中國區(qū)域人類發(fā)展水平的空間集聚及時(shí)空格局演變

張雄

[摘要]利用空間統(tǒng)計(jì)分析方法，基于全局空間和局部空間兩個(gè)角度探究中國區(qū)域人類發(fā)展水平的空間關(guān)聯(lián)性和集聚分布特征，揭示中國區(qū)域人類發(fā)展水平的空間集聚時(shí)空格局演變規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)：在全局空間上中國區(qū)域人類發(fā)展水平一直存在高—高集聚或低—低集聚的效應(yīng)，在局部空間分布上長期呈現(xiàn)出西部地區(qū)低—低集聚和東部地區(qū)高—高集聚的東高西低空間分布特征。LISA集聚圖顯示，中國區(qū)域人類發(fā)展水平的冷點(diǎn)區(qū)域逐漸集中在西部省區(qū)，空間集聚分布格局的變化趨于更加復(fù)雜。

[關(guān)鍵詞]人類發(fā)展水平；空間差異；空間集聚；時(shí)空演變

[中圖分類號]F1299

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]2095-3283（2017）12-0084-05

一、引言

改革開放以來，中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的區(qū)域不平衡與差異是長期備受政府和學(xué)者們關(guān)注的重要問題，多數(shù)研究主要關(guān)注區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、收入、教育等問題的不平衡和差異。然而，近年來區(qū)域人類發(fā)展水平的差異已成為研究的熱點(diǎn)問題之一，主要是借助人類發(fā)展指數(shù)多維評價(jià)區(qū)域社會(huì)進(jìn)步的差異。國家“十三五”規(guī)劃提出“要全面推進(jìn)協(xié)調(diào)發(fā)展、共享發(fā)展，確保全面建成小康社會(huì)”，指出“重點(diǎn)促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)、協(xié)同、共同發(fā)展，努力縮小區(qū)域發(fā)展差距”。本文基于地理空間視角進(jìn)一步研究中國人類發(fā)展水平的區(qū)域異質(zhì)性，探尋其空間集聚格局的演變規(guī)律，對推動(dòng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展和全面建設(shè)小康社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

人類發(fā)展指數(shù)（HDI）是由聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署（UNDP）于1990年首次提出，用以測度和評估世界各國和地區(qū)的人類發(fā)展水平。之后，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及其評價(jià)方式的改進(jìn)，UNDP不斷地修改完善人類發(fā)展指數(shù)（張瀠元，2015）。同時(shí)，人類發(fā)展指數(shù)被廣泛運(yùn)用于衡量一國或地區(qū)內(nèi)部人類發(fā)展水平的區(qū)域異質(zhì)性。我國學(xué)者借鑒UNDP提出的人類發(fā)展指數(shù)理論開展了大量有關(guān)中國區(qū)域人類發(fā)展水平差異的研究（覃成林等，2004；趙志強(qiáng)等，2005；周恭偉，2011；汪毅霖，2012；李晶和郭立文，2013）。從現(xiàn)有研究來看，主要是對中國區(qū)域人類發(fā)展水平數(shù)值差異的比較分析，忽略了各個(gè)區(qū)域數(shù)據(jù)間的空間相關(guān)性和相互作用性，缺乏對中國區(qū)域人類發(fā)展水平的空間差異性分析。因此，本文采用空間統(tǒng)計(jì)方法，分析中國省市區(qū)人類發(fā)展水平的空間差異性，揭示其全局和局部的空間關(guān)聯(lián)性和集聚格局，并探尋空間集聚時(shí)空格局的演變規(guī)律。

二、度量指標(biāo)、研究方法及數(shù)據(jù)來源

（一）人類發(fā)展水平的度量指標(biāo)

對于人類發(fā)展水平的度量一般采用UNDP提出的人類發(fā)展指數(shù)或者擴(kuò)展的人類發(fā)展指數(shù)。鑒于UNDP提出的人類發(fā)展指數(shù)相對比較完善和成熟，且已被廣泛接受和應(yīng)用，故本文遵循UNDP2015年發(fā)布的《人類發(fā)展報(bào)告》中關(guān)于HDI的計(jì)算方法來進(jìn)行HDI的指標(biāo)構(gòu)建和測度。其人類發(fā)展指數(shù)由健康長壽、知識獲取、體面生活水平三個(gè)維度的指標(biāo)構(gòu)成，全面地衡量了人類發(fā)展的狀況，具體構(gòu)建過程如圖1。各指標(biāo)的閾值也采用UNDP《2015年人類發(fā)展報(bào)告》中所使用的最大值和最小值，依據(jù)維度指數(shù)=實(shí)際值-最小值最大值-最小值的公式，分別計(jì)算出各個(gè)維度的分項(xiàng)指標(biāo)指數(shù)，然后利用幾何平均法進(jìn)行HDI指數(shù)的合成。

（二）研究方法

本文主要運(yùn)用空間統(tǒng)計(jì)方法中的探索性空間數(shù)據(jù)分析法（Exploratory Spatial Data Analysis，簡稱ESDA），借助ArcGIS支持，利用GeoDa軟件進(jìn)行計(jì)算和分析，可更直觀、更深刻地動(dòng)態(tài)展示中國區(qū)域人類發(fā)展水平的空間集聚特征，從而揭示中國區(qū)域人類發(fā)展水平的時(shí)空格局演變規(guī)律。ESDA方法主要是探討地理位置相連區(qū)域數(shù)據(jù)間的空間相關(guān)性和空間依賴程度，涉及空間權(quán)重矩陣的設(shè)置、全局和局部空間自相關(guān)分析。

1空間權(quán)重矩陣

空間權(quán)重矩陣的建立規(guī)則有多種，常用的兩種形式為鄰接規(guī)則和距離規(guī)則。本文采用簡單二進(jìn)制鄰接空間權(quán)重矩陣。由于海南省是海島，借鑒相關(guān)研究中常用的處理方法對，即基于海南省與廣東省的地理位置、密切的經(jīng)濟(jì)社會(huì)聯(lián)系，在空間權(quán)重矩陣設(shè)置時(shí)，將兩省作為鄰接關(guān)系處理。

2全局空間自相關(guān)

全局空間自相關(guān)主要描述和測量變量觀測值在整體區(qū)域范圍內(nèi)的空間依賴程度和空間分布特征，用以判斷空間是否有顯著的集聚特性存在。本文采用最為常用的全局Morans I指數(shù)來反映中國區(qū)域人類發(fā)展水平的集聚程度。其計(jì)算公式如下：

I全局=n×∑ni=1∑nj≠iWij（xi-x）（xj-x）（∑ni=1∑nj=1Wij）×∑ni=1（xi-x）2（1）

其中，I全局為Morans I全局指數(shù)，xi、xj為區(qū)域i和j的觀測值，Wij為空間權(quán)重矩陣的元素，n為區(qū)域個(gè)數(shù)。對該指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平α一般取005。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化值顯著且大于零時(shí)，表明存在正空間自相關(guān)，即存在高-高或低—低空間集聚；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化值顯著且小于零時(shí)，表明存在負(fù)空間自相關(guān)，即趨于分散分布；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化值為零時(shí)，呈現(xiàn)獨(dú)立隨機(jī)分布，無空間相關(guān)性。標(biāo)準(zhǔn)化值越大，其全局空間關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)。

3局部空間自相關(guān)

全局空間自相關(guān)沒有反映出空間集聚的具體區(qū)域，為進(jìn)一步研究在局部空間是否有集聚特征存在、區(qū)域單元對局部空間自相關(guān)貢獻(xiàn)大小等，需開展局部空間自相關(guān)分析。本文采用空間聯(lián)系的局部指標(biāo)LISA圖（Local Indicators of Spatial Association）和Moran散點(diǎn)圖進(jìn)行分析。

（1）空間聯(lián)系的局部指標(biāo)（LISA）

局部Moran指數(shù)是衡量局部區(qū)域范圍內(nèi)的空間關(guān)聯(lián)形式的指標(biāo)。其計(jì)算公式如下：

Ii=（xi-x）s2∑jWij（xj-x）（2）

式（2）中，xi、Wij同上文含義；Ii為正值說明該區(qū)域與相鄰周邊區(qū)域之間存在相似值（高值或低值）的空間聚集特征，空間差異顯著?。籌i為負(fù)值說明該區(qū)域與相鄰周邊區(qū)域之間存在非相似值的空間聚集，空間差異顯著大。

（2）Moran散點(diǎn)圖

Moran散點(diǎn)圖是研究分析局部空間不穩(wěn)定性的可視化二維圖，基于區(qū)域單元與其鄰接單元之間的局部空間聯(lián)系形式，可將其劃分為四個(gè)象限。第I象限（HH）：高—高集聚型；第Ⅱ象限（LH）：低—高集聚型；第Ⅲ象限（LL）：低—低集聚型；第Ⅳ象限（HL）：高—低集聚型。Moran散點(diǎn)圖直觀、形象，借助于象限分析能很好地識別出局部空間集聚分布的空間聯(lián)系形式類型。通常將其與LISA顯著性水平相結(jié)合，得到“LISA集聚圖”，用來反映局部空間的“熱點(diǎn)”和“冷點(diǎn)”區(qū)域，從而揭示空間分布異質(zhì)現(xiàn)象。

（三）數(shù)據(jù)來源

本文選擇1995—2015年中國各省市區(qū)人類發(fā)展水平作為樣本數(shù)據(jù)，研究區(qū)域選取中國大陸31個(gè)省、自治區(qū)和直轄市（1995年，1996年不包含重慶）。測算各省市區(qū)人類發(fā)展水平所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒（1996—2016）》，其中預(yù)期壽命數(shù)據(jù)是根據(jù)中國歷次人口普查資料采用內(nèi)插法和外推法計(jì)算得來，各省市區(qū)地理位置邊界的空間數(shù)據(jù)來自于中國地理信息網(wǎng)。

三、結(jié)果與分析

（一）全局空間集聚效應(yīng)

按人類發(fā)展指數(shù)的計(jì)算方法，計(jì)算出1995—2015年中國31個(gè)省市區(qū)的人類發(fā)展指數(shù)，并借助于GeoDa軟件計(jì)算得到1995—2015年中國人類發(fā)展水平的全局Morans I值、標(biāo)準(zhǔn)化Z值及其P值，詳見表1。

可以看出，1995—2015年中所有年份的全局Morans I值均大于零，且在正態(tài)分布假設(shè)基礎(chǔ)上，其標(biāo)準(zhǔn)化Z值均大于35，通過了5%的顯著性檢驗(yàn)，表明中國各省市區(qū)人類發(fā)展水平在全局空間上存在顯著的正空間自相關(guān)，即存在較高人類發(fā)展水平相鄰省區(qū)的空間集聚或較低人類發(fā)展水平相鄰省區(qū)的空間集聚，且這種空間集聚分布格局一直存在。

為了進(jìn)一步探究中國區(qū)域人類發(fā)展水平全局空間集聚分布的演變，繪制其Morans I指數(shù)的時(shí)間變化趨勢圖，如圖2所示。

可以看出，中國人類發(fā)展水平全局Morans I指數(shù)1995—1998年逐漸上升， 1999年略微下降，2000—2010年趨于平穩(wěn)，但近幾年又有下降趨勢，表明中國區(qū)域人類發(fā)展水平的全局空間集聚效應(yīng)呈現(xiàn)出增強(qiáng)—平穩(wěn)—減弱的規(guī)律特征。

（二）中國區(qū)域人類發(fā)展水平的局部集聚特征及其演變規(guī)律

為了深入探究中國區(qū)域人類發(fā)展水平的空間集聚分布特征及其時(shí)空演變規(guī)律，必須進(jìn)一步進(jìn)行局部空間統(tǒng)計(jì)分析。本文選取1995年、2005年、2015年這3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的各省市區(qū)人類發(fā)展指數(shù)，運(yùn)用局部空間自相關(guān)分析方法來剖析不同時(shí)間點(diǎn)下中國局部區(qū)域內(nèi)人類發(fā)展水平的空間集聚分布情況（如圖3）。

對比三個(gè)年份的局部Moran散點(diǎn)圖，可以觀察到具有相似的分布特征。其分布在第I、Ⅲ象限的省市區(qū)數(shù)量明顯較多，而反映空間異質(zhì)性的第Ⅱ、Ⅳ象限分布的省市區(qū)較少，表明中國區(qū)域人類發(fā)展水平局部空間分布以正空間自相關(guān)為主導(dǎo)，屬于高—高集聚和低—低集聚類型；進(jìn)一步細(xì)致研究，發(fā)現(xiàn)第I象限主要集中的是東部省市區(qū)，第Ⅲ象限主要集中的是西部省區(qū)市。這一特征揭示中國區(qū)域人類發(fā)展水平在空間分布上不均衡，呈現(xiàn)出兩極分化特征，基本形成了人類發(fā)展高水平的東部省市區(qū)集聚和人類發(fā)展低水平的西部省市區(qū)集聚兩種類型，與吳映梅等（2008）研究結(jié)果相一致；探究其空間分布差異的原因，主要是東部地區(qū)的省市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、教育水平等整體較中西部地區(qū)的高，從而導(dǎo)致了其人類發(fā)展水平較高。

為了更清晰地了解各個(gè)省區(qū)的空間集聚類型及變化，具體將3個(gè)年度的局部Moran散點(diǎn)圖中各象限對應(yīng)的省區(qū)列舉出來（見表2）。

從表2中可以看出：1995—2015年以來，大部分省市區(qū)的象限分布還是比較穩(wěn)定，31個(gè)省市區(qū)中有18個(gè)分布象限未發(fā)生變化。其中，北京、天津、遼寧、吉林、黑龍江、上海、江蘇一直分布在第Ⅰ象限，呈現(xiàn)出高—高集聚類型，從地理位置來看，這些省市位于我國東部沿海地區(qū)，反映出東部地區(qū)的省市人類發(fā)展水平較高，與其相鄰的省市也具有較高人類發(fā)展水平。四川、貴州、云南、西藏、甘肅、青海、寧夏一直分布在第Ⅲ象限，呈現(xiàn)出低—低集聚類型，說明這些省區(qū)本身具有較低的人類發(fā)展水平，且與其相鄰的省區(qū)也具有較低的人類發(fā)展水平。象限分布變化比較顯著的省市區(qū)有：廣西1995年和2005年處于第Ⅲ象限低—低類型區(qū)，2015年跨入第Ⅰ象限高—高類型區(qū)；河北1995年和2005年處于第Ⅰ象限高—高類型區(qū)，而2015年落入第Ⅱ象限低—高類型區(qū)；新疆1995年和2005年處于第Ⅳ象限高—低類型區(qū)，2015年處于第Ⅲ象限低—低類型區(qū)；陜西由1995年的第Ⅲ象限低—低類型區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)?005年和2015年的第Ⅳ象限高—低類型區(qū)；究其變化原因主要是由其經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和發(fā)展速度決定的。

（三）基于LISA的中國區(qū)域人類發(fā)展水平集聚的時(shí)空演變分析

由于局部Moran散點(diǎn)圖不能判斷各區(qū)域局部空間相關(guān)類型及其集聚在統(tǒng)計(jì)意義上的顯著性，借助LISA集聚圖來更好地反映中國區(qū)域人類發(fā)展水平空間差異的局部變化格局。繪制1995年、2005年和2015年中國區(qū)域人類發(fā)展水平差異的LISA集聚圖（如圖4），其顯著性水平為005。

圖4清晰地展現(xiàn)了中國區(qū)域人類發(fā)展水平差異的空間集聚分布格局及其演變趨勢?？芍?995年中國區(qū)域人類發(fā)展水平空間差異格局主要由顯著的低—低類型地區(qū)（冷點(diǎn)地區(qū)）占主導(dǎo)地位，且在空間分布上形成四川、陜西、貴州、湖南連片分布格局。顯著的高—高類型地區(qū)（熱點(diǎn)地區(qū)）只有河北省，顯著的高—低類型地區(qū)只有湖北省。揭示中國區(qū)域人類發(fā)展水平在中西部地區(qū)呈現(xiàn)出低—低集聚的局部空間自相關(guān)特征。2005年中國區(qū)域人類發(fā)展水平空間分布格局發(fā)了變化，以顯著的低—低和高—高類型地區(qū)為主，且連片分布。顯著的低—低集聚分布區(qū)域集中在西部省市區(qū)，連片分布范圍更廣，表現(xiàn)為人類發(fā)展水平較低的西藏、四川、青海、云南、重慶、貴州等省份在空間上趨于集聚；陜西、湖南不再顯著。顯著的高—高集聚區(qū)域由天津和河北組成。隨著時(shí)間的推移，2015年中國區(qū)域人類發(fā)展水平空間格局又有了新變化，但整體上仍表現(xiàn)出顯著的低—低集聚局部空間自相關(guān)特征。重慶、甘肅不再顯著，新疆由于其人類發(fā)展水平提升較慢，落入顯著的低—低類型區(qū)。值得關(guān)注的是，出現(xiàn)了顯著的低高非典型區(qū)河北，不難理解，是由其所處的地理位置影響所致。河北內(nèi)環(huán)京津，在近10年的發(fā)展中，不僅受京津經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展輻射作用有限，反而受到“回流效應(yīng)”影響。

總體上看，1995—2015年中國區(qū)域人類發(fā)展水平空間格局基本以西部地區(qū)低—低顯著集聚為主導(dǎo)地位，且低—低顯著集聚的地區(qū)逐漸向西轉(zhuǎn)移。中國區(qū)域人類發(fā)展水平空間差異的分布格局演變主要由顯著的低—低空間關(guān)聯(lián)類型推動(dòng)。在2015年的LASI集聚圖中，低—高類型區(qū)的河北呈現(xiàn)顯著，這一變化提示空間分布格局異常，也表現(xiàn)出中國區(qū)域人類發(fā)展水平差異的空間分布格局趨于更加復(fù)雜的變化態(tài)勢。

四、結(jié)論與啟示

通過分析，本文主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：第一，從全局空間來看，1995年以來，中國區(qū)域人類發(fā)展水平一直呈現(xiàn)出顯著的高—高集聚或低—低集聚效應(yīng)，空間集聚效應(yīng)隨時(shí)間的變化特征為：增強(qiáng)—平穩(wěn)—減弱。第二，從局部空間來看，中國區(qū)域人類發(fā)展水平呈東部地區(qū)高—高型和西部地區(qū)低—低型的兩極分化集聚格局。第三，基于LISA集聚圖分析，顯示1995—2015年中國區(qū)域人類發(fā)展水平空間格局基本以西部地區(qū)低—低顯著集聚為主導(dǎo)地位，且低—低顯著集聚的地區(qū)逐漸向西轉(zhuǎn)移。

得到以下啟示：1政府相關(guān)部門應(yīng)高度重視我國人類發(fā)展中長期存在的空間差異問題，需重新審視前期解決區(qū)域人類發(fā)展差異的相關(guān)政策和措施，制定切實(shí)有效的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展政策。2在研究中國區(qū)域人類發(fā)展差異問題時(shí)，要充分探尋其空間差異時(shí)空格局的動(dòng)態(tài)演變規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，制定有針對性的政策。3針對西部地區(qū)人類發(fā)展水平整體較低的狀況，找出共同的潛在影響因素和原因，嘗試從區(qū)域整體角度制定促進(jìn)西部地區(qū)人類發(fā)展的相關(guān)政策。

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（責(zé)任編輯：張彤彤藍(lán)亮）