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人口分布格局是特定时间内人口在某一地理空间的集散状态,它的形成是区域内自然因素、社会经济因素、政治历史因素等共同作用的结果。其中,自然环境因素作为人类生存发展的基础,决定了人口分布的基本格局。人口分布格局差异是区域差异的客观反映,并且人口数量变化和空间分布通过改变自然资源、粮食需求、土地利用覆被等直接或间接地影响生态过程。因此,探讨人口空间分布格局及规律是研究区域人口、资源与环境协调发展的基础,对于增进对人地关系的理解,实现区域可持续发展具有十分重要的作用。 地形起伏度作为重要的地貌形态定量描述指标,是地貌划分的重要依据;且其作为关键的自然环境因素,对区域人口的空间分布及演化格局有着重要影响。地形起伏度的提取要求满足完整性和普适性原则,其关键在于确定最佳统计单元,但目前主流的窗口分析、均值变点分析等方法因计算繁复,存储复杂而对窗口的设置顾虑较多导致最佳窗口面积的准确性受到影响。此外,少有的部分围绕地形起伏度与人口分布格局关系的研究大都集中在探讨地形起伏度对人口静态分布格局的影响方面,而针对人口集疏格局动态演化的定量研究尚不多见。 中国西南地区地貌类型多样,地形结构复杂,区域人口分布格局具有明显的地域特征。如何确定西南地区地形起伏度的最佳分析尺度并进行地形分级,明确该区地形地貌特征,以及科学量化相对海拔(地形起伏度)和绝对海拔在人口格局形成和演化过程中的作用,对区域可持续发展具有重要意义。因此,本研究以中国西南地区数字高程模型数据ASTER GDEMv2(30m)和1995年、2000年、2005年以及2010年的人口统计数据为基础,结合GIS空间分析方法与Python模块编程,分析区域地形起伏度的空间特征,定量研究地形起伏度与人口分布和集疏格局演化的关系,并结合绝对海拔高程进一步探讨人口分布格局的影响因素,以期为增进对该区人地关系的理解提供科学支撑。结果表明: (1)基于窗口分析法和均值变点分析法,通过Python编程实现地形起伏度的自动提取和最佳统计单元的确定,操作简单、高效且基本不受窗口数量的限制,能够大大提高研究结果的客观性和精确度。西南地区地形起伏度提取的最佳统计窗口为2.43km2。该窗口下所得地形起伏度空间分布特征与区域地形地貌分布状况基本一致,能够满足统计单元的完整性和普适性要求。 (2)西南地区地形起伏度以中小起伏为主,微起伏次之。区域地形起伏度的空间分布特征与该区地形分布状况基本一致,即小起伏主要出现在四川盆地盆中区域、广西丘陵以及青藏高原高原面,中起伏主要集中分布在云贵高原境内,大起伏和极大起伏主要分布在横断山区、青藏高原东南部边缘以及川西高原地区。 (3)西南地区人口分布格局具有明显的地域特征,人口密度极低值区域(0-3人/km2)主要分布在青藏高原面上和南缘地区,区域人口增减变化较小且分布稀疏存在大量无人区;人口密度均值区(100-300人/km2)分布范围较广,集中分布在云贵高原内部、重庆南部和四川盆地西北部,区域内部人口相对集中,且人口增减变化相对明显;人口密度较高值区(500-1000人/km2)集中分布在四川盆地盆中地区,区域内部地势平坦,区域内部人口极具明显且增减变化较大。 (4)1995~2010年间,西南地区人口“西疏东密”的集疏格局未发生明显变化,地形起伏度的整体格局根本上决定了区域人口格局的形成。中小起伏地区是人口主要集中地,区域内部人口稠密且增减变化明显,是人口流动主要发生区域且流出人口比例逐渐占据主导地位。地形起伏度较大的高山以及高原边缘地区,人口分布稀疏,存在大量无人区,区域内部人口增减变化主要存在于人口的自然增长,人口流入流出不明显,多为人口稳定区域。 (5)绝对海拔也是影响人口分布的重要因素,总体上二者呈负相关关系,且海拔高程的空间分布格局与人口分布的空间格局基本一致。西南地区整体海拔呈西高东低的格局,人口主要分布在低海拔区(0-1000m),中海拔区(1000-3500m)次之。中低海拔区通常为盆地、平原、丘陵等地貌类型,区域地形平坦,气候环境适宜,人口交流频繁,使得该区内部人口数量比例以及疏密程度变化较大;而高海拔(3500-5000m)与极高海拔区(5000m以上)通常为高山高原地区,区域人口分布较少,地广人稀,加上生存环境恶劣,人口变动较小。