人口迁移空间格局模拟研究进展与展望，本文主要内容关键词为：研究进展论文,格局论文,人口论文,空间论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
人口迁移的定义随着研究角度不同而有所差别。美国人口统计学家威廉·彼得逊(Petersen W)认为：“迁移是人们在一定时间内移动特定距离以改变其永久住处”[1]。因此，人口迁移具有3个属性，即空间属性、时间属性和目的属性。其中，空间属性是人口迁移的本质特征[2]。人口迁移空间格局指人口迁移过程在地理空间中的表现形式，包括人口迁移的规模、强度、流向、迁移方式、迁出入地的空间结构等，属于人口迁移研究的横向研究范畴。它是地表人文过程研究中最重要的人文要素过程之一。对于一个特定区域而言，人口迁移活动几乎每时每刻都在进行，并通过人力资源的分配影响整个区域社会经济的发展。因此，人口迁移空间格局是诠释区域形态和空间结构的重要方面，对其研究有助于理解区域空间结构特征及演变趋势，判断区域发展阶段，从而为区域空间组织与结构调整指出方向和提出建议[3-4]。人口迁移空间格局模拟是人口迁移空间格局研究的核心内容。
改革开放后以来，随着户籍制度的松动、区域发展差异的扩大，我国人口迁移空间格局亦发生着剧烈的变化，主要表现在迁移规模、强度的扩大和流向的多样化。2000年第五次人口普查资料显示，全部迁移人口占全国总人口的10.6%[5]。而迁移人口分布存在着突出的城乡“二元”结构，东、中、西“3带、5区”的空间格局[6-7]，与经济空间布局密切相关。人口迁移已成为中国改革开放以来重要的社会现象之一，对中国的区域社会经济格局的演变产生了重要的影响。
国外人口迁移空间格局模拟研究历史较长，体系比较成熟，成果也很丰富。主要集中在人口迁移空间格局形成的机理探究[8-11]、影响因素分析[11-15]，以及迁移空间模型的构建[16-19]等。相比较而言，我国的研究仍处于起步阶段，大部分工作是对国外现有理论、模型的理解、消化和应用。研究重点集中在不同区域尺度的实证研究[20-24]。
因此，系统梳理总结国内外人口迁移空间格局模拟研究的理论和方法，对于科学分析我国人口迁移空间格局，建立中国人口迁移空间格局的理论和研究方法，预测未来我国人口空间发展趋势、指导人口空间规划具有重大的指导意义。本文在对国内外人口迁移空间格局模拟研究的大量研究成果分析梳理的基础上，根据人口迁移研究理论基础的不同，系统归纳、分类、评价了西方人口迁移空间格局模拟研究的经典模型，总结了当前国内外人口迁移空间格局模拟研究的新方法和新手段，在此基础上提出了未来我国人口迁移空间格局模拟研究的主要方向。
2 人口迁移空间格局模拟经典模型
人口迁移空间格局模拟研究经典模型可根据人口迁移研究理论基础的不同分为空间物理学模型、空间社会学模型和空间经济学模型3大类。
2.1 空间物理学模型
人口迁移空间物理学模型是基于物理学中的万有引力定律的理论与方法而建立的人口迁移模型。它经历了一个由简单到复杂的演变过程。主要包括：
2.1.1 距离模型
引力模式是西方最早解释人口迁移的用数理分析模型，也是比较成功且应用性很强的一个模型。引力模型使两地间的人口迁移总量可以用3个客观的指标来进行描述，也使得人口迁移的空间格局研究由定性描述开始转向定量研究。引力模型影响深远，后人以此为基础发展了众多模型，加入经济、社会等因素，但其基本假设均是相互作用强度与人口数成正比，与距离成反比。但引力模型没有涉及到人口迁移的原因和动机，不能满足对人口迁移内在机理的分析。纠正这个缺陷的方法可以通过添加代表迁出地和迁入地社会经济变量而解决，比如：收入、就业、教育、年龄结构[14,19,27-28]等。
2.1.3 经济引力模型
经济变量在分析人口迁移问题中是必不可少的因素。美国人口学家劳里(Lowry I S)利用统计模型，把吉佛引力模型中隐含的“一个地区的人口规模决定了该地区所能提供的就业机会”的假设具体化。提出经济引力模型，用两地非农业劳动力人数表示两个地区的人口数量，用失业率和制造业的小时工资来描述就业机会[19]，使模型具有更为丰富的理论内涵，其模型表达式为：
在实证研究中，该模型中的经济因素，随着区域的不同和时间的差异而发生变化并得到不断改进。经济引力模型比单纯的引力模型的进步之处在于引入经济变量来解释人口迁移空间格局形成和演变的原因。
2.1.4 空间相互作用模型
空间相互作用模型借鉴了统计力学的思想，把人看成是概率意义上的“平均人”，用统计特征描述其宏观运动，这是其建模思想的精华所在。模型最大不足是将人类社会系统简单类比封闭物理系统，没有从本质上区分二者的不同，因此难以做出更深层次的理论解释。
2.2 空间社会学模型
与空间物理学模型以区域为对象研究人口迁移空间格局不同，空间社会学模型是以迁移人口个体为对象，从个体迁移的原因、机制等微观角度出发，用社会学理论考察人口迁移的空间过程，并建立相应的模型。主要包括：
2.2.1 中介机会模型
式中：K为目的地给迁出地提供的吸引机会（如工作），V为目的地半径内出现的其它机会总和，δP为从迁出地到迁入地的人口数。它把人口迁移和距离与中介机会之间的相互影响联系起来，距离通过机会数得到了间接反映[32]。所谓中介机会，就是指存在于迁出地和迁入地中间地带的就业、居住等机会。斯托夫模型中的介入机会的发现和选择很独特，其作用也非常大，但缺点在于中介机会的量化比较困难，而且只有在迁移者具有相同地位和动机时，中介机会的假说才真正有效。
2.2.2 “推—拉”模型
早在1938年，学者赫伯尔(Herberle R)指出，迁移是一系列力量引起的，这些力量包括促使一个人离开—地方的“推力”和吸引他到另一地方的“拉力”[33]，Dorigo[34]等给出了基于推—拉理论的模型，
“成本—效益”模型从社会学角度把微观经济理论应用到人口迁移研究中，并加入了微观的个人心理分析，拓展了人口迁移空间格局研究的领域。
2.2.4 “预期收入”模型
托达罗(Todaro M P)提出的预期收入理论[36]，认为迁移能否发生以及迁移流量的大小，取决于迁移者在迁入地可能获得的“预期收入”与迁出地实际收入的差距大小。“预期收入”愈高，迁移愿望就愈强烈，迁移流量也越大。理论模型如下：
(11-1)式中，M(t)表示t时期人口从农村迁入城市的数量，d(t)表示t时期城乡预期收入差异，f′＞0表示人口流动时预期收入差距的增函数。(11-2)式中，w表示城市实际工资水平，r为农村实际收入，p为就业概率。
托达罗模型成功构建了人口迁移量与城市就业概率与城乡收入差异之间的联系，强调“预期”是它与传统人口流动模式的主要区别。但它在过分强调个人动机的同时，忽视了社会结构等制约因素。
2.3 空间经济学模型
以克鲁格曼(Krugman P R)为代表的新经济地理学派从规模报酬递增、不完全竞争和路径依赖等理论出发，提出集聚经济是促使人口与产业由农村向城市集中的主要因素[38]。空间经济学模型就是基于空间经济集聚是人口迁移集聚的主要原因的理论假设，其模型表述如下[39]：
。
劳动力在2个地区之间的区位选择均衡式由式(12-1)决定，当
U/2＞1时，表明工人居住在地区1效用更大，故而劳动力有动机在两地之间迁移。空间经济学模型在解释产业集聚研究方面应用已很成熟，但在应用到人口迁移中相对较少。
3 人口迁移空间格局模拟研究方法
在已有的人口迁移空间格局研究中，除了传统的实地问卷、抽样调查，统计图表等人口统计学方法之外，数理模型模拟得到了最为广泛的应用。随着计算机技术的发展，近年来GIS空间分析技术以及多智能体／元胞自动机(MAS/CA)技术也逐渐被越来越多的应用到人口迁移空间格局模拟研究中。
3.1 数理模型
上文中的经典模型都是人口迁移空间格局模.拟的基础数理模型。根据经典模型的分类，空间物理学模型的应用最为广泛。经过变形的经典空间物理学模型大量地被用于回归分析中[16,21,40-41]。俞路[42]对距离的研究表明，距离对中国人口迁移的影响具有明显的规律性。Fan[16]利用加入两地人均GDP的引力模型，发现中国人口迁移目的地对移民施加的拉力作用很强烈，而来源地的推力作用相对较弱，在模型中加入迁移存量(MS)这个变量后，其成为影响迁移的最重要决定因素，类似的结论格林伍德也曾得出[14]。陈楠[43]等基于空间相互作用理论，建立了人口迁移和经济发展之间关系的数学模型，为人口迁移预测提供了新的思路；一定程度表明，在制定人口政策时只考虑人口总量控制而忽视人口的空间布局是片面的。
而基于空间社会学经典模型基础上的数理模型，西方学者应用较多，国内相对较少。斯托夫先后把空闲房屋[30]看作介入机会，其后又引入“参赛迁移者”[31]的概念来修正自己的模型。其后也有大量的学者做了相关的论证[44-46]。经典的“推—拉”模型应用较多，Redfor[47]、Engels[48]、Jenkins[49]、Datta[50]等分别采用推拉模型模拟研究了美国、墨西哥、孟加拉等国的人口迁移机理。我国学者李蓓[51]，以推拉理论模型为理论依据，利用1992-2005年省级人口城乡迁移的面板数据，构建了中国人口城乡迁移的计量模型。基于空间经济学模型的应用，在产业集聚中的已非常成熟，而在人口迁移中的应用还相对不足。范剑勇等[52]以广东为例对空间经济学模型进行了实证应用。
3.2 GIS空间分析
传统的人口迁移数理模型研究方法虽然能够反映人口迁移空间格局的一些信息，但是它们在揭示空间过程信息中明显不足。GIS空间分析技术的应用使人口迁移空间格局研究方法上取得了2大突破。一是为人口迁移空间模拟和人口迁移过程的可视化表达提供了可能；二是在人口迁移空间模型的运用中，对一些涉及位置和空间变量的假设模型可以进行检验和改进，例如人口迁移模型中距离的科学表达，迁移影响因素的空间化等。目前主要是地理学家大量地使用GIS技术，相关的人口学理论机制渗透力度薄弱。GIS空间分析技术在人口迁移空间格局研究的应用上还非常有限。约翰逊(Johnson J H)等[53]采用GIS技术分析黑人迁移人口空间分布及其演变过程。郑明媚[54]、顾朝林等[55-56]等在其相关研究中尝试采用了GIS空间技术。
3.3 多智能体／元胞自动机(MAS/CA)
近年来，将多智能体系统(MAS)应用到复杂系统领域研究越来越多[57-58]，当MAS被用来分析人口问题时，需要借助元胞自动机(CA)这种能很好模拟地理空间位置的模型[59]进行仿真模拟研究。CA模型在地理中的应用来源于计量地理学，目前研究大多集中在城市扩展[60-63]，土地利用变化[64-65]以及城市交通[66-67]的仿真模拟中。鉴于人口问题的复杂性，目前把CA模型运用到人口迁移的研究相对其他应用领域中的应用还不多见，主要是由于人的主观能动性使得CA模型中的转换规则不易确定。个别研究开始探索将CA模型引入人口分布研究中[68-70]。与经典的数理方程模型相比，CA模型从微观出发，开拓了自然和人文统一的地理系统模拟的新视角和新途径，在人口迁移流动中将会得到更广泛、深入的应用。
4 结论与展望
4.1 结论
综上所述，国内外有关人口迁移空间格局的理论与模型大多结合其他学科，如物理学、经济学、社会学等学科理论而建立相应模型，但由于各个学科在研究时视角不同，因此还没有建立起统一的理论模型。然而，在丰富的实证应用中，各模型各有特点，针对同一问题从不同角度不断得到修正，研究方法也逐渐得到充实和完善。
(1)国外的人口迁移空间格局研究理论体系相对较系统、完善，而我国自20世纪80年代才开始探索与尝试该领域研究，多停留在国外人口迁移空间格局的理论模式框架之内。然而，西方多数经典模型的假设条件与中国人口迁移的实际条件相去甚远，难以直接用于中国的人口迁移过程模拟。如空间社会学模型假设迁移者是理性的个体，可以自由选择迁移目的地。使用该类理论模型研究户籍管理制度下的中国人口迁移问题时，要加入中国特色政策等影响因素。用空间物理学模型来研究中国的人口迁移过程，必须要考虑中西方文化的差异对于迁移流量、流向的影响。还有我国严重的二元经济结构，使得空间经济学模型应用于中国人口迁移过程研究时受到限制。因此，将西方成熟理论模型引入中国实际问题的研究时，必须要考虑我国特有的国情和社会经济结构。
(2)人口迁移空间格局研究模型较多，但不同类型的模型都存在一定的缺陷（表1）。
空间物理学模型最早把数量化分析引入了人口迁移的空间格局研究中，也是用自然物理规律解释人类社会现象的成功方法之一。引力类模型原理简单、数据适用、容易被用于计量分析。通过学者的努力，模型被不断修正、扩展，加入了被认为影响人口迁移的虚拟变量，如经济因素、移民存量等；空间相互作用模型则能更好地解释多区域、动态的人口迁移问题。空间物理学模型在人口迁移的空间格局研究中取得了很大的成功，但是模型的理论基础还比较薄弱，到目前为止，人口迁移引力模型仍无法找到一种令人满意的定义距离的方法，导致研究多限于回归分析，而无法对引力大小进行深入分析研究。同时，该类理论模型把产生吸引力的原因大多限定在宏观的经济原因上，因此对人口迁移的机制解释上仍显不足。
空间社会学模型把人口迁移看作是一种个人的自发自愿的行为，从更微观的角度对迁移发生的原因、影响因素和规模等内容进行了探讨。移民在迁移过程中经过了对所在地和所期望地之间的比较，权衡种种选择之后前往回报最高的去处。该理论模型有助于我们更加深入地了解人口迁移发生的机制机理，但单一经济学的视角和无法合理结合距离在迁移过程中的作用，使得其在解释复杂人口迁移现象的发展中受到了限制。首先其假设移民本身的理性自由选择在大部分发展中国家都不现实；其次，除经济因素之外，制度、文化等目前不容易定量化的因子对迁移空间过程的影响作用研究力度不足；没有突出人口迁移的空间属性。
空间经济学模型是在经典的经济学理论的基础上引入空间的概念，这种建模思想对于人口迁移空间格局的研究具有里程碑式的意义。将地理空间与经济因素结合起来分析劳动力人口迁移的过程，模型中的个人总是追求自身效用的最大化，地区之间的效用差异导致熟练工人在地区之间的移民行为。
(3)已有的人口迁移空间格局模拟研究，多注重数量表达，在空间过程的模拟表达方面明显不足。目前人口迁移空间格局研究方法和研究手段日趋多样化，从单纯的定性分析逐渐转入定性、定量相结合，但对人口迁移的流量、流向、形成机制等空间过程的模拟表达还存在缺陷。正如乔莱在1978年所指出的：只有在地理过程研究的基础上，地理学才可能继续做出其特殊的贡献。因此，定量化、模拟化的过程研究应成为人口迁移空间格局模拟研究的重点。
4.2 展望
通过对国内外人口迁移空间格局模型的梳理，结合中国人口空间分布问题的自身特点，提出未来中国人口迁移空间格局模拟研究应主要集中在以下几点：
(1)在方法上，未来人口迁移空间格局模拟研究应是数理模型、GIS技术和CA仿真模拟的结合。在已有经典模型的基础上，以数理模型构建为基础，以空间过程模拟为重点，与GIS技术相结合，实现人口迁移空间过程模拟的可视化表达。包括人口统计数据的合理空间化，人口空间数字模型的构建，人口流动规则模拟的获取，迁移流量流向的可视化表达等。
(2)在模型设计上，应设计符合中国国情的人口迁移情景，构建模型群。考虑中国特有户籍制度与二元经济结构以及东方文化背景的人口迁移空间模式不可能是一个简单的单一模型，而应是由一组具有不同涵义的模型群组成。包括制度、文化等要素的量化，不同政策情景设计等。
(3)把人口迁移过程作为人文地理过程的要素之一，纳入地表系统过程的研究中，加强人文地理过程与自然过程的相互作用机理研究，更深入地理解人—地系统的相互作用机制。
收稿日期：2010-01；修订日期：2010-07.