秦新喜+高敏華

摘 要：利用全國第五次、第六次人口普查數(shù)據(jù)中的烏魯木齊市街道數(shù)據(jù)，分析烏魯木齊市21世紀(jì)初人口分布變動(dòng)情況，運(yùn)用行政區(qū)劃法、自然標(biāo)志方法、圈層距離法、方向距離法對(duì)街道數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，并結(jié)合SPSS軟件分析功能模擬了2次人口普查時(shí)人口分布模擬。結(jié)果表明：21世紀(jì)初烏魯木齊市水磨溝區(qū)人口增減幅度為116.40%，烏魯木齊縣人口增減幅度為-60.38%，人口向城市中心聚集明顯，烏魯木齊市人口數(shù)量整體呈上升趨勢(shì)；烏魯木齊人口聚集的區(qū)域與環(huán)形道路和城市路網(wǎng)為骨架的城市建設(shè)格局有密不可分的關(guān)系；烏魯木齊市人口聚集方式主要是向城市中心聚集，21世紀(jì)初烏魯木齊的圈層人口密度變動(dòng)曲線的交點(diǎn)大約在10km處，圈層人口密度變化主要在20km內(nèi)；利用SPSS軟件對(duì)人口數(shù)量分布模型的預(yù)測(cè)表明，烏魯木齊市人口符合很多模型，但最優(yōu)的是三次方函數(shù)模型。

關(guān)鍵字：21世紀(jì)初；人口分布；模擬；烏魯木齊

中圖分類號(hào) S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）21-0088-06

The Change and Distribution of Population in Urumqi at Early Twenty-first Century

Qin Xinxi1 et al.

（1College of Research and Environment Sciences，Xinjiang University，Urumqi 830046，China）

Abstract：Using the fifth and sixth census data in Urumqi streets and four different methods of dividing Street data to analyze the population distribution changes in Urumqi from 2000 to 2010，and analyzes the function simulation of the two census of population distribution simulation with SPSS. The results showed that from 2000 to 2010，the population of Urumqi of Shuimogou District has a substantial increase，but in Urumqi County population decrease. The population gathered obviously in the center of Urumqi and it have a positive trend；The Urumqi population distribution is related to the main ring road and city road construction；from 2000 to 2010，using concentric sphere analytic method to analyze the evolution on the density of population and focus at around 10km，the circle population density have a strongly flatter when the distance to city center least to 20km；we using the software to predict the population distribution model showed that Cubic model is the optimal one to describe population density distribution of Urumqi both in 2000 and 2010.

Key words：Early twenty-first century；Population distribution；Modelling；Urumqi

在空間上，人口分布是人口過程的最終體現(xiàn)。在城市人口密度分析中，單核心城市人口密度模型中離城市中心的距離是唯一的內(nèi)生變量。經(jīng)典的人口分布模型的理論基礎(chǔ)來自于杜能（Von Thünen）的農(nóng)業(yè)區(qū)位理論，后來被發(fā)展為表達(dá)城市人口分布的數(shù)學(xué)模型[6-10]，其中的人口分布模型除了常見的模型外，有研究表明Cubic三次方函數(shù)模型也是描述有些城市人口分布的最優(yōu)模型[9-10]。對(duì)中國大城市人口分布與郊區(qū)化的研究[11-15]表明部分大城市中心區(qū)人口數(shù)量和密度下降，人口郊區(qū)化現(xiàn)象已經(jīng)出現(xiàn)，中國部分大城市人口分布符合Clark和Smeed模型。就烏魯木齊而言21世紀(jì)以來的研究則主要是對(duì)城市人口分布特征以及人口分布模型等的探討[16-20]。但是幾乎沒有對(duì)烏魯木齊城市人口分布與聚集化的研究，別的省市人口分布模型的模擬很少利用人口普查資料。本文綜合已有的研究方法，總結(jié)運(yùn)用4種不同的方法對(duì)烏魯木齊人口分布變動(dòng)進(jìn)行了研究，其中的圈層距離法和方向距離法在以往人口分布研究中比較鮮見，利用蒼穹切割技術(shù)獲取精確的數(shù)據(jù)對(duì)烏魯木齊市人口分布模型的定量研究。

1 研究方法

利用烏魯木齊第四次、第五次人口普查資料進(jìn)行分析，在地域范圍上，本文主要采取了行政區(qū)劃法、自然標(biāo)志法、圈層距離法和方向距離法4種方法。

1.1 行政區(qū)劃法 行政區(qū)劃法就是將城市以城市的行政區(qū)為單位劃分。由于烏魯木齊的區(qū)劃變動(dòng)較大，目前采用7個(gè)市轄區(qū)和一個(gè)縣進(jìn)行劃分（圖1）。7個(gè)市轄區(qū)分別為天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、新市區(qū)、水磨溝區(qū)、頭屯河區(qū)、達(dá)坂城區(qū)、米東區(qū)，1個(gè)縣為烏魯木齊縣?？紤]到街區(qū)一級(jí)的行政單元區(qū)劃變化較大，加之許多街區(qū)無明顯地域范圍，對(duì)相關(guān)街區(qū)的人口進(jìn)行合并處理，處理后得到街區(qū)單元82個(gè)。endprint

圖1 烏魯木齊市行政區(qū)劃法的空間劃分

1.2 自然標(biāo)志法 自然標(biāo)志法（又稱環(huán)線劃分法）是以城市的自然建筑為標(biāo)志進(jìn)行劃分，烏魯木齊是以本市的外環(huán)路（內(nèi)環(huán)線）和河灘快速路、繞城高速、連霍高速、烏奎連接線構(gòu)成的環(huán)線（外環(huán)線）為標(biāo)志對(duì)烏魯木齊的地理空間進(jìn)行劃分，故又稱環(huán)線劃分法。

2010年內(nèi)環(huán)線以內(nèi)的地區(qū)包括16個(gè)街道，面積51.3km2，人口102.59萬人。內(nèi)、外環(huán)線之間的地區(qū)包括54個(gè)街道（鄉(xiāng)、鎮(zhèn)），面積815.2km2，人口171.24萬人。外環(huán)線以外的地區(qū)包括28個(gè)街道（鄉(xiāng)、鎮(zhèn)），面積13349.8km2，人口37.43萬人。

1.3 圈層距離法 圈層距離法是以城市的某個(gè)點(diǎn)或某段街道為中心，以不同距離為半徑畫圈，以此來測(cè)量和分析不同圈層之間人口狀況?？紤]到烏魯木齊市地形地貌特點(diǎn)，本研究區(qū)是以天山區(qū)、水磨溝區(qū)、新市區(qū)、沙依巴克區(qū)交線為中心，分別以2km、5km、10km、20km為緩沖區(qū)半徑進(jìn)行計(jì)算和分析。

為了更準(zhǔn)確的獲得不同緩沖區(qū)下的街道數(shù)據(jù)，在烏魯木齊市街道矢量圖上，運(yùn)用Arcgis、蒼穹等GIS專業(yè)軟件進(jìn)行切割。運(yùn)用蒼穹的步驟如下：（1）確定4個(gè)區(qū)（天山區(qū)、水磨溝區(qū)、新市區(qū)、沙依巴克區(qū)）的交線。（2）建立不同半徑的緩沖區(qū)（如2km、5km的緩沖區(qū)）。（3）用不同半徑的緩沖區(qū)來切割烏魯木齊市街道矢量數(shù)據(jù)。（4）對(duì)切割后的圖斑屬性進(jìn)行操作，合并各部分中的街道矢量數(shù)據(jù)，計(jì)算各部分圖斑面積；增加并填寫所需字段，如人口總數(shù)。（5）分別計(jì)算不同半徑范圍內(nèi)的指標(biāo)。

1.4 方向距離法 方向距離法是以城市某個(gè)點(diǎn)為中心，分別測(cè)量和計(jì)算東南西北4個(gè)不同的方向不同距離點(diǎn)所在街道區(qū)域內(nèi)的各種人口指標(biāo)情況，如烏魯木齊市是以幾何中心點(diǎn)為中心。采用本方法是等距，一般是10km。

通過以上的論述可以看出，后3種方法都是運(yùn)用GIS的技術(shù)方法獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)資料。

本文的人口數(shù)據(jù)資料主要來源是街道、鄉(xiāng)一級(jí)的全國第五次、第六次人口普查資料的烏魯木齊市街道數(shù)據(jù)，由于2000—2010年烏魯木齊市的部分行政區(qū)劃發(fā)生改變，因此綜合情況下對(duì)部分街道做了合并處理（表1）。

2 城市人口分布的變動(dòng)

2.1 行政區(qū)劃法

2.1.1 人口數(shù)量的變化 從人口普查數(shù)據(jù)分析，烏魯木齊市2000年總?cè)丝跀?shù)為224.715萬人，2010年增加到311.2559萬人，增長(zhǎng)幅度為38.51%。其中，人口增長(zhǎng)最多的是水磨溝區(qū)，人口增長(zhǎng)了21.0289萬人，增幅高達(dá)116.4%；天山區(qū)人口增長(zhǎng)了23.611萬人，新市區(qū)增長(zhǎng)了24.9231萬人，增長(zhǎng)幅度分別為51.31%和51.81%；沙依巴克區(qū)、頭屯河區(qū)、達(dá)坂城區(qū)、米東區(qū)人口也在增加，增幅分別為37.84%、32.77%、10.48%、25.39%。同期，烏魯木齊縣人口減少了12.6778萬人，減少幅度為60.38%。

2.1.2 人口密度的變化 從人口普查數(shù)據(jù)看，烏魯木齊縣人口密度明顯下降，天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、新市區(qū)、水磨溝區(qū)、頭屯河區(qū)上升，達(dá)坂城區(qū)、米東區(qū)人口密度微升。具體表現(xiàn)在：（1）水磨溝區(qū)人口密度大幅度上升，人口密度由2000年的16789人/km2，2000年上升到36333人/km2，上升幅度達(dá)116.4%。（2）烏魯木齊縣人口密度下降明顯，1990—2000年下降了60.38%。（3）天山區(qū)、新市區(qū)人口密度顯著上升，同期分別上升了51.31%、51.81%。（4）沙依巴克區(qū)、頭屯河區(qū)、達(dá)坂城區(qū)、米東區(qū)人口密度也有所上升（表2）。

2.2 自然標(biāo)志法——不同環(huán)線間的人口變動(dòng) 2000至2010年，內(nèi)環(huán)線人口增加了28.18萬人，人口增幅達(dá)到37.87%；內(nèi)外環(huán)線之間人口增加了51.79萬人，人口增幅高達(dá)43.36%；外環(huán)線以外人口也在增長(zhǎng)，但10年卻增長(zhǎng)了6.58萬人，增幅為21.33%（表3）。表明烏魯木齊市人口的擴(kuò)散方式，內(nèi)環(huán)線以內(nèi)人口逐漸達(dá)到飽和，以環(huán)形道路與放射性道路作為基本骨架向內(nèi)外環(huán)線之間的區(qū)域擴(kuò)散，這與城市的建設(shè)格局有密切的關(guān)系。

2.3 圈層距離法

2.3.1 規(guī)律性特征 運(yùn)用GIS技術(shù)，在烏魯木齊市街道矢量圖上，以天山區(qū)、水磨溝區(qū)、新市區(qū)、沙依巴克區(qū)交線為全市的中心線，則離市中心10km環(huán)帶內(nèi)地區(qū)，人口大幅增加，10km以外地區(qū)，人口增速遲緩，并顯示出離城市中心近，人口增幅相對(duì)較大，離城市中心越遠(yuǎn)，人口增長(zhǎng)幅度越小的規(guī)律性特征（表4）。

2.3.2 不同圈層人口的比重變化也能反映人口的圈層式外遷 在0～2km圈層內(nèi)，2000年人口占總?cè)丝诘?6.27%，到了2010年上升到20.29%；10～20km的圈層內(nèi)，2000年人口占17.76%，到了2010年人口卻僅占16.59%（表5）。

2.3.3 密度變化 2000—2010年的圈層人口密度變動(dòng)曲線的相交點(diǎn)大約在10km處。2000年烏魯木齊市人口密度的最高值為8917人/km2，在距市中心線2～5km內(nèi)；2010年烏魯木齊市人口密度的最高值上升到13938人/km2，處在2km內(nèi)（圖2）。10km外，2010年與2000年相比上升緩慢，反映了城市向內(nèi)聚集發(fā)展，人口分布發(fā)上來重大的變化。人口密度增長(zhǎng)幅度超過30%的地區(qū)全部在10km內(nèi)，2km內(nèi)增減幅度高達(dá)72.67%）。

2000—2010年的圈層人口密度變化主要在10km處。從圖可以看出，在距離市區(qū)中心線的10km處（圖3），2000年和2010年人口密度相差不大，雖然2010年的密度相對(duì)高一點(diǎn)。說明烏魯木齊市人口遷移方式是像城市中心聚集。

2.4 方向距離法——不同方向人口分布變動(dòng)

2.4.1 同一時(shí)間、不同方向的人口密度不同 由于烏魯木齊不同方向、不同地域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、商業(yè)發(fā)展以及一些地形地貌條件的影響，同一時(shí)間不同方向的人口分布有所差異。

2.4.2 同一時(shí)間、不同時(shí)間的人口密度變化明顯 從2000年和2010年不同方向的人口數(shù)量（圖4、圖5）可以看出，10年間人口分布變動(dòng)顯著。4個(gè)方向中，2010年與2000年相比朝北方向人口數(shù)量上升顯著 ，主要因?yàn)槌悄铣菛|因受地形地貌、工業(yè)、經(jīng)濟(jì)等綜合因素的影響，人口數(shù)量上升相對(duì)城北遲緩（表6）。

3 人口分布變動(dòng)模擬

本文采用2000年和2010年的全國人口普查街道數(shù)據(jù)，運(yùn)用GIS的圈層距離法，利用SPSS軟件進(jìn)行分析和模擬。根據(jù)人口分布變動(dòng)的基本情況，本文選取了11種函數(shù)模型，這些函數(shù)模型包括了線性函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、S曲線函數(shù)等。在模擬過程中，這11種函數(shù)模型全部選用，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果，對(duì)模型進(jìn)行篩選，排除無效模型，最后根據(jù)R2值得大小及生成圖形的擬合優(yōu)度來確定最佳模型。

3.1 2000年烏魯木齊市人口數(shù)量模擬 通過上述2個(gè)表分析結(jié)果可知，三方函數(shù)模型為最優(yōu)模型，因此可以給出2000年烏魯木齊市人口數(shù)量模型為：0～10km人口數(shù)量三次方模型：

Y=101328.523-6741.447x+266.892x2-4.124x3

2000年10km以外人口數(shù)量三次方模型為：

Y=32962.334-1954.34x+51.7x2-0.581x3

3.2 2000年上海市人口數(shù)量模擬

2010年0～10km人口數(shù)量三次方模型：

Y=162500.027-14086.773x+596.955x2-9.267x3

2010年10km以外人口數(shù)量三次方模型為：

Y=74525.708-4262.335x+88.486x2-0.636x3

3.3 模型討論 （1）根據(jù)表7～10的模擬，表中幾個(gè)模型的回歸系數(shù)均比較高，其中三次方函數(shù)模型的模擬回歸系數(shù)在0.98～0.992，說明三次方函數(shù)模型對(duì)烏魯木齊市0～10km和10km以外的人口數(shù)量分布較其他幾種函數(shù)模型很具有說服力，烏魯木齊市2000年和2010年的人口密度分布符合三次方函數(shù)模型，而別的函數(shù)模型都不是最優(yōu)的函數(shù)模型。（2）在三次方方程中，當(dāng)x=0時(shí)，Y=b0表示在市中心或距市中心10km處的理論人口密度。從幾個(gè)模型可以看出2000—2010年，0～10km模擬時(shí)，烏魯木齊市中心的理論人口數(shù)量從101329人上升到162500人，同樣10km以外模擬時(shí)，10km處的人口數(shù)量從32963人上升到74526人，10km處人口數(shù)量上升幅度明顯沒有市中心大，城市人口整體呈上升趨勢(shì)，靠近市中心上升幅度更大（表7～10）。

4 結(jié)論

（1）從2000年2010年的10年中，烏魯木齊市人口分布方式除烏魯木齊縣以外呈普遍上升趨勢(shì)。水磨溝區(qū)人口數(shù)量增長(zhǎng)幅度高達(dá)116.40%，烏魯木齊縣人口數(shù)量減少了60.38%。其他區(qū)均有增長(zhǎng)，天山區(qū)和新市區(qū)人口數(shù)量增加幅度均超過50%。

（2）內(nèi)環(huán)線以內(nèi)人口數(shù)量增幅為37.87%，內(nèi)外環(huán)線之間人口數(shù)量增幅為43.36%，外環(huán)線以外區(qū)域人口增幅卻僅有21.33%。表明烏魯木齊市人口向市中心聚集，主要以環(huán)形線路和城市交通路網(wǎng)為基本骨架的格局有密切的關(guān)系。

（3）烏魯木齊市人口聚集方式主要是像市中心聚集，離市中心線越近人口增幅越大，0～2km內(nèi)人口數(shù)量增幅高達(dá)72.66%，而20km以外人口增幅僅有17.67%。具有離城市中心越近，人口增長(zhǎng)幅度越大，離城市中心越遠(yuǎn)，人口增長(zhǎng)幅度越小的特征。距離市中心線10km處，2000年和2010年人口密度相差不大，說明烏魯木齊市人口聚集距離并不遠(yuǎn)。

（4）通過計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序模擬，表明烏魯木齊市人口數(shù)量分布符合三次方函數(shù)模型，認(rèn)為沿用多年的指數(shù)函數(shù)雖然能基本反映人口數(shù)量分布的基本情況，但不是最優(yōu)模型。

（5）人口聚集式發(fā)展是烏魯木齊市人口分布發(fā)展的趨勢(shì)，以上的研究證明了這一點(diǎn)。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與西方發(fā)達(dá)國家城市相比有很大差距，西北地區(qū)與內(nèi)陸發(fā)達(dá)地區(qū)也存在著差異，所以烏魯木齊市人口聚集表現(xiàn)為像城市中心聚集。

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（責(zé)編：張長(zhǎng)青）endprint