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人口分布在一定区域内受社会生产方式、经济发展水平、交通可达性及历史等多种因素的影响与制约，研究人口分布特征和规律对协调人地关系、科学管理人口、资源和环境等具有现实意义[1-2].因此，人口分布研究历来受到学者重视.近年来，国内学者对人口分布研究主要有以下方面：①研究对象为不同群体，针对外来人口、流动人口、少数民族等不同群体研究其空间分布[3-5]；②从不同尺度来看研究区域，或针对广州市、北京市、南京市等主要城市[6-8]，或针对四川省、东北三省、省际等全省或跨省区域[2, 9-10]，或针对整个中国的人口空间分布变化[11-12]的研究；③研究方法多结合GIS技术，利用空间自相关[2]、人口集中指数[3]、探索性空间数据分析(ESDA)[5]、人口密度[6]、人口重心[8]、洛伦兹曲线[9]、人口不均衡指数[11]、基尼系数[12]等方法研究人口空间分布的集聚程度及演化情况.由此看出，人口分布时空演变特征的研究方法已较成熟，研究对象多为经济较发达省市或城市群，研究尺度较大；而针对经济欠发达、研究单元尺度较小的小城市研究较少.
清远市是珠三角北缘的门户城市，广清一体化发展战略的实施，使清远市南部地区快速融入珠三角，促进了清远市快速发展.人口的变动影响城市内部经济、社会、产业等各要素结构和布局的变化[13]，人口的合理分布可以促进经济的发展.关于清远市人口空间分布时空演变特征方面的研究，余洋[14]运用Google Earth软件提取影像地物信息分析了清远市人口密度.本研究选取广东省清远市为研究区域，以乡镇(街道)为研究单元，选用2005年—2015年清远市人口数据，运用ArcGIS和GeoDa等软件分析清远市人口时空演变特征，拟为清远市人口管理和经济发展提供科学依据.
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清远市(23°26′56″N-25°11′40″N，111°55′17″E-113°55′34″E)位于广东省中北部、北江中下游，南邻广州、佛山，北接韶关、湖南和广西.现辖清城区、清新区、佛冈县、阳山县、连南瑶族自治县、连山壮族瑶族自治县，并代管英德市和连州市2个县级市，共2区2市4县，总面积1.9万km2，2015年末全市总户籍人口418.51万人.
本研究人口数据来自2005年—2015年清远市各县(市、区)统计年鉴，地图数据源自国家基础地理信息中心1:100万数据库.由于研究时段内部分年份行政区调整和人口统计数据不全，故选取研究区2005年、2008年、2012年和2015年的人口数据；为了数据统一性及数据获取与处理的方便，以2015年清远市行政区划为统计基础处理数据，选取86个乡镇(街道)研究单元(清新区笔架林场数据不全，未列入).
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人口密度是指单位土地面积分布或承载的人口数量(人/km2)，反映区域人口数量与土地面积间比例关系[2].参照中国人口分布密度分级[15]、人口密度分级原则和标准[16]，将清远市人口密度分布划分为：集聚核心区(＞1 000人/km2)、高度密集区(500~1 000人/km2)、中度密集区(400~500人/km2)、低度密集区(200~400人/km2)、一般过渡区(100~200人/km2)、相对稀疏区(50~100人/km2)、绝对稀疏区(＜50人/km2)七大类.
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空间自相关分析是一种探索性空间统计分析方法，其主要思想源自地理学第一定律，认为空间数据存在地理位置的空间自相关性或依赖性和关联性[17-18].
1) 全局空间自相关性
全局Moran’I指数是研究全部空间数据的依赖性和关联性.假设n为空间数据个数，xi，xj为空间位置i，j属性值，wij为空间权重矩阵；采用标准化统计量Z对Moran’I显著性检验，其公式分别如下[18]：
式(1)中：I取值范围为[-1, 1]，I＜0时，为负空间自相关性，研究单元离散分布；I＞0时，为正相关，集聚分布；I=0时，为不相关，随机分布.式(2)中：E(I)为期望值；VAR(I)为标准方差.
2) 局部空间自相关性
全局空间相关统计反映区域变量是否存在空间集聚状态，无法表示集聚的空间状况，需对空间数据进行局部空间自相关分析.本研究选用LISA集聚图和Moran散点图进行研究.
① LISA集聚图
LISA(Anselin’s LISA)又称局部Moran指数，是衡量空间单元与邻近单元相似属性及其显著性的指标，计算公式如下[19]：
式中：Wij为空间自相关权重矩阵；Zi和Zj均为标准差标准化后的属性值.
② Moran散点图
Moran散点图反映局部或小范围不稳定性特点. 4个象限分别为HH(高高聚集)、LL(低低聚集)、HL(高低聚集)、LH(低高聚集)，与LISA聚集图相对应，反映4类分析单元与其临近单元间关联状况，探索清远市人口分布的空间异质性特征.
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人口分布结构指数包括人口分布不均衡指数和集中指数，总体分析区域人口空间分布集中或分散程度及其变动趋势，公式为[1]：
式中：U为不均衡指数；C为集中指数；n为研究区域内部子区域数量；i为某一子区域；Pi和Si分别为i区域人口和面积之和，P，S分别为该地区总人口与总面积. U值和C值介于0到1间，数值越趋于0，人口分布越均衡；数值越接近1，人口分布越不均衡.
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人口重心迁移是测度区域人口分布演变的重要指标，重心位置一般用经纬度表示，其公式如下[16]：
式中：设区域有i个子区域；X，Y为人口重心坐标；Pi为i区域人口数，(Xi，Yi)为i区域中心坐标.实际分析中，(Xi，Yi)取清远市各县、镇政府坐标.
2.1. 人口空间分布特征分析方法
2.1.1. 人口密度
2.1.2. 空间自相关
2.2. 人口空间演变分析方法
2.2.1. 人口分布结构指数
2.2.2. 人口重心
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清远市2005年、2008年、2012年和2015年人口密度分布如图 1所示.清远市2015年全市平均人口密度为221人/km2，属于低度密集区；其中人口密度较高的清城区为505人/km2，清新区为296人/km2，佛冈县为269人/km2. 59个乡镇(街道)属于低度密集区和一般过渡区，但清城区凤城街道人口密度高达4 613人/km2，连州壮族自治县三水乡仅27人/km2，两者相差4 586人/km2.从增长速度上看，自2005年来，清远市人口密度明显上升，其中清城区和连南壮族自治县增长速度最快，分别为9.78%和9.11%.总体来说，清远市人口密度分布不均，地区分异显著，呈北低南高的特点.
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1) 全局空间自相关分析
基于清远市人口密度数据，利用GeoDa软件基于Rook邻接矩阵得全局Moran’s I指数(表 1).从表 1看出，清远市86个研究单元在2005年、2008年、2012年和2015年人口密度的Moran’s I值均为正值，且其显著水平均在0.01上，均有显著意义.对Moran’s I值显著性水平检验，Z>6.00，p < 0.001，即在99.9%置信度条件下，清远市86个研究单元人口密度空间分布没有随机分布，存在显著正空间自相关，人口密度值相似的研究单元在空间上趋于集聚，人口稠密区和人口稀疏区呈现空间集中分布态势.从演化趋势来看，2005年—2015年间，Moran’s I值逐渐增大，其中2005年、2008年和2012年指数基本相当，2015年指数大幅上升，表明清远市人口密度有集聚趋势，正向清远市区集聚.
2) 局部空间自相关分析
全局Moran’s I指数仅说明各研究单元与其相邻研究单元间空间差异的平均程度，结合Moran’s I散点图和LISA集聚图，进一步分析研究单元上某地理现象或属性值与相邻区域的相似程度.
利用GeoDa软件绘制清远市2005年、2008年、2012年和2015年人口密度Moran’s I散点图，如图 2所示.从图 2可看出4期散点图变化不大，多数点趋于原点集中，说明大多数研究单元与其邻接单元关联性较弱；位于第一、三象限的点多于第二、四象限，反映清远市人口密度分布正相关的研究单元多于负相关的研究单元.其中，第一象限内的研究单元2005年—2015年人口密度幅度范围为381~4 725 km2/人，高—高集聚类型人口密度值存在一定差距，主要位于清城区和清新区.
为更直观观察人口密度空间集聚情况，利用GeoDa软件绘制清远市2005年、2008年、2012年和2015年LISA集聚图(图 3).由图 3可知，清远市人口整体集聚方位变化不大，但集聚区域有少量变化. Not Significant为无关联研究单元，其研究单元2005年—2015年均占全市总研究单元的80%以上，说明清远市大部分研究单元人口密度分布空间相关性较弱. HH为高高集聚，研究单元一直为5个，仅占全市总研究单元5.8%，表明研究单元与其周边研究单元的人口密度较高，如东山街道与洲心街道的人口密度都较高. LL为低低集聚，其研究单元2005年—2015年占全市总研究单元12 %~14%，主要集中在连山壮族瑶族自治县、阳山县和连南瑶族自治县，表明连南瑶族自治县县内乡镇间人口密度关联程度较低. HL和LH为高低集聚和低高集聚，在图中表现不明显.
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采用不均衡指数和集中指数公式计算清远市人口分布的不均衡指数和集中指数(表 2).从表 2可知，清远市人口分布不均衡指数U和集中指数C较高，但持续缓慢下降，人口分布不均衡但态势逐渐减弱，人口具有分散趋势.整体上来说，清远市是一个人口较为集中的城市.
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人口重心迁移是测度区域人口分布演变的一个重要指标，重心位置一般以经纬度表示[21].利用人口重心公式，计算不同年份人口重心坐标，结合ARCGIS绘制出人口重心迁移图(图 4)，并与几何中心比较偏移距离.从图 4看出，清远市几何中心经纬度为23° 18′ 43″N，112°52′23″E，位于英德市西北部的大湾镇；人口重心始终位于中部英德市黄花镇境内，处于几何中心的东南部，偏离几何中心较大并且越来越远，呈西北向东南移动，最大偏移距离达14.8 km，最小将近14.1 km，但人口重心位移较小.人口重心与几何中心偏移，说明清远市人口分布相对不均衡.
3.1. 人口空间分布特征
3.1.1. 人口密度分析
3.1.2. 空间自相关分析
3.2. 人口空间演变特征
3.2.1. 人口分布结构指数分析
3.2.2. 人口重心迁移分析
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人口分布受一定区域内社会生产方式、经济发展水平、交通可达性及历史等多种因素的影响与制约[1].总体来说，自2005年来，清远市人口分布宏观格局比较稳定，受区域自然环境和区位因素、城市规划和政策因素、轨道交通、经济发展水平等方面的影响，清远市人口分布呈现明显地域差异.
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自然环境条件是影响人口空间分布的基础性因素[20].清远市西北高东南低的地势，造成清远市北部人口稀疏，南部人口稠密的总体格局.同时，清远市土地类型多样，山地多平地少.平原主要分布在北江干流及其较大支流沿岸，即清城区和清新区境内，地势平坦，河网密布，为农业生产提供了良好的条件，吸引大量人口向该地区集聚并从事生产活动，人口密度较高.中部和北部地区多为砂页岩丘陵、岩溶丘陵、变质岩丘陵，这些土地类型土层薄，地表水缺乏，难以开发利用，人类生产活动受限，故人口密度较低.
南部的清城区和清新区具有良好的区位条件，毗连广州市，受大城市辐射影响，为其提供了良好的经济发展环境条件，也为人口集聚奠定了基础.而中部和北部的地区远离中心城区，经济发展水平较落后，人口密度较小.
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“十一五”规划提出，以清远中心城区(清城区和清新城区)为核心区，南部、东部和北部三大城镇群协调发展的“一核三城镇群”的城市空间格局；在大区域中的战略定位是打造“两区两城”，即广东区域协调发展示范区、环珠三角高端产业成长新区、华南休闲宜居名城和大广州卫星城. 2012年清远市政府与广州市政府签署合作框架协议，提出了“广清一体化”战略构想.近十年来，利用南部地区优越的地理、区位、交通、信息等优势，优先重点发展南部区域，以清城、清新、佛冈为主要增长极，融入珠三角经济圈，接受广州、佛山经济辐射和工业扩散，更好地发挥南部城镇群的龙头带动作用，加快东部和北部城镇群的发展.因此，城市规划和政策对人口分布有导向作用，南部清城区和清新区人口密度较大，并向此集聚，经济水平倾斜导致人口重心往南部移动.
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城市之间的轨道可促进城市之间的物资与人员流通，而城市内的轨道则对于激发城市内部的活力、人口迁移与城市扩张起着非常重要的作用[21].近年来，清远市高速公路建设取得突出成绩，高速公路通车总里程居全省前列.清连高速、广清高速扩建、广乐高速、二广高速、汕湛高速、连佛高速、佛清从高速等高速公路的修建，2012年“广清一体化”标志性项目广清轻轨的修建及武广高铁的开通，极大地改善了清远市对内对外的交通条件和投资环境.通过交通对接，缩短与广州、珠三角和泛珠三角的时空距离，推进与广州同城化，推动和加速清远市的旅游、第三产业、物流、人流等发展，因而清远市南部地区人口稠密.
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人口空间分布本质是一种社会经济现象，一般来说，经济发展水平越高，人口密度越大[20].南部人口稠密区中的清城区洲心街道、凤城街道、东城街道、横荷街道及清新区太和镇属于清远市中心城区，是清远市的经济、政治、文化中心. 2008年以来，中心城区的GDP近全市的50%；中心城区已形成休闲旅游、建材陶瓷、有色金属加工制造、商贸服务等支柱产业，部分产业已形成集群发展的良好态势.随着广清一体化进程加快，广州地区对接帮扶清远各县(区、市)，如英德市、佛冈县与广州市(白云区)建立对接帮扶关系；连州市菜心节吸引众多游客；阳山县积极对接佛山、中山、番禺等地区招商引资；连南瑶族自治县创建为广东省教育强县等.各县(区、市)根据自身特色，以市场为导向，因地制宜选择不同的经济发展模式，促进当地经济发展，带动着清远市人口向各区分散.可见经济发展水平可以重塑人口空间分布.
4.1. 自然环境和区位因素
4.2. 城市规划和政策因素
4.3. 轨道交通因素
4.4. 经济发展水平因素
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总结上述分析，近十年清远市人口时空分布有以下特征：①从人口空间分布看，清远市人口密度地域差异明显，北低南高；空间分布存在正相关，正向清远市区集聚，但大部分地区空间自相关性较弱. ②从人口空间演变看，清远市人口分布不均衡但态势逐渐减弱，人口分布有分散趋势.人口重心始终位于英德市黄花镇境内，偏离几何中心，呈西北向东南移动. ③从人口时空演变成因看，自然环境和区位是影响清远市人口北疏南密空间格局的基本因素，城市规划和政策对人口分布有导向作用，轨道交通加速了人口流动，经济发展水平重塑了人口空间分布.