社区健身苑点均等化供给测度及空间布局优化——以上海市为例

王 茜，何川秀玥，翁 敏

《健康中国“2030”规划纲要》的正式颁布，意味着“广泛开展全民健身运动”已经升级为我国体育事业发展的顶层战略。体育锻炼的开展离不开健身场所，2014年国家体育总局调查结果显示，场地缺乏是制约我国城镇居民体育活动的主要因素。当前，我国人均公共体育场地面积仅为1.57m2，相比国务院制定的人均1.8m2和欧美发达国家制定的人均16m2的目标仍有较大差距。此外，在供给数量不足的情况下，我国公共体育场地的空间配置率也存在较大的问题。相关研究指出，当前公共体育场地布局与人口分布之间的空间匹配程度较低，多数城市的公共体育场所存在不同程度的“局部密集、整体稀疏”的问题[1]。此外，弱势群体聚集区，尤其是外来务工人员居住区的公共体育场地供给量远远低于城镇居民居住区的平均水平[1]。习近平总书记在“十九大”的讲话中指出，基本公共服务的均等化供给是未来5年我国发展的重要目标之一。因此，强调基本公共体育服务供给均等化，是实现全面健身运动发展战略目标的关键突破口。

社区居住空间与公共体育场所存在着天然的协同耦合关系。一方面，在社区范围内进行体育锻炼，可以节约时间，降低健身的出行成本；另一方面，居民通过体育锻炼可以增强社会交往，进而提升社区归属感。自《全民健身计划纲要》发布以来，国家和地方政府高度重视社区健身苑点的建设，中国大陆31个省市针对各地体育运动现状相继发布了全民健身实施计划。上海市体育局在“重点工程”中明确指出：截至2020年，上海将新建和改建一批社区健身苑点，提高健身场地设施布局的合理性，实现市、区、街道（或行政镇）和居委会（或行政村）4级健身场地全覆盖。在此背景下，迫切需要对社区健身苑点的空间布局进行系统研究，结合人口结构和需求对社区健身苑点供给的均等化程度进行测度，并据此提出社区健身苑点空间布局优化策略。然而，当前针对社区健身苑点均等化供给的理论探讨和实证研究较为滞后，缺乏科学有效的方法和指导成为调整和优化社区健身苑点供给和空间布局的瓶颈。基于此，本研究以上海市为实证研究，从均匀、均衡、均质3个维度提出社区健身苑点供给均等化测度指标体系，借助Delaunay三角网构建社区健身苑点空间布局优化模型，并据此提出健身苑点空间布局的优化策略，为实现全面健身运动发展战略目标提供理论支持和技术参考。

1 文献综述

近年来，公共体育服务均等化问题也引起了国内外学者的广泛关注。国外相关研究起步较早，主要借助空间分析和GIS（地理信息系统）技术，从社会地理学的视角分析不同尺度下公共体育设施的可达性[5-11]。我国相关研究起步较晚，主要研究方向包括从空间尺度的视角研究，逐步由以全国范围内的讨论，再逐步细化到省市间比较；从设施类型的角度研究，逐步由大型公共体育设施的供给讨论，过渡到强调社区健身苑点的论述；从方法论的角度研究，逐步由定性描述，转向运用数理统计或空间分析工具进行定量的评价。具体来看，定量研究多采用基尼系数、泰尔系数、洛伦兹曲线、空间自相关和可达性等方法，对城市公共体育设施的供给均等化进行探讨。如针对湖南省全民健身工程布局现状及工程投入进行了数理统计分析[12]；朱焱等[13]利用基尼系数，对我国体育场地资源配置均衡性进行了实证分析；常乃军和乔玉成[14]分析了目前我国休闲体育生活空间结构存在的问题；杨剑等[15]利用空间分析技术，分析了上海市公共体育服务的空间布局；袁春梅等[16]利用泰尔指数分析了全国尺度内公共体育空间投入的经费、场地和服务人员等；张峰筠等[17]利用GIS技术、地理分析与统计分析的方法，对社区公共体育设施场地的地理分布进行了分析；王茜[18]利用空间分析和空间自相关的方法分析了苏锡常地区公共休闲体育设施（具体为广场、公园及体育场馆）的均等化程度。从城市规划方面看，由于地区财政预算的限制，公共体育设施的完全均等化布局是十分困难的，很难实现公平和效率的完全一致[19-20]。因此，形成“大分散、小集中”的空间布局，有利于提升公共体育设施供给的均衡和均质程度，进而实现均等化[21]。

已有的研究成果使公共体育服务均等化的概念更加清晰，研究方法更加多元化。然而仍存在亟待进一步解决的问题：（1）对公共体育设施供给均等化的理解停留在基本数量的层面，缺乏从均匀、均衡和均质3个层面整体探讨公共体育设施供给是否符合相关政策或标准；（2）大型公共体育设施研究热度持续不减，社区健身苑点的关注明显不足；（3）公共体育设施空间分布的研究成果数量较多，针对公共体育设施空间布局优化的定量研究却鲜有报道。为解决以上问题，本文提出社区健身苑点均等化供给测度指标体系，从均匀、均衡、均质3个维度对其进行定量分析，探讨结合人口需求的社区健身苑点空间局部优化方案。具体而言，本文要解决的科学问题是：（1）如何从多维视角定量分析社区健身苑点供给均等化？（2）如何在考虑人口需求的基础上，对社区健身苑点的空间布局进行优化？

2 数据与方法

2.1 社区健身苑点供给均等化测度指标体系

本研究整体的技术路线见图1。参考罗震东等[4]的研究，本文将社区健身苑点供给均等化划分为均匀、均衡以及均质3个维度。（1）均匀维度代表了均等化的最初级目标，即社区健身苑点供给与人口空间分布相适应的“地毯式”覆盖，强调的是社区健身苑点的覆盖率。从我国当前社区健身苑点供给标准来看，覆盖率可以从小区和人口2个方面来界定[21]。因此，本文选择小区覆盖率、人口覆盖率和步行5min可达性等指标对均匀维度进行测度。（2）均衡代表了均等化的中级目标，即社区健身苑点供给与人口规模相适应的“差异性”覆盖，强调的是健身苑点数量和规模在不同地区间的差异性。当前，关于公共体育设施均衡性的研究，大多采用人均拥有量来反映公共体育设施与人口规模的匹配程度。此外，部分学者指出，人均拥有量适用正态分布的数据集，而我国公共体育设施配置不具备这样的数据分布特征[13]。在这种情况下，可使用基尼系数来解决这一问题[13]。前人研究表明，基尼系数可以较好地表征公共体育设施供给的均衡性[13，22-23]。鉴于此，本文选择千人指标（每千人享有社区健身苑点的面积）和基尼系数对均衡维度进行测度。（3）均质代表了均等化的高级目标，即社区健身苑点供给与人口需求相适应的“匹配性”覆盖，强调的是社区健身苑点的规模应与社区人口需求匹配。失配度是指，公共服务设施承载量与自身承载能力的比值[5]，可以从侧面反映社区健身苑点“匹配性”覆盖程度。因此，本文通过计算规模失配度和人口失配度2个指标对均质度进行测度。3个维度下各指标的计算和定义见表1所示。

图1 整体技术路线Figure1 The Overall Methodological Flow Chart

表1 社区健身苑点供给均等化测度指标体系Table1 Measurement Indicators System for the Provision o f Community Sports Facilities

本研究以上海市体育局提供的8 783个社区健身苑点为数据源，包括每个社区健身苑点的空间位置、面积以及对应的小区名称。各小区的属性信息（面积、人口）参照上海市第六次人口普查数据，原始数据由上海市统计局提供。使用ArcGIS软件对健身苑点和小区人口进行矢量化处理（见图2）：（1）采用空间连接功能，将健身苑点与对应的小区进行空间匹配；（2）借助面积加权Voronoi图建立单个健身苑点的服务范围，计算服务人口；（3）利用空间叠加、网络分析等模块对各测度指标进行计算，具体计算方法见表1。

图2 上海市社区健身苑点空间分布Figure2 Spatial Distribution of Comm unity Sports Facilities in Shanghai

2.2 社区健身苑点空间布局优化模型

对当前社区健身苑点空间布局进行优化，应重点考虑健身苑点失配度较大的区域，失配度越大，优先级越高。在这种理念下，本研究构建出当前健身苑点的Delaunay三角网，计算新建健身苑点时，每个候选位置对于区域健身设施均等化的增益，按照增益的大小得到在候选位置建设新的社区健身苑点的顺序，最终评价拟新建点对于现有健身苑点供给均等化的提升作用。由于大型体育场馆比社区健身苑点的服务能力强，所以不考虑在已有大型体育场馆500m范围内添加新的社区健身苑点。将所得优化选址的计算结果与尚未建设健身苑点的小区块进行匹配，确定优先建设健身苑点的小区，具体计算过程如下。

考虑由现有社区健身苑点1、2、3构成的Delaunay三角形（见图3），3个健身苑点的面积分别为A1、A2和A3，与社区健身苑点1、2、3相关联的Delaunay三角形的个数分别为3、4和3个，若落入该Delaunay三角形中的小区个数为n，且这n个小区的人口总和为Popu，则本例定义该三角形内的健身苑点服务能力如下：

式中：Mi为健身苑点Delaunay三角形i的服务能力；A1，A2，A3分别为健身苑点1，2，3的面积；Popu为Delaunay三角形中n个小区的总人口数。

②计算当前帧与keyFrame[i]相似度,如果两帧相似度S小于阈值T,循环变量i=i+1,将当前帧保存到keyFrame[i]中;如果S>T,此时判断i是否小于n,小于则继续,大于转向步骤④;

图3 上海市社区健身苑点Delaunay三角网Figure3 Delaunay Triangulation Network for the Comm unity Sports Facilities in Shanghai

本例选择服务能力标准差，来描述当前状态下健身苑点分布的均等化程度，公式如下：

式中：C是所有健身苑点Delaunay三角形服务能力的标准差；Mi为健身苑点Delaunay三角形i的服务能力；Ñ是所有健身苑点Delaunay三角形服务能力的平均值。

如果在此Delaunay三角形中点加入1个新的健身设施点，周围3个健身苑点关联的Delaunay三角形个数变为4、5和4个，若在新的更密集的三角形中，人口分别为Popu1、Popu2和Popu3，且新设施的面积为A，则该Delaunay三角形中的健身苑点服务能力如下：

式中：Mi’为增益后健身苑点Delaunay三角形i的服务能力；A1，A2，A3健身苑点1，2，3的面积；A为新增健身苑点的面积；Popu1、Popu2、Popu3分别为新增Delaunay三角形内的总人口数。

由于现有的3个健身苑点所关联的三角形数量都发生了变化，所以添加一个健身设施会造成共计11个Delaunay三角形内部服务能力的变更。在更新Delaunay三角网的服务能力后，可得出加入1个新的健身设施点后对网络标准差的减少数值，标准差减少越多，说明对均等化程度的增益越大，公式如下：

ΔC=C-C'（4）式中：ΔC为公平能力增益前和增益后的差值；C为增益前服务能力的标准差；C’为增益后服务能力的标准差。

本研究首先将新增社区健身苑点的规模（面积）统一设置为当前社区健身苑点面积的平均值（231m2）；进而将现有社区健身苑点构成的每一个Delaunay三角形的中心当作新建社区健身苑点的候选位置，根据上述算法可以计算获得每一个候选位置对区域健身设施均等化的增益，按照增益的大小，得出在候选位置建设新的社区健身苑点的优先顺序；最后，根据优化后的千人指标以及相关标准（140m2/千人），计算设定面积与标准的差异，对选址设施规模的增益进行测度。

3 结果与分析

3.1 上海市社区健身苑点供给均等化

均匀与均衡维度各测度指标的计算结果见图4。上海市设有健身苑点的小区总计4 627个，全市健身苑点小区覆盖率不足40.0%，但人口覆盖率超过半数，达53.0%，这一结果表明，上海市健身苑点集中分布在人口较多的小区。中心城区（黄浦区、徐汇区、长宁区、杨浦区、普陀区、静安区等）的健身苑点覆盖率普遍高于非中心城区。其中，闵行区社区覆盖率最高（55.0%），人口覆盖率达到71.0%；金山区社区覆盖率最低（16.0%），人口覆盖率亦最低，仅达到23.0%。5min可达性的分析结果显示，上海市健身苑点整体可达性较高，总服务人口约800万，达到总人口的75.3%。各区域比较可知，静安区健身苑点的5min可达性最高，5min步行可达服务人口接近99.0%，其次是黄浦区，高达94.0%。除浦东新区和徐汇区外，所有中心城区5min可达服务人口均超过90.0%。徐汇区覆盖率相对较低，但健身苑点个数以及小区覆盖率都处于中心城区的中等水平，说明徐汇区因道路通达程度限制，降低了健身苑点5min步行可达性。非中心城区健身苑点5min可达性远远低于中心城区。以金山区为例，健身苑点5min步行可达服务人口比例仅为56.0%。综合分析可知，上海市健身苑点覆盖率依然存在较大的提升空间，“从无到有”是实现均等化初级阶段，即均匀阶段的基本切入点，提升非中心城区健身苑点的小区覆盖率和人口覆盖率，消除5min可达健身苑点的建设盲区，是解决上海市社区健身苑点供给不均等的首要关键问题。

图4 均匀与均衡维度各测度指标的计算结果雷达图Figure4 Radar Chart for the Equality and Balance Indicators

千人指标的结果，与小区覆盖率、人口覆盖率以及步行5min可达性的结果表现出相反的特征。中心城区各区域的人均健身苑点面积相对较低，与国家标准的差距显著，说明健身苑点供给规模与人口分布的失配性较高。其中，长宁区的千人指标最低，仅为0.20m2/人，说明虽然长宁区社区健身苑点的覆盖率和5min步行可达性较高，但是健身苑点规模整体偏低（面积较小）。静安区存在同样的情况，人均健身苑点面积居于倒数第2位，仅为0.26m2/人。黄浦区人均健身苑点面积最高，达1.21m2/人，其次是青浦区，人均面积达0.85m2/人。偏低的人均健身苑点规模，意味着设施使用拥挤，这将大大降低社区健身苑点的边际使用效益，影响小区居民前往健身苑点进行体育锻炼的积极性。以上结果提示，中心城区各区域的健身苑点供给在达到均等化均匀阶段后，需要考虑健身苑点规模和人口需求的空间匹配度，扩大人口密集区域的健身苑点供给规模，实现向均衡及均质方向发展。基尼系数分析结果显示，除杨浦区和长宁区以外，其他区域健身苑点供给的基尼系数均大于0.4。这一结果表明，健身苑点供给不均等是上海市各区域普遍存在的问题，需要对现有健身苑点的空间布局进行优化。

为了更加深入地分析健身苑点不均等化的内涵，本研究借助“日历热力图”展示不同区域在不同测度指标中的差异性（见图5）。其中，灰色由深到浅分别表示该区域的指标数值处于前1/3、中间1/3和后1/3。可以看出，杨浦区和闵行区健身苑点均等化程度较高，其他各指标也相对较好。然而，静安区、长宁区和浦东新区虽然基尼系数较低，但千人指标较低，说明其健身苑点的规模处于较低水平，即各小区间居民享有健身苑点规模相似，但享有绝对面积并不高。同样存在这种情况的是金山区，该区域除健身苑点基尼系数以外，其余指标均处于较低水平，说明金山区处于基础体育设施建设的初级阶段。而普陀区情况相反，其基尼系数较高，不均等现象明显，但其小区覆盖率、人口覆盖率以及千人指标均较高。同时，普陀区的5min步行可达性较低，说明整体上普陀区社区健身苑点建设与人口分布失配程度较大，健身苑点面积较大、可达性较高的小区集中在相对较少的人口中。对于青浦区和松江区而言，除5min步行可达性较高外，其余指标均处于较低水平，说明这2个区域内的健身苑点供给不均等现象极其显著，突出表现为健身苑点覆盖率过低以及供给规模过小。嘉定区基尼系数亦较高，同时千人指标较低，除小区覆盖率外，其余2项指标处于中等水平，说明该地区社区健身苑点均等化建设实现了均匀的目标，覆盖率开始得到重视，但人均健身苑点面积尚不达标。徐汇区整体指标均处于相对中等的水平，在各个方面都有改进的空间。与中心城区相比，宝山区、崇明县、奉贤县各指标均处于劣位，上海市社区健身苑点的分布存在显著的空间差异性。

图5 均匀与均衡维度各测度指标的日历热力图Figure5 Calendar Heat Map for the Equality and Balance Indicators

均质维度下的规模失配度及人口失配度计算结果见图6，8 783个健身苑点的服务范围均有较大差别。其中，服务范围符合国家1 km2标准的健身苑点有7 613个，占健身苑点总数的86.7%。中心城区各区域的健身苑点规模失配度相对较低，而人口失配度相对较高；相反地，周边区县的健身苑点规模失配度相对较高，而人口失配度相对较低。具体而言，静安、普陀等街道的人口失配度最高，而崇明、青浦等地区的规模失配度最高。中心城区健身苑点较为密集，规模与服务范围匹配度较高，但由于服务人口较多，导致健身苑点的供给无法满足人口需求。周边地区健身苑点分布较为稀疏，每个健身苑点的服务范围较大，有限的规模导致其规模失配度较高。这些结果说明，上海市社区健身苑点供给存在明显的“城乡二元”结构，依然存在较大的提升空间。社区健身苑点供给不足和空间覆盖不均衡是造成“城乡二元”结构的主要原因。当前，上海市社区健身苑点布局与人口分布之间的空间匹配程度较低，突出表现为“局部密集、整体稀疏”的问题。此外，弱势群体聚集区，尤其是外来务工人员居住的非中心城区，社区健身苑点供给规模失配度极高。因此，社区健身苑点的均质水平提升，是解决上海市社区健身苑点不均等的另一个关键问题。

图6 均质维度各指标的空间格局Figure6 Spatial Pattern for the Homogeneity Indicators

3.2 上海市社区健身苑点空间布局优化

在优化选址的过程中，通过评价新增点的增益效率，同时与尚未建设健身苑点的小区进行匹配，优化新增点共计88个，主要集中在尚未建设健身苑点的小区聚集区域（见图7）。此外，人口密度越高的地区，新增健身苑点的规模越大，78%以上的新增健身苑点建议规模均超过了当前上海市健身苑点的平均水平。对比优化前和优化后均质指标可知，社区健身苑点规模失配度由48%降至21%，而人口失配度由56%降至38%，社区健身苑点供给有效考虑了人口需求，因此空间布局更加合理。这些结果可以辅助公共体育设施规划，在不可能达到100%均等的情况下，尽量把社区健身苑点布局在人口需求最旺盛的社区。随着城市发展以及生活水平的提高，从长远来看，只有增加社区健身苑点的供给规模才能满足居民不断增长的健身需求。然而在现实生活中，新建社区健身苑点或者扩大现有健身苑点的规模，往往取决于地方政府的财政预算，并涉及规划、国土、住建等部门各方面的利益平衡，最终的布局方案是在政府、规划师和民众等不同利益主体通力协调下才可确定，并不是简单依靠单纯的技术手段可以解决。

图7 建议新增社区健身苑点布局与规模/m2Figure7 Spatial Pattern and Scale of the Suggested New ly-Built Comm unity Sports Facilities/m2

4 结论与建议

针对当前社区健身苑点供给均等化理论和实践较为滞后的困境，本文提出了社区健身苑点供给均等化测度指标体系和空间布局优化模型。以上海市为实证研究，从均匀、均衡、均质3个方面定量分析了社区健身苑点供给的均等化程度，并据此提出了社区健身苑点空间布局的优化策略，具体结论如下。

（1）上海市社区健身苑点小区覆盖率较低，但整体可达性较高，总服务人口约800万，达到总人口的75.3%，表明上海市健身苑点集中分布在人口较多的小区。其中，中心城区的健身苑点覆盖率普遍高于非中心城区。这一结果提示，上海市健身苑点覆盖率依然存在较大的提升空间，“从无到有”是实现均等化初级阶段，即均匀阶段的基本切入点。提升非中心城区健身苑点的小区覆盖率和人口覆盖率，消除5min可达健身苑点的建设盲区，是改善上海市社区健身苑点供给不均等的关键。

（2）上海市社区健身苑点供给规模存在显著的“城乡二元”结构。中心城区健身苑点较为密集，规模与服务范围匹配度较高，但由于服务人口较多，导致健身苑点的供给无法满足人口需求。周边地区健身苑点分布较为稀疏，每个健身苑点的服务范围较大，有限的规模导致其规模失配度较高。这些结果说明，社区健身苑点供给不足和空间覆盖不均衡是造成这种“城乡二元”结构的主要原因。此外，弱势群体聚集区，尤其是外来务工人员居住的非中心城区，社区健身苑点供给规模失配度极高。因此，社区健身苑点的均质水平提升，是解决上海市社区健身苑点不均等的另一个关键问题。

（3）基尼系数分析结果显示，社区健身苑点供给不均等是上海市一个普遍问题，需要对现有社区健身苑点的空间布局进行优化。通过Delaunay网定量计算，建议新增社区健身苑点共计88个，主要集中在尚未建设健身苑点的小区聚集区域。此外，人口密度越高的地区，新增健身苑点的规模越大，78%以上的新增健身苑点建议规模均超过了当前上海市健身苑点的平均水平。这些结果提示，在不可能达到100%均等的情况下，公共体育设施规划应尽量把社区健身苑点布局在人口需求最旺盛的社区。

针对本研究的实证结果，形成如下3方面具体的政策建议。（1）调整政府职能，树立公共体育服务均等供给意识。均等化是社会文明与进步的重要标志。在当前全面建设小康社会的新阶段，保障不同地区、不同社会群体平等地享有公共体育服务，是公共体育政策制定最基本的出发点。为此，需要调整政府职能，为广大社会群体提供均匀、均衡、均质的公共体育服务，使每个人都可以平等地享有全面健身运动发展战略带来的社会进步，这是我国迈向小康社会的必由之路。

（2）汇集社会力量，整合利益诉求，完善公共体育设施配置制度。随着社会经济的快速发展和生活水平的不断提高，居民的体育健身需求也随之不断增加。当前公共体育设施配置水平远远低于居民的需求，造成公共体育服务供给的人口失配度和规模失配度均较高。然而，公共体育投入受地方财政预算的制约，并且需要平衡各方面的利益诉求。因此，需要政府、群众和市场3方面的共同努力，谋求可以有效提升公共体育设施配置效率的新制度，拓展公共体育设施的投入渠道，推动不同地区间公共体育设施供给的均衡发展。

（3）加快公共体育用地专项规划编制，加强规划保障落实力度。我国现有的城市主体规划或土地利用规划虽然都涉及公共体育用地布局，但均未有公共体育用地配置规模、人均数量等相关强制性规划指标，造成了公共体育设施千人指标不足、规模失配程度高和空间布局不合理等问题。此外，体育部门与住建部门之间缺乏有效的协作与沟通，公共体育规划用地无法及时审批通过与落实，在实践中往往成为经济利益的牺牲品。因此，需要加快公共体育用地专项规划编制，形成公共体育设施配置标准和强制性指标，满足公共体育服务均等化的新要求。