澜沧江-湄公河流域人口分布及其与地形的关系知识分享.pdf
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1、32 卷第 1 期 21 29 页2014 年 1 月山地学报MOUNTAIN ESEACHVol.32,No.1 pp21 29Jan.,2014收稿日期(eceived date):2012 10 11;改回日期(Accepted):2013 03 12。基金项目(Foundation item):国家自然科学基金项目(No41271117),国家科技基础性工作专项基金项目(No2008FY110300)。Project suppor-ted by the National Nature Science Foundation of China(No41271117)and Basic wo
2、rk of the National Science and Technology Special Fund(No2008FY110300)作者简介(Biography):游珍(1980 ),女,工程师,研究方向为资源环境与 GIS。You Zhen(1980 )female,Engineer,mainly study on resourceand environment remote sensing and GISE mail:youz igsnrr ac cn*通信作者(Corresponding author):封志明(1963 ),男,研究员,主要研究方向资源开发与区域可持续发展方面研
3、究。Feng Zhiming(1963),male,professor,specialized in esource development and regional sustainable development E mail:fengzm igsnrr ac cn文章编号:1008 2786 (2014)1 21 09澜沧江 湄公河流域人口分布及其与地形的关系游 珍,封志明*,姜鲁光,杨艳昭(中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101)摘要:基于 90 m 90 m 数字高程模型(DEM)和 1 km 1 km 的人口密度栅格数据,采用 GIS 空间分析与数理统计方法,研究了澜沧江
4、 湄公河流域的人口分布格局及其与高程、坡度、坡向和地形起伏度的关系。结果表明:1澜沧江 湄公河流域人口分布呈北疏南密的基本格局,人口最为密集的区域位于南端的湄公河三角洲,源头杂多县则是大片无人区;2 澜沧江 湄公河流域人口密度随海拔由低到高经历了一个急降缓升又下降至尖灭的变化过程,人口总量随海拔呈现倒指数增长变化;3 澜沧江 湄公河流域 80%强的人口集中分布在坡度2的平坦区域,当坡度达到 38时,人口累积曲线趋于平稳;4 澜沧江 湄公河流域各坡向人口分布较为均衡,坡向对人口分布的影响不显著;5 澜沧江 湄公河流域人口密度与地形起伏度成倒指数关系,地形起伏度对人口分布的影响较为显著,流域内大部
5、分人口分布于低起伏地区。关键词:澜沧江 湄公河;人口分布;地形;GIS;空间分析中图分类号:X144文献标志码:A澜沧江 湄公河是世界第 6 大河,它发源于我国青海省,途经西藏、云南进入缅甸、老挝、泰国、柬埔寨,最后在越南胡志明市附近入南中国海1。澜沧江 湄公河一江连 6 国,自南而北流经了高原山地、河谷平原和河口三角洲等复杂多样的地形单元,地貌条件直接或间接影响了流域生态环境格局及人口分布形式2 3。毋庸置疑,研究澜沧江 湄公河流域人口空间分布及其与复杂地貌形态之间的关系具有重要的学术价值和实践意义。事实上,近年来随着 GIS 技术的发展,有学者尝试采用空间分析技术探讨了区域地形与人口空间分
6、布的问题4 8,也已有学者对澜沧江 湄公河流域的地貌特征进行了定量分析9 11,澜沧江流域的人口问题亦有研究12 15。但由于空间尺度统一和多源数据融合等问题,全流域的人口分布与地形因素相互关系研究仍较为少见。人口作为社会生活的主体,在与资源环境和社会经济全面协调的发展战略中,居于关键位置,而自然环境是人口分布的客观自然基础和主要影响因素,地形因素则是自然环境中最主要的因素之一。考虑到澜沧江 湄公河流域的国际河流特征及其在区域可持续发展中的重要地位,我们开展了澜沧江 湄公河流域的地貌形态与人口分布的相互关系研究,以期为流域人口与资源环境协调发展提供量化依据与科学参考。研究基于 90 m 90
7、m 的数字高程模型(DEM)和1 km 1 km 的人口密度栅格数据,采用栅格计算与密度制图及 DEM 提取地形特征要素等 GIS 空间分析与数理统计方法16,阐释了 2010 年澜沧江 湄公河流域的人口空间分布特征;在此基础上,定量计算了澜沧江 湄公河流域高度、坡度、坡向及地形起伏度与人口分布的关系,试图为揭示澜沧江 湄公河流域人口空间分布规律的内在机理与调控机制提供科学基础和决策支持。1研究区概况澜沧江 湄公河发源于中国青海省玉树藏族自治州的杂多县吉富山,流至昌都后始称澜沧江,南流至云南省南腊河口出境,出境后始称湄公河,在越南胡志明市以南注入太平洋(图 1)。流域地跨纬度30,总面积约 8
8、1 104km2,涉及中国、缅甸、老挝、泰国、柬埔寨和越南 6 国。该流域平均海拔 979 m,地势北高南低,地貌类型复杂多样。中国境内的澜沧江平均海拔为 3 058m,其北段地处青藏高原,海拔在4 000 m 以上,除高大险峻的雪峰外,山势平缓;中段山高谷深,河床坡度大,海拔 1200 5 000 m;南段自云南德钦县至凤庆县,河床高度显著降低,地势趋平缓,平均海拔1 200 m。出中国国境后澜沧江 湄公河河道开阔平缓,湄公河平均海拔为 385 m,海拔区间为 14 2 820 m,可划分为北部高原、安南山脉(长山山脉)、南部高地、呵叻高原和湄公河平原 5 个地区17。其中,北部高原包括老挝
9、北部、泰国的黎府和清莱省山区,高程在1 500 2 800 m 间,只有少量的高地平原和河谷冲积台地;安南山脉从西北向东南延 800 km余,北部和中部的山坡较陡,南部为丘陵地区;南部高地主要包括柬埔寨的豆蔻山脉,东面为绵延山地,西南为丘陵低地;呵叻高原包括泰国东北部和老挝的部分区域,蒙河和锡河形成 2 个长宽各约 500 km的蝶状山间盆地;最南端为湄公河三角洲地区,为大片低地。2数据来源与处理研究使用数据,主要包括澜沧江 湄公河流域90 m 90 m 的数字高程模型数据和2010 年1 km 1 km 的人口密度栅格数据。其中,数字高程模型数据来源于美国航天飞机用雷达测图技术得到的数字地表
10、高程模型(DSM),并通过 InSA 干涉技术获取的 DEM,即 STM DEM。人口密度栅格数据由国内部分和国外部分组成,国内部分来源于中国科学院资源环境科学数据中心,精度为 1 km 1 km;国外部分来源于国际地球科学信息网络中心(CIESIN),精度为 2.5 分弧,数据年份是 2010 年。研究之初对数字高程模型数据和人口数据进行了预处理。具体而言,首先,对数字高程模型数据和国外部分的人口密度栅格数据进行 ALBES 等积圆锥投影(Krasovsky_1940_Albers)(标准纬线:25,47,中央经线:105,投影原点纬度:0,单位:m)变换。然后,为保证数据尺度的一致性和研究
11、的精度,国外部分的人口密度栅格数据进行重采样,使之与中国部分保持一致为 1 km 1 km。接下来,对人口栅格数据进行了精度检验。对于异常值(如值异常大或位于水域中央仍有较大人口密度值)和部分空值的栅格,通过比对土地利用数据,并利用 googleearth 的开放接口,将此栅格数据叠加到 google earth上;查找到异常值对应的栅格所处的地理环境,将此类栅格赋值为周边类似地理环境的栅格值;利用ArcGIS 的区域统计方法,计算该区域的人口总量,并与相关统计资料进行比对,确保栅格值切实可行。最后,采用 mosaic 等函数将国内及国外部分人口数据进行拼接。由此过程,得到了 2010 年澜沧
12、江 湄公河流域人口密度图(图 2)。3结果分析3.1人口分布的基本特征在定量获取 2010 年澜沧江 湄公河流域人口密度栅格数据的基础上,利用 ArcGIS 的区域统计方法,统计提取了澜沧江 湄公河流域人口密度分级及各国境内的人口数量,定量揭示了澜沧江 湄公河流域人口分布的基本特征。研究表明,2010 年,澜沧江 湄公河流域总人口 7 187 万,密度为 78人/km,具体而言人口分布的基本态势是北疏南密(表 1),人口最为密集的区域位于最南端的湄公河三角洲,源头杂多县则是大片无人区。其中,人口密度介于 10 50 人/km2的区域面积最大,占比超过1/3;其次是 0 10 人/km2和 10
13、0 300 人/km2的区域,面积占比均接近 1/4;人口密度 500 人/km2的区域面积仅占 2.27%。就人口密集地区的空间分布来看,人口密度大于 300 人/km2的区域,主要集中在中国大理洱海周边、泰国东部的呵叻直辖县、乌汶直辖县、乌隆直辖县、坤敬城、黎逸直辖县、是卡拉逢县、廊开府东部,柬埔寨首府金边、洞里萨湖周边零星城镇及湄公河三角洲核心地带。人口密度为100 300 人/km2的区域,国内主要分布在澜沧江22山地学报32 卷南段的凤庆县、云县、保山市辖区和大理市、临沧市辖区,国外主要分布在泰国东北部地区,柬埔寨洞里萨湖周边、首府金边周边、湄公河三角洲地区。就澜沧江 湄公河流域各国
14、人口分布来看(表2),泰国境内的人口最多,占全流域人口总量的42.31%;其次是柬埔寨,占 25.85%;中国、越南、老挝三国境内的人口总量相当,大约各占 10%左右;最少为缅甸,不到 1%。就人口密度的国别差异来看,越南境内的人口密度最大,高达 366 人/km2,其次是泰国境内(147 人/km2),其余 4 国人口密度由高到低依次为柬埔寨、中国、老挝、缅甸。就各国内部而言,泰国人口密度最大值为 1 515 人/km2,位于东北部的呵叻府,该府是泰国东北部的主要交通枢纽和经济中心;柬埔寨流域内人口密度最大的地区是其首都金边,人口密度最大值高达 19 111 人/km2;中国流域内人口密度最
15、大值为 1 047 人/km2,图 1澜沧江 湄公河流域基础地理图图 2澜沧江 湄公河流域人口密度图Fig1The Map of Lancang Mekong iver BasinFig2The population density figure of Lancang Mekong iver Basin表 1澜沧江 湄公河流域人口密度分级统计表Table 1The classification of population densityin Lancang Mekong iver Basin人口密度分级/(人/km2)人口土地总量/(104人)比例/%面积/km2比例/%分布区域0 1079
16、011 118 8323 25澜沧江北段中段、柬埔寨大部分地区、老挝及缅甸的东部部分地区10 506891695927 1233 48澜沧江中段南段、缅甸、老挝大部分地区、柬埔寨部分地区50 1008610111 9811 7614 52澜沧江中段南段、缅甸东部、呵叻高原边缘及南部高地东北部100 3002 9273940 7318 9123 34澜沧江南段、泰国东北部、柬埔寨洞里萨湖周边、首府金边周边、湄公河三角洲周边300 5009610113 37254313湄公河平原、泰国东部零星地区、柬埔寨首府金边及洞里萨湖周边零星城镇5001 6694623 23184227中国大理洱海周边、柬埔
17、寨首府金边及零星城镇、湄公河平原的九龙江32第 1 期游 珍,等:澜沧江 湄公河流域人口分布及其与地形的关系表 2澜沧江 湄公河流域流经各国人口统计表Table 2The population distribution of Lancang Mekong iver Basin国家人口数量人口密度土地总量/(104人)最大/(人/km2)平均/(人/km2)比例/%面积/(104km2)比例/%泰国3 040841 51514742 3120752562柬埔寨1 8578519 11110725 8517312137中国781231 04746108717 12111越南744587 73236
18、610 36203251老挝705771 013339 8221 52654缅甸5678318240 79232286位于云南大理;越南流域内人口密度最大值为7 732人/km2,地处宁侨港,内有大的交易市场;老挝流域内人口密度最大值为 1 013 人/km2,该区域位于其首都万象;缅甸流域内人口密度最大仅为 318 人/km2,该区域位于班歪。3.2人口分布与高程的关系澜沧江 湄公河流域海拔跨度大,最低值为14 m,最高为6 236 m,最大高差达6 250 m。研究将流域的海拔每 100 m 为一个统计单元9,利用ArcGIS 的区域统计方法,分析了澜沧江 湄公河流域人口密度和人口总量随高
19、程分布的变化规律,定量厘清了流域不同海拔区间人口分布状况。同时,为清晰描绘人口总量及流域面积随海拔的分布状况,本文绘制了澜沧江 湄公河流域人口总量及流域面积与高程的累积曲线。研究表明:就人口密度而言(图 3),澜沧江 湄公河流域的人口密度随高程变化明显,人口密度随海拔由低到高经历了一个急降缓升又下降至尖灭的变化过程。具体而言,海拔在 0 899 m 时,人口分布随高程呈现急剧下降的态势,人口密度由 219 人/km2急剧下降到 28 人/km2,主要位于湄公河平原、南部高地、呵叻高原、北部高原和安南山脉的部分地区;海拔在 900 1 999 m 时,人口分布随高程呈现上升态势,人口密度由 29
20、 人/km2逐步上升到 101人/km2,主要位于澜沧江下游,北部高原部分地区和安南山脉东部边缘;海拔在2 000 4 099 m 时,人口分布随高程呈现下降态势,人口密度由 93 人/km2快速下降到 5 人/km2,主要位于澜沧江中游地区;当海拔超过 4 100 m 后,人口分布急剧减少直至尖灭,境内最高居民点是青海玉树自治州囊谦县的西部边缘拉布瓦格,海拔 4 935 m,其上是大片无人区。图 3澜沧江 湄公河流域人口密度 高程分布Fig3The relationship between population density andaltitude in Lancang Mekong iv
21、er Basin就人口总量而言,澜沧江 湄公河流域的人口总量随海拔呈现倒指数增长变化。就不同高程分布的人口总量来看(见图 3),高程在低于 300 m 的区域,人口总量随高程的增加呈现急剧下降趋势,在高程为 0 99 m 时,分布的人口总量为 3 307 万人;在200 299 m 时,分布的人口总量下降为 195 万人;在高于 300 m 的区域,人口总量随高程的增加在缓慢减少。从人口和面积累积曲线看(图 4),当海拔上升到 20 m 时,人口总量累积到达全流域的 40%,而面积累积仅占全流域的 10%,当海拔上升到 270m 时,人口已累积到全流域的 80%强,而面积累积不足全流域的 50
22、%。据此反映的实际情况是,湄公河平原、南部高地、呵叻高原和北部高原的南部地区集聚了澜沧江 湄公河流域 80%强的人口。北部青藏高原、云贵高原、中南山地流域窄小、宜居面积有限,50%以上的面积聚集了不到 20%的人口,随海拔升高,人口分布相对稀疏,直至无人区。3.3人口分布与坡度的关系地表坡度对太阳辐射、温度、水分及植被等自然因子有明显影响18,也直接影响到人类居民地的选42山地学报32 卷择。根据 1984 年全国农业区划委员会制定的土地利用现状调查技术规程 和 2007 年国土资源部指定的第二次全国土地调查技术规程19 20,研究将澜沧江 湄公河流域的坡度分为 5 级,并利用ArcGIS 的
23、 Zonal 工具,结合人口密度的栅格数据,提取了各坡度级别的人口密度及人口总量,揭示了澜沧江 湄公河流域人口分布与坡度分布的关系。同时,为厘清不同坡度上的平均海拔及人口总量的分布趋势,本文绘制了坡度与海拔及人口累积百分比曲线(图 5)。从澜沧江 湄公河流域坡度分布与人口分布的总体变化趋势看(见图 5),整体而言,在坡度 38的区域,随着坡度的增加,人口累积百分比经历了从坡度为 0到 2的急升,再从 2到 38的缓升,直到接近 100%;与之对应的平均海拔经历了较为平缓的上升,由131 m 上升到2 914 m;在坡度 38的区域,随着坡度的增加,人口累积百分比曲线稳定地趋于 100%,而平均
24、海拔经历了缓降又快升再起伏的过程,即 38 66之间的区域,平均海拔随坡度的增加而下降,该区域主要分布在澜沧江中游河谷地区;坡度 66的区域,平均海拔随坡度的增加而快速上升,而后又高低起伏,该区域主要分布在澜沧江中游的高山峡谷地区。从坡度分级统计看(表 3),澜沧江 湄公河流域 80%强的人口集中分布在坡度2的平坦区域,其面积占全流域总面积的近一半,人口密度平均值为145 人/km2,最大值为19 111 人/km2,其主要分布在湄公河平原、南部高地、呵叻高原及泰国北部。坡度为 2 6的区域土地面积占全区不到 1/10,人口比重仅占4.57%,平均人口密度仅43 人/km2,主要分布于北部高原
25、边缘及柬埔寨东部地区。坡度为6 15和 15 25的区域土地面积及人口总量比重相当,分别总全区 13%左右和 6%左右,人口密度平均值为 34 人/km2和 32 人/km2。坡度 25的区域土地和人口比重均很少,各占全区的 5.57%和2.09%,平均人口密度为 27 人/km2。图 4澜沧江 湄公河流域人口面积 高程累积曲线Fig4The accumulative frenquence of population and land area atdifferent altitude in Lancang Mekong iver Basin图 5澜沧江 湄公河流域坡度与海拔及人口累积百分比曲
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