基于可達性的縣域義務教育機構分布特征
——以徐州市豐縣小學為例

李保杰， 褚 帥， 劉珍珍

(江蘇師范大學 地理測繪與城鄉規劃學院，江蘇 徐州 221116)

義務教育機構作為公共服務設施的重要組成部分，其配置的合理與否直接影響到教育的公平性與設施利用的合理性[1].長期以來,由于我國“城鄉二元結構”發展模式，區域義務教育機構存在著供給與需求的結構性失衡，嚴重制約著城鄉基本公共服務均等化的實現[2].因此，研究區域義務教育機構的均衡發展與合理配置具有重要意義.現有的教育資源評價研究大都集中在生師比、學校規模和經費投入等方面，忽略了義務教育機構的空間配置等因素[3].

可達性作為公共服務設施配置公平與否的重要指標，被廣泛應用.可達性是指從空間任意一點到達目的地的難易程度，反映了人們到達目的地過程所克服的空間阻力大小，常用距離、時間和費用等指標來衡量[4].可達性概念于1959年由Hansen首次提出后，國外學者就開始了相關研究，如：Bulti等[5]對埃塞俄比亞Bishoftu鎮的小學空間分布特征及可達性進行了分析，Kiani等[6]借助兩步移動搜索法對伊朗阿瓦士的居民就醫可達性進行了探討；Kmail等[7]利用GIS對綠地空間的可達性進行了評估.國內相關研究雖然起步較晚，但可達性作為公共服務設施優化配置的重要工具，已成為目前的研究熱點之一.研究尺度主要包括國家[8]、區域[9]、省域[10]等；研究對象主要包括旅游景點[11]、醫療機構[12]、應急避難場所[13]、城市綠地[14]、基礎教育資源[15]等公共服務設施；研究方法主要包括移動搜索法[16]、空間句法模型[17]、潛能模型[18]、等時線模型[19]、Huff模型[20]等.然而，現有研究大都集中在某一行政區劃單元等層面上，對于中小尺度縣域義務教育機構可達性的研究相對較少；另一方面，主要采用傳統方法對區域公共服務設施的可達性進行定量評價，忽略了對可達性的空間格局和異質性等方面的研究.因此，本文以蘇北典型縣域——豐縣為例，分析義務教育機構的空間分布特征和可達性等，以期為豐縣義務教育機構的布局規劃提供技術支撐，同時為其他地區的同類研究提供借鑒.

1 研究區概況

豐縣地處34°24′25″—34°56′27″N，116°21′15″—116°52′03″E，位于江蘇省西北部，東鄰沛縣和銅山區，南界安徽省蕭縣、碭山縣，西、北接山東省單縣、金鄉縣、魚臺縣.豐縣轄有3個街道，12個鎮，398個行政村(街坊).全縣面積1 449.7 km2，常住人口93.52萬人(2020年末).近年來，豐縣的基礎教育事業全面推進，教育質量與效益不斷提高，教育的服務功能得到進一步加強，基本構建了適應豐縣經濟社會發展需要的教育格局.

2 數據與研究方法

2.1 數據來源與處理

本研究所使用的數據主要包括：2020年百度地圖興趣點(POI)數據(包括小學的名稱、位置等)，小學的相關屬性數據(包括學校的招生規模、師資條件等)主要通過網絡查詢、電話咨詢和實地調研等方式獲取；路網數據來源于百度地圖和豐縣綜合交通現狀圖(2021年)；人口數據主要來源于豐縣第七次全國人口普查數據.利用ArcGIS 10.3軟件平臺將上述數據統一到CGCS2000坐標系，分層矢量化后保存至地理數據庫中.在ArcGIS環境下將矢量數據轉換為100 m×100 m柵格數據，共計145 007個像元.考慮到學生的就學方式以電動車為主，接送學生的大多為老人，將平均出行速度設為16 km/h，利用Cost Weighted計算各小學的時間可達性.

2.2 研究方法

借助最鄰近距離指數和熱點探測方法分析研究區小學的空間集聚特征，借助累積耗費距離模型測算小學的可達性，具體方法見文獻[21-23].

3 結果與分析

3.1 小學分布特征

全縣15個鎮(含街道)擁有小學107所，各鎮平均擁有學校7所左右.整體而言，研究區各鎮小學的數量分布較均勻，大都集中在6～8所.從各鎮擁有的小學數量來看，王溝鎮擁有的小學數量最多，為10所；孫樓鎮由于靠近城區，可享受城區小學提供的服務，擁有的小學數量最少，為5所.

3.1.1 鄰近度分析借助ArcGIS 10.3計算研究區各鎮小學的最鄰近距離指數In，結果見表1.各鎮小學空間分布總體上呈隨機-離散分布格局，且P檢驗值高度顯著，表明研究結果是可信的.各鎮小學的空間分布差異較大，46.67%的鄉鎮小學呈隨機-離散分布，33.33%的鄉鎮小學呈均勻分布，僅1個鄉鎮小學呈聚集-隨機分布格局.

表1 研究區小學最鄰近距離指數Tab.1 Nearest neighbor distance index of primary school in study area

3.1.2 熱點探測分析以研究區小學間的最短距離為基礎，利用層次聚類法對研究區小學的空間分布進行熱點探測，并將熱點區分為2個等級(圖1).一級熱點區1個，主要包括中陽里街道、鳳城街道西部、常店鎮南部、王溝鎮和趙莊鎮東部、孫樓街道北部等區域.由于受政策、經濟、交通區位等因素影響，該區域小學分布較密集.二級熱點區有5個，零星分布在順河鎮南部、歡口鎮南部、王溝鎮和趙莊鎮東部、中陽里街道、梁寨鎮、范樓鎮西部，這些區域大多為各鎮駐地及其周邊區域，學校分布相對密集，交通區位較好.

圖1 研究區小學空間熱點分布Fig.1 Spatial hotspot distribution of primary school in study area(地圖底圖來源于審圖號為蘇S(2021)024號的標準地圖.下同)

3.2 可達性空間格局

3.2.1 可達性總體空間分布特征以小學作為耗費距離源點，計算各學校通過交通網絡到整個研究區內任意柵格像元所花費的時間，利用交通網絡通行可逆性的特點，即可得到研究區任意柵格像元到小學的時間可達性.為了直觀地表示研究區各小學的時間可達性，采用等距分類方法，將小學時間可達性分為5個等級：最好(時間可達性<10 min)，較好(10～20 min)，一般(20～30 min)，較差(30～40 min)，最差(≥40 min).由圖2可知，研究區小學的整體可達性較好，47.22%的區域能夠在20 min內到達就近的小學,其中:時間可達性最好和較好的區域占比分別為18.26%、28.96%.時間可達性一般的區域占比為26.04%.小學可達性相對較差的地區分布較少，時間可達性較差的區域占比為19.12%，最差的區域占比為7.62%.

圖2 研究區小學時間可達性Fig.2 Time accessibility of primary school in study area

可以看出，研究區小學時間可達性的空間分布差異十分明顯.時間可達性最好的區域主要分布在豐縣主城區、城鎮駐地等交通便捷的區域.可達性較好的區域主要分布在上述區域外圍，呈環狀分布.可達性最差的區域主要分布在研究區的外圍，這些區域為省級、縣級等行政區劃的邊界，小學分布較少，導致該區域小學時間可達性較差；其次分布在各鄉鎮的外圍和大沙河等水系及其外圍，由于行政區域和水系等的阻隔作用，這些區域的時間可達性較差.

3.2.2 村級單元可達性的空間差異以研究區各村級行政單元內柵格像元的小學時間可達性平均值作為各行政單元的可達性，得到村級單元小學時間可達性(圖3).時間可達性最好的區域主要分布在豐縣主城區(中陽里街道、鳳城街道)，這些區域小學分布較密集且交通可達性程度較高；其余區域呈零星分布.從空間分異來看，研究區北部的密集程度較高而南部較稀疏.時間可達性最差的區域主要分布在研究區外圍、常店鎮西北部、孫樓鎮南部和大沙河兩岸等行政村，主要是這些行政村沒有小學、距離學校較遠和水系等的阻隔作用所致.

圖3 村級單元小學時間可達性Fig.3 Time accessibility of village unit to primary school

從村級行政單元的數量分布來看，研究區各行政村的小學時間可達性整體較好.可達性最好的行政村(街坊)有68個；較好的行政村(街坊)最多，為116個；一般的行政村(街坊)為102個；較差的行政村(街坊)有84個；最差的行政村(街坊)有28個.

4 討論

義務教育機構的空間分布是居民點、交通網絡、學校規模和政策因素等綜合作用的結果，而可達性作為公共服務設施布局優化的重要依據被廣泛應用.本文對豐縣小學的空間分布和時間可達性進行了分析，結果表明：研究區小學總體上呈隨機-離散分布，80%的鄉鎮呈隨機-離散分布和均勻分布；小學空間分布熱點區主要集中在研究區中北部.研究區小學時間可達性整體較好.時間可達性最好的區域主要分布在豐縣主城區、城鎮駐地等；較好的區域主要分布在其周圍，呈環狀分布；較差的主要分布在研究區、鄉鎮等的外圍.研究區小學時間可達性<20 min的行政村(街坊)數量不足一半；小部分行政村(街坊)的時間可達性>40 min.

結合研究區小學可達性的空間分布格局，可將研究區以鎮為單位由內至外分為核心區、過渡區和外圍區.針對核心區小學教育資源較密集的現象，辦學不佳的學校可以撤并，辦學較好的學校可以適當控制原校區的辦學規模、在鄉鎮外圍設立分校；過渡區的小學教育資源雖然基本上能夠滿足居民需要，但應采取適當調整規模、增加學校等措施以滿足近期需要；外圍區的居民點由于交通不便等原因，小學可達性較差，可結合空心村的分布和村鎮布局規劃等進行撤并，或將居民遷至可達性較好區域，或者在合并后較大的居民點新建學校.

本文僅從理論的角度對研究區小學的可達性進行分析，與實際可達性可能存在一定的差距.譬如，僅考慮了單一出行方式，沒有考慮交通方式的組合，也忽略了交通擁擠度、路徑的選取等因素，這些因素對可達性的影響需進一步研究.此外，由于數據獲取困難，沒有考慮學區的劃分和學校等級差異等因素對可達性的影響，導致研究結果具有一定的局限性.