芜湖市主城区公共健身场地的空间分布特征

朱 勇， 梁栋栋， 吴 旭， 汪晓楚

(1.安徽师范大学 地理与旅游学院，安徽 芜湖 241003;2.安徽师范大学 地理大数据研究中心，安徽 芜湖 241003;3.安徽师范大学 计算机与信息学院，安徽 芜湖 241003)

公共服务设施为公众提供了生存和发展必不可少的资源和服务，其布局合理与否直接关系到政府公共服务资源是否公平、高效地配置，关系到公众享有公共服务的质量和数量，关系到“基本公共服务均等化”目标能否实现[1]。随着我国国民经济和人民生活水平的提升，人们对美好生活的要求日益提高，体育健身也逐渐成为人民追求美好生活不可或缺的一部分。面对人民群众日益增长的体育健身需求、全面建成小康社会的目标要求，2009年8月国务院制定并公布《全民健身条例》，从法律角度保障公民在全民健身活动中的合法权益，对促进全民健身活动的开展、提高公民身体素质起到了重要作用。为提供更加完备的公共体育服务，实现建设体育强国的目标，2016年6月国务院印发《全民健身计划(2016—2020年)》提出要推动公共体育设施建设，着力构建县(市、区)、乡镇(街道)、行政村(社区)三级群众身边的全民健身设施网络和城市社区15分钟健身圈。党的十九大《报告》更明确指出：广泛开展全民健身运动，加快推进体育强国建设。近年来，全国各地公共健身场地数量不断攀升，但由于忽略公共健身场地的实际需求，公共健身场地布局“错位”现象越来越严重。部分地区公共健身场地分布过度集中或过度分散，居民公平健身权益得不到保障，使得相关社会资源分配的公平性问题再次成为学术界讨论的焦点。

公共服务设施空间分布格局及其形成机理一直是国外学者研究热点问题，实证研究与理论性成果较为丰富。从公共服务设施空间分布的公平性视角出发，可将相关研究划分为以下三个阶段：(1)20世纪60年代末期，公共服务设施的区位研究主要集中于引进实证主义的数量方法定量分析公共服务设施的效率与公平[2-5]、可接近性[6-7]等，重点研究公共服务设施地理空间分配均等化，却忽视服务的实际需求与供给效益[8]；(2)20世纪70—80年代，GIS技术开始被引进到公共服务设施的研究中[9-10]，区位公平[11-12]和空间公平[13]备受重视，其研究主要集中于将可达性作为衡量空间分布公平性的重要指标，探讨公共服务设施空间分布供给效益的最大化[14-15]；(3)20世纪90年代以来，学者开始关注不同群体、不同阶层以及不同地区公共服务设施的需求[16-17]，研究视角从环境公平转移到社会公平，偏重对于现状格局形成过程的探讨[18]。

与国外相比，国内学者对公共服务设施空间分布特征的研究视角较为单一。现有研究主要集中于某类城市、某种公共服务设施布局的空间公平[19-21]、空间分异[22-23]、供给模式及其形成机制[24]等方面。尹海伟[19]引入需求指数的概念，叠加可达性评价和需求指数计算结果定量表征上海、青岛街道尺度水平上绿地空间布局的公平性程度；林康[20]基于公平性角度定量分析仪征医院不同空间局部方案产生的空间效益，以优化公共产品的空间布局；高军波[21]通过构建综合公平指数模型分析转型时期广州城市公共服务设施空间分布格局、公平性特征；高军波[22]分析广州市公共服务设施供给空间分异得出其空间布局在规模、密度及可达性存在明显高收入地区集聚特征的结论；张婧[23]分析长春市公共服务设施用地演变格局得出其空间格局从“大分散、小集中”演变为“大集中、小分散”的结论；周春山[24]在公共服务设施供给模式及其形成机理的研究中认为供给主体结构由计划经济的单一化政府垄断转向政府公共部门、市场企业组织及社会非营利组织多元参与转变。

基于此，本文以芜湖市主城区为例，研究公共健身场地的空间分布格局，综合分析其空间分布的公平性特征，最后基于问卷调查、实地走访等研究方法，对空间分布的公平性与均等性进行实证分析，以期为公共服务设施用地在城市规划方案中的前期分布及后期调整提供参考。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

芜湖市地处安徽省东南部，南倚皖南山系，北望江淮平原，属亚热带湿润季风气候，光照充足，雨量充沛，四季分明。截止2017年底，芜湖市总人口369.6万人，人均GDP为84000元。市内公共体育事业繁荣，2015年，全市举办公共健身活动133次，参加活动人员14.18万人次。芜湖市总面积6026平方公里，下辖4个市辖区、4个县、2个经济开发区。本文选择公共健身场地系统较为成熟的芜湖市主城区4个市辖区与2个经济开发区作为研究对象，包括镜湖区、鸠江区、弋江区、三山区、经开区和大桥开发区，共22个街道(镇)单元。

1.2 研究对象与数据来源

全国第六次健身场地普查把健身场地定义为“专门用于健身训练、比赛和健身活动的，有一定投资的、公益性或经营性健身设施，包括必要的附属功能用房”。结合芜湖市主城区现状，选取公园类、对社会公众开放的学校类以及社区类等三类健身场地作为研究对象。查阅《芜湖统计年鉴(2017)》，获取芜湖市主城区公园、学校和社区数量，结合实地调研筛选出供健身锻炼使用的公园类健身场地32个、具有公共健身场地的社区154个以及为了响应全民健身的号召，芜湖市政府陆续开放供社会人士使用的142所学校健身场地，访问百度地图获取其位置信息，构建芜湖市主城区公共健身场地数据库，对各种类型公共健身场地与研究区行政界线做相交处理，得到各街道各类公共健身场地数目(表1)。

表1 芜湖市主城区公共健身场地统计表

2 研究方法

2.1 空间分析

研究主要选用Ripley’s K函数、核密度估计等方法，结合ArcGIS空间分析工具对芜湖市主城区公共健身场地点数据进行处理分析，得到公共健身场地核密度分布情况。

Ripley’s K函数反映要素质心的空间集聚或者空间扩散在邻域单元上是如何变化的，可以用于分析多尺度空间的点格局集聚特征[25]。本文主要利用Ripley’s K函数分析芜湖市主城区公共健身场地点格局分布特征，计算公式如式(1)：

(1)

式中，A为研究区面积，N为样点总数，d为空间尺度，dij为点i与点j之间的距离且i，j=1,2…N(i≠j)。在“完全空间随机”的零假设条件下，即观测模式与随机模式之间不存在显著统计上的显著差异，很容易确定K函数的期望值。采用模特卡洛模拟检验方法，通过设置合理的置信区间，构建包络线。如果观测值位于包络线的置信区间内，则认为该观测值随机分布；位于包络线的置信区间之上，则认为该观测值集聚分布；位于包络线的置信区间之下，则认为该观测值均匀分布。本文中K函数方法通过R语言中的spatstat包实现并对结果可视化。

为辨析研究区域的分布现状，探索其空间分异特征，需进一步研究空间集聚的核心。空间集聚分析多采用核密度估计法[26]。根据概念理论，核密度估计的定义为：假设点集xi，…，xn视作从样本R中抽取的的点子集，估计R在某一点x处发生的概率R(x)。通常采用Rosenblatt-Parzen核估计：

(2)

2.2 公平性评价

在国内外相关研究中，将可达性作为衡量空间分布公平性的指标，探讨公共服务设施供给效益最大化的研究已经较为成熟。可达性评价的计算方法有多种，常用的有最小邻近距离法[19]、行进成本法[27]和吸引力指数法[28]等。在健身锻炼中，市民通常选择距离自己居住地最近的健身场地锻炼，而最小邻近距离法是通过计算居民到达最邻近公共健身场地的距离来表征可达性水平。基于此，本文利用ArcGIS计算居住点到公共健身场地最短物理距离，并在此基础上，通过计算所有居住点的平均最邻近距离来表征各街道的可达性水平。

只有基于人口需求的公共健身场地空间分配与布局才可以被认为在空间上是合理的[19]。在国内外众多公共资源的布局研究中，需求指数(NI)被广泛用于资源分配公平性的评价[13,17]。本文引入需求指数的概念，结合公共健身场地可达性评价结果，对芜湖市主城区公共健身场地空间分布的均等性进行分析。需求指数计算公式如式(3)：

(3)

式中，NI为需求指数，s为街道编号，i为指标，n为指标总数，Xi表示s街道i指标的数量，X表示所有街道i指标的总数。

2.3 均等性与公平性验证

选择市民满意、不满意两分类变量作为因变量，针对性选择影响市民满意度的公共健身场地空间配置的均等性和公平性作为自变量，通过构建二元logistic回归模型对市民满意度进行模拟分析。以市民对公共健身场地满意作为对照组，定义为Z1=1，公共健身场地不满意定义为Z0=0。构建的计量模型如式(4):

(4)

式中，P为市民对公共健身场地空间分布满意或者不满意的概率，α为常数项，Xi为解释变量，包括公平性和空间分布等对市民公共健身场地空间分布满意度评价产生影响的变量，βi为对应解释变量的回归系数，e为随机误差。其中α，βi的值用极大似然法估计。

3 公共健身场地空间分布特征

3.1 公共健身场地数量分布特征

图1 公共健身场地数量分布图Fig.1 Distribution of public fitness venues(注：圆的大小代表公共健身场地数量的高低)

统计每个街道单元的公共健身场地的数量并将其视为该街道的内在属性，利用ArcGIS对其可视化，可直观感知街道单元上公共健身场地空间分布的不同，对其空间分布做初步的统计分析。根据每个街道单元内部不同类型公共健身场地绘制公共健身场地数量分布图(图1)。图1表明：镜湖街道内部公共健身场地数量最多，其中公园类(8个)、学校类(31个)、社区类(89个)公共健身场地数量均最多。镜湖街道作为芜湖市政治经济的中心，经济较其他地区发达，人口密度比其他地区大，故三类公共健身场地数量均较多。官陡街道公园类(6个)、澛港街道学校类(17个)公共健身场地数量仅次于镜湖，建设了较多的公共健身场地。官陡街道作为成熟的工业区，人口基数大，对于大型的公园类公共健身场地需求比较大，而且官陡街道行政面积大，因此公园类公共健身场地在官陡街道分布多；澛港街道作为高校中心，安徽师范大学、皖南医学院等高校，萃文中学、安徽师范大学附属小学等中小学均聚集于澛港街道，故而澛港街道学校类公共健身场地分布较多。镜湖街道、官陡街道公园类公共健身场地数量多说明经济越发达、人口基数越大的地区公园类健身场地数量越多；镜湖街道、澛港街道学校类公共健身场地数量多说明政治中心和高校园区学校类公共健身场地数量较其他地区多。从整体来看，其余街道相较于镜湖街道其公共健身场地数量较少，但也都有适量公共健身场地布局，数量相差不大，说明除镜湖街道外，芜湖市主城区公共健身场地空间分布均匀，地理空间分配近似均等。

3.2 公共健身场地数量空间集聚特征

图2 K函数分析结果Fig.2 K-function analysis results

在芜湖市主城区范围内，公共健身场地的K函数分析结果如图2所示。从图2中可以看出，在99%的显著性水平下，K函数的观测曲线完全位于模特卡洛模拟的上限之上，证明观测值存在明显的集聚特征，说明芜湖市主城区公共健身场地的空间分布呈现显著的集聚性。为了进一步探求其分布热点，对芜湖市主城区公共健身场地进行核密度分析，得到图3a、3b所示的公共健身场地空间密度分布图。图3a、3b表明：①芜湖市主城区形成了一个密度核心：镜湖街道(0.12～0.14个/km2)公共健身场地密度高，供给规模大；其他街道相较于镜湖街道密度主要集中在0～0.02个/km2范围内，密度分布较为均等。②芜湖市主城区公共健身场地数量的空间配置，整体上呈现由中心向四周逐渐递减的规律(图3a)，缩小密度分级数(图3b)，又呈现镜湖与其他街道两极分化的规律，镜湖街道与其他街道差异显著，其他街道之间公共健身场地数量相当。

芜湖市主城区公共健身场地空间分布形成了以镜湖街道为核心、其他街道为边缘地带的单核心空间分布格局，整体上公共健身场地数量由中心向四周逐渐递减，局部上核心地带与边缘地带数量差异显著，边缘地带内部无明显分异，分布较为均等。

a.分级数为9

b.分级数为4

图3 公共健身场地密度空间分布图

Fig.3 Spatial distribution of public fitness site density

4 公共健身场地空间分布公平性分析

上文的分析结果表明，芜湖市主城区公共健身场地形成了单核心空间分布格局，除镜湖街道外，其余街道无明显分异现象，空间分布均等性较高。但分配正义的目标是人际的分配公正，只有很好满足需求的供给才是有效的供给。因此，本文在芜湖市主城区公共健身场地空间分布特征研究中加入居民需求因素，基于可达性评价和需求指数计算结果，采用因子空间叠置分析来定量表征研究区街道尺度水平上公共健身场地空间分布的公平性程度。

4.1 可达性分析

访问百度地图获取芜湖市主城区所有社区(行政村)的位置信息，其中社区(行政村)数据来源于国家统计局网站(http://www.stat.gov.cn)2017年统计数据。并基于ArcGIS平台，在芜湖市主城区行政界线图上标注所有社区(行政村)的位置，利用分析工具中的近邻分析计算所有居民点到最邻近公共健身场地的欧式距离视为该社区(行政村)的可达性。按照《全民健身计划(2016—2020)》着力构建城市社区15分钟健身圈的要求，以正常人步行平均时速5公里为标准，将公共健身场地可达性划分为可达性很好(小于833.3米，步行10分钟以下)、可达性好(833.3～1249.95米，步行15分钟)、可达性差(1249.95～1666.6米，步行20分钟)和可达性很差(大于1666.6米，步行20分钟以上)等四个等级，在此基础上，汇总各街道单元内所有居民点到公共健身场地距离，计算其平均值，将计算得到的距离平均值视为街道单元的可达性水平，并按照相同的标准划分街道单元可达性水平等级。居民点可达性水平和街道可达性水平分级结果分别如图4a、4b所示。

a.小区可达性分级

b街道可达性分级

图4 可达性分级结果

Fig.4 Reachability classification results

4.2 空间分布公平性分析

现阶段，随着“全民健身”理念的普及，对健康体魄的追求已经不局限于60岁以上或者较为富裕人群，因此本文选择街道总人口比重指标作为衡量各街道对公共健身场地的需求指数。查阅《芜湖统计年鉴(2017)》，得到芜湖市主城区各街道单元的总人口数据(表2)。为了计算方便，对街道总人口数据进行归一化处理，获得各街道单元的需求指数(表2)，然后按照需求指数的大小采用自然间断点分级法将芜湖市主城区22个街道单元划分为很高需求(0.087≤NI<0.274)、高需求(0.059≤NI<0.087)、中需求(0.028≤NI<0.059)和低需求(0.004≤NI<0.028)等4类(图5)。

表2 需求指数统计表

图5 需求指数分级Fig.5 Demand index classification

图6 公平程度地图

Fig.6 Level of equity map

对芜湖市主城区公共健身场地可达性分级结果图与需求指数分级结果图进行叠加分析，绘制公共健身场地公平程度地图(图6)，以此评价芜湖市主城区公共健身场地空间分布的公平性。结果表明：芜湖市主城区街道整体可达性较好，可达性很好和可达性好的街道为13个，约占街道总数的59.01%；具有很高需求或者高需求的街道66.67%左右均具有很好或者好的可达性，很高需求或者高需求而可达性差的街道仅1个，占街道总数的4.55%，为芜湖市主城区西北部的沈巷街道。芜湖市主城区需求较高的街道可达性大多较好，公共健身场地实际需求与供给配置较为合理，公平性较高。

5 均等性与公平性的实证研究

国内公共服务设施空间分布特征的研究已经产生诸多理论性与实证研究成果[19-24]，但是大多没有基于人文视角对理论分析结果进行实证分析。作者于2017年6—8月组织暑期社会实践赴芜湖市主城区的22个街道，随机抽样了100个小区，共发放问卷130份，回收有效问卷124份，问卷有效回收率为92%。以124位被调研市民为例，构建二元logistic回归分析模型分析芜湖市主城区市民对于公共健身场地的满意度，进而对芜湖市主城区公共健身场地空间分布均等性与公平性进行实证分析。

5.1 样本描述性统计

从芜湖市主城区公共健身场地满意度调查问卷中有针对性地选取公共健身场地空间分布均等性与其公平性等2个可能对市民满意度产生影响的因素，对应问卷的问题分别为：“您认为芜湖市主城区(镜湖区、鸠江区、弋江区、三山区、经开区和大桥开发区)各街道公共健身场地数量大致相等吗？”和“您认为您所获得的公共健身服务是否公平？”。

表3 变量描述性统计

样本数据显示，107位调研市民对芜湖市公共健身场地感觉到满意，占调研总人数的86.3%，17位感觉不满意，占调研总人数的13.7%，调研结果显示市民对芜湖市公共健身场地总体上感觉满意，不满意的原因大多集中于健身器材耗损严重、种类少等。各部分变量描述如表3所示。

5.2 模型估计结果分析

应用SPSS22统计软件模型进行二元logistic回归分析。分析前先对所有选取的变量进行多重共线性检验，结果显示所有选取的变量方差的膨胀(VIF)因子均小于2，即选取的变量不存在多重共线性。模型估计结果见表4：

模拟似然比值为95.958，在1%的统计水平上显著；模拟的伪决系数Cox and SmellR2=0.023，NagelkerkeR2=0.042，说明拟合效果较好。

表4 回归参数估计值及显著性统计结果

由表4可知，公平性和均等性影响因素在5%的统计水平下显著影响市民对于公共健身场地的满意度。二者回归系数都为正值，说明公平性和均等性因素皆与市民满意度成正比，在其他变量不变的前提下，公平性程度越高，市民满意度越高，同理，在其他变量不变的前提下，空间配置越均等，市民满意度越高。从抽样调查样本数据中发现，芜湖市主城区公共健身场地满意度达到86.3%，说明芜湖市主城区公共健身场地满意度较高，同时公平性因素和空间分布均值较低，从而推导出芜湖市主城区公共健身场地空间分布较为均等、公平性较高，也说明了综合Ripley’s K函数、核密度分析以及因子空间叠置方法的空间分布模型，可较好地分析公共健身场地的空间分布特征。

6 结论与讨论

主要结论如下：①芜湖市主城区公共健身场地空间分布形成了以镜湖街道为核心、镜湖街道以外的地区为边缘地带的单核心圈层结构，核心圈层与边缘地带差异显著，核心圈层公共健身场地密度高、供给规模大，边缘地带无明显分异特征，整体分布较为均匀；②芜湖市主城区公共健身场地整体可达性较好，空间配置与人口分布相协调，具有很高需求或者高需求的街道其可达性很好或者可达性好的比率高达66.67%，说明芜湖市主城区公共健身场地空间分布公平性高，健身场地配置效率高；③芜湖市主城区市民对公共健身场地满意度高达86.3%，说明公共健身场地空间配置较为合理、公平性较高。

从研究结果来看，芜湖市主城区公共健身场地的空间分布较为合理，公平性较高，但也存在一些问题：①镜湖街道人口和公共健身场地配置虽然较为合理，但人口和公共健身场地过度集聚，不利于城市公共资源的合理配置；②在街道公共健身场地空间公平性评价中发现，依旧存在实际需求与供给配置不合理的地区，例如：沈巷街道实际需求高，而其内部公共健身场地可达性低；马塘街道实际需求低，其内部公共健身场地可达性很高。在下一轮城市规划方案中可适当调整配置不合理街道的休闲体育用地。文章从理论和实证研究了芜湖市主城区公共健身场地的空间分布特征，但是并未系统地探讨空间分布形成机制，这是进一步的研究方向。