基于可达性的县域义务教育机构分布特征——以徐州市丰县小学为例

李保杰， 褚 帅， 刘珍珍

(江苏师范大学 地理测绘与城乡规划学院，江苏 徐州 221116)

义务教育机构作为公共服务设施的重要组成部分，其配置的合理与否直接影响到教育的公平性与设施利用的合理性[1].长期以来,由于我国“城乡二元结构”发展模式，区域义务教育机构存在着供给与需求的结构性失衡，严重制约着城乡基本公共服务均等化的实现[2].因此，研究区域义务教育机构的均衡发展与合理配置具有重要意义.现有的教育资源评价研究大都集中在生师比、学校规模和经费投入等方面，忽略了义务教育机构的空间配置等因素[3].

可达性作为公共服务设施配置公平与否的重要指标，被广泛应用.可达性是指从空间任意一点到达目的地的难易程度，反映了人们到达目的地过程所克服的空间阻力大小，常用距离、时间和费用等指标来衡量[4].可达性概念于1959年由Hansen首次提出后，国外学者就开始了相关研究，如：Bulti等[5]对埃塞俄比亚Bishoftu镇的小学空间分布特征及可达性进行了分析，Kiani等[6]借助两步移动搜索法对伊朗阿瓦士的居民就医可达性进行了探讨；Kmail等[7]利用GIS对绿地空间的可达性进行了评估.国内相关研究虽然起步较晚，但可达性作为公共服务设施优化配置的重要工具，已成为目前的研究热点之一.研究尺度主要包括国家[8]、区域[9]、省域[10]等；研究对象主要包括旅游景点[11]、医疗机构[12]、应急避难场所[13]、城市绿地[14]、基础教育资源[15]等公共服务设施；研究方法主要包括移动搜索法[16]、空间句法模型[17]、潜能模型[18]、等时线模型[19]、Huff模型[20]等.然而，现有研究大都集中在某一行政区划单元等层面上，对于中小尺度县域义务教育机构可达性的研究相对较少；另一方面，主要采用传统方法对区域公共服务设施的可达性进行定量评价，忽略了对可达性的空间格局和异质性等方面的研究.因此，本文以苏北典型县域——丰县为例，分析义务教育机构的空间分布特征和可达性等，以期为丰县义务教育机构的布局规划提供技术支撑，同时为其他地区的同类研究提供借鉴.

1 研究区概况

丰县地处34°24′25″—34°56′27″N，116°21′15″—116°52′03″E，位于江苏省西北部，东邻沛县和铜山区，南界安徽省萧县、砀山县，西、北接山东省单县、金乡县、鱼台县.丰县辖有3个街道，12个镇，398个行政村(街坊).全县面积1 449.7 km2，常住人口93.52万人(2020年末).近年来，丰县的基础教育事业全面推进，教育质量与效益不断提高，教育的服务功能得到进一步加强，基本构建了适应丰县经济社会发展需要的教育格局.

2 数据与研究方法

2.1 数据来源与处理

本研究所使用的数据主要包括：2020年百度地图兴趣点(POI)数据(包括小学的名称、位置等)，小学的相关属性数据(包括学校的招生规模、师资条件等)主要通过网络查询、电话咨询和实地调研等方式获取；路网数据来源于百度地图和丰县综合交通现状图(2021年)；人口数据主要来源于丰县第七次全国人口普查数据.利用ArcGIS 10.3软件平台将上述数据统一到CGCS2000坐标系，分层矢量化后保存至地理数据库中.在ArcGIS环境下将矢量数据转换为100 m×100 m栅格数据，共计145 007个像元.考虑到学生的就学方式以电动车为主，接送学生的大多为老人，将平均出行速度设为16 km/h，利用Cost Weighted计算各小学的时间可达性.

2.2 研究方法

借助最邻近距离指数和热点探测方法分析研究区小学的空间集聚特征，借助累积耗费距离模型测算小学的可达性，具体方法见文献[21-23].

3 结果与分析

3.1 小学分布特征

全县15个镇(含街道)拥有小学107所，各镇平均拥有学校7所左右.整体而言，研究区各镇小学的数量分布较均匀，大都集中在6～8所.从各镇拥有的小学数量来看，王沟镇拥有的小学数量最多，为10所；孙楼镇由于靠近城区，可享受城区小学提供的服务，拥有的小学数量最少，为5所.

3.1.1 邻近度分析借助ArcGIS 10.3计算研究区各镇小学的最邻近距离指数In，结果见表1.各镇小学空间分布总体上呈随机-离散分布格局，且P检验值高度显著，表明研究结果是可信的.各镇小学的空间分布差异较大，46.67%的乡镇小学呈随机-离散分布，33.33%的乡镇小学呈均匀分布，仅1个乡镇小学呈聚集-随机分布格局.

表1 研究区小学最邻近距离指数Tab.1 Nearest neighbor distance index of primary school in study area

3.1.2 热点探测分析以研究区小学间的最短距离为基础，利用层次聚类法对研究区小学的空间分布进行热点探测，并将热点区分为2个等级(图1).一级热点区1个，主要包括中阳里街道、凤城街道西部、常店镇南部、王沟镇和赵庄镇东部、孙楼街道北部等区域.由于受政策、经济、交通区位等因素影响，该区域小学分布较密集.二级热点区有5个，零星分布在顺河镇南部、欢口镇南部、王沟镇和赵庄镇东部、中阳里街道、梁寨镇、范楼镇西部，这些区域大多为各镇驻地及其周边区域，学校分布相对密集，交通区位较好.

图1 研究区小学空间热点分布Fig.1 Spatial hotspot distribution of primary school in study area(地图底图来源于审图号为苏S(2021)024号的标准地图.下同)

3.2 可达性空间格局

3.2.1 可达性总体空间分布特征以小学作为耗费距离源点，计算各学校通过交通网络到整个研究区内任意栅格像元所花费的时间，利用交通网络通行可逆性的特点，即可得到研究区任意栅格像元到小学的时间可达性.为了直观地表示研究区各小学的时间可达性，采用等距分类方法，将小学时间可达性分为5个等级：最好(时间可达性<10 min)，较好(10～20 min)，一般(20～30 min)，较差(30～40 min)，最差(≥40 min).由图2可知，研究区小学的整体可达性较好，47.22%的区域能够在20 min内到达就近的小学,其中:时间可达性最好和较好的区域占比分别为18.26%、28.96%.时间可达性一般的区域占比为26.04%.小学可达性相对较差的地区分布较少，时间可达性较差的区域占比为19.12%，最差的区域占比为7.62%.

图2 研究区小学时间可达性Fig.2 Time accessibility of primary school in study area

可以看出，研究区小学时间可达性的空间分布差异十分明显.时间可达性最好的区域主要分布在丰县主城区、城镇驻地等交通便捷的区域.可达性较好的区域主要分布在上述区域外围，呈环状分布.可达性最差的区域主要分布在研究区的外围，这些区域为省级、县级等行政区划的边界，小学分布较少，导致该区域小学时间可达性较差；其次分布在各乡镇的外围和大沙河等水系及其外围，由于行政区域和水系等的阻隔作用，这些区域的时间可达性较差.

3.2.2 村级单元可达性的空间差异以研究区各村级行政单元内栅格像元的小学时间可达性平均值作为各行政单元的可达性，得到村级单元小学时间可达性(图3).时间可达性最好的区域主要分布在丰县主城区(中阳里街道、凤城街道)，这些区域小学分布较密集且交通可达性程度较高；其余区域呈零星分布.从空间分异来看，研究区北部的密集程度较高而南部较稀疏.时间可达性最差的区域主要分布在研究区外围、常店镇西北部、孙楼镇南部和大沙河两岸等行政村，主要是这些行政村没有小学、距离学校较远和水系等的阻隔作用所致.

图3 村级单元小学时间可达性Fig.3 Time accessibility of village unit to primary school

从村级行政单元的数量分布来看，研究区各行政村的小学时间可达性整体较好.可达性最好的行政村(街坊)有68个；较好的行政村(街坊)最多，为116个；一般的行政村(街坊)为102个；较差的行政村(街坊)有84个；最差的行政村(街坊)有28个.

4 讨论

义务教育机构的空间分布是居民点、交通网络、学校规模和政策因素等综合作用的结果，而可达性作为公共服务设施布局优化的重要依据被广泛应用.本文对丰县小学的空间分布和时间可达性进行了分析，结果表明：研究区小学总体上呈随机-离散分布，80%的乡镇呈随机-离散分布和均匀分布；小学空间分布热点区主要集中在研究区中北部.研究区小学时间可达性整体较好.时间可达性最好的区域主要分布在丰县主城区、城镇驻地等；较好的区域主要分布在其周围，呈环状分布；较差的主要分布在研究区、乡镇等的外围.研究区小学时间可达性<20 min的行政村(街坊)数量不足一半；小部分行政村(街坊)的时间可达性>40 min.

结合研究区小学可达性的空间分布格局，可将研究区以镇为单位由内至外分为核心区、过渡区和外围区.针对核心区小学教育资源较密集的现象，办学不佳的学校可以撤并，办学较好的学校可以适当控制原校区的办学规模、在乡镇外围设立分校；过渡区的小学教育资源虽然基本上能够满足居民需要，但应采取适当调整规模、增加学校等措施以满足近期需要；外围区的居民点由于交通不便等原因，小学可达性较差，可结合空心村的分布和村镇布局规划等进行撤并，或将居民迁至可达性较好区域，或者在合并后较大的居民点新建学校.

本文仅从理论的角度对研究区小学的可达性进行分析，与实际可达性可能存在一定的差距.譬如，仅考虑了单一出行方式，没有考虑交通方式的组合，也忽略了交通拥挤度、路径的选取等因素，这些因素对可达性的影响需进一步研究.此外，由于数据获取困难，没有考虑学区的划分和学校等级差异等因素对可达性的影响，导致研究结果具有一定的局限性.