我國青少年視力狀況的時空演變特征分析*

朱厚偉, 史曙生, 鄭 哲,3

(1.浙江師范大學 體育與健康科學學院,浙江 金華 321004;2.南京師范大學 體育科學學院,江蘇 南京 210023；3.永恒大學,馬尼拉 0900)

視力是指視網膜分辨影像的能力.視網膜分辨影像的能力受到角膜、晶體、玻璃體等屈光介質的影響，當屈光解釋渾濁或屈光不正時(如近視、遠視、散光等)，會導致視力下降，統稱為視力不良[1].目前，以近視為主的視力不良已經成為世界范圍內一項突出的新型健康問題，在亞洲地區尤為嚴重.中國更是近視發生的重災區，相關調查數據顯示，2018年中國的近視患者人數已達到6億，我國青少年近視率更是位居世界第一，其中小學生的近視率達到36%，初中生約72%，高中生81%，大學生約90%[2].2018年8月，習近平總書記就青少年近視問題作出重要指示，要求“全社會都要行動起來，共同呵護好孩子的眼睛，讓他們擁有一個光明的未來.”[3]教育部等8部門也聯合頒發了《綜合防控兒童青少年近視實施方案》(下簡稱為“《方案》”)，要求各地切實開展近視防控工作，并將近視防控納入政府績效考核[4].目前，針對我國青少年視力變化的研究多數僅從時間序列出發對青少年的視力變化進行描述，但是我國幅員遼闊，全國青少年的視力存在明顯的地域差異，單純的時間變化特征不足以厘清我國青少年視力的變化特征.鑒于此，本文借助1985—2014年每10年全國學生體質與健康調研中的視力數據，采用時序分析和空間分析相結合的方法，分別對我國青少年視力狀況的時序變化和空間分布特征進行分析，為我國青少年近視防控提供理論支持.

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

時序分析以1985年、1995年、2005年及2014年(為了體質測試數據更好地服務國家發展規劃政策的制定，將每5年一次、原定于2015年的學生體質與健康測試工作調整到2014年,且2014測試結果與2015年相近，不影響每10年的數據分析)全國學生視力調研中7～22歲的青少年平均視力狀況的時序變化為研究對象；空間分析以1985年、1995年、2005年及2014年全國學生視力調研中30個省、自治區、直轄市的18歲青少年平均視力狀況的空間變化為研究對象.按照《2019年全國學生體質與健康調研及國家視力抽查復核工作手冊》近視程度分級標準：凡裸眼視力<5.0者為視力低下(又稱視力不良)；裸眼視力<5.0且非睫狀肌麻痹下電腦驗光等效球鏡度數<-0.50D(球鏡當量)判定為近視.視力不良是我國青少年的常見病，其中80%[5]或者85%[6]以上的青少年視力不良屬于近視.在很多大規模的視力調查中，鑒別“視力不良”是否屬于近視比較困難，所以都用視力不良率代表近視率[1].

1.2 研究方法

首先，采用時序分析法進行分析，利用SPSS 21.0通過計算變量，分析1985—2014年每10年間青少年視力不良檢出率的增長速度變化，并對城市、鄉村、男生、女生各分組的增長速度的差異性進行比較；其次，采用空間趨勢分析，利用ARCGIS 10.5軟件的Geostatiscal Analyst模塊的趨勢分析和空間插值分析，對我國青少年視力不良檢出率的空間趨勢走向和空間趨勢變化進行分析；最后，采用空間自相關分析，利用 ARCGIS 10.5軟件處理各省市青少年視力數據，導入GEODA軟件進行全局空間自相關和局部空間自相關分析，并利用ARCGIS 10.5軟件生成局部空間自相關的LISA(local indicators of spatial association)地圖，來分析各省市青少年視力指標的空間聚集和變化特征.

2 結果與分析

2.1 我國青少年視力變化的時序特征

時間序列分析是統計學中常用的定量預測分析方法，是對一個區域進行一定時間段內的連續觀測.逐期增長量和環比增長速度是常用的觀測指標.逐期增長量是時間序列中各項分別以前一期為基期計算的增長量，即:a1-a0，a2-a1，…，an-an -1;環比增長速度=逐期增長量/前期水平[7].

本研究主要采用了時間序列分析中的發展水平增長量和增長速度(用“增長率”表示)分析我國青少年視力的變化狀況.從表 1、圖 1和表 2不難看出，1985—2014年，我國青少年的視力不良檢出率呈現出急劇增加的趨勢.隨年齡的增加，視力不良檢出率也增加，且視力不良呈現出低齡化的趨勢；城市青少年的視力不良檢出率大于鄉村；鄉村青少年視力不良檢出率的環比增長率稍大于城市；女生的視力不良檢出率大于男生；男生視力不良檢出率的環比增長率稍大于女生.

圖1 1985—2014年每10年漢族青少年的近視不良檢出率變化

表1 1985—2014年每10年漢族城鄉男生視力不良檢出率的時序變化 單位：%

就城市男生而言，1985—2014年每10年的平均環比增長率分別為27.92%，17.50%，19.39%.1985—2014年這30年間，城市男生視力不良檢出率的總增長率為79.44%.在2014年的視力狀況調查中，城市男生的平均視力不良檢出率已高達65.82%，大學生的視力不良檢出率高達84.58%.就鄉村男生而言，1985—2014年每10年的平均環比增長率分別為64.92%，22.42%，37.91%.1985—2014年這30年間，鄉村男生視力不良檢出率的總增長率為178.44%.在2014年的視力狀況調查中，鄉村男生的平均視力不良檢出率已高達55.80%，大學生的視力不良檢出率高達84.09%.

就城市女生而言(見表2)，1985—2014年每10年的平均環比增長率分別為29.42%，17.55%，13.83%.1985—2014年這30年間，城市女生視力不良檢出率的總增長率為73.18%.在2014年的視力狀況調查中，城市女生的平均視力不良檢出率已高達71.75%，大學生的視力不良檢出率高達88.09%.就鄉村女生而言，1985—2014年每10年的平均環比增長率分別為64.58%，21.57%，29.28%，1985—2014年這30年間，城市女生視力不良檢出率的總增長率為158.67%.在2014年的視力狀況調查中，鄉村女生的平均視力不良檢出率已高達63.09%，大學生的視力不良檢出率高達88.61%.

表2 1985—2014年每10年漢族城鄉女生視力不良檢出率的時序變化 單位：%

1985—2014年這30年間，城市青少年視力不良檢出率的總增長率為76.31%，鄉村青少年為168.56%，鄉村稍大于城市；1985—2014年這30年間，男生視力不良檢出率的總增長率為128.94%，女生為115.93%，男生稍大于女生.

以近視為主的青少年視力不良問題已成為新型的體質健康問題.縱向來看，我國青少年視力問題呈現以下特點：1)視力不良和近視發病早期化和低齡化，越來越多的小學生，尤其是城市7歲小學生的近視率已達到36%以上;2)有較大比例的青少年視力不良患者在青春期發展速度快、度數增加快;3)數據顯示，11～13歲青少年的視力不良檢出率相差10%以上，與相關研究結果一致.相關研究[8]指出,12～13歲是青少年視力下降幅度最大的階段，也是身體素質增長最快的階段；視力不良的城鄉差異正逐步縮減；近30年青少年視力問題的患病率不斷增加，部分地區大學生的患病率已接近100%.有研究[9-12]指出，視力不良患病概率的不斷增加與社會經濟的發展存在較大的關聯性，社會經濟的發展在一定程度上改變了青少年的環境及行為方式.例如，教育壓力增大、視近工作時間增長、電子產品的使用率和使用時間增加、戶外活動減少、飲食習慣的改變等都可能在一定程度上對青少年的視力產生一定的影響.

2.2 我國青少年視力變化的空間特征

根據Tobler的地理學第一定律，即地理分析基本定律：“地理事物之間都存在著相應的關系，其中相距較近的事物比相距較遠的關系更密切”[13].本研究首先運用ArcGIS分析我國30個省級行政區(臺灣地區、香港特別行政區、澳門特別行政區及西藏自治區除外.臺灣地區、香港特別行政區和澳門特別行政區未納入調研范圍，西藏自治區只調研藏族學生，因此均被剔除)18歲青少年的視力健康狀況(18歲是青少年生長發育的一個生理節點，很多學者習慣將18 歲學生身高、生長水平作為我國青少年生長發育研究的切入點[14-15])，隨后采用空間自相關分析我國青少年各項體質健康指標的空間分布特征.我國幅員遼闊，各區域之間的差異較大，且區域差異是中國青少年體質健康的一個重要現狀，值得深入探討.

2.2.1 我國青少年視力不良檢出率變化的空間趨勢分析

趨勢分析能夠利用樣點數據生成以某一屬性值為高度的三維透視圖，進而可以從不同空間視角分析出走向的數據特征.本研究采用趨勢面分析，擬合得到我國青少年視力不良檢出率不同走向的趨勢分析圖和趨勢變化的插值圖，以把握我國青少年視力的空間特征和發展趨勢.趨勢分析圖的主要特征為：1)根據統計得出的全國青少年視力數據，通過ArcGIS的Geostatiscal Analyst模塊的趨勢分析，擬合出中國東—西、南—北2個方向上的各視力狀況指標的趨勢圖，以位置為旋轉參考，逆時針旋轉45°得到西南—東北、西北—東南2個方向上的趨勢圖，見圖2；2)趨勢分析是根據空間抽樣數擬合出一個數學曲面，用該數學曲面的走勢表示指標空間的分布情況；3)Y軸所指方向為北，X軸所指方向為東，曲線1(綠色曲線)從左至右表示由西向東，曲線 2(藍色曲線)從左至右表示從南向北；4)逆時針旋轉45°，曲線3(綠色曲線)從左到右表示由西北到東南，曲線 4(藍色曲線)從左到右表示由東北向西南.

圖2 1985—2014年每10年青少年視力不良檢出率的空間趨勢分析圖

圖 2顯示了我國1985—2014年每10年的青少年近視不良檢出率平均值的空間趨勢走向，從圖中不難看出，1985—2014年，每10年我國青少年視力不良檢出率的空間趨勢存在一定的空間一致性.我國青少年近視不良檢出率的空間趨勢走向整體呈現如下：從南向北呈現出先升高再降低的倒U型逐漸升高趨勢；從西向東呈逐漸升高的趨勢；從西北向東南呈先升高再降低的倒U型趨勢，但曲線整體變化幅度較小；從東北向西南呈現出先上升后下降的倒U型趨勢.

在對我國青少年視力不良檢出率空間趨勢分析的基礎上，利用ArcGIS的Geostatiscal Analyst模塊中的趨勢面插值算法，分析我國青少年視力不良檢出率的空間變化趨勢，顏色由藍色變為黃色再變為紅色，顯示了我國青少年視力不良檢出率從低到高的變化趨勢，具體見圖3.

注：基于自然資源部標準地圖服務網站審圖號為GS(2019)1833號的標準地圖制作，底圖無修改

圖3顯示，1985年我國青少年視力不良檢出率的空間變化呈現出西南地區低、東部沿海地區高的現象；1995年我國青少年視力不良檢出率的空間變化特征呈現出中部及東部地區普遍較高的現象；2005年我國青少年視力不良檢出率的空間變化呈現出東西兩邊高、中間低的現象；2014年我國青少年視力不良檢出率的空間變化呈現出東部高、其他地區低的現象.

2.2.2 我國青少年視力不良檢出率變化的全局空間自相關分析

全局Moran′sI指數是空間自相關分析中最常見的指標之一，用于描述區域的整體空間特征，當Moran′sI指數大于0時，呈正相關關系；小于0時，呈負相關關系.Moran′sI指數的取值范圍為[-1,1][16],其計算公式為

(1)

(2)

式(2)中：E[I]=-1/(n-1);V[I]=E[I2]-E[I]2.

運用GEODA軟件，通過空間自相關分析計算1985—2014年我國青少年視力不良檢出率的全局Moran′sI指數值和局部Moran′sI指數值，其中全局Moran′sI指數用于描述指標在整體空間中的分布特征，局部Moran′sI指數用于繪制LISA圖分析各個省份的具體空間聚集特征.表3顯示，2014年我國青少年視力不良檢出率的空間演變的全局Moran′sI指數具有統計學意義，Z值的絕對值大于1.96，P<0.05；1985年、1995年和2005年我國青少年視力不良檢出率的空間演變的全局Moran′sI指數均不具有統計學意義，Z值的絕對值均小于1.96，P>0.05.1985—2014年間，我國青少年視力不良檢出率的空間聚集現象逐漸明顯，空間結構性逐漸增強，說明我國青少年視力不良的發生存在一定的地緣關系，一定區域內的青少年視力不良發生特征具有較高的相似性.這一特征的出現為我國青少年近視防控的區域治理或跨區域聯合治理提供了一定的便利性.

表3 1985—2014年每10年我國青少年視力不良檢出率演變的全局Moran′s I指數一覽表

2.2.3 我國青少年視力不良檢出率變化的局部空間自相關分析

在研究中分析局部空間聚集及局部對全局的貢獻時，常采用局部自相關的相關指標，例如：局部Moran′sI指數、LISA圖等.LISA圖是基于局部Moran′sI指數繪制的空間局部自相關地圖，是在局部Moran′sI指數的基礎上，揭示各個區域單位(各個省市)空間自相關的程度及顯著性水平，定量地得知每個空間單元的具體關聯程度，包括不顯著(0，灰色)、高-高聚集顯著(1，紅色)、低-低聚集顯著(3，藍色)、低-高聚集顯著(2，淺綠色)、高-低聚集顯著(4，橙色)5種類型，并以不同顯色對顯著單位在地圖上進行標示.LISA圖中高-高聚集顯著(1，紅色)和低-低聚集顯著(3，藍色)代表正相關，低-高聚集顯著(2，淺綠色)和高-低聚集顯著(4，橙色)表示負相關.

圖 4顯示，2014年，我國青少年視力不良檢出率局部空間分布的LISA圖中各省域青少年視力不良檢出率主要呈現高-高、低-低、低-高及高-低聚集4種聚集狀態具存，較為分散的空間特征.由于1985年、1995年和2005年的全局Moran′sI指數的Z值小于1.96，且P>0.05，因此，無法進行局部空間自相關分析.2014年“高-高”集聚省份由我國東部地區轉移到東北部沿海地區的北京市、山東省、江蘇省、上海市、浙江省、天津市、河北省、山西省；被“高-高”集聚包圍的是河南省、江西省，形成了“低-高”集聚省份；“低-低”集聚包括廣西壯族自治區、廣東省、海南省；被“低-低”集聚包圍的是云南省，形成了“高-低”集聚省份，且2014年的Z值明顯高于1985年、1995年和2005年，地緣親疏關系的凸顯性上升.通過局部空間自相關分析，得出我國青少年視力不良檢出率的空間特征向“東部高、南部低”的聚集特征轉變.有研究指出，視力不良患病概率的不斷增加與社會經濟的發展存在較大的關聯性，社會經濟的發展在一定程度上改變了青少年的環境及行為方式.例如，教育壓力增大、視近工作時間增長、電子產品的使用率和使用時間增加、戶外活動減少、飲食習慣等改變可能在一定程度上對青少年的視力產生了一定影響[9].從2014年我國18歲青少年視力不良檢出率的空間聚集特征中不難看出，北京市、山東省、江蘇省、上海市、浙江省、天津市、河北省、山西省形成了一個高視力不良檢出率的高空間聚集狀態，江蘇省、浙江省、山東省、上海市、北京市、天津市都是我國排在前列的教育大省，教育壓力過大可能是導致青少年視力不良發生的因素之一.有研究[9]指出，高教育水平地區的學生重度視力不良的檢出率是低教育水平學生的2倍以上.在教育壓力下，高強度、長時間的用眼行為勢必會導致青少年視力的下降和視力不良檢出率的增加.針對這一空間聚集特征，我國青少年綜合近視防控工作在中央政府與各省簽訂近視防控工作責任任務書這一省域治理的基礎上，還可針對青少年視力不良檢出率增長過快、檢出率較高的省份采用跨區域治理[17]、多區域協同治理[18]的方法，就青少年視力不良高發的問題，加強中央政府對該片區地方政府的激勵-約束程度，使地方政府由政治性執行向自發性試驗，然后到自發性執行的狀態，最終實現青少年近視防控的跨區域治理，實現對青少年近視的有效防控.

注：基于自然資源部標準地圖服務網站審圖號為GS(2019)1833號的標準地圖制作，底圖無修改

3 結 論

1)我國青少年視力不良的檢出率逐漸升高，1985—2014年，環比增長速度呈現出農村大于城市、男生大于女生的現象.

2)1985—2014年的30年中，我國青少年視力的空間趨勢走向特征為西向東逐漸升高的趨勢，其區域差異較小；從南向北、從西北向東南、從東北向西南，均呈現出先上升后下降的倒U型趨勢.

3)全局空間相關分析和局部空間自相關分析發現，我國青少年視力的地緣親疏關系逐漸增強，呈現出“東高南低”的聚集特征.