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中国未来城市人口分布情景分析项目报告 目 录1. 项 目 背 景 .12. 相 关 研 究 .22.1. 国 家 人 口 总 量 研 究 .22.1.1. 世 界 人 口 展 望 .22.1.2. SRES排 放 情 景 的 专 题 报 告 .32.1.3. SSP共 享 社 会 经 济 路 径 研 究 .32.2. 空 间 人 口 网 格 分 布 研 究 .4 3. 数 据 与 方 法 .63.1. 研 究 范 围 .63.2. 研 究 数 据 .63.2.1. 联 合 国 中 国 人 口 总 量 与 城 镇 化 率 预 测 数 据 .63.2.2. LandScan人 口 数 据 .73.2.3. 全 球 土 地 利 用 数 据 .73.2.4. 社 会 经 济 统 计 数 据 .83.3. 研 究 方 法 .83.3.1. 地 级 行 政 区 人 口 总 量 预 测 .93.3.2. 地 级 行 政 区 城 镇 化 率 预 测 .13 3.3.3. 公 里 网 格 人 口 分 布 预 测 .134. 主 要 结 果 .164.1. 地 级 行 政 区 预 测 结 果 .164.2. 空 间 人 口 网 格 预 测 结 果 .20参 考 文 献 .27 1 1. 项 目 背 景当 前 ， 人 类 活 动 已 成 为 全 球 环 境 变 化 的 主 要 驱 动 力 ， 频 繁 的 自 然 灾 害 和 疫 情为 人 类 敲 响 了 警 钟 。 突 如 其 来 的 新 冠 疫 情 启 示 我 们 ， 人 类 要 加 快 形 成 绿 色 的 生 活方 式 和 发 展 方 式 ， 建 设 生 态 文 明 和 美 丽 地 球 。 作 为 世 界 上 人 口 最 多 的 国 家 ， 中 国已 向 国 际 社 会 承 诺 ： 中 国 将 提 高 国 家 自 主 贡 献 力 度 ， 采 取 更 加 有 力 的 政 策 和 措 施 ，二 氧 化 碳 排 放 力 争 于 2 0 3 0 年 前 达 到 峰 值 ， 争 取 在 2 0 6 0 年 前 实 现 碳 中 和 。 如 何 帮助 中 国 实 现 低 碳 经 济 增 长 ， 履 行 中 国 的 国 际 承 诺 ， 完 成 习 总 书 记 对 保 护 全 球 自 然环 境 的 美 好 愿 景 ， 是 值 得 我 们 深 入 思 考 的 问 题 。纵 观 人 类 历 史 ， 无 论 何 种 社 会 形 态 、 经 济 规 模 或 大 或 小 、 技 术 水 平 或 高 或 低 ， 人 口 始 终 在 社 会 发 展 中 发 挥 着 关 键 作 用 。 人 的 需 求 、 人 的 分 布 是 影 响 能 源 排 放 最基 本 、 最 核 心 的 因 素 。 人 口 预 测 在 一 定 程 度 上 是 对 中 国 未 来 经 济 发 展 、 能 源 消 费和 城 市 规 划 的 基 本 预 测 ， 对 于 理 解 未 来 的 城 市 化 格 局 、 城 市 等 级 分 布 和 国 家 空 间结 构 等 方 面 具 有 重 要 意 义 。因 此 ， 密 切 关 注 人 口 因 素 ， 对 于 倡 导 低 碳 城 市 建 设 是 十 分 必 要 的 。 然 而 ， 中国 人 口 统 计 的 唯 一 权 威 来 源 是 十 年 一 度 的 人 口 普 查 。 自 1 9 4 9 年 以 来 ， 中 央 政 府进 行 了 6 次 人 口 普 查 。 人 口 普 查 方 法 虽 然 具 有 权 威 性 ， 但 既 耗 时 又 消 耗 大 量 财 力 ，并 且 1 0 年 一 次 的 频 率 限 制 了 它 的 用 途 。 因 此 ， 如 何 经 济 有 效 地 利 用 现 有 数 据 进行 科 学 统 计 ， 对 于 预 测 和 理 解 中 国 未 来 城 镇 化 格 局 ， 调 节 中 国 城 市 能 源 供 给 平 衡 ，控 制 能 源 排 放 ， 实 现 中 国 城 市 低 碳 转 型 等 都 具 有 十 分 重 要 的 指 导 意 义 。 2 2. 相 关 研 究国 际 上 已 经 有 众 多 相 关 机 构 进 行 了 人 口 预 测 方 面 工 作 ， 总 的 说 来 ， 相 关 研 究大 致 可 以 分 为 两 类 ， 国 家 人 口 总 量 研 究 和 空 间 网 格 人 口 分 布 研 究 。 国 家 人 口 总 量研 究 主 要 有 ： 世 界 人 口 展 望 1 ,2 ； SRES 排 放 情 景 的 专 题 报 告 ； SSP 共 享 社 会 经 济 路径 研 究 等 。 空 间 人 口 网 格 分 布 研 究 也 可 以 概 括 为 人 口 空 间 网 格 现 状 数 据 产 品 和 人口 空 间 网 格 数 据 预 测 产 品 两 大 部 分 。2.1. 国 家 人 口 总 量 研 究2.1.1. 世 界 人 口 展 望 (World Population Prospect) 1,2世 界 人 口 展 望 数 据 由 联 合 国 人 口 司 发 布 。 该 数 据 对 世 界 各 国 人 口 总 量 、 年 龄结 构 ， 其 他 人 口 基 本 指 标 等 进 行 评 估 与 预 测 ， 最 新 版 本 为 2 0 1 9 年 版 本 。 数 据 地址 为 ： population.un/wpp/。 图 1 ： 世 界 人 口 展 望 对 中 国 人 口 总 量 的 判 定 1 ,2 3 2.1.2. SRES 排 放 情 景 专 题 报 告 (Special Report on EmissionsScenarios )SRES 是 IPCC 在 2 0 0 0 年 发 布 的 一 系 列 预 测 情 景 ， 主 要 目 的 是 为 了 探 讨 环 境 条件 变 化 对 未 来 发 展 产 生 的 影 响 。 研 究 所 设 置 的 预 测 情 景 也 涉 及 到 了 温 室 气 体 和 气溶 胶 前 体 排 放 的 产 生 等 相 关 因 素 3 。SRES 团 队 定 义 了 四 条 叙 事 线 索 （ 见 图 1 ） ， 分 别 标 记 为 A1 、 A2 、 B1 和 B2 ，描 述 了 温 室 气 体 和 气 溶 胶 排 放 的 驱 动 力 之 间 的 关 系 ， 以 及 它 们 在 2 1 世 纪 在 世 界各 大 地 区 和 全 球 范 围 内 的 演 变 。 每 一 个 故 事 情 节 都 包 含 了 不 同 的 人 口 、 社 会 、 经济 、 技 术 和 环 境 发 展 数 据 ， 这 些 发 展 正 以 越 来 越 不 可 逆 转 的 方 式 分 化 。 经 过 分 析 与 计 算 ， 数 据 形 成 了 公 开 数 据 库 3 ， 数 据 地 址 为 ：beta.ciesin.columbia.edu/datasets/downscaled/。图 2 ： SRES 情 景 中 国 大 陆 人 口 总 量 的 变 化 趋 势 3 表 1 ： SRES 情 景 对 中 国 大 陆 人 口 总 量 的 判 定 32.1.3. SSP共 享 社 会 经 济 路 径 （ SharedSocioeconomicPathways）气 候 变 化 研 究 界 为 促 进 对 未 来 气 候 影 响 的 分 析 ， 形 成 了 的 共 同 研 究 框 架 图 3 ： SSP 情 景 对 中 国 大 陆 人 口 总 量 的 判 定 趋 势 4 SSP 情 景 。 SSP 的 研 究 框 架 是 围 绕 一 个 “ 矩 阵 ” 而 建 立 的 ， 其 中 横 坐 标 是 环 境 气候 条 件 ， 纵 坐 标 是 社 会 经 济 条 件 ， 最 终 形 成 一 套 完 整 的 研 究 框 架 ， 并 运 用 一 系 列建 模 方 法 ， 对 人 口 、 经 济 发 展 、 土 地 使 用 和 能 源 消 耗 等 指 标 进 行 了 量 化 与 预 测 ，形 成 了 公 开 的 数 据 库 4 。 表 2 :SSP 情 景 对 中 国 大 陆 人 口 总 量 的 判 定2.2. 空 间 人 口 网 格 分 布 研 究空 间 人 口 网 格 分 布 研 究 数 据 主 要 由 现 状 数 据 和 预 测 数 据 组 成 。 现 状 数 据 主 要由 哥 伦 比 亚 大 学 国 际 地 球 科 学 信 息 网 络 中 心 (CIESIN)、 橡 树 岭 国 家 实 验 室 （ ORNL） 、南 安 普 顿 大 学 等 机 构 进 行 绘 制 ， 精 度 多 以 3 0 弧 分 （ 约 为 赤 道 1 km） 为 主 ， 空 间覆 盖 广 ， 时 间 覆 盖 主 要 集 中 在 过 去 的 三 四 十 年 。人 口 预 测 方 面 ， 全 球 多 个 研 究 团 队 均 针 对 人 口 的 空 间 网 格 进 行 了 预 测 分 析 ，且 数 据 大 多 都 划 分 了 城 市 人 口 和 农 村 人 口 。 高 精 度 的 人 口 预 测 数 据 主 要 针 对 全 球 的 部 分 地 区 ， 而 空 间 覆 盖 较 广 的 全 球 人 口 预 测 或 时 间 维 度 较 短 ， 或 数 据 精 度 较 低 。其 中 ， 来 自 中 国 的 多 个 团 队 对 于 中 国 的 未 来 人 口 进 行 了 预 测 分 析 ， 并 取 得 了 优 秀的 研 究 成 果 。 SSP情 景 2050年 中 国 大 陆 人 口 总 量SSP1 1 2 .2 5 亿SSP2 1 2 .6 3 亿SSP3 1 3 .0 7 亿SSP4 1 1 .8 3 亿SSP5 1 2 .2 5 亿 数 据 集 数 据 年 份 空 间 分 辨 率 研 发 者Gridded population of world(GPWv4 .1 1 ) 2 0 0 0，2 0 0 5，2 0 1 0，2 0 1 5，2 0 2 0 3 0 arcsec Center for International Earth Science Information Network (CIESIN)，Columbia UniversityGridded Population of theWorld (GPWv4 ) 2 0 0 0，2 0 0 5，2 0 1 0，2 0 1 5，2 0 2 0 3 0 arcsec Center for International Earth ScienceInformation Network (CIESIN), ColumbiaUniversity 5 表 3 ： 空 间 网 格 人 口 分 布 现 状 数 据研 发 者 数 据年 份 数 据范 围 分 辨 率 数 据 基 础 年 份 特 点Salvatoreet al. 2005 全 球 3 0 arcsec LandScan 2 0 0 2 /2 0 0 0 年 夜 间 灯 光遥 感 图 像 /GPW/ GRUMP 2 0 0 0 -2 0 1 5 高 精 度 、 划 分 了 城市 与 农 村 人 口Bengtsson et al. 2006 全 球 0 .5 arcdeg SRES / LandScan 2 0 0 2 /土 地 覆 盖 数据1 9 9 0 -2 1 0 0 精 度 相 对 较 低 、 预测 时 间 长 、 划 分 了城 市 与 农 村 人 口Jones et al. 2016 全 球 7 .5 arcmin SSPs/ GPW/GRUMP 2 0 0 0 -2 1 0 0 精 度 相 对 较 低 、 预测 时 间 长 、 划 分 了城 市 与 农 村 人 口 Boke-Olnet al. 2016 非 洲 3 0 arcsec SSPs/RCPs/WorldPop/Roads/Water bodies mask/Country Borders 2 0 0 0 -2 1 0 0 高 精 度 、 划 分 了 城市 与 农 村 人 口Chenet al. 2020 中 国 3 0 arcsec SSPs/RCPs/WorldPop/Roads/Water bodies mask/Chinas provincial statistical population data 2 0 1 0 -2 1 0 0 高 精 度 、 对 人 口 结构 进 行 了 预 测 （ 年龄 、 性 别 、 受 教 育程 度 ）Chenet al. 2020 中 国 1 0 0 m SSPs/RCPs/WorldPop/China land use maps /Built-up land scenarios/NCAR Spatial /Population Scenarios / Future daily maximum /temperature projections 2 0 1 5 -2 0 5 0 高 精 度 、 对 城 市 和乡 村 人 口 进 行 了 划分 、 揭 露 了 极 端 高温 暴 露 的 情 况表 4 ： 空 间 网 格 人 口 分 布 预 测 数 据 5 -8 Global Rural-Urban Mapping Project(GRUMPv1 ) 1 9 9 0，1 9 9 5，2 0 0 0 3 0 arcsec CIESIN, Columbia University;International Food Policy Research Institute, the World Bank, Centro International de Agricultural TropicalLandScan Global Population Database 2 0 0 0 -2 0 1 8 3 0 arcsec Oak Ridge National Laboratory (ORNL)WorldPop（Unconstrained globalmosais）2 0 0 0 -2 0 2 0 3 0 arcsec University of SouthamptonGlobal Human SettlementLayer-Population(GHS-P OP) 1 9 7 5，1 9 9 0，2 0 0 0，2 0 1 5 2 5 0 m / 1 km/9 arcsec /3 0 arcsec European Commission Joint Research Centre (JRC) and CIESIN, Columbia UniversityWorld Population Estimate(WPE) 2 0 1 3，2 0 1 5，2 0 1 6 1 5 0 m Environmental Systems Research Institute(ESRI)History Database of the Global Environment(HYDE)Population Grids v3 .2 1 0 0 0 BC-2 0 1 5 5 arcmin Netherlands Environmental Assessment Agency (PBL) 6 3. 数 据 与 方 法3.1. 研 究 范 围我 们 的 研 究 范 围 为 中 华 人 民 共 和 国 全 国 范 围 ， 包 含 港 、 澳 、 台 地 区 。 研 究 范围 可 以 分 为 两 个 部 分 ： 中 国 大 陆 范 围 。 我 们 选 择 的 是 shapefile 城 市边 界 数 据 ， 数 据 中 包 含 3 1 个 省 级 行 政 区 、3 3 9 个 地 级 行 政 区 ； 2 8 5 3 个 县 级 行 政 区 ； 香 港 、 澳 门 特 别 行 政 区 以 及 台 湾 地 区 。 港 澳 台 地 区 由 于 在 人 口 总 量 统 计 与 预 测 阶 段 中独 立 于 中 国 大 陆 进 行 统 计 ， 因 此 在 人 口 预 测部 分 也 对 其 进 行 单 独 预 测 。 图 4 ： 中 国 人 口 边 界 数 据 示 例3.2. 研 究 数 据3.2.1. 联 合 国 中 国 人 口 总 量 与 城 镇 化 率 预 测 数 据 （ MediumVariant基 准 情 景 ） 联 合 国 中 国 人 口 总 量 与 城 镇 化 率 预 测 数 据 由 联 合 国 人 口 司 同 2 0 1 9 世 界 人口 展 望 一 同 发 布 。 联 合 国 人 口 司 基 于 世 界 人 口 的 历 史 数 据 ， 结 合 各 国 实 际 情 况与 发 展 阶 段 ， 对 世 界 各 个 国 家 的 人 口 总 量 进 行 多 情 景 预 测 。 我 们 将 运 用 MediumVariant 基 准 情 景 ， 2 0 0 0 -2 0 5 0 年 的 中 国 人 口 总 量 进 行 研 究 ， 数 据 格 式 为 EXCEL 表格 。 数 据 地 址 为 ： https： /population.un/wpp/Download/Standard/Population。 7 地 区 名 称 ： 2050年 人 口 总 量 预 测 数 据 ：中 国 大 陆 14.02亿 人香 港 特 别 行 政 区 804.1万 人澳 门 特 别 行 政 区 83.8万 人台 湾 地 区 2241.3万 人表 5 ： 世 界 人 口 展 望 对 中 国 大 陆 以 及 港 澳 台 地 区 的 预 测 1 ,23.2.2. LandScan人 口 数 据LandScan 全 球 人 口 动 态 统 计 分 析 数 据 库 由 美 国 能 源 部 橡 树 岭 国 家 实 验 室（ ORNL） 开 发 ， East View Cartographic 提 供 。 LandScan 运 用 GIS 和 遥 感 等 创 新 方法 ， 是 全 球 人 口 数 据 发 布 的 社 会 标 准 ， 是 全 球 最 为 准 确 、 可 靠 ， 基 于 地 理 位 置 的 ， 具 有 分 布 模 型 和 最 佳 分 辨 率 的 全 球 人 口 动 态 统 计 分 析 数 据 库 。 数 据 格 式 为 精 度 为3 0 弧 秒 的 栅 格 图 像 ， 数 据 地 址 为 ： landscan.ornl.gov/landscan-datasets.LandScan 数 据 中 2 0 1 8 年 中 国 大 陆 的 总 人 口 1 4 .0 7 亿 人 ， 中 国 统 计 年 鉴 中 2 0 1 8 年 全 国 人 口 为 1 3 .9 5 亿 人 。 图 5 ： LandScan 人 口 数 据 示 例3.2.3. 全 球 土 地 利 用 数 据 9该 数 据 来 自 Chen G, Li X, Liu X, et al.发 布 在 Nature communications 杂 志 上 的文 章 “ Global urban change and its environmental effects under the SharedSocioeconomic Pathways.” 该 文 章 以 SSP 情 景 为 假 设 ， 结 合 现 有 观 测 数 据 ， 在 SSP五 个 情 境 下 ， 预 测 了 2 0 2 0 -2 1 0 0 年 间 每 十 年 的 全 球 城 市 用 地 变 化 ， 像 元 精 度 为 8 1 km*1 km；数 据 下 载 地 址 为 ： 们 选 取 了 SSP1 情 景 ， 并 根 据 研 究 范 围 ， 对 数 据 进 行 了 截 取 和 匹 配 。 图 6 ： 全 球 土 地 利 用 数 据 示 例 93.2.4. 社 会 经 济 统 计 数 据 中 国 城 市 统 计 年 鉴 是 全 面 反 映 中 国 城 市 社 会 经 济 发 展 情 况 的 资 料 性 年刊 。 年 刊 对 于 中 国 的 社 会 经 济 数 据 进 行 了 详 细 的 统 计 。 包 括 城 市 行 政 区 划 、 劳 动力 及 土 地 资 源 、 综 合 经 济 、 工 业 、 交 通 运 输 数 据 等 。 本 次 研 究 运 用 到 了 城 市 的 人口 自 然 增 长 率 、 地 区 生 产 总 值 数 据 。3.3. 研 究 方 法 我 们 的 研 究 方 法 可 以 简 要 概 括 为 ： 首 先 在 地 级 行 政 区 层 面 进 行 人 口 总 量 和 城镇 化 率 预 测 ， 再 将 人 口 总 量 数 据 ， 根 据 公 里 网 格 现 状 数 据 分 配 到 公 里 网 格 尺 度 上 ，完 成 人 口 公 里 网 格 尺 度 预 测 。 9 图 7 ： 研 究 方 法 图 示3.3.1. 地 级 行 政 区 人 口 总 量 预 测我 们 通 过 对 2 0 0 7 -2 0 1 7 年 的 历 史 数 据 进 行 分 析 ， 以 2 0 1 7 年 作 为 预 测 起 始 年份 ， 进 行 趋 势 外 推 ， 推 算 出 未 来 的 发 展 路 径 ， 进 而 计 算 出 2 0 3 0 , 2 0 4 0 , 2 0 5 0 年 的人 口 预 测 数 据 。 研 究 方 法 总 体 可 以 分 为 五 步 ： 判 定 影 响 人 口 分 布 的 要 素 建 立 回 归 方 程 求 解 影 响 因 子 系 数 调 整 影 响 因 子 系 数 进 行 情 景 分 析 进 行 人 口 总 量 约 束 判 定 影 响 人 口 分 布 的 要 素 10-20我 们 对 影 响 人 口 分 布 的 要 素 进 行 了 判 定 ， 并 形 成 了 表 格 。 印 象 因 素 可 以 概 括为 ： 经 济 因 素 、 区 位 因 素 、 政 治 因 素 、 人 口 因 素 、 资 源 禀 赋 等 。 考 虑 到 数 据 的 来源 以 及 可 靠 性 ， 我 们 进 一 步 确 定 为 投 资 强 度 、 人 均 地 区 生 产 总 值 、 距 大 城 市 的 距离 、 距 中 心 城 市 的 距 离 、 距 离 海 岸 线 的 距 离 、 城 市 行 政 等 级 、 人 口 自 然 增 长 率 、土 地 开 发 强 程 度 共 计 八 个 指 标 。 1 0 影 响 因 素 具 体 指 标 影 响 人 口的 趋 势经 济 因 素 投 资 强 度 投 资 率 的 提 高 有 利 于 加 速 人 口 集 聚 ， 高 投 资 强度 的 地 区 能 够 产 生 人 口 虹 吸 效 应 。人 均 地 区 生 产 总 值 人 均 地 区 生 产 总 值 很 大 程 度 上 代 表 着 人 民 生活 水 平 的 高 低 ， 也 会 因 此 成 为 城 市 人 口 流 动 的风 向 标 区 位 因 素 距 大 城 市 的 距 离 受 交 通 ， 或 就 业 成 本 等 的 影 响 。 距 离 大 城 市 的远 近 也 是 影 响 人 口 是 否 向 其 流 入 的 一 个 影 响因 素 。距 中 心 城 市 的 距 离 中 心 城 市 的 辐 射 作 用 ， 会 吸 纳 周 边 城 市 的 人 口流 入距 离 海 岸 线 的 距 离 全 球 三 分 之 一 以 上 的 大 城 市 分 布 于 沿 海 地 区 ，这 些 城 市 集 聚 着 所 在 国 家 的 大 部 分 城 市 人 口 。政 治 因 素 城 市 行 政 等 级 城 市 行 政 等 级 决 定 了 该 城 市 基 础 设 施 建 设 、 公共 服 务 设 施 等 的 投 资 强 度 ， 也 由 此 对 城 市 人 口的 流 动 产 生 较 强 的 影 响 。人 口 因 素 人 口 自 然 增 长 率 人 口 的 自 然 增 长 率 直 接 关 系 到 一 个 城 市 人 口总 量 的 变 化 程 度 资 源 禀 赋 土 地 开 发 强 程 度 城 市 人 口 的 发 展 受 到 城 市 可 开 发 面 积 的 制 约表 6 ： 人 口 影 响 人 口 分 布 的 要 素 1 0 -2 0 建 立 回 归 方 程地 级 行 政 区 年 人 口 增 长 率 （ ） = 1 是 否 省 会 /副 省 级 城 市+ 2 是 否 沿 海+ 3 距 国 家 中 心 城 市 距 离+ 4 是 否 位 于 三 大 城 市 群 + 5 人 均 地 区 生 产 总 值 （ 元 ）+ 人 口 自 然 增 长 率 （ ） 1 1 - 土 地 开 发 强 度 （ )2 /2 0 0+ 6每 一 项 指 标 的 具 体 指 标 为 ：地 级 行 政 区 年 人 口 增 长 率 （ ） = 1000年平均人口2007年平均人口201710 行 政 等 级 ： 1 ： 是 否 直 辖 市 /省 会 /副 省 级 城 市 （ 是 为 1 ， 否 为 0 ）区 位 条 件 ： 2 ： 是 否 沿 海 （ 是 为 1 ， 否 为 0 ） 3 ： 距 国 家 中 心 城 市 距 离 （ 1 0 0 km 为 1 ， 2 0 0 km 为 2 5 0 0 km 为 6 ） 4 ： 是 否 位 于 三 大 城 市 群 （ 距 离 北 京 、 天 津 、 上 海 、 广 州3 0 0 km 以 内 为 是 为 1 ， 否 为 0 ） ；经 济 发 展 ： 5 ： 人 均 地 区 生 产 总 值 （ 元 ） = 2 GDP年2017+GDP2007人均年人均人 口 结 构 ： 自 然 增 长 率 （ ） = 2 年2016+2006人口自然增长率年人口自然增长率资 源 禀 赋 ： 土 地 开 发 强 度 （ %） = 求 解 影 响 因 子 系 数我 们 将 2 0 0 7 -2 0 1 7 年 的 LandScan 数 据 进 行 统 计 与 带 入 ， 求 解 了 线 性 回 归 方程 ， 结 果 如 下 ：模 型 系 数 非 标 准 化 系 数 标 准 系 数 t Sig.B 标 准 误 差 试 用 版常 数 项 -17.751 1.515 -11.718 .000 1： 是 否 直 辖 市 /省 会 /副 省 级 城 市 8.538 1.776 .238 4.808 .000 2： 是 否 沿 海 3.260 1.465 .112 2.225 .027 1 2 3： 距 国 家 中 心 城 市 距 离 1.165 .313 .181 3.729 .000 4： 是 否 位 于 三 大 城 市 群 4.188 1.381 .160 3.032 .003 5： 人 均 地 区 生 产 总 值 .0002 .000 .415 7.454 .000表 7 ： 线 性 回 归 方 程 结 果 调 整 影 响 因 子 系 数 进 行 情 景 分 析在 标 准 结 果 的 基 础 上 ， 我 们 调 整 影 响 因 子 系 数 进 行 情 景 分 析 。 我 们 的 三 大 情景 假 定 为 ： 线 性 外 推 ： 人 口 按 照 历 史 规 律 集 聚 ； 集 聚 发 展 ： 历 史 规 律 基 础 上 ， 人 口 向 直 辖 市 /省 会 /副 省 级 城 市 、 沿 海 城 市 、 国 家 中 心 城 市 附 近 和 三 大 城 市 群 集 聚 ； 分 散 发 展 ： 历 史 规 律 基 础 上 ， 人 口 向 直 辖 市 /省 会 /副 省 级 城 市 、 沿 海 城 市 、国 家 中 心 城 市 附 近 和 三 大 城 市 群 以 外 分 散 。我 们 对 不 同 情 景 下 的 回 归 系 数 进 行 调 整 进 行 最 终 的 数 据 运 算 ， 回 归 系 数 的 调整 为 ： 1_是 否 直辖 市 /省 会 /副 省 级 城 市 2_是 否沿 海 3_距 国 家中 心 城 市 距离 4_是 否 位于 三 大 城 市群 5_人 均 地区 生 产 总 值 线 性 外 推 情 景 8 .5 3 .3 1 .2 4 .2 0 .0 0 0 2集 聚 发 展 情 景 1 7 6 .6 2 .4 8 .4 0 .0 0 0 2分 散 发 展 情 景 0 0 0 0 0 .0 0 0 2表 8 ： 回 归 系 数 的 调 整 数 据进行人口总量约束经 过 上 述 计 算 ， 我 们 实 际 上 获 得 了 不 同 地 级 行 政 单 元 在 全 国 人 口 中 的 占 比 。我 们 将 获 得 的 结 果 在 国 家 层 面 上 进 行 总 量 控 制 ， 将 总 量 同 联 合 国 中 国 人 口 总 量 数据 （ 表 5 ） 调 整 一 致 ， 最 终 完 成 了 地 级 行 政 区 的 人 口 总 量 预 测 。 1 3 3.3.2. 地 级 行 政 区 城 镇 化 率 预 测在 预 测 之 前 ， 我 们 对 基 本 的 原 则 进 行 了 设 定 ：1 ) 2 0 5 0 年 城 镇 化 率 大 于 等 于 2 0 1 7 年 城 镇 化 率 ， 即 不 出 现 逆 城 镇 化 率 现 象 ；2 ) 2 0 5 0 地 级 行 政 区 农 村 人 口 在 全 国 农 村 人 口 中 的 占 比 与 2 0 1 7 尽 量 相 同（ 可 以 理 解 为 ， 全 国 各 个 地 级 行 政 区 的 农 地 面 积 不 变 ， 随 着 农 业 科 技 发展 会 导 致 全 国 各 个 地 级 行 政 区 的 乡 村 人 口 等 比 例 减 少 ） ;3 ) 根 据 联 合 国 对 于 中 国 大 陆 的 城 镇 化 率 的 预 测 ， 2 0 5 0 年 全 国 城 镇 化 率 达 到8 0 %。 具 体 的 预 测 方 法 为 ， 将 城 镇 化 率 数 据 转 换 为 人 口 总 量 数 据 ， 从 而 根 据 上 文 的预 测 直 接 带 入 ， 即 ：地 级 行 政 区 2 0 5 0 城 镇 化 率 =比年年化率）年全国（年行年行国总总人口中的占地级级行政区总人口在2050 全国农国农村人口中的地级级行政区农村人口2050城镇2050-1-1 总人口2050政区地级 农村人口2050政区地级-1 3.3.3. 公 里 网 格 人 口 分 布 预 测在 这 一 部 分 ， 我 们 的 预 测 流 程 可 以 简 要 概 括 为 两 步 ：计 算 城 市 扩 张 区 域 网 格 的 人 口 ： 首 先 将 2 0 1 7 年 的 人 口 数 据 外 推 至 2 0 2 0 年 ， 同 土 地 数 据 进 行 匹 配 。 我 们 计 算 出 城 市 扩 张 用 地 的 范 围 ， 并 将 其 划 分 为 邻 近 扩 张土 地 ， 与 跳 跃 式 扩 张 土 地 。 在 此 基 础 上 ， 根 据 历 史 数 据 ， 进 行 人 口 分 布 计 算 。地 级 人 口 总 量 和 城 镇 化 率 约 束 下 的 网 格 人 口 预 测 结 果 ： 调 整 人 口 分 布 总 量 ，使 得 人 口 总 量 和 城 镇 化 率 同 地 级 行 政 区 人 口 预 测 保 持 一 致 。图 8 ： 公 里 网 格 人 口 分 布 预 测 过 程 示 意 图 1 4 计 算 城 市 扩 张 区 域 网 格 的 人 口我 们 首 先 对 于 城 市 扩 张 区 域 进 行 计 算 。 在 ArcGIS 平 台 中 ， 将 2 0 3 0 年 全 球 土地 利 用 数 据 同 2 0 2 0 年 进 行 差 值 计 算 ， 获 得 十 年 间 城 市 扩 张 区 域 的 范 围 。 图 中 的每 一 个 网 格 相 当 于 数 据 中 的 每 一 个 像 素 元 ， 精 度 为 3 0 弧 分 ， 即 赤 道 上 约 1 公 里 。图 中 的 蓝 色 范 围 为 城 市 用 地 ， 灰 色 范 围 为 农 村 用 地 ， 红 色 范 围 为 城 市 扩 张 用 地 。计 算 获 得 的 土 地 数 据 同 LandScan 数 据 进 行 匹 配 ， 获 得 2 0 2 0 年 人 口 -土 地 耦 合 数据 。 图 9 ： 寻 找 城 市 扩 张 区 域 网 格 的 方 法 示 意 图我 们 运 算 方 法 的 核 心 是 计 算 红 色 区 域 中 的 人 口 。 基 本 逻 辑 为 ， 周 边 城 市 用 地的 现 有 人 口 的 均 值 作 为 城 市 扩 张 用 地 的 人 口 。 我 们 以 扩 张 土 地 A、 B 和 C 作 为 案例 进 行 介 绍 。 土 地 A、 B 周 边 存 在 相 邻 的 城 市 用 地 ， 因 此 土 地 A、 B 未 来 的 人 口可 以 运 用 以 下 公 式 进 行 计 算 ： 2 aAA 3 baBB 至 于 扩 张 用 地 C， 它 属 于 “ 跳 跃 式 扩 张 ” ， 即 扩 张 的 城 市 用 地 不 与 现 有 城 市 用 地 相 连 。 对 此 ， 我 们 将 扩 张 用 地 C 及 其 周 边 用 地 的 均 值 作 为 该 地 的 预 测 人 口 数值 ， 可 以 用 以 下 公 式 表 示 ： 9 821 cCC 1 5 我 们 将 两 种 不 同 类 型 扩 张 用 地 的 数 据 进 行 合 并 ， 并 同 农 村 人 口 进 行 合 并 ， 获得 2 0 3 0 年 土 地 -人 口 耦 合 数 据 。 图 1 0 ： 计 算 城 市 扩 张 区 域 网 格 的 人 口 方 法 示 意 图总量约束下的空间网格人口结果我 们 将 2 0 3 0 年 的 土 地 -人 口 耦 合 数 据 继 续 划 分 为 城 市 用 地 和 农 村 用 地 ， 分 别在 两 类 用 地 上 进 行 人 口 总 量 约 束 。 城 市 和 农 村 人 口 总 量 数 据 由 预 测 得 来 的 人 口 总量 和 城 镇 化 率 数 据 进 行 计 算 。 将 两 类 土 地 进 行 最 终 汇 总 ， 我 们 获 得 了 2 0 3 0 年 的人 口 分 布 预 测 结 果 。 同 时 2 0 3 0 年 的 预 测 结 果 作 为 输 入 数 据 进 行 迭 代 ， 依 次 获 得2 0 4 0 ， 2 0 5 0 年 的 预 测 结 果 。 最 终 ， 我 们 完 成 了 2 0 3 0 ， 2 0 4 0 ， 2 0 5 0 年 的 空 间 人 口网 格 预 测 。 图 1 1 ： 总 量 约 束 下 的 空 间 网 格 人 口 结 果 方 法 示 意 图 1 6 4. 主 要 结 果经 过 前 文 的 预 测 分 析 ， 我 们 获 得 了 最 终 的 预 测 结 果 。 我 们 选 取 了 2 0 5 0 年 的聚 集 、 趋 势 外 推 、 分 散 三 种 情 景 下 的 数 据 进 行 了 详 细 的 展 示 与 分 析 。4.1. 地 级 行 政 区 预 测 结 果4.1.1. 人 口 总 量我 们 将 地 级 行 政 区 的 人 口 总 量 预 测 结 果 进 行 了 绘 制 ， 并 将 人 口 总 量 前 十 位 、 后 十 位 的 地 级 行 政 单 元 进 行 了 统 计 。 图 1 2 ： 2 0 1 7 年 地 级 行 政 区 人 口 分 布 地 图 2 0 1 7总人口（万人）2 0 1 7年排名前十、后十位地级行政区总人口（万人） 1 7 图 1 3 ： 线 性 外 推 2 0 5 0 年 地 级 行 政 区 人 口 分 布 地 图 图 1 4 ： 分 散 情 景 2 0 5 0 年 地 级 行 政 区 人 口