基礎教育資源空間分布特征研究
——以蘭州市城關區小學為例

雷凱，錢勇生，曾俊偉，魏谞婷

(1.蘭州交通大學建筑與城市規劃學院，甘肅 蘭州 730070； 2.蘭州交通大學交通運輸學院，甘肅 蘭州 730070)

1 引 言

黨的十九大報告指出，“要發展素質教育，推進教育公平，努力讓每個孩子都能享有公平而有質量的教育”在國家“十四五”規劃綱要中提出，“推動義務教育優質均衡發展和城鄉一體化，加快城鎮學校擴容增位，保障農業轉移人口隨遷子女平等享有基本公共教育服務[1]”據第七次全國人口普查數據顯示，“2020年，流向城鎮的流動人口為3.31億人，其中省內流動人口增長更快”。蘭州市城關區近年來隨著人口增加，區內戶籍兒童和隨遷子女的增多，對教育資源的需求不斷上升，出現了城關區小學學位和師資短缺，招生規模壓力不斷增大，報名人數超出招生計劃名額等現象。因此，對城關區小學教育資源空間布局，供需平衡及可達性的研究和分析具有重要意義，為蘭州市城關區的小學教育資源的優化和均衡布局提供科學依據。

城市公共服務設施的可達性是指各地區居民獲取公共服務的便利程度[2]，可達性重點關注供給與需求以及空間布局的匹配程度，是有效衡量城市公共服務設施空間分布及供需平衡的重要因素[3，4]。城市中的各類公共服務設施的空間分布及可達性研究，眾多學者采用GIS技術，兩步移動搜索等方法，使其研究結果可視化，豐富規劃研究手段，更為科學直觀地展現研究分析過程和結果[5～9]。任夢云等運用Huff模型、兩步移動搜索算法等對深圳市龍崗區小學教育資源配置現狀進行研究分析[10]。董琳琳等從學校和空間的關系角度研究，分別設計了單校劃片和多校劃片的兩種學區劃片方法，但并未考慮學校的學生人數和區域的學生容量[11]。劉楠等采用兩步移動搜索算法，對街道內中小學可達性進行了測算，其中以學校的教職工人數作為學校的供給規模，并不能真實反映學校的學生規模，與實際存在一定的差距[12]。以蘭州市城關區為例，結合交通路網矢量數據，學區現狀劃分數據、小學布局、招生規模等數據，采用OD成本分析，兩步移動搜索算法等相結合的方法，將真實路徑、臨界距離、街道適齡人口數等參數考慮在內，對城關區各街道內小學的空間布局現狀，服務能力及可達性進行分析，總結城關區小學空間分布特征，提出優化建議。

2 研究區域概況

蘭州市城關區位于蘭州盆地東部，全區總面積 207.84 km2，其中城區面積 60 km2，行政管轄5個鄉、25個街道辦事處，常住人口148.4萬人。城關區是甘肅省省會蘭州市的政治、經濟、文化、科研、交通、商貿中心，區位優勢明顯。城關區教育資源相對全市其他區縣更為豐富，研究區內共有82所小學(如圖1所示)，其中具有一批知名重點學校。隨著城關區戶籍內適齡兒童與戶籍外隨遷子女適齡兒童人數的增多，同時出現城關區周邊縣區人口將子女遷入城關區以享受優質教育資源的現象，導致城關區內小學教育資源出現較為突出的不均衡問題，造成區內適齡兒童就學難問題。

圖1 蘭州市城關區各小學分布圖

3 研究方法及數據來源

3.1 研究方法

運用數據可視化，直觀地反映出城關區各小學的空間分布，明確區內小學的整體分布范圍，便于發現空間分布中所存在的問題。在各街道小學空間可達性分析方面，在ArcGIS軟件中通過OD成本矩陣分析，沿最短路徑確定小學在閾值范圍內可以到達的街道辦。采用兩步移動搜索法，第一步計算各小學(供給點)在閾值范圍內的服務能力；第二步計算各街道辦(需求點)在服務閾值內的供給點數量，求和閾值內學校的服務能力，進而得到需求點的學校可達性。其中，閾值采用各街道辦到學校，實際路網中的最短通行路徑[11]。

采用兩步移動搜索算法，具體研究城關區小學空間分布特征。兩步移動搜索算法考慮供給與需求兩個方面，預先設定一個閾值，計算符合閾值內的供給點和需求點，根據計算結果進一步分析。以小學位置為供給點，街道辦為需求點，計算區內各小學的服務能力和各街道的空間可達性。分析過程分為兩步[10]：

第一步，以每個小學為供給點建立搜索域，設閾值為 1 000 m，搜索供給點閾值范圍內的所有需求點(即街道辦)，學校在校人數與閾值內街道適齡兒童數的比值，為學校的服務能力，其表達式為：

(1)

式中：Rj為學校j的服務能力，Sj為學校j的在校學生數；d為學校j與街道辦k之間的距離；D為搜索范圍內各街道的適齡兒童總數；d0為搜索閾值。

第二步，以區內各街道辦作為需求點，建立以各街道適齡兒童上學出行距離為半徑的搜索域，閾值為 1 000 m。統計搜索域內的所有小學，并對這些學校的服務能力(由式(1)計算得到)進行求和，得出該街道小學教育資源的空間可達性，表達式為：

(2)

3.2 數據來源

使用的數據包括小學設施、學校規模、人口數量、行政區劃及城市路網等。人口數據來源于第六次人口普查數據和第七次人口普查數據，以城關區25個街道為統計單位，包含人口數及年齡結構，文章以0～14歲人口作為需求人群。小學相關數據來源于甘肅省教育廳公開數據網站，2020年百度地圖的蘭州市城關區小學的興趣點(Point of Interest)數據，包含校址、校名以及在校學生人數等信息。通過城關區基礎地理數據，矢量化得到各街道行政邊界及道路數據矢量數據。

4 分析過程與結果

4.1 蘭州市城關區適齡兒童分布及學位供給規模分布

蘭州市城關區各街道適齡兒童的分布如圖2所示，適齡兒童的分布整體上從城關區中心區域向南北方向逐漸遞減，形成中心區域適齡兒童較為集中的空間分布。其中適齡兒童主要分布在雁北街道、雁南街道、高新區街道和拱星墩街道等街道；在城關區南北部的伏龍坪街道、焦家灣街道和鐵路西街道等適齡兒童分布較少。如圖3所示，蘭州市城關區小學學位規模以街道為統計單元，整體上呈現出由中心向邊緣逐漸遞減的分布結構，其中分布于雁北街道、青白石街道、渭源路街道和廣武門街道等學校的學位供給居于前列；高新區街道、焦家灣街道和伏龍坪街道等小學學位數分布相對較少。

圖2 蘭州市城關區各街道0～14歲適齡兒童分布圖

圖3 蘭州市城關區各街道小學學位規模分布圖

通過對蘭州市城關區適齡兒童分布與小學學位供給規模分布情況對比分析，較為直觀地反映出城關區內各街道小學教育資源的區域分布不均衡問題，小學的學位供給量與所在街道適齡兒童的數量對應不平衡。其中，在適齡兒童數量較多的雁南街道、高新街道、拱星墩街道等出現了本街道內小學學位數供給不足的缺口，造成區域內適齡兒童上學難、不能在本街道就近入學的現實問題；在適齡兒童數量較少的青白石街道、廣武門街道和張掖路街道等，卻出現了小學學位供給規模大于學齡兒童數的現象，造成了教育資源的閑置和浪費。對比發現在一些街道出現教育資源的短缺和緊張的同時，少數街道卻出現了教育資源閑置浪費的現象。

4.2 蘭州市城關區教育資源空間可達性分析

在ArcGIS中運用OD成本矩陣分析，以 1 000 m服務范圍為阻抗。通過兩步移動搜索算法公式(1)計算得到研究區內各小學的服務能力。對小學服務能力進行整理統計得到蘭州市城關區各小學服務能力統計表，如表1所示。表1反映區內各小學在閾值內的服務能力強弱，數值越大說明其服務能力越強，可覆蓋的街道數及服務的適齡兒童數越多。結果顯示，可以看出城關區內小學的服務能力在空間上存在較大的差異，最大值為水車園銀河分校，其值為0.913；最小值為華庭街回民小學，其值為0.006。其中服務能力較強的小學主要為華僑實驗學校、碧桂園華僑學校、大方經典學校——金鑰匙學校等；服務能力較弱的學校如，民主西路小學、暢家巷新華分校及朝陽村第一學校等。

蘭州市城關區小學服務能力統計表 表1

續表1

分析城關區各街道內小學可達性，以出行半徑 1 000 m為搜索閾，通過兩步移動搜索算法公式(2)得出各街道的小學教育資源空間可達性，結果如表2所示，數據可視化如圖4所示。

蘭州市城關區小學教育資源空間可達性統計表 表2

圖4 蘭州市城關區小學教育資源空間可達性分布圖

街道小學教育資源空間可達性數值越大，表示該街道小學教育資源的可達性越高。結果顯示，各街道的小學教育資源空間可達性存在的差距明顯，鹽場路街道可達性最高，其值為0.332；青白石街道可達性最低，其值為0.012，兩街道小學教育資源可達性相差極大。其中，可達性較高的街道為渭源路街道、廣武門街道及草場街街道；可達性較低的街道為雁北街道、高新區街道及拱星墩街道。蘭州市城關區小學教育資源空間可達性分布圖(如圖4所示)，可達性整體呈現由中心區域向邊緣遞增的空間分布結構，越到邊緣地區可達性越高。蘭州市城關區小學教育資源空間可達性呈4種類別：①可達性數值優秀街道有6個，占總數的24%，位于城關區西部區域，如鹽場街道、草場街道及廣武門街道等。原因主要為，在閾值范圍內適齡兒童的需求與學位供給量能夠較好達到匹配，較為平衡，可達性值處于城關區內的較高水平。②可達性數值一般街道有7個，占總數的28%，位于城關區南部區域，如東崗街道、嘉峪關街道、皋蘭街道和靖遠路街道等。其原因主要為各街道的適齡兒童數與學校所提供的學位數能夠達到基本的匹配，同時在閾值內能夠基本達到需求與供給的相平衡。③可達性數值一般街道有6個，占總數的24%，位于城關區南部區域，酒泉路街道和團結新村街道等。其主要原因為，學位供給量與街道內適齡兒童人數還存在不匹配的情況。④可達性數值較差街道有6個，占總數的24%，位于城關區中心區域，如雁北街道、高新街道及拱星墩街道等。原因主要由集中在這一區域的小學學位供給和街道內適齡兒童數兩方面原因共同形成。學齡兒童數量多，對小學學位的需求量大，但本區域可提供的小學學位數的學校數量不足，能提供小學學位的學校學位數不足，兩個不足使得供給與需求出現失衡，使得此區域成為可達性洼地。然而，位于城關區北部的青白石街道，可提供的學位數與街道內適齡兒童的需求量差距不大，其原因存在可能由于青白石街道行政區域較大，在搜索閾值內的學校供給存在不足的差異導致可達性較低。

5 結論與建議

以蘭州市城關區內小學和各街道辦的空間布局、小學學位供給規模、街道適齡兒童數等數據，采用GIS技術，運用兩步移動搜索算法得出小學服務能力和各街道內的小學可達性結果，并進行分析，主要研究發現為：①蘭州市城關區小學分布整體呈中心聚集向四周分散的空間分布，與區內適齡兒童數量空間分布基本一致。②城關區內的小學學位數供給和各街道的適齡兒童就學需求分析中發現，區內各街道小學教育資源的區域分布存在不均衡問題，小學學位供給量與所在街道適齡兒童的需求量對應不平衡。③城關區內各小學在閾值范圍內的服務能力強弱差距較大，服務能力最大值與最小值相差數倍之多。④可達性整體呈現由中心區域向邊緣遞增的空間分布結構，西部地區可達性相對東部地區較高。可達性相對較低區域，小學學位供給量與學齡兒童數量存在較大的不匹配問題，導致可達性處于較低水平。

基于上述結論，對于蘭州市城關區內小學空間分布和教育資源供給平衡及可達性等提出以下建議：①臨近調配，合理減壓。對小學教育資源供給不平衡的街道，將部分小區劃入臨近可達性較高的街道，以暫時解決供需不平衡的矛盾。②加大投入，擴充規模。在現有學校校舍空間允許的情況下，應盡可能擴充教師隊伍，增加招生規模，以提高小學服務能力，解決街道適齡兒童上學需求難以滿足的現實矛盾。③結合地產，新建校舍。在中心區域情況較為集中的街道，如雁北街道，雁南街道及高新區街道，在進行人為管理后，仍存在較大的供需矛盾和小學教育資源缺口的情況下，應結合地產企業，對新建小區及老舊小區改造中加強配套公共教育設施的配置，合理確定服務范圍和人口，以滿足部分街道嚴重的教育資源失衡問題。④公平分配，提升質量。在全面確保教育公平的原則下，應著力提高全市整體小學教育水平，形成名校管理培養模式的交流借鑒，名師學校間輪崗教學，進行傳幫帶等教育機制的探索和開拓，進一步將教育公平惠及每一位適齡人口。避免出現因優質教育資源集中于某一區域，而造成周圍地區因追隨高質量教育資源而出現的人口遷移和大量集聚問題。