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《吕梁市2010年第六次全国人口普查主要数据公报》显示，吕梁市常住人口为3727057人，同第五次全国人口普查2000年11月1日零时的3381630人相比，十年共增加345427人，增长10.21%，年平均增长率为0.98%。全市常住人口中共有家庭户1038792户，家庭户人口为3546376人，平均每个家庭户的人口为3.41人，比2000年第五次全国人口普查的3.85人减少0.44人。 全市常住人口中，男性人口为1933712人，占51.88%；女性人口为1793345人，占48.12%。总人口性别比（以女性为100，男性对女性的比例）由2000年第五次全国人口普查的108.38下降为107.83。

全市常住人口中，具有大学（指大专以上）文化程度的人口为209761人，具有高中（含中专）文化程度的人口为452270人，具有初中文化程度的人口为1734179人，具有小学文化程度的人口为953475人（以上各种受教育程度的人包括各类学校的毕业生、肄业生和在校生）。同2000年第五次全国人口普查相比，每10万人中具有大学文化程度的由1851人上升为5628人，具有高中文化程度的由7988人上升为12135人，具有初中文化程度的由36006人上升为46529人，具有小学文化程度的由38258人下降为25583人。文盲人口（15岁及以上不识字的人）为97183人，同2000年第五次全国人口普查相比，文盲人口减少41152人，文盲率由4.09%下降为2.61%，下降1.48个百分点。