南水北調中線水源區人口分布變化分析

阿蘭初 徐粉紅 郭建忠 胡石濤

(南陽師范學院 環境科學與旅游學院，河南 南陽 473061)

0 前言

本文在綜合分析當前本領域研究成果的基礎上，從專業角度觀察南水北調中線水源區人口分布變化，分析水源區人口分布存在的問題，找出南水北調中線水源區人口分布在空間上的規律，借鑒固有研究成果及成功經驗，進行具體分析實地論證，科學調整人口分布，為當地政府規劃南水北調中線水源區人口布局規劃提出合理建議，為南水北調中線水源區制定人口政策提供相關參考［1］。

1 研究區概況及數學模型

1．1 研究區概況

南水北調中線水源區位于豫、陜、渝、鄂四省交界地帶，包括了丹江口水庫及周邊地區和漢江、丹江流域及其包含的支流流域。水源區介于秦巴山地與伏牛山山系和米倉山山脈之間，東部是南陽盆地，北部及東北部有黃河、淮河，西南部有嘉陵江。該地區水能資源豐富，土地廣闊，地形復雜，形成了獨特的旅游資源。水源區涉及秦、豫和鄂三省的35 個縣4 個市，土地面積約10 萬平方千米。

1．2 數學模型

1．2．1 人口密度

人口密度一般被看作是衡量人口分布的重要指標，它反映一定地區的人口密集程度，是指單位土地面積上居住的人口數［1］。計算公式:D = P/S，其中該地區人口密度用D 表示，人口總數用P 表示，土地總面積用S 表示［3］。應當注意的是，人口密度提供的只是一個平均數，它掩蓋了所計算范圍的內部差異，考慮的范圍越小，所計算出的人口密度越能反映出人口分布的真實情況。

1．2．2 人口分布不均衡指數

一個地域內人口空間分布不均衡程度的計量指標是用人口分布不均衡指數U 來度量，其公式為［1］:

阻塞網絡可以阻止共塔頻率對本頻率的干擾，對于本臺其他頻率的干擾應該怎么處理呢?如果再增加阻塞網絡,會使得整個網絡臃腫龐大,同時也增加了網絡設計的難度。由于本臺其他天線發射頻率相比較共塔頻率的干擾要小得多，我們可以采取被動吸收網絡（也稱陷波）的方式來消除，根據干擾的強度大小，采用不同的吸收方式。圖3是四種不同吸收網絡組成形式原理圖。

其中，用U 表示不均衡指數;n 表示調研區內縣市的地域總個數;xi表示i 行政單元人口與調研區總人口之比;yi為i 行政單元的土地面積除以調研區總土地面積所得的商。U 數值的大小關系著區域人口空間結構是否均衡，U 值越大，說明區域人口的空間結構越不均衡;與此相反，空間結構趨向均衡［3］。

1．2．3 基于變異函數的分布模式研究

區域化變量、空間插值的空間相關和變異分析這兩大領域是地統計學的研究對象。半變異函數的計算公式如下［5］:

其中，h 為樣本距;N(h)為間距，為h 的樣本對的總個數;樣本空間樣本Si的屬性值用Z(Si)表示，距樣本Si距離為在h處的樣本的屬性值用Z(Si+h)表示［4］。半變異函數3 個主要參數是塊金值(C0)、自相關尺度(a)以及基臺值(C0+C)［6］。

高斯模型的一般公式［5］:

式中，C0為塊金常數;C 為拱高;C0+C 為臺基值。由于當h，即當時，r(h)≈C0+C，所以該模型的變程約為。當C0 為0，C 為1 時，稱作為標準高斯模型。

1．2．4 克里金插值法

克里金插值法亦稱為空間局部插值方法，是以變異函數理論和結構分為基礎，在有限領域內對區域化變量進行無偏最優估計的一種方法。

2 水源區人口分布研究結果及分析

2．1 人口密度

2000年，南水北調水源區人口密度最大的縣是城固縣，人口密度最小的是位于大巴山東端的房縣。各市縣的人口密度從大到小是:城固縣＞佛坪縣＞石泉縣＞漢陰縣＞鎮坪縣＞柞水縣＞白河縣＞丹鳳縣＞商南縣＞欒川縣＞鄧州市＞房縣;到了2011年人口密度最大的縣依舊是城固縣，人口密度相對較大的市縣分別是鄧州、內鄉、淅川、漢陰和南鄭。

2000—2011年人口密度在空間上發生了明顯的變化，2000年的幾個人口密度大縣，到2011年其人口密度已有較大幅度的下降。從2011年的人口數據上來看，人口規模最大的是位于南襄盆地的鄧州市，人口數量約為150 萬人，而規模最小的是位于大巴山腹地的佛坪縣，人口數量約為3 萬人。

由此可以知道水源區人口在空間分布上并不存在著明顯的集聚性，2000—2011年人口密度在空間上發生了明顯的變化。水源區人口密度較大的縣市由2000年的11 個縣市到2011年直接降到只有2 個縣市，降幅較大。2000—2011年，水源區人口總數增加了約6．9 ×105人。

2．2 人口分布不均衡值

不均衡指數U 是測度南水北調中線水源區各縣市人口空間結構在地域上的特點。利用數據公式計算出水源區人口分布的不均衡指數，其中2000年為0．013 1，2011年為0．014。數據顯示2000年至2011年的11年中，南水北調中線水源區人口分布趨向于不均衡。進入21 世紀后，隨著中國經濟的發展，水源區人口流動較大，加上自2003年底南水北調中線開始動工以來，水源區各縣市通過人口遷移和人口集聚化發展，使得人口分布趨向不平衡，但變化不是特別大。

2．3 基于變異函數分布模型的分析

通過對2000年水源區人口密度異向Moran’s I 分析，可以看出，同向45°的決定系數在－0．837～0．837之間，區域變異程度越弱，說明區域的自相關性越強，區域變異程度與自相關性呈負相關。2011年異向函數模型的決定系數變化在－0．923～0．923之間，變程在0～2．98之間，其值為正值且逐漸降低，說明人口密度在區域間逐漸穩定，其自相關性增強。

根據人口密度分布和變異函數，得到2000年和2011年各向同性、各向異性半變異函數的理論曲線，可以看出2000和2011年各向異性變異函數的曲線基本一致，曲線走勢平緩，相關系數由2000年的0．286降低到0．275，在10年間變異性逐漸降低。變異函數曲線在不同方向上的變化有規律可參照，說明人口密度在空間上有一定的聯系，進而表明該地區人口分布存在一定的聯系。

在各向異性分析上以0°、45°、90°做比較分析，變異函數曲線的初始值在三個方向上都非常相近，說明在小范圍內，變異程度不明顯。在高斯模型下，在0°、45°的半變異函數曲線走勢大致相同，同時其決定系數變程在2．33前后達到最大值，由此得出在0°、45°方向上人口密度的半變異性類似;90°方向相對0°、45°方向，半變異函數曲線的走勢平緩，變異性也相對較弱。

表1 水源區人口密度變異函數理論模型的相關參數

2．4 克里金插值分析

從圖2 可以看出，宏觀上看水源區人口的空間分布和全國絕大多數地區一樣從東向西逐漸減少，并且東部人口相比西部人口聚集程度更高。其中以107°E，33°N 為中心，人口密度呈類同心圓向四周遞減，在106°～109°E，33．5°～34．1°N 之間的區域人口分布較少。其影響人口分布差異的主要因素是地形，東部為南襄盆地，盆地里的局部地形是平原，地形開闊，氣候宜人，交通便利，環境承載量大，適宜人類生存生活。呈類同心圓遞減分布的區域是漢中谷地，其南部是大巴山，北部是秦嶺山脈。從整體上說，水源區人口集中分布的區域是丹江口水庫庫區周邊地形平坦以及漢江、丹江流經的河谷地帶。

3 結論與建議

3．1 結論

本次研究以縣市單元為單位對象，通過運用人口密度、人口分布指標、空間變量自相關性分析和克里金插值法以及GIS 技術等工具，對近年來南水北調中線水源區人口分布特點進行數學建模分析。其主要結論如下:

(1)南水北調中線水源區人口在空間分布上集聚性不明顯且不具有連續性;人口規模區域差異性明顯;水源區人口密度較大的縣市分布在河谷地帶以及交通干線;水源區東部平原地區人口密度高于水源區西部山地地區。

(2)通過觀察變異函數對水源區人口分布的空間自相關分析，可以得出，全局自相關指數值為正值且呈逐漸降低的趨勢，由此表明水源區人口密度的分布差異呈遞減趨勢，即大多數地區的人口密度分布與其周邊地區的人口密度分布差異逐漸縮小。主要表現丹江和漢水支流流域人口高密度集聚區的人口密度減小，大巴山東端房縣等人口低密度集聚區人口密度增大。

其主要影響因素有:①區域之間發展條件的差異;②國家政策;③地區經濟發展程度。

3．2 建議

隨著水源區人口的增長，退耕還林、生態修復等工程的實施，耕地面積也不斷減少，人地關系進一步緊張。因此，采取積極有效的措施緩解人地矛盾變得刻不容緩［11］。

(1)進行準確的人口預測，制定周密的人口發展計劃和嚴格執行人口政策，建立人口合理分布的模型，創新人口管理體制，推進人口發展方式的轉變。國家應該完善對水源區移民的福利制度，正視水源區人民為南水北調做出的重大犧牲［10］。

(2)地方政府應該積極配合落實移民政策。抓緊進行各項基礎設施的建設，包括醫療、衛生、交通、教育，做好迎接移民的準備。此外，應統籌各方面利益，實現經濟、社會、生態利益協調發展。

(3)結合當地特色，發展特色經濟，為當地居民未來謀出路。中線水源區多處于山區，應合理發展生態經濟產業，建立以水源渠首為主題的觀光教育景點，在發展當地經濟的同時加強民眾的環保意識;同時結合當地獨特氣候和原有經濟基礎，發展以林業為主，農業和副業為輔的立體經濟。

(4)多渠道宣傳國家政策，做好水源區移民動員工作。移民新村周邊居民也需要理解移民者背井離鄉的心情，給予他們生活方面更多的幫助，情感方面給予更多關懷。充分發揮社會輿論的作用，實現水源區居民對國家政策的理解與配合。南水北調中線水源區工程建設規模大，涉及數十萬當地居民的切身利益，動員與宣傳工作應做到位。

(5)在專業評估的基礎上合理配置水源區居民分布。南水北調中線水源區地處山區，生態脆弱，應合理評估渠首工程的后續可持續發展，充分考慮當地具體情況，在充分調研的基礎上提出居民分布及外遷的可行性方案。

(6)應該有效借鑒和吸收三峽工程及小浪底工程移民的經驗及教訓。實踐證明，巨大的水利工程將會引發深層次寬領域的后續問題，南水北調中線水源區在移民過程中應當借鑒有關經驗教訓，考慮后續可持續發展問題，綜合考慮地理、生物等各相關領域的影響因素，遵守自然規律，實現人與自然的和諧。

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