对人口分布进行研究,M. L. Hbid利用城市动力学对日本宫田和山口人口分布的演变进行了数学分析,认为该模型是一阶非线性常微分方程的复杂系统,能够广泛地应用于对系统的定性研究。Liao设计了GP(遗传规划)、GA(遗传算法)和GIS相结合的方法,以GIS确定自然因素和经济因素的权重,遗传算法自动建构和优化人口数据格网分布模型,这种方法与逐步回归分析模型和重力模型相比,数据拟合精度更高。Lioyd利用空间自相关分析了北爱尔兰在社区背景和其他背景特征下的人口空间集中度,并利用了地理加权回归对人口分布状况进行了分析。Siljander利用遥感技术和广义线性模型预测了肯尼亚的人口分布,特别是广大农村地区,这个人口模型与山地的次级区域高度相关。
随着全球气候的变化,学者开始关注气候变化对人口分布的影响,特别是加强了对海拔较低的地区和海拔较高地区的研究。Hoozemans等,分析了在全球气候变化的背景下,未来海平面上升对区域和全球所带来的影响。世界上21%的人口生活在30公里以内的海岸地带,这些区域人口增长是全球平均水平的两倍,气候变化将对这些人口分布产生影响。Charles J. Vörösmarty从全球气候变化和人口增长方面来分析全球水资源的脆弱性,人口增长对全球水的供应有直接的影响。Carr分析了加纳中心区域由于环境改变而引起的人口迁移,环境对迁移者的决策形成具有重要影响力,环境的改变与当地政治和经济有紧密联系。Gordon Mcgranahan认为沿海低地人口快速增长,气候变化容易对沿海低地居民点造成风险,而中国的快速城市化推动人口向沿海迁移,如何减少气候变化对沿海低地居民点的风险,需要考虑各方面的因素。Graeme Hugo分析了全球人口增长变化与迁移和全球气候变化的交互作用,人口增长和气候变化热点区域在空间上重叠,这些区域存在一种很复杂的机制影响了人口迁移流动。
随着科技的发展和新技术的出现,人们利用新的手段来研究人口分布和人口的流动,Kwok Hung Lau探讨了用白天人口分布状况来规划城市车辆路线,提出一种基于GIS的随机地理编码算法,并利用居民出行调查数据,形成了空间更细化、时间更详细的城市白天人口分布的格局。Yang利用Google Earth高分辨率影像研究太湖周围的农村人口分布,通过影像质地分析和相关程序成功地提取了太湖周围地区农村人口的空间分布。John R. Palmer利用新的方法来研究人口的流动性,新方法主要通过移动电话收集和分析空间上的人口数据,这个实验性的研究表明移动电话在研究一些重要社会现象方面具有巨大的潜力,要超过人口普查和人口调查。
对于高原地区的研究,国外学者研究认为人类活动与高原地区生态环境两者之间有相互影响的关系。Thomas Tanner研究了安第斯山环境的变化对阿根廷西北地区人口生活方式的影响,研究结果表明由于经济、政策、社会、文化以及山地自然环境的影响,高原地区人口的生活类型不断变化并呈现多样化的特征,并提出应制定合理政策来利用资源以实现经济的正常运转。Yiannis依据生态—经济理论,对世界高原地区环境的生态动力机制进行了研究,并以尼泊尔和瑞典两国的高原地区生态环境状况进行对比,得出以瑞典为特征的阿尔卑斯山区生态环境的破坏主要是由于经济与技术发展,比如旅游业的发展严重威胁着山区农业,因为农业是保证山区生态环境稳定的先决条件,而以尼泊尔为特征的喜马拉雅山地的破坏则来自于经济的贫困与人口的增长。生态环境的稳定或不稳定,一方面取决于如何协调好区域人口、财富以及有效性技术的关系;另一方面在于高原地区生态环境的再生能力以及同其他地区相互作用的能力。
此外,如果说人口增长是引起高原地区生态环境退化最直接的原因,那么人口空间分布的不平衡则是其深层次的原因。Ngoufo在喀麦隆西部巴波托斯山区分析了“人口密度增加—人地矛盾尖锐—土地过载—山地环境退化”的过程。Ryutaro研究了巴布亚新几内亚山区农业可持续发展的问题,比较了高海拔与低海拔地区的环境与土地生产能力,得出高海拔地区因不易受到疟疾等疾病的侵害以及具有较高的土地生产能力,相对低海拔地区来说,高海拔地区是人口分布较密集的地区。随着人口的增加,加剧了高海拔地区土地的承载力,从而影响该地的农业生产,有学者提出如何协调高海拔地区与低海拔地区的人口密度,以达到农业的可持续发展一些具体措施。
国外学者对于西藏方面的研究主要集中在人口区域变化和人口地理方面。Karl E. Ryavec和Howard Veregin从人口密度方面研究了西藏雅鲁藏布江流域牧场生态类型的微观区域格局,利用土地覆盖类型GIS数据集,能够深刻揭示当地人口和牧场生态类型交互影响的重要性。Ryavec分析了1940~1982年西藏东部区域动态变化过程中的人口变化。Childs研究表明在南亚和西藏的藏族人生育率转变经历了一个相同的过程,虽然他们的政治、经济和社会条件不同,但1980~1990年妇女的总和生育率都存在一个下降过程。Fischer认为西藏在人口转变和城市化过程中,我国藏族绝大多数分布在偏远地区,而汉族和回族迁移到了西藏的中心城镇,排斥了人口处于自然增长中的西藏农村人口进入城镇,这加剧了对西藏农民的城市排斥和经济排斥。这主要是西藏广大农牧民受教育程度不足,在西藏城镇化发展过程中,农牧民面临着被社会经济发展边缘化的现象,但这种现象是城镇化早期难以避免的现象,随着国家大力帮扶和西藏城镇化的进一步发展,这种现象有望克服并消失。
(二)人口分布的国内研究历程
1.人口分布的国内研究进展
中国人口分布研究开始于20世纪20年代,著名地理学家竺可桢发表了我国第一篇人口地理学论文《论江浙两省人口之密度》,得出江浙两省的人口密度居世界首位;1932年翁文灏先生在《独立评论》上发表《中国人口分布与土地利用》一文,探讨了土地利用与人口分布之间的互相依存关系,并在《如何开发西北》一文中冷静地思考了向西北移民的问题,认为西北许多地方自然条件恶劣,极端不适宜人类生存。
此后,胡焕庸先生在1934~1936年连续发表了多篇有关人口分布的论文,《江宁县之耕地与人口密度》《安徽省之人口密度与农产区域》《中国人口之分布》《句容县之人口分布》,其中1935年发表的《中国人口之分布》一文提出了著名的“瑷珲—腾冲”一线,首次揭示了我国人口分布规律。
20世纪50年代,胡焕庸先生又先后发表《中国各省区面积人口指示图》《江苏南通专区的人口密度》《常熟的农业人口和人口分布》《宜兴县的人口密度》《江苏省的人口密度与农业区域》等文章,这些文章主要是利用人口密度来研究各个区域人口分布的特点。
20世纪80年代,改革开放以来我国的人口学和人口研究重新活跃了起来,归纳起来有以下几个方面:全国和区域人口分布研究、城市人口分布研究、人口分布的研究方法和人口分布的理论研究等。胡焕庸、张善余把影响人口分布的主要因素概括为自然环境、生产力发展水平,生产布局特点,历史、社会和政治三大类。满颖之、隋干城对人口分布与生产力分布的辩证关系做了研究。胡焕庸、张善余在《中国人口地理》一书中指出我国当时人口分布特点是与农业生产布局高度一致,我国的人口迁移和再分布过程不能脱离这一现实。在这本书中张善余教授还首次对我国人口垂直分布做了系统和深入的探讨,并计算了全国不同海拔高程带的人口密度,以及各省、市、区不同海拔高程带占总人口的比重,填补了我国人口地理学研究的一项空白,并在此基础上于1996年撰写《人口垂直分布规律和中国山区人口合理再分布研究》一书对我国的人口垂直分布规律做了详细的、系统的论述。原新关注新疆的人口垂直分布现象。童玉芬尝试用耗散结构理论来解释人口空间分布的合理性。祝卓首次提出了科学技术进步对人口分布的重要意义。孟向京、贾绍凤对我国省级人口分布影响因素进行了定量的分析,认为自然因素、经济因素、教育因素与人口密度相关性依次降低。王桂新从区域经济学角度对人口分布与经济发展的关系进行了深入而细致的研究。陈彦光研究了城市人口分布的分形测度,间接证明了区域人口空间分布的多分形猜想。可以说20世纪八九十年代的研究成果为我国人口分布方面的研究奠定了良好的基础,对人口分布的相关理论做了系统的归纳总结和提升,无论是人口垂直分布研究、城市人口分布研究、人口分布影响因素研究,还是人口分布研究方法的创新都得到了快速发展,这也是我国人口分布相关研究的一个特别重要的时期。
进入21世纪以来,我国人口分布研究主要集中在人口分布与资源环境的相关关系、人口城市化与人口流动、民族人口分布、历史人口分布、人口再生产和人口结构的空间特征等方面,并且研究方法也有很大的突破,开始借鉴经济学、系统学、空间信息技术等定量研究方法与技术,空间技术和定量分析成为重要的分析手段,人口分布相关研究取得一大批成果。例如刘燕华、王强利用GIS技术通过分析中国人口分布现状与水资源、海拔、地表起伏指数及社会经济因素之间的关系,建立了综合的适宜人口分布模型。高向东、江取珍对大城市人口分布变动和郊区化进行了研究。董春等通过建立地理因子库、经济因子库,对地理因子、经济因子与人口空间分布的相关性进行研究。任强、沃夫冈通过相关分析来研究人口密度与人口增长率、生育率之间的关系,发现人口密度与生育率之间存在显著的相关关系。刘纪远等通过基于格点生成方法的人口密度空间分布模拟模型,模拟了中国人口密度的空间分布规律。田永中等通过对分县、分城乡、分区建模,建立了基于土地利用的中国1千米栅格人口模型。王桂新认为人口是城市发展的动力和活力,是经济发展所必要的投入要素,反之,城市化水平又在很大程度上影响着人口的分布和流动。葛美玲、封志明利用GIS研究了2000年我国的人口分布状况,认为半个世纪以来我国人口分布的基本格局并未发生大的变化。张车伟、蔡翼飞从我国城镇化格局变动来研究人口合理分布,认为我国城市人口规模越大,城市人口扩张速度越快,人口在不同规模城市间分布逐渐趋于合理。需特别指出,新世纪以来,GIS空间分析方法应用于人口分布的研究很多,同时随着我国城镇化进程的加速发展,国内学者对城市人口分布问题也进行了较多的研究,但是对于乡村人口分布问题研究较少,相对于中国农村人口众多、分布地域广阔来说,现有的研究仍很薄弱,同时高原地区人口分布的研究也相对较少。
2.西藏人口分布的国内研究进展
与国外相比,我国的高原地区人口与环境研究起步较晚,相关科研工作相对滞后,但由于人们对这项工作的重视程度越来越高,目前学界关于高原地区人口与环境的研究也如雨后春笋般涌现。在西藏高原这一特殊地域环境下,西藏自治区人口空间分布与区域环境的关系十分密切。国内对于西藏人口分布相关的研究,在研究方法上主要利用GIS空间分析和统计学、地理学的相关模型。廖顺宝、孙九林以土地利用、海拔、主要道路、河流数据作为青藏高原人口分布的主要影响因子,定量(人口密度)、定位(居民点密度)地分析了人口分布与这些环境因子之间的关系以及人口密度与居民点密度的关系,研究结果显示,在西藏高原地区人口的分布明显受海拔、土地利用、主要公路以及河流等环境因素的影响,这与其他地区的人口分布特点具有相似性。但同时,由于其独特的气候条件和自然地理环境,西藏高原的人口分布又具有特殊性,主要表现在以下三个方面。(1)人口的分布并不完全遵循随海拔增加而减少、随海拔降低而增加的规律。在西藏,人口密度和居民点密度的峰值出现在海拔4000米左右的高原面地带,从高原面往上或往下,人口分布均呈逐步减少的趋势。(2)青藏高原的人口主要分布在数量有限的居民点。因此,整个区域人口的点状分布的特征比较明显。(3)正是由于有限的居民点集中了区域的绝大部分人口,具有空间地理坐标的居民点可以视作人口分布的重要指示因子。廖顺宝、李泽辉通过12个土地利用类型指数与人口密度的多元回归建模分析,并利用该模型计算出了西藏自治区1km × 1km的栅格人口数据,发现西藏人口分布与土地利用具有密切关系。由于传统的人口密度分布计算方法等值区域法存在一些缺陷,刘艳、马劲松采用核密度估计方法,生成了人口密度从分布中心(城镇)向农村逐渐降低的连续密度分布曲面,并计算了西藏自治区人口密度分布。罗磊、彭骏通过空间自相关分析方法,对近50年来高原北部有代表性的5处荒漠化地区的降水、风速等气候因子,在年内的时间分配格局及变化趋势进行了研究。这些定量分析手段与方法对精确了解西藏人口数量和分布状况具有重要意义。
国内研究者在研究西藏人口分布的同时还对西藏人口承载力和人口资源环境关系进行了相关研究,为西藏人口分布的研究开拓了思路。如曾加芹利用相对资源承载力理论及计算方法,以全国为参照物,选取人口、耕地面积和GDP等指标对西藏20多年来的相对资源人口承载力进行了时空模拟与分析,并探讨了缓解西藏人地关系矛盾的对策。扎央、罗绒战堆从西藏人口现状和耕地资源的承载力的实际出发,认为西藏畜牧业发展面临严重挑战并对此提出了具体建议。陈华、索朗仁青根据对西藏人口、资源与环境现状的分析找出存在的问题,揭示人口与资源及环境之间的相互关系及发展趋势,从而使人们对西藏目前的人口与资源及环境以及三者与可持续发展关系有一个较客观、理性的认识,并提出相应的对策和具体措施,以求人口资源与环境之间的协调与可持续发展。徐霞、辜世贤等综合分析了西藏山南地区贡嘎、乃东、琼结与扎囊四个县的自然和社会人文环境的区域特征,通过分析土地生产潜力和现实生产力水平,用粮食—经济人口承载力指数来评价和预测其人口承载力。成升魁、沈镭对我国青藏高原人口、资源、环境与发展的互动关系进行了探讨,认为可持续发展模式是青藏高原现实和未来的必然选择,从定量分析着手,提出人口增长较快、素质不高是高原可持续发展所面临的基础性障碍,人口与资源、经济匹配不当,承载力相对不足,构成了高原持续发展的巨大负担,不合理开发利用资源,严重威胁着脆弱环境和生态系统,是高原可持续发展的潜伏危机。最后提出适度控制人口、合理开发利用资源,优化经济结构、保护生态环境是实现高原可持续发展的根本措施。
研究西藏人口分布必须考虑西藏人口迁移,目前国内不少学者对西藏流动人口及迁移人口状况进行了研究。1996~1997年西藏大学人口研究所曾经两次开展“拉萨市流动人口”专题调查研究,对拉萨市城关区的流入人口做了大规模的问卷调研,通过讨论拉萨市流动人口的特征和存在的问题,提出相应的政策建议。旦增伦珠博士就“青藏铁路沿线对西藏经济社会影响评估”等课题以及人口流动与经济社会发展问题开展了政策性的评估建议。马戎从西藏经济形态的角度研究西藏流动人口。李含琳认为青藏铁路的开通使西藏的流动人口迅速增加,对于西藏人口分布和城市化有积极影响。
近年来,随着西藏经济的快速发展,国内学者对西藏人口分布变动与城市化进行了研究。樊杰、王海对西藏城镇的“职能—规模—空间”结构变动的综合特征进行了解析并进一步探讨了人口发展,城镇化同资源环境、社会经济的冲突,提出可持续的城镇化是西藏人口发展和城镇化进程中需要努力实现的目标。李含琳认为西藏进入了城镇化的快速发展阶段,西藏已形成了以拉萨市为中心,地区所在的城镇为次中心,县城及较大建制镇为三级中心的城镇层次系统。
随着科学技术的快速发展和交通的快捷便利,铁路对人口集中也有很大的引力。这是由于铁路建设会以直接或者间接的方式带动铁路沿线的产业开发,从而影响区域内的人口分布。以西藏高原为例,21世纪以来,随着青藏铁路的开通和运营,西藏地区的人口流动和人口城镇化水平大大提高,这将有利于人口在地理空间上的科学分布,促进人口适度集中。西藏大部分地区都是人类无法生存或者生存条件非常艰苦的地区,实际上,西藏自20世纪80年代以来只是在部分河谷地区对小部分非常艰苦的牧民实施了搬迁和新居建设工程。李含琳认为,从长远看,解决西藏的人口分布问题要充分考虑铁路开通所引起的产业开发因素,这才是促进人口科学分布的关键。
总之,从目前国内学者对西藏人口分布研究现状上可以发现,很多是从单一的角度来研究西藏人口分布,对西藏的城镇体系研究不多。本书将在前辈或同仁研究的基础上,综合运用定量和定性分析的手段,从多个视角来研究西藏人口分布。
(三)人口分布的相关研究方法
1.空间自相关
空间自相关分析最初起源于生物计量学研究,但21世纪以来,随着计量统计方法在地理学的发展,空间自相关统计方法开始逐渐被学者较多地运用于地理学领域。经过广大地理学家的努力,特别是Cliff和Ord的有关工作,空间自相关分析逐渐发展成为地理空间分析的重要主题之一,在人口地理学中主要用来研究某一特定区域内人口空间分布的模式和动态规律。空间统计分析方法能够扩展和加强GIS的空间分析功能,从而更深入地探索、分析、处理和解释人口分布的空间模式与空间关联,为进一步研究空间模式的发生尺度和塑造该模式的空间过程奠定基础。
在国外,Lioyd利用空间自相关分析了北爱尔兰在社区背景和其他背景下的人口空间集中度。国内学者利用空间自相关分析方法对上海、浙江、山西、沈阳以及长江流域城市人口分布格局及动态变化做了深入研究。也有学者利用空间自相关分析方法的优势,将其运用于对西藏自治区人口空间分布的研究,如武江民等将空间统计分析与GIS相结合对西藏人口分布进行了深入探讨,研究表明西藏自治区人口空间分布呈现“西北—东南”模式,存在显著的空间集聚现象,四种类型的空间关联在空间分布上具有明显的规律性。唐伟运等用局部空间自相关,结合GIS技术对西藏自治区1990~2008年人口分布空间格局的演变进行了分析,结果显示各县市(区)人口总量和密度均有明显增长,人口分布总体上呈现不断集中的态势。综上所述,空间自相关的分析方法在人口分布方面的应用已经十分成熟。
2.夜间灯光数据
夜间灯光数据(DMSP/OLS)以其独特的光电放大特性与对夜间灯光的获取能力,成为人类活动检测的良好数据源,其优势主要有两点:首先,夜间灯光数据不依赖于高空间分辨率,并且数据量非常小,在数据处理时更为简便;其次,夜间灯光数据能反映综合性信息,它涵盖了交通道路、居民住地、城市、经济等密切相关的信息,同时在使用夜间灯光数据时无须单独考虑这些因素。
目前,夜间灯光数据主要用于城市边界提取、城镇扩展研究、人口密度模拟、灾害、能源、经济等领域,早在2003年Henderson等就利用夜间灯光数据,采用一定的阈值,分别提取了旧金山、北京、拉萨等几个发展水平不同的城市边界,并以Landsat TM图像中提取的城市边界为标准做精度评价。在估计城市化水平方面,以陈晋、卓莉等人的研究较为典型,他们首次应用夜间灯光数据,构造了灯光指数用于估算城市化水平。Townsend利用夜间灯火数据研究澳大利亚的电力消费与人口分布。曹丽琴等做了基于夜间灯光数据的城市人口估算。夜间灯光数据应用广泛,也为人口分布的研究提供了新的视角。