梁文琼,王春晓,刘 璐

（1.自然资源部海南基础地理信息中心，海南 海口 570203）

人口数量是社会生产持续发展的核心因素，而地区经济发展状况也会影响人口聚集程度。两重心的耦合态势与区域发展差距具有很高的相关性[1-2]。

基于此，本研究根据2011-2019年海南岛18个市县的人口和经济数据，利用重心模型计算人口和经济重心，基于ArcGIS将人口重心和经济重心移动轨迹进行可视化，并分析两重心空间变化的耦合度，为海南省人口、经济发展政策调整和可持续发展探索提供参考[3-5]。

1 研究区及数据源

海南省主体陆地海南岛位于108°37′E～111°16′E、18°10′N～20°10′N之间，北接祖国大陆，南接东南亚地区，区位优势明显，是中国连接东南沿海和东盟、东南亚的区域航运枢纽，面向太平洋和印度洋的重要对外开放门户。海南岛地势四周低平，中间高耸，以五指山、鹦哥岭为隆起核心，向外围逐级递降，包括山地、丘陵、台地和平原4种地貌；雨季长，年平均降雨量约1 594 mm（2019年），淡水资源充足；其陆地面积3.44万km2，常住人口944.67万人（2019年），全岛GDP为5 308.93亿（2019年）。作为中国第二大岛，海南岛发展空间充足。

本文选取海南岛作为研究区，所用人口、经济数据主要来源于2011-2019年《海南统计年鉴》，包括各年度常住人口数据和GDP数据。各市县行政区划空间数据来自于海南省地理信息公共服务平台天地图2019年版。

2 研究方法

2.1 重心模型

重心模型是在区域几何中心的基础上将子区域（行政区划单元）的某一空间现象（如经济、人口）作为权重，计算出该空间现象的空间均值。当空间均值显著区别于几何中心，则指示这一空间现象的不均衡分布，或称“重心偏离”。偏离方向指示了空间现象的“高密度”部位，偏离距离与均衡程度负相关[6-7]。重心变动轨迹反映区域发展动态。

本研究以海南岛18个市县行政区作为空间对象，以地区生产总值和年末常住人口数分别作为经济重心和人口重心的指标。重心的数学表达式为：

2.2 空间变化耦合度

耦合度是对两要素相互作用、彼此影响程度的度量[8]。人口重心与经济重心的空间变化应具有一定的耦合度[9]，本研究从空间重叠度和变动一致性两方面来进行分析。

首先，空间重叠度。用空间距离来量化表示两重心的空间重叠度，距离越小则空间重叠度越高。算法如下[7]：

式中，d EP为空间重叠度；（xE，yE）为某一年份的经济重心坐标；（xP，yP）为同一年份的人口重心坐标。

第二，变动一致性。用平面上相邻年份人口重心连线和与经济重心连线所形成的夹角θ表示变动一致性，θ越小，变动越一致，其余弦值作为变动一致性指数。其值为正，变动同向；其值为负，变动反向；其值为1，变动完全一致。算法如下[10]：

式中，C为变动一致性指数；（ΔxE，ΔyE）为相邻年份经济重心平面坐标增量；（ΔxP，ΔyP）为相邻年份人口重心平面坐标增量。

3 海南岛人口重心和经济重心变化分析

3.1 重心变化

通过重心模型计算得到海南岛2011-2019年人口重心与经济重心平面坐标，并通过ArcGIS展点将两重心的迁移轨迹可视化（如图1、2），图中坐标为国家2000大地坐标系高斯克吕格投影3°分带中央经线111°E投影坐标系坐标。

1）人口重心变化。通过图1对人口重心的演变进行分析，发现2011-2019年海南岛人口重心一直位于海南岛地理几何中心的东北方向，屯昌县境内，而且偏离程度越来越大。表明多年以来海南岛北部和东部地区人口密度较大且增长较快，总体分布不均衡。从人口重心迁移趋势来看，2018年以前一直向东北偏移，每年平均移动70.15 m。2019年开始向西北偏移，但幅度很小，仅0.23 m，说明人口重心迁移速度较慢，存在一定时滞性。

图1 2011-2019年海南岛人口重心迁移轨迹

琼北地区地势平坦，是海南省的经济、政治、文化中心，也是海南岛与大陆联系的重要枢纽，人口集中[4]。从历年常住人口统计数据来看，海口市作为海南省省会，占海南岛将近1/4的人口数，每年人口增长数量位于全省之首；2017年海南印发《海南省引进人才落户的实施办法》，2018年海口人口增长显著，使人口重心迁移距离明显增大；2019年儋州人口相比往年增长明显，导致人口重心有向西偏移趋势。

2）经济重心变化。从ArcGIS展点图（图2）来看，2011年以来，海南岛经济重心一直分布于屯昌县内，且位于人口重心的东北部，偏离于全岛地理几何中心的程度更大，表明海南岛东北部地区经济发展水平高于西南部地区。经济重心年平均移动0.56 km,较人口重心变化幅度更大。

图2 2011-2019年海南岛经济重心坐标及其迁移距离

海南岛经济重心的变化趋势大致可分为2个阶段：第一阶段（2011-2013年）东西波动但总体从南向北移动。2010年以来，重点产业园区成海南经济增长的重要载体。澄迈依托老城开发区，连续多年GDP增速领跑全省各市县。洋浦开发区作为海南产业园区的“带头大哥”，创造了全省约40%的工业总产值。除此之外，海口高新区和综合保税区等不断壮大。第二阶段（2014-2019年）从北向南移，且移动幅度较大，2014-2016年向东南移动了1.068 km，2017-2019年向西南移动移动了1.001 km。分析原因，从历年地区生产总值构成来看，第三产业占比逐年增高，第一、第二产业占比成下降趋势（如表1），说明海南岛经济重心与第三产业重心演变有很大关系，而全省旅游以东线和三亚为主，重心逐渐南移[11]。从近2 a变化来看，经济重心向地理几何中心偏移，说明随着海南自贸港建设全面实施，海南经济有均衡发展的趋势。

表1 历年地区生产总值构成

3.2 两重心耦合度变化

通过图3可知，人口和经济重心在空间位置上一直有错位现象：2011-2013年，人口重心和经济重心的平面距离增大，到2013年一直增大到5.46 km，说明空间位置耦合度减弱；2014-2018年，两重心平面距离逐渐缩小，到2019年缩小到4.03 km，说明空间位置耦合度有所增强。两重心在变动方向上的耦合性大致可分为3种情况：①变动方向一致，2012-2013年、2016-2017年海南岛人口重心、经济重心的变动方向基本一致，这2个年份的两重心变动一致性指数分别为0.96、1.00；②变动方向相反，2011-2012年、2013-2014年这2个年份，两重心变动一致性指数为-0.62、-0.81；③变动方向基本不相关，在2014-2015年、2015-2016年、2017-2018年、2018-2019年，这4个年份两重心的变动一致性指数分别为-0.30、-0.27、-0.20、-0.35。

图3 海南岛人口重心和经济重心耦合度变化

从以上2个方面可以看出，海南岛人口重心和经济重心的空间变化耦合度较弱，虽然空间重叠度在2014年以后缓慢增强，但多数年份两重心的变动方向不一致。分析原因，多年以来，海南一直以旅游、会展、农业等绿色产业为主导，这些产业的人口承载力和吸引力极低，难以吸引大规模的就业人口，导致人口增长和区域经济发展不同步。

两重心的耦合态势与区域发展差距应当具有很高的相关性，重心愈靠近，则区域差距愈小[1]。而海南岛多年来两重心错位，表明GDP产出较高的市县未能吸引等比人口流入[12]。2014-2019年两重心距离虽然逐渐减小，但空间变化耦合度不高，说明海南岛区域发展差距有逐渐减小趋势，但人口和经济尚未达到协调发展。

4 结语

本文利用重心模型计算了海南岛2011-2019年人口重心和经济重心平面坐标，通过ArcGIS展点和计算两重心重叠度、变动一致性指数，从定性和定量角度分析两重心耦合度。结果表明海南岛在2011-2019年间人口重心和经济中心都位于全岛地理几何中心的东北部，经济重心比人口重心偏离程度更大。

为了使海南岛人口与经济协调发展，在经济方面，海南岛可整合自身资源，加大产业结构调整，并加快自贸港建设步伐，深化改革，使各市县发挥资源和区位优势，协调发展；在人口方面，需落实人口政策，继续调整人口布局，鼓励人口合理迁移，保障区域经济发展对人口的需求。总之，应提高人口重心和经济重心的空间变化耦合度，在中国特色贸易港建设过程中，使全岛人口和经济在空间上逐步均衡发展。