地理研究  2016 , 35 (3): 455-470 https://doi.org/10.11821/dlyj201603005

研究论文

山区乡村学校空间格局演变特征及发展水平

赵晨旭1, 邵景安12, 郭跃12, 徐新良3

1. 重庆师范大学地理与旅游学院,重庆 400047
2. 三峡库区地表过程与环境遥感重庆市重点实验室,重庆 400047
3. 资源与环境信息系统国家重点实验室,中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101

Spatial pattern evolvement characteristics of rural schools and their development level in the mountainous area

ZHAO Chenxu1, SHAO Jing'an12, GUO Yue12, XU Xinliang3

1. College of Geographical Science, Chongqing Normal University, Chongqing 400047, China
2. Key Laboratory of Surface Process and Environment Remote Sensing in the Three Gorges Reservoir Area, Chongqing 400047, China
3. State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China

通讯作者:  邵景安(1976- ),男,汉族,安徽亳州人,博士,研究员,主要从事土地利用与生态过程研究.E-mail: shao_ja2003@sohu.com

收稿日期: 2015-10-12

修回日期:  2016-01-8

网络出版日期:  2016-03-20

版权声明:  2016 《地理研究》编辑部 《地理研究》编辑部

基金资助:  国家自然科学基金重大国际合作项目(41161140352)教育部人文社科项目(10YJCZH122)高分辨率对地观测系统重大专项(No.00-Y30B15-9001-14/16)

作者简介:

作者简介:赵晨旭(1989- ),男,汉族,山东东明人,硕士,主要从事资源环境与城乡规划研究.E-mail: zxcmm@qq.com

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摘要

作为农村基础设施的乡村学校在工业化,城镇化的快速推进过程中正在面临极为严峻的形势.利用趋势面分析,空间热点探测分析,核密度估计,主成分分析,聚类分析等方法对2004-2014年山区乡村学校空间格局演变特征及发展水平进行实证分析,结果表明:① 乡村学校的规模总体上大幅减少,尤其是学校的数量减少最为明显,减少接近一半(49.0%).学校的高集聚区分布于沿江平坝区和两山所夹槽谷区,而两山区相对较低.② 不同类型区乡村学校的服务范围显著缩小,特别是丘陵区2014年较2004年服务半径缩小62.0%,其次是低山区缩小47.2%.③ 乡村学校发展表现出空间变化较为强烈的相对不协调情景,由2004年发展的不均匀,不合理变为2014年的正常合理发展.④ 乡村学校的变化具有显著地正向空间集聚现象,整体呈随机分布状态,现已形成一个以西南部南宾镇为中心的大面积热点区和东南向以新乐,金玲和金竹为代表的低值区.⑤ 研究区乡村学校的发展可分为:基础差--衰落区,基础好--衰落区,基础差--发展区和基础好--发展区,这一格局与地形,经济,交通区位等对教育资源的分配影响有很大关系.⑥ 未来研究区乡村学校的发展方略应着重考虑优化乡村学校的布局,适时引导适龄儿童的家庭就近就地迁移,强调中心校,"大校"和"名校"建设.在山区人口大规模流动的背景下,明确现阶段和未来的发展思路和策略,对指导山区乡村学校发展有重要意义.

关键词: 乡村学校 ; 空间格局 ; 演变特征 ; 发展水平 ; 山区

Abstract

Schools in rural areas are highly important to societal infrastructure, and rapid industrialization and urbanization are threatening the likelihood of these schools. This paper presents an analysis of the spatial pattern evolvement characteristics of rural schools and their development level in a mountainous area over the past 10 years. Various methods, including trend surface analysis, spatial hot spot detection, kernel density estimation, principal component analysis and clustering analysis, were used in this study. Results demonstrated that the scale of rural schools has generally decreased significantly over the past 10 years. The reduction in the number of the rural schools was the most significant, decreasing to almost half (49%) of what they were 10 years ago. The highest concentration of rural schools is found in the plain area along the Yangtze River and the valley area between Qiyao mountain and Fangdou mountain. However, the concentration degree of rural schools was relatively low in the Qiyao mountain and Fangdou mountain areas. The service radius of rural schools in various regions has also changed drastically over the last 10 years. In comparison with data from 2004, the results from 2014 showed a 62% decrease in the service radius of the hilly region, and a 47.2% decrease in the low mountain area. Despite their decreasing numbers, the development of rural schools has shown a relatively strong spatial variation. It was non-uniform and unreasonable in 2004, and was normal and reasonable in 2014. Moreover, the change of rural schools had a significant positive spatial clustering phenomenon. In earlier years, the schools was randomly distributed. Nowadays, a large area hot zone has formed with Nanbing town, southwest Shizhu County as the center, and low value area with Xinle, Jinling and Jinzhu as typical towns. The recent development of rural schools can be divided into poor basis-fading area, good basis-fading area, poor basis-development area, and good basis-development area. This pattern has formed due to the fact that terrain, economy and traffic location have great influence on education resources. The future development strategy should focus on both the optimization of rural school layout and encourage families with school-age children to reside locally. Center schools, large schools and famous schools should also be constructed simultaneously. Under the context of population large-scale floating, clearing the current and future development ideas and strategies was important to guide the development of rural schools in mountainous areas.

Keywords: rural school ; spatial pattern ; evolution characteristics ; development level ; mountainous area

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赵晨旭, 邵景安, 郭跃, 徐新良. 山区乡村学校空间格局演变特征及发展水平[J]. , 2016, 35(3): 455-470 https://doi.org/10.11821/dlyj201603005

ZHAO Chenxu, SHAO Jing'an, GUO Yue, XU Xinliang. Spatial pattern evolvement characteristics of rural schools and their development level in the mountainous area[J]. 地理研究, 2016, 35(3): 455-470 https://doi.org/10.11821/dlyj201603005

1 引言

乡村学校(指农村行政村内的小学)作为一种重要的农村公共基础设施[1-3],其演变具有一定的阶段性.荣中逵等发现晚清以来中国乡村学校的布点整体呈现出由大变小的趋势[4];邬志辉等认为乡村学校的蓬勃发展期始于20世纪80年代前,90年代末开始大规模撤点并校,学校数量急剧减少[5,6];熊春文把这一现象概括为"文字上移",并认为上移已给乡村发展造成了巨大的负面效应,亟需借助对乡村学校展开布局上的优化给予缓解[7];李强进一步发现"离土中国"加剧了乡村学校与留守适龄学生间的矛盾[6].分析发现,乡村学校的这一演变规律称之为乡村学校的萎缩,主要指乡村学校数量的减少,班级不完整,班级人数下降等变化,这与相应阶段乡村人口的变化有很大关系.2003年中国经济的发展出现了路易斯拐点,至此以后非农务工收入逐年提升,大量的农村劳动力从农村"析出".在适学子女随父母的传统家庭关系下,农村适学子女的数量在2003年后大量减少.相应地,乡村学校的数量,班级完整性,班级人数等方面均出现不同程度的萎缩,导致乡村学校陷入极度萧条的困境,甚至几个教师坚守乡村学校的报道频见报端[8,9].然而,在公平分享发展成果的背景下,乡村学校的萎缩已给部分留守适学子女享受正常的教育资源造成一定程度的影响,而各地在开展教育基础设施建设投入时又不可能专门为几个学生保留一所学校或配备几个老师.为此,乡村学校的萎缩,留守适学子女的上学难问题,日益成为学者与政府部门关注的焦点.

聚焦上述问题,赵丹等利用Ordinal Logit模型研究乡村学校撤并对学生上学距离产生的影响,发现学生上学的物理距离和时间距离都有所增加[9];任若菡等利用改进的两步移动搜寻法对乡村学校教育资源的空间可达性进行分析,认为教育可达性较高的地区不及需求总数的30%,乡村整体教育可达性不理想[10].已有大量研究从社会,教育,经济等领域对乡村学校的变化情景,政策影响进行了定性或统计分析,而对其在时空尺度上的积聚程度和发展水平认识不够.本文旨在利用趋势面,空间热点探测,核密度估计,主成分,聚类等分析方法,对近10年山区乡村学校空间格局演变特征及发展水平进行实证分析,为山区乡村学校的空间优化与发展水平提升提供科学依据.

2 研究区概况与研究方法

2.1 研究区概况

研究区石柱县地处武陵山区(29°39'N~30°32'N,107°59'E~108°34'E),位于重庆东部,长江南岸和三峡库区腹心,面积3012 km2(图1).地貌以山地和丘陵为主,呈"两山夹一槽"的总体格局,海拔介于210~1890 m之间.依据地形起伏特点,将石柱县划分为5个亚区:西北部沿长江一层山脊平坝区(A区),西部方斗山低山丘陵区(B区),中部方斗山与七曜山所夹槽谷区(C区),东北部七曜山大风堡中低山区(D区)和东南部七曜山低山区(E区).截至2014年底,石柱县辖32个乡镇,229个行政村,常住人口39.91万人,是集少数民族自治县,三峡库区淹没县,国家扶贫工作重点县于一体的特殊县份.近几年石柱县的自我发展能力总体增长较快,经济发展水平,经济效应和居民收入水平不断提升,但在协同发展过程中,表现出一系列问题[11,12].

图1   研究区概况

Fig. 1   Location of the study site in Chongqing and its topography and administrative divisions

2.2 数据来源和研究路线

数据主要涉及两部分:第一部分是图形数据,石柱县乡镇分布图,1 1万标准分幅地形图,主要来源于石柱县林业局.90 m分辨率DEM数据来源于中国西部数据中心;第二部分是村级尺度的参与式访谈数据.2014年7月13日至8月5日,针对山区乡村学校的分布特点,人口结构,地貌,交通区位等,设计了调查问卷,随机抽取部分村庄实地走访农户从居住地到原来及目前学校所用时间.调查发放并回收问卷229份,有效问卷224份.

问卷内容:用学校数量及其空间位置,废弃和合并情况反映山区乡村学校的变化状况;用学生数量和失学状况反映学生对学校的需求及学校变化对学生求学的影响;用教师数量,年龄结构,专业程度,文化水平等指标分析教师系统的变化.对于交通区位因素,用学生从家到学校所花费的时间和所使用的交通工具(步行,摩托车,三轮车,校车等)来表示,最后借助通常交通工具的行驶速度与花费时间的乘积换算为从家到学校的距离.交通区位也在一定程度上反映了学生的家庭收入状况,如收入相对较好的常常靠近乡村主干道居住(从山上或交通不变区迁移至乡村主干道附近),拥有相对优越的交通工具.用教师的数量,年龄结构,专业程度,文化水平,工资水平,工作强度等投入性因素解释教师的情况和学校的地位与排名(产出性因素),且能侧面反映学校的规模;用班级数量,班级完整性(班级缺失率),班级学生人数反映班级状况的变化.

研究路线见图2.在ArcGIS 9.3的支持下,将上述数据导入叠有村级行政边界的全要素地形图,建立相关指标的空间数据库,识别近10年乡村学校的演变格局,选择不同的空间统计分析方法进行对比动态分析,结合相关的经济和区位因素进行发展水平研究,最终得出相应的结论.

图2   研究路线

Fig. 2   Research directions

2.3 研究方法

(1)趋势面分析法

用趋势面分析法[13-15]分析学校,学生,教师和班级在空间上的分布规律和变化趋势.

Zi(xi, yi)是第i个样本的位置,(xi, yi)是平面坐标.表达式为:

Zi(xi,yi)=Ti(xi,yi)+εi(1)

Ti(xi,yi)=β0+β1x+β2y+β3x2+β4y2+β5xy(2)

式中: Ti(xi,yi)表示趋势函数; εi表示自相关随机误差,表示第i个样本真实值与趋势值的偏差.

(2)空间热点探测分析

用空间热点探测分析法[16-18]检测学校在局部区域是否出现热点和冷点区.表达式为:

Gi*d=j=1nwijdxjj=1nxj(3)

式中:wij(d)是空间权重矩阵;xixj分别为观测位置ij标准化后的属性值.在显著的前提下,若Z值为正,则为高值聚集热点区;若Z值为负,则为低值聚集冷点区.

(3)核密度估计法

在ArcGIS 9.3空间平滑功能的支持下,用核密度估计法[19-21]对行政村范围内乡村学校进行核密度估计,被估计点的核密度值越高,其周围的估计核密度越大.表达式为:

λs=i=1n1πr2ϕ(dijr)(4)

式中: λ(s)是地点s处的核密度估计值;n为样本数;r为带宽; ϕ(dij/r)为点i与点j间距离dij的权重.

(4)主成分分析法

用主成分分析法[22-24]评价乡村学校发展水平,借助降维思维,将上述分散孤立指标转换为少数综合指标,分析乡村学校的发展水平(综合能力和发展规模).表达式为:

设有随机变量x1,x2,, et al.,xp,其样本标准差为s1,s2,, et al.,sp.进行标准化处理:

Ci=ai1x1+ai2x2+...+aipxp,i=1,2,,p(5)

i=1,且C1的方差最大,则C1为第一主成分;当i=2,( a21,a22,...,a2p)垂直( a11,a12,...,a1p),且C2的方差最大,则C2为第二主成分.类似的,有第三,第四, et al.主成份,最多有p个.同时,可通过获得的权重,计算某个地区的综合得分,即综合能力.

(5)聚类分析法

用聚类分析法对上述计算出的各乡镇乡村学校的发展水平指标进行统计分类.步骤为:对原始数据进行标准化处理,选择欧几里德距离定义样本间距离:

dij=k=1m(xik-xjk)2(6)

式中:dij表示样本i和样本j之间的距离;xikxjk分别表示样本i和样本j在第k个维度上的评价值.

计算所有两两样本的距离系数dij(i, j=1,2,, et al.,n),形成距离矩阵D:

D=d11d1jdi1dij(7)

选择最远距离法为聚类方法,设xi是类别Gm中的任意一样本,xj是类别Gn中的任意一样本,类别GmGn间的最长距离Dmn为:

Dmn=maxdij,(xiGm,xjGn)(8)

根据计算出的聚类距离,如果dij越小,那么第i个和第j个元素间的性质就越接近,可以划为同一类型.通过重复计算,最终得到聚类结果,并制作聚类图.

3 结果分析

3.1 学校规模与服务面积变化

研究区乡村学校的规模总体上大幅减少(表1).学校的数量减少最为明显,由2004年的253所减少为2014年的129所,减少了接近一半(49.0%);其次是学生人数减少约42.0%,班级数量减少约38.8%;相应地,在学校和学生人数的双重减少下,班级缺失率由2004年的36.4%上升为2014年的50.6%,增加了35.0%.学校数量和学生人数的减少及班级缺失率的增加,在一定程度上反映了在工业化,城镇化快速发展的背景下山区乡村人口数量与结构的整体变化,山区受非农务工工资提升拉力和农业生产比较效益低下推力的双重作用的影响,乡村人口,尤其是青壮年劳动力的转移加速,且在这一转移过程中,适学儿童严重分离:① 随父母迁移至外出务工地(异地);② 就地转入教学质量更高的城镇学校.与学校,班级,学生的数量变化相反,乡村学校教师的数量则展现为增加趋势,其中非中心校平均教师数量由5人增至8人,中心校平均教师数量由10人增至23人,增幅为130%.选取2004-2014年间一直正常运行的中心校和非中心校进行对比(图3),发现绝大部分的中心校教师数量都在增加.这说明,研究区考虑到乡村人口的迁移及适学儿童的转移,正在加强中心学校的师资力量配置.

表1   研究区近10年乡村学校各指标的状况及变化

Tab. 1   The status of each index and its changes for rural schools in the study area in recent 10 years

年份学校数量(所)学生人数(人)教师数量(人)班级数量(班)班级缺失率(%)
2004253487071865136636.4
201412928234196783650.6

注:班级缺失率是表达乡村学校年级完整性的指标,只要缺少一个年级,即为不完整,由不完整年级除以完整年级数得到.

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图3   非中心校和中心校的教师数量变化

Fig. 3   The change status of teachers' number in non-center school (a) and center school (b)

比较图1图4发现,Voronoi图能较好地反映研究区乡村学校的分布,变化及其与地域分异间的关系.比较Voronoi图中每个乡村学校样本点控制区域范围的变化[25],尽管2004年具有很好的集聚性,2014年则展现为相对较为均质状态,但是2004年与2014年在空间上具有很好的对应性,且这种对应与研究区的地域分异规律具有很好的一致性,如乡村学校的高集聚区分布于沿江平坝区和两山所夹槽谷区,而两山区相对较低.原因在于:地势相对平缓区较适于人类居住,人口基数大,适学儿童多,乡村学校布局自然较多.而且,这一区域社会经济发展速度快,交通便捷,区位优势明显,乡村学校的基础设施配备完善,对周围学生的辐射和对教师的引力大.

图4   2004年和2014年乡村学校的Voronoi图

Fig. 4   The Voronoi maps of rural schools in 2004 (a) and 2014 (b) in the study area

图1的分区结果,分别统计乡村学校各指标的变化(图5).在A区,B区,D区和E区,除B区和E区的班级增长率为正,其他指标增长率均为负,部分指标甚至出现大幅度下降.比较而言,E区的剩余三指标,A区的所有指标,D区的学校增长率与教师增长率,B区的学校增长率与学生增长率降幅较为显著,介于40%~60%之间.在C区除学校增长率略微下降和学生增长率略微上升外,班级增长率和教师增长率均呈显著增加,尤其是班级增长率上升130%.实地走访发现,山区的人口迁移常常表现为"跳蛙"式模式,即首先由山上迁移至山下或交通较为便捷的区域,再迁移至场镇,最后迁移至县城或重庆市.在这种迁移模式的作用下,山区(B区,D区和E区)的人口和适学儿童大量向C区迁移.为满足教育需求的增加及提高教育吸引力,C区定会从班级数量和教师人数的增加入手来改善.

图5   2004-2014年研究区各亚区乡村学校的指标变化

Fig. 5   The change status of each index for rural schools in the different sub-areas in 2004-2014

比较2004年,2014年研究区各类型区乡村学校的服务范围显著缩小.在ArcGIS 9.3表面分析功能的支持下,将研究区划分为200~500 m的丘陵区,500~1000 m的低山区和1000~2000 m的中山区,借助实地踏勘和走访获得认识,即研究区近10年大多数学生的上学方式以步行为主,而从家到学校所需时间平均约1 h,依据健康中小学生在平地上的步行速度4 km/h,定义丘陵,低山和中山区乡村学校的服务半径分别为4000 m,3500 m和3000 m,生成缓冲区后得到乡村学校的服务面积(不同缓冲半径间有重叠部分).由表2可知,丘陵区乡村学校的服务面积缩小最为显著,服务半径缩小62.0%,其次是低山区缩小47.2%,而中山区缩小37.5%.由图6也可看出,丘陵区乡村学校的服务面积缩减最为严重,低山区和中山区次之.对比不同类型区服务面积占总服务面积的比,丘陵区下降明显,低山区基本持平,高山区略有上升.

表2   2004年和2014年研究区乡村学校服务范围对比

Tab. 2   The comparison of rural school service area in the study area between 2004 and 2014

缓冲半径(m)2004年2014年面积增长率(%)
服务面积(km2)占比(%)服务面积(km2)占比(%)
4000890.1618.2338.0412.9-62.0
35002140.1443.81129.5943.0-47.2
30001858.8438.01161.3044.1-37.5

注:"占比"为占研究区总服务面积的比例.

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图6   2004年和2014年研究区乡村学校的服务面积

Fig. 6   Rural school service area between 2004 and 2014 under the different buffer radiuses in the study area

比较图1图4a发现,乡村学校主要集中分布在丘陵区(C区)和平坝区(A区),而两区的学校减少也较迅速,但因本底基数大,2014年研究区的学校仍然主要分布于这些区域.在平坝区学校数量,教师数量,学生人数和班级数量都减少的情况下,乡村学校的服务面积大大降低.在丘陵区尽管班级数量和教师人数显著增长,但因部分学生由山区迁移而来,常常就近学校选择居住地,从而也使丘陵区的服务面积减小.然而,对低山区而言,尽管学校数量,学生人数和班级数量也在减少,班级缺失率也在上升,但相对整个研究区,低山区的乡村学校均处于中等变化水平,服务面积基本维持在2004年的水平.但是,在中山区乡村学校的分布本来就相对稀少,受乡村学校上述变化的影响,乡村学校的分布密度在空间上更为稀少,而要满足整个中山区适学儿童的教育需求,服务面积自然增大.

3.2 立面趋势与集聚程度变化

对比10年间研究区乡村学校各指标的立体趋势面(图7),发现学校数量在南北方向上由北少南多的半抛物线变为倒"U"型,东西方向上由正"U"型变为均匀分布;学生数量在南北方向上由倒"U"型变为自北向南逐渐减少的半抛物线,东西方向上由自西向东逐渐减少的半抛物线变为均匀分布;教师数量总趋势没有发生变化,仍然是西北多东南少,但中部地区的教师数量明显增多;班级数量在南北方向上由均匀分布变为倒"U"型,东西方向上由均匀分布变为正"U"型.

图7   2004年和2014年研究区乡村学校各指标的趋势面

Fig. 7   Trend analysis of schools, students, teachers and classes in 2004 (a, c, e, g) and 2014 (b, d, f, h)

2004-2014年研究区乡村学校部分指标表现出相对不协调.2004年学校数量立体趋势面呈北多南少,学生数量中部多,南北少,教师人数是北多南少,各指标分布表现出明显的不一致.2004年,研究区南部尤其是沿江平坝区人口密集,乡村学校分布较多,对教师的吸引力较大;中部因范围广,学生数量较南北都多.2014年学校数量,学生数量和教师人数三个指标均表现为中部多,南部少,分布格局趋于一致.因此说,10年间研究区乡村学校的空间变化较为强烈,由2004年不均衡,不合理格局演化为2014年的正常合理发展.

10年间研究区乡村学校呈现显著的正向空间集聚.计算2004年和2014年乡村学校各指标的全局自相关Moran's I指数[26-31](表3),发现各指标的全局自相关表现为空间分布上的正相关关系和相似值间的空间集聚,未出现完全的随机状态,学校综合水平较高区相邻,较低区也相邻.这说明,尽管各指标均出现了较大程度的变化,但其本底与未来的综合发展水平拥有显著的空间自相关性,基础水平高的地区,未来发展的能力较强,反之亦然.

表3   2004年和2014年研究区乡村学校各指标全局自相关Moran's I指数

Tab. 3   The Moran's I of schools, students, teachers and classes in the study area in 2004-2014

指标2004年2014年
Moran's IZ统计量PMoran's IZ统计量P
学校数量0.1628321.7105150.0871710.1868161.9201670.054837
学生数量0.2362342.3250360.0200700.1684081.8248250.068027
教师数量0.1962521.9951480.0460270.0977461.1765350.239381
班级数量0.1326421.5871600.1124760.1222521.3546640.175525

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比较Moran's I指数的变化,学校的集聚能力在增强,其他三个指标的集聚能力在减弱,特别是教师数量的分布.分析发现,面对山区乡村人口数量与结构的转换,研究区在优化配置教育资源时,优先选择原有基础较好的乡村学校进行投入,从而使学校数量的集聚能力小幅增强,Moran's I指数略微增大.在就近入学政策和部分教育资源市场化的指导下,收入低的家庭偏向就近入学,收入高的家庭倾向选择城镇学校,致使学校数量的集聚能力有所下降.但是,在教育资源优化和就近入学的双重约束下,为兼顾公平,满足分散留守儿童的教育需求,部分教师被配置到偏远山区,低年级班级实现了基本全覆盖,导致教师数量的集聚能力大幅下降,班级数量的集聚能力小幅降低.

采用基于邻接规则权重矩阵,在乡镇水平分别以乡村学校的各指标为统计属性制作空间热点分布图(图8).从Z统计量看,红色区域为热点区,代表高值集聚;蓝色代表冷点区,代表低值集聚;黄色代表随机分布区.

图8   2004年和2014年研究区乡村学校各指标的"热点"分布

Fig. 8   The hot spots of schools, students, teachers and classes in the study area in 2004 (a, b, c, d) and 2014 (e, f, g, h)

总体上看,10年间研究区乡村学校的演变已形成一个以西南部南宾镇为中心的大面积热点区.该区地势相对平缓,社会经济综合能力强,是研究区政治,经济和文化中心,乡村学校各指标的高值在此高度集聚;相反地,在东南方向形成以新乐,金玲和金竹为代表的低值区,该区域地处山区,地形起伏较大,交通区位较差,社会经济相对贫困,低值区明显集聚于此.而且,在时空格局演化上,热点区学校,学生和教师的数量基本保持不变,依然聚集于南部,班级数量北部面积减少,南部面积增加,这一结果主要与北部生源分散减少和南部生源分散但总体增加有关.冷点区密集化,且在其他指标冷点区面积增加过程中中部(桥头)学生冷点区消失,教师冷点面积保持不变(程度略微增加),但位于中部(桥头)和北部(临溪,王家和石家)的冷热点区消失.

近10年研究区乡村学校的时空变化规律较为相似.在ArcGIS 9.3密度分析功能的支持下,采用核密度估算法,设置搜索半径1.1 km,制作Kernel分布图(图9),可看出乡村学校各指标的时空格局演化基本呈现"西密东疏"的同向变化特征,且学校,学生和班级密度的最高值均出现不同程度的下降,降幅分别为52%,24%和72%;教师密度的最高值由2004年的1.42个/km2增至2014年的2.15个/km2.这源自于研究区在兼顾公平优化教师资源分布的同时,县城所在乡镇及其周边地区因学校分布密度较大,教师资源也自然向这一区域集聚.

图9   2004年和2014年研究区乡村学校各指标的Kernel

Fig. 9   The density of schools, students, teachers and classes in the study area in 2004 (a, b, c, d) and 2014 (e, f, g, h)

迁移规律上呈现复杂化,集聚化,破碎化,分散化同时发生.学校密度由2004年的北,西,南3个高密度核心向中部迁移,并集聚成两个相连的高密度核心;学生密度由2004年的北,西,南3个高密度核心集聚为两个核心后又发生分散化;教师密度由北向南迁移;班级密度形成北部1个高密度大核破碎化,分散化成西,北,东3个高密度小核,自身高密度分散化.

3.3 综合能力与发展规模评价

选取分别表征学校,学生,教师和班级数量及其增长率的综合能力和发展规模两方面,并予以标准化处理,再在SPSS软件支持下进行主成分分析,得到各主成分特征值,分别计算其对总方差的贡献率并进行累计(表4).乡村学校的综合能力和发展规模的第一,第二主成分的累计贡献率均超过80.0%,分别为83.967%和89.676%,能够反映原始变量信息;KMO值分别为0.727和0.723,大于0.7的标准;Sig值为0.000,通过了显著性水平 α=0.01的假设性检验.

表4   研究区乡村学校的综合能力和发展规模的主成分特征值,方差贡献率,累计贡献率

Tab. 4   The feature values, variance contribution rate and accumulated contribution rate of comprehensive ability and development scale of rural schools in the study area

学校综合能力学校发展规模
主成分特征值方差
贡献率
累计
贡献率
主成分特征值方差
贡献率
累计
贡献率
主成分特征值方差
贡献率
累计
贡献率
第一5.12964.10864.108第五0.1772.21296.907第一3.16078.99378.993
第二1.58919.85983.967第六0.1421.77098.677第二0.42710.68389.676
第三0.5316.64190.608第七0.0760.95499.631第三0.2917.26696.943
第四0.3274.08794.695第八0.0300.369100.000第四0.1223.057100.000

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分别提取发展规模和综合能力的主成分特征值对应的载荷,若某一因子占该主成分总载荷比重较大,说明该因子与这一主成分的相关性显著.表5显示,乡村学校的发展规模只有1个主成分因子,且载荷均超过85%;综合能力有两个主成分因子,其中第一主成分中2014年指标的载荷最大,第二主成分中2004年指标的载荷最大,分别可被用于反映研究区乡村学校的发展规模和综合能力.

表5   研究区乡村学校发展规模的第一主成分和综合能力的第一,第二主成分载荷

Tab. 5   Loads of the first principal components for development scale and the first and second principal components for comprehensive ability of rural schools in the study area

发展规模因子学校学生教师班级
第一主成分0.9080.9020.8540.891
综合能力因子2014年2004年
学校学生教师班级学校学生教师班级
第一主成分0.8860.8990.8830.9200.3470.2760.3460.062
第二主成分0.2010.3050.2670.1960.8510.9270.8430.801

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利用各主成分因子的方差贡献率和载荷,计算乡村学校综合能力和发展规模得分和排名(表6).学校综合能力得分,总体上反映各乡镇与研究区乡村学校平均发展水平的差距,符号为正表示超过平均发展水平,符号为负则尚未达到平均发展水平;学校发展规模得分符号为正表示该乡镇正处于发展期,符号为负则正处于衰落期,得分的绝对值越高表示该乡镇的发展/衰落程度越强.

表6   研究区村学校综合能力和发展规模评价

Tab. 6   The evaluation of comprehensive ability and development scale of rural schools in the study area

乡(镇)学校综合能力学校发展规模乡(镇)学校综合能力学校发展规模
得分总排名得分发展排名衰落排名总排名得分总排名得分发展排名衰落排名总排名
悦崃0.66973.4771-1马武-0.40220-0.796-627
桥头-0.693272.3272-2万朝-0.2518-0.783-726
河嘴-0.34191.2943-3大歇0.10713-0.754-825
王场-0.497231.0944-4下路1.1634-0.705-924
鱼池-0.232171.0315-5金玲-0.8230-0.679-1023
枫木0.176110.7626-6黄水0.12212-0.665-1122
三河0.36380.7227-7三益-0.55826-0.558-1221
南宾1.62910.3798-8沙子0.3499-0.547-1320
三星1.2920.2159-9王家0.21410-0.432-1419
黄鹤-0.9320.18310-10洗新-0.51724-0.29-1518
黎场-0.121160.02711-11临溪1.0345-0.26-1617
西沱-0.45221-1.087-132六塘1.1913-0.155-1716
新乐-0.7329-0.875-231中益-0.71328-0.131-1815
金竹-0.89531-0.844-330龙沙-0.08515-0.128-1914
沿溪0.926-0.821-429龙潭-0.52325-0.111-2013
石家-0.04114-0.809-528冷水-0.45822-0.082-2112

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为更好地揭示研究区乡村学校的时空格局特征,以乡镇为基本单元,借助SPSS软件的系统聚类功能,对研究区32个乡镇进行聚类分析(图10),取距离阈值7,根据各乡镇学校的综合能力和发展规模的不同,将研究区划分为4个不同的发展类型区(图11).

图10   研究区乡村学校的聚类

Fig. 10   Dendrogram of rural schools in the study area

图11   研究区乡村学校发展类型分布格局

Fig. 11   Spatial pattern of development types of rural schools in the study area

基础差--衰落区:主要分布于研究区南部和东部,属东南部七曜山低山区(D区).受地形起伏,交通区位等限制,乡镇数量多面积小,经济落后,发展条件差,属率先被边际化的区域,如金玲,新乐,金竹,洗新等.为此,在居民外出务工影响,学校生源不足,教育投入较少,配套设施欠齐全,如此恶性循环导致乡村学校基础越差,衰落越迅速.若在这类区域进行大量的教育投入,很难收到预期的集约效应.对比图1图11发现,处于沿江平坝区(A区)的西沱和万朝也被划归这一区域.西沱和万朝的自然地理与社会经济优势明显,大部分家庭具有为子女提供优质教育的支付能力,在教育资源比较优势的驱使下,大多数适学儿童至县城或重庆市区入学.因此比较教育资源基础及其投入回报时就会出现平坝优越区与山区欠佳区一致的情形.对于前者可诉诸高山移民搬迁或自行梯级转移的就近就学方式,对于后者则注重考虑强化中心校建设.

基础好--衰落区:主要分布在研究区北部方斗山与七曜山西侧围成区(B区,C区,D区),西部方斗山南都端(C区)和东南部七曜山西北侧(E区),呈"三角形"分布格局,整体处于中低山及其向丘陵和槽谷过渡区.该区区位优越,对槽谷区(尤其县城)呈包围之势.2004年以前乡村学校分布多,规模大,基础设施相对完善,至2014年的10年间,除随父母迁移到外地的适学儿童外,由于大部分家庭的教育支付能力较强,至县城或重庆市区入学的情况较多.虽然该区教育资源基础较好,但在学生生源不能保证的情况下,现有教育资源远远不能满负荷运转,过剩现象较普遍,导致"撤点并校".教育投入减少,致使学校基础设施老化,整体发展水平下降.对此,要做好乡村学校的整体优化调控,加大对中心校的设施投入,依靠设施完备度和高质量教学留住生源.

基础差--发展区:空间上较为分散,但主要集中于研究区西北部的沿江平坝(A区)和方斗山中部(B区),如王场,鱼池,黎场,沿溪等.该地区海拔较低,地势起伏不大,是研究区重要的农业区.因辣椒产业的发展较为成熟且市场前景较好,外出务工的青壮年劳动力较少,当地生源稳定.但因该区乡村学校的基础设施较薄弱,教学设施投入欠账较大,教师的专业结构和年龄结构不尽合理,教学条件常常不能满足基本需求,整体上处于发展期.对于该类区域,一方面要加强学校基础设施的投入,优化年级配置,整合教学资源,并提高教师的相关待遇,吸引专业化教师,或自行培养年轻教师,提高师资队伍质量,优化师资年龄结构;另一方面,要深刻剖析新型城镇化对乡村人口的拉力作用,优化乡村学校布局,避免教育资源投入的浪费.

基础好--发展区:主要集中分布在中部方斗山与七曜山所夹槽谷区(C区),呈串珠状格局.与基础差--衰落区刚好相反,该区乡镇数量少,面积大,地势相对平缓,交通区位优越,经济发展水平较高.县城位于该区的南宾,是研究区人口的主要迁入地和优质教育资源集聚地.乡村学校分布较多,教育基础设施完善,师资力量强且结构合理,生源稳定且富足.未来该类区域首先要明确学校的发展方向与定位,避免雷同和不同学校间为抢夺生源互相掣肘;同时充分借助较强的经济实力与教学资源,重点打造规模大,质量高的"大校"和"名校".

4 结论与讨论

对武陵山区石柱县2004-2014年乡村学校空间格局演变特征及发展水平进行实证分析,结果表明:

(1)乡村学校的规模总体上大幅减少,尤其是学校数量的减少最为明显.学校的高集聚区分布于沿江平坝区和两山所夹槽谷区,而两山区相对较低,这与研究区的地域分异规律具有很好的一致性.

(2)不同类型区乡村学校的服务范围显著缩小,特别是丘陵区乡村学校的服务半径缩小62.0%,其次是低山区缩小47.2%.这与不同区域乡村学校的分布及乡村学校各指标的变化特征有很大关系,是自然地理,社会经济因素和外部引力共同作用的结果.

(3)乡村学校各指标变化表现出相对不协调情景.对比各指标的立体趋势面,学校数量在南北向上由北少南多的半抛物线变为倒"U"型,东西向上由正"U"型变为均匀分布.学生数量在南北方向上由倒"U"型变为自北向南逐渐减少的半抛物线,东西向上由自西向东逐渐减少的半抛物线变为均匀分布.班级数量在南北向上由均匀分布变为倒"U"型,东西向上由均匀分布变为正"U"型.教师数量总趋势没有发生变化.

(4)乡村学校的变化呈现显著地正向空间集聚,整体呈随机分布状态,现已形成以西南部南宾镇为中心的大面积热点区和东南向以新乐,金玲和金竹为代表的低值区.各指标冷点区密集化,学校,学生和教师数量的热点区依然聚集于南部.而且,乡村学校的各指标基本呈现"西密东疏"的同向变化,且学校,学生和班级密度的最高值均出现不同程度的下降.

(5)根据各乡镇学校的综合能力和发展规模的不同,可将研究区划分为4个不同的发展类型区:基础差--衰落区主要分布于研究区南部和东部,属东南部七曜山低山区;基础好--衰落区主要分布在研究区北部方斗山与七曜山西侧围成区,西部方斗山南都端和东南部七曜山西北侧;基础差--发展区主要集中于研究区西北部的沿江平坝和方斗山中部区;基础好--发展区主要集中分布在中部方斗山与七曜山所夹槽谷区.这一格局的形成与地形,经济,交通区位等因素有很大关系.

(6)未来研究区乡村学校的发展方略:基础差--衰落区可诉诸高山移民搬迁,自行梯级转移的就近就地方式或强化中心校建设方式来解决,基础好--衰落区应通过学校布局优化和加大中心校设施投入留住生源,基础差--发展区应通过加强学校基础设施投入,优化年级配置,整合教学资源提高学校服务面积,基础好--发展区应明确学校的发展方向与定位,重点打造规模大,质量高的"大校"和"名校".

The authors have declared that no competing interests exist.


参考文献

[1] 舒尔茨. 教育的经济价值. 曹延亭译. 长春: 吉林人民出版社, 1982.

URL      [本文引用: 1]     

[Schultz. The Economic Value of Education. Translated by Cao Yanting. Changchun: Jilin People's Publishing House, 1982.]

URL      [本文引用: 1]     

[2] Dennison.

The Sources of Economic Growth in the United States and the Alternatives before US.

New York: Literary Licensing, 2012.

https://doi.org/10.2307/2228363      URL      摘要

The sources of economic growth in the United States and the alternatives before us by Edward F. Denison (Committee for Economic Development, Supplementary paper, no. 13) Committee for Economic Development, [1962]
[3] 金凤君.

基础设施与人类生存环境之关系研究

. 地理科学进展, 2001, 20(3): 276-285.

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2001.03.011      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

人类在其发展过程中倾注了大量的人力、物力、财力建设基础设施 ,希图构筑理想生存环境。但基础设施为人类带来了什么 ?对人类的发展产生了何种影响 ?如何认识基础设施在人类生存环境演化中的作用 ?本文从积极角度阐述了基础设施与人类生存环境之关系 ,透视了基础设施在活动空间扩展、资源共享和生存环境优化方面的作用与意义。

[Jin Fengjun.

Infrastructure and the lining environment of human being.

Progress in Geography, 2001, 20(3): 276-285.]

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2001.03.011      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

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[4] 荣中逵.

百年中国乡村学校教学变迁的历史轨迹

. 华东师范大学学报, 2013, 31(3): 70-78.

URL      [本文引用: 1]      摘要

翻开厚重的历史,平仄相谐的诗歌伴随着美丽的中国走过五千个春秋.无数文人墨客或黄钟大吕,浓墨泼洒;或浅唱低吟,淡笔轻描.古有诗经楚辞勾勒地老天荒, 唐诗宋词谱写华丽乐章."苟利国家生死以."国家危难关头,无数文臣用羊毫软毛作刀枪,以血作墨,飞龙走凤,激情万丈.无数武将紧握手中杀敌钢刀,翻身打 马上战场,纵马革裹尸亦矢志不渝."为什么我的眼中常含泪水?因为我对这土地爱得深沉."从古至今,一样的文字表达喜怒哀乐,一样的思想脉搏为兴衰更替跳 动.

[Rong Zhongkui.

Historical trajectory hundred Chinese rural schools teaching changes.

Journal of East China Normal University, 2013, 31(3): 70-78.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

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[5] 邬志辉, 史宁中.

农村学校布局调整的十年走势与政策议题

. 教育研究, 2011, (7): 22-30.

URL      [本文引用: 1]      摘要

近十年来,中国农村经历了历史 上力度最大的学校布局调整。从宏观背景上看,教育管理体制变革为农村学校布局调整提供了制度空间,教育由普及向提高转型为农村学校布局调整提供了政策语 境,农村城镇化发展为农村学校布局调整提供了战略预期,农村生源总量减少为农村学校布局调整提供了客观依据。从演进趋势上看,学校数与在校生数减少不同 步,学校减幅远远大于在校生减幅;学校规模和班级规模同步扩大,县镇大规模学校和大班额问题突出;教育城镇化发展与村庄学校消失并行,学生上学距离变远且 寄宿低龄化。农村学校的撤并引发了程序正义、学校规模与机会公平等政策议题。

[Wu Zhihui, Shi Ningzhong.

The trends and policy issues for rural school layout and adjustment in the last decade in China

. Education Research, 2011(7): 22-30.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

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[6] 李强.

中国村落学校的离土境遇与新路向

. 中国教育学刊, 2010, (4): 28-31.

URL      [本文引用: 2]      摘要

村落学校作为中国乡村文化变迁 中的嵌入者,因"文字下乡"而兴盛,因"离土中国"而迅速被撤并,出现"文字上移"的反向过程。这使村落学校面临着一连串问题:家长离土,学校离村,孩子 离家,儿童离校。这些连锁问题导致村落学校建设发展处境艰难。化解这些问题可从以下方面努力:在国家层面建构公共型教育财政体制,缓解基层政府教育财政负 担;学校布局调整要适可而止;整体规划设计村落学校的综合功能;理顺"以县为主"的管理体制,切实提高村落学校教师的待遇。

[Li Qiang.

Chinese village school built around the situation with the new direction.

Journal of the Chinese Society of Education, 2010, (4): 28-31.]

URL      [本文引用: 2]      摘要

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[7] 熊春文.

"文字上移": 20世纪90年代末以来中国乡村教育的新趋向

. 社会学研究, 2009, (5): 110-139.

URL      [本文引用: 1]      摘要

当前中国最显著的乡村教育现象 莫过于20世纪90年代末以来由国家发动的大规模撤点并校布局调整和农村寄宿制学校建设工程所导致的大量村庄学校的急剧消失。本研究试图用"文字上移"这 一概念来概括当前中国乡村教育的新趋势,通过对历史脉络的追溯、整体教育事实的分析以及两个县域个案的描述,本文认为,不能像时下国家政策文本及教育学、 人口学、经济学等学科那样,单纯从人口因素或者"优化教育资源配置、改善办学条件"的角度解释当前中国乡村教育的基本事实。"文字上移"或"村落学校加速 终结"的事实是在人口因素、城乡关系、规模效益以及政策驱动等多重因素的综合影响下发生的;而其根本原因应从中国乡村社会发展的整体进程中去探寻。文章最 后提示了乡村教育新趋向可能导致的社会学后果。

[Xiong Chunwen.

"Words-up-moving": The new trend of China's rural education since late 1990's.

Sociological Studies, 2009, (5): 110-139.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

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[8] 任云昌.

西部农村寄宿制学校给农民家长带来了什么

. 当代教育科学, 2006, (18): 17-21.

[本文引用: 1]     

[Ren Yunchang.

Boarding schools in rural western farmers brought what parents.

Contemporary Educational Science, 2006, (18): 17-21.]

[本文引用: 1]     

[9] 赵丹, 吴宏超, Bruno Parolin.

农村学校撤并对学生上学距离的影响

. 教育学报, 2012, 8(3): 62-73.

[本文引用: 2]     

[Zhao Dan, Wu Hongchao, Bruno Parolin.

The impact of school closure on students' schooling distance in rural areas.

Journal of Educational Studies, 2012, 8(3): 62-73.]

[本文引用: 2]     

[10] 任若菡, 王艳慧, 何政伟, .

基于改进的两步移动搜寻法的贫困区小学教育资源空间可达性分析

. 地理信息世界, 2014, 21(2): 22-28.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-1586.2014.02.006      URL      [本文引用: 1]      摘要

针对贫困区基础教育资源分布中 出现的教育资源空间配置不合理等问题,以连片特困区——武陵山片区的重庆市黔江区为例,以自然村尺度进行测算,重点研究并解决了贫困区教育资源空间布局现 状的评估技术,以及两步移动搜寻法在农村贫困山区的关键技术改进和实现,并从供给和需求角度出发评价了教育资源的空间可达性。结果表明两步移动搜寻法适用 于评估贫困山区教育资源的空间配置状况和分布情况;研究区教育可达性较高的地区不及需求总数的30%,分布在地形相对平坦,海拔较低的地区,服务范围内的 学校多为中心校和实验小学,师资和占地面积优势大,但整体可达性并不理想。为相关部门有效配置教育资源,提出了"跑教"提升师资力量和恢复原有教学点等合 理化建议。

[Ren Ruohan, Wang Yanhui, He Zhengwei, et al.

Research on spatial accessibility of primary school education resources in poverty area based on modified two-step floating catchment area method.

Geomatics World, 2014, 21(2): 22-28.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-1586.2014.02.006      URL      [本文引用: 1]      摘要

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[11] 冷志明, 唐珊.

武陵山片区自我发展能力测算及时空演变分析

. 地理学报, 2014, 69(6): 782-796.

https://doi.org/10.11821/dlxb201406006      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

连片特困区的贫困是特殊的区域性贫困,减贫与发展的关键在于形成区域自我发展能力。了解连片特困区自我发展能力的现状、制约因素和时空演变规律就显得十分重要。本研究基于中观的视角,将区域自我发展能力理解为产业能力、市场能力、空间能力和软实力四个维度耦合的复杂系统,通过构建多指标综合测算方法,测算了连片特困区的典型代表武陵山片区2005、2008 和2011 年各县市的自我发展能力,并对其时空演变特征与趋势进行了分析。结果表明:① 武陵山片区自我发展能力整体偏低且发展不平衡;② 空间能力和软实力是制约武陵山片区自我发展能力提升的两块短板;③ 2005-2011 年间,武陵山片区自我发展能力各维度间的一致性逐渐增强,自我发展能力内部结构更为合理;④ 武陵山片区自我发展能力空间上呈“东南部相对下降,北部整体上升”的趋势,并且产业能力、市场能力、空间能力和软实力均有自身明显的演变趋势。

[Leng Zhiming, Tang Shan.

Estimation and spatio-temporal evolution anslysis of self-development capacity in Wuling mountain arwas based on county data of 2005, 2008 and 2011.

Acta Geographica Sinica, 2014, 69(6): 782-796.]

https://doi.org/10.11821/dlxb201406006      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

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[12] 彭耿, 刘芳.

武陵山片区区域经济协同度的评价研究

. 经济地理, 2014, 34(10): 39-45.

URL      [本文引用: 1]      摘要

构建区域经济子系统有序度模型和区域经济复合系统协同度模型,选 择区域经济序参量,以武陵山片区为例评价不同区域之间的经济协同发展程度,并分析武陵山片区区域经济协同发展的趋势.结果表明,2007-2012年武陵 山片区区域经济协同度的最大值为0.225,最小值为0.058,平均值为0.15,说明从整体上看,区域经济协同发展的程度不高,且在2012年,协同 度开始出现了下降的趋势,但每个区域经济子系统的有序度历年来都呈上升的态势.最后,提出了在协调各区域经济发展基础上实现各区域功能整合发展的政策建 议.

[Peng Geng, Liu Fang.

Evaluating synergistic degree of regional economy of Wuling mountain contiguous destitute district.

Economic Geography, 2014, 34(10): 39-45.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

构建区域经济子系统有序度模型和区域经济复合系统协同度模型,选 择区域经济序参量,以武陵山片区为例评价不同区域之间的经济协同发展程度,并分析武陵山片区区域经济协同发展的趋势.结果表明,2007-2012年武陵 山片区区域经济协同度的最大值为0.225,最小值为0.058,平均值为0.15,说明从整体上看,区域经济协同发展的程度不高,且在2012年,协同 度开始出现了下降的趋势,但每个区域经济子系统的有序度历年来都呈上升的态势.最后,提出了在协调各区域经济发展基础上实现各区域功能整合发展的政策建 议.
[13] 徐建华. 现代地理学中的教学方法. 北京: 高等教育出版社, 2002.

[本文引用: 1]     

[Xu Jianhua.Mathematical Methods in Contemporary Geography. Beijing: Higher Education Press, 2002.]

[本文引用: 1]     

[14] 郭满才, 徐钊. 概率论与数理统计. 北京: 高等教育出版社, 2012.

[Guo Mancai, Xu Zhao.Probability Theory and Mathematical Statistics. Beijing: Higher Education Press, 2012.]

[15] 袁志发, 周静芋. 实验设计与分析. 北京: 高等教育出版社, 2000.

[本文引用: 1]     

[Yuan Zhifa, Zhou Jingyu.Design and Analysis of Experiments. Beijing: Higher Education Press, 2000.]

[本文引用: 1]     

[16] 海贝贝, 李小建, 许家伟.

巩义市农村居民点格局演变及其影响因素

. 地理研究, 2013, 32(12): 2257-2269.

https://doi.org/10.11821/dlyj201312008      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

综合运用GIS 技术、景观指数定量分析方法以及空间统计方法,分析河南省巩义市1990-2010 年农村居民点规模结构、空间分布、形态结构的演变特征,探索地形因素、区位因素以及社会经济因素对农村居民点发展变化的影响。结果表明:在快速城镇化背景下,巩义市农村居民点规模扩张明显,集约用地程度较低;居民点斑块形态趋于规则,规划管理效果已开始有初步体现;聚落斑块空间分布聚集特征明显,呈现大斑块低密度分布与小斑块高密度分布格局;但巩义市农村聚落近20 年来整体空间格局变化不大,只是局部集中趋势进一步增加,不仅在平原与丘陵地区具有集中趋势,在其之外的经济快速发展地区的集中趋势亦较为明显。居住空间格局变化与自然条件有关,但在时间与空间的微观层面上区位条件、社会经济因素具有更大的影响。本文对农村居民点的空间布局调整具有一定的政策指导意义。

[Hai Beibei, Li Xiaojian, Xu Jiawei.

Spatio-temporal evolution of rural settlements in Gongyi.

Geographical Research, 2013, 32(12): 2257-2269.]

https://doi.org/10.11821/dlyj201312008      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

综合运用GIS 技术、景观指数定量分析方法以及空间统计方法,分析河南省巩义市1990-2010 年农村居民点规模结构、空间分布、形态结构的演变特征,探索地形因素、区位因素以及社会经济因素对农村居民点发展变化的影响。结果表明:在快速城镇化背景下,巩义市农村居民点规模扩张明显,集约用地程度较低;居民点斑块形态趋于规则,规划管理效果已开始有初步体现;聚落斑块空间分布聚集特征明显,呈现大斑块低密度分布与小斑块高密度分布格局;但巩义市农村聚落近20 年来整体空间格局变化不大,只是局部集中趋势进一步增加,不仅在平原与丘陵地区具有集中趋势,在其之外的经济快速发展地区的集中趋势亦较为明显。居住空间格局变化与自然条件有关,但在时间与空间的微观层面上区位条件、社会经济因素具有更大的影响。本文对农村居民点的空间布局调整具有一定的政策指导意义。
[17] Cliff A D, Ord J K.

Spatial Autocorrelation

. London: Pion, 1973.

https://doi.org/10.1007/978-0-387-39940-9_3642      URL      摘要

Spatial Data Mining
[18] Geoffrey J D Hewings, Suahasil Nazara, Chokri Dridi.

Channels of synthesis forty years on: Integrated analysis of spatial economic systems.

Journal of Geographical Systems, 2004, 6(1): 7-25.

https://doi.org/10.1007/s10109-003-0120-1      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<a name="Abs1"></a>Isard<img src="/content/R4U3FWWWTL7WM7M5/xxlarge8217.gif" alt="rsquo" align="BASELINE" border="0">s vision of integrated modeling that was laid out in the 1960s book <i>Methods of Regional Science</i> provided a road map for the development of more sophisticated analysis of spatial economic systems. Some forty years later, we look back at this vision and trace developments in a sample of three areas – demographic-econometric integrated modeling, spatial interaction modeling, and environmental-economic modeling. Attention will be focused on methodological advances and their motivation by new developments in theory as well as innovations in the applications of these models to address new policy challenges. Underlying the discussion will be an evaluation of the way in which spatial issues have been addressed, ranging from concerns with regionalization to issues of spillovers and spatial correlation.
[19] Chu H J, Liau C J, Lin C H, et al.

Integration of fuzzy cluster analysis and kernel density estimation for tracking typhoon trajectories in the Taiwan region.

Expert Systems with Applications, 2012, 39(10): 9451-9457.

https://doi.org/10.1016/j.eswa.2012.02.114      URL      [本文引用: 1]      摘要

Increasing our understanding of typhoon movements remains a priority in the western North Pacific. In this study, the trajectories of typhoons that affected Taiwan between 1986 and 2010 are used for clustering, where each trajectory consists of 6-hourly latitude-longitude positions over two days. We compare the performance of four statistical clustering methods, namely, k -means clustering, fuzzy c -means (FCM) clustering, hierarchical clustering, and normalized cut techniques. The results show that the FCM technique provides sufficient cluster efficiency with a relatively high degree of goodness of fit. FCM identifies six clusters according to the minimum coefficients of variation (CV). The hotspots of the typhoon centers in each cluster are determined by kernel density estimation (KDE). Moreover, the typhoon track belongs to six clusters with different membership degrees in FCM. The typhoon track density map is estimated by combining the KDE hotspot maps associated with the FCM weights. The information could be used in planning for disaster management.
[20] 陈云, 王浩.

核密度估计下的二分递归算法构建及应用: 测算特定收入群体规模的非参数方法拓展

. 统计与信息论坛, 2011, 26(9): 3-8.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-3116.2011.09.001      URL      摘要

居民收入密度函数的核密度估计 具有非连续性,因无法通过积分计算特定收入区间的人口规模,故在核密度估计基础上,构建二分递归算法用以测算特定收入群体规模。使用中国健康和营养调查中 的中国农村居民人均纯收入的微观调查数据,对中国农村居民收入分布进行核密度估计,并通过二分递归算法测算中国农村贫困发生率,结果显示:考虑到微观数据 源和数据内容上的一些差异,计算得到的农村贫困发生率符合国家统计局公布的变动趋势且数值差异不大。因此,在核密度估计下使用二分递归算法计算特定收入群 体规模具有有效性。

[Chen Yun, Wang Hao.

Construction and application of bipartite recursive algorithm based on kernel density estimation.

Statistics and Information Forum, 2011, 26(9): 3-8.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-3116.2011.09.001      URL      摘要

居民收入密度函数的核密度估计 具有非连续性,因无法通过积分计算特定收入区间的人口规模,故在核密度估计基础上,构建二分递归算法用以测算特定收入群体规模。使用中国健康和营养调查中 的中国农村居民人均纯收入的微观调查数据,对中国农村居民收入分布进行核密度估计,并通过二分递归算法测算中国农村贫困发生率,结果显示:考虑到微观数据 源和数据内容上的一些差异,计算得到的农村贫困发生率符合国家统计局公布的变动趋势且数值差异不大。因此,在核密度估计下使用二分递归算法计算特定收入群 体规模具有有效性。
[21] Xie Z, Yan J.

Kernel density estimation of traffic accidents in a network space

. Computers, Environment and Urban Systems, 2008, 32(5): 396-406.

https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2008.05.001      URL      [本文引用: 1]      摘要

A standard planar Kernel Density Estimation (KDE) aims to produce a smooth density surface of spatial point events over a 2-D geographic space. However, the planar KDE may not be suited for characterizing certain point events, such as traffic accidents, which usually occur inside a 1-D linear space, the roadway network. This paper presents a novel network KDE approach to estimating the density of such spatial point events. One key feature of the new approach is that the network space is represented with basic linear units of equal network length, termed lixel (linear pixel), and related network topology. The use of lixel not only facilitates the systematic selection of a set of regularly spaced locations along a network for density estimation, but also makes the practical application of the network KDE feasible by significantly improving the computation efficiency. The approach is implemented in the ESRI ArcGIS environment and tested with the year 2005 traffic accident data and a road network in the Bowling Green, Kentucky area. The test results indicate that the new network KDE is more appropriate than standard planar KDE for density estimation of traffic accidents, since the latter covers space beyond the event context (network space) and is likely to overestimate the density values. The study also investigates the impacts on density calculation from two kernel functions, lixel lengths, and search bandwidths. It is found that the kernel function is least important in structuring the density pattern over network space, whereas the lixel length critically impacts the local variation details of the spatial density pattern. The search bandwidth imposes the highest influence by controlling the smoothness of the spatial pattern, showing local effects at a narrow bandwidth and revealing 鈥 hot spots 鈥 at larger or global scales with a wider bandwidth. More significantly, the idea of representing a linear network by a network system of equal-length lixel s may potentially lead the way to developing a suite of other network related spatial analysis and modeling methods.
[22] 徐博, 雷国平, 张慧, .

基于主成分分析法和GIS的土地利用综合分区研究

. 水土保持研究, 2013, 20(2): 186-190.

[本文引用: 1]     

[Xu Bo, Lei Guoping, Zhang Hui, et al.

Study of comprehensive zoning for land utilization based on principal component analysis and GIS.

Research of Soil and Water Conservation, 2013, 20(2): 186-190.]

[本文引用: 1]     

[23] 赵彦峰, 郭恒亮, 孙志英, .

基于土壤学知识的主成分分析判断土壤重金属来源

. 地理科学, 2008, 28(1): 45-50.

Magsci      摘要

以无锡城乡交错区和郑州市郊区为例,基于土壤学知识,在主成分分析中综合运用土壤基本理化性质和土壤重金属数据对土壤重金属的主要来源进行分析,讨论不同采样方案对主成分分析结果的影响。结果表明:基于土壤学知识的主成分分析有助于增强对数据分析结果的解释,区分土壤重金属的不同来源,但运用该法时应考虑到采样方案对分析结果的影响。

[Zhao Yanfeng, Guo Hengliang, Sun Zhiying, et al.

Principle component analysis based on soil knowledge as a tool to indicate origin of heavy metals in soils.

Acta Geographica Sinica, 2008, 28(1): 45-50.]

Magsci      摘要

以无锡城乡交错区和郑州市郊区为例,基于土壤学知识,在主成分分析中综合运用土壤基本理化性质和土壤重金属数据对土壤重金属的主要来源进行分析,讨论不同采样方案对主成分分析结果的影响。结果表明:基于土壤学知识的主成分分析有助于增强对数据分析结果的解释,区分土壤重金属的不同来源,但运用该法时应考虑到采样方案对分析结果的影响。
[24] 李志强, 李维泉, 陈子燊, .

华南岬间弧形海岸平面形态影响因素及类型

. 地理学报, 2014, 69(5): 595-606.

https://doi.org/10.11821/dlxb201405003      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

对华南47 个典型弧形海岸,选取表征海岸平面形态特征、海岸水动力等10 个地貌动力要素,利用主成分、分层聚类和非度量多维尺度分析等方法对影响华南弧形海岸的主要因素及海岸类型进行研究,结果表明:(1)华南弧形海岸平面形态主要受到地质构造、水动力、海陆供沙等要素共同作用;(2)华南弧形海岸可以分成4 个大类。第一类型是中、强潮型海岸;第二类型主要为强浪型海岸;第三类型是地质构造控制的大型弧形海岸;第四类型只有洋浦湾与铺前湾,是比较独特的弧形海岸类型;(3)利用非度量多维尺度分析探究地貌动力要素及海岸形态与类型的关系,说明华南弧形海岸聚类分析结果具有一定的客观性。

[Li Zhiqiang, Li Weiquan, Chen Zishen, et al.

Influencing factors and classifications of arc-shaped coasts in South China.

Acta Geographica Sinica, 2014, 69(5): 595-606.]

https://doi.org/10.11821/dlxb201405003      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

对华南47 个典型弧形海岸,选取表征海岸平面形态特征、海岸水动力等10 个地貌动力要素,利用主成分、分层聚类和非度量多维尺度分析等方法对影响华南弧形海岸的主要因素及海岸类型进行研究,结果表明:(1)华南弧形海岸平面形态主要受到地质构造、水动力、海陆供沙等要素共同作用;(2)华南弧形海岸可以分成4 个大类。第一类型是中、强潮型海岸;第二类型主要为强浪型海岸;第三类型是地质构造控制的大型弧形海岸;第四类型只有洋浦湾与铺前湾,是比较独特的弧形海岸类型;(3)利用非度量多维尺度分析探究地貌动力要素及海岸形态与类型的关系,说明华南弧形海岸聚类分析结果具有一定的客观性。
[25] 汤国安, 杨昕. ArcGIS地理信息系统空间分析. 北京: 科学出版社, 2006.

[本文引用: 1]     

[Tang Guoan, Yang Xin.ArcGIS Geographic Information System Spatial Analysis. Beijing: Science Press, 2006.]

[本文引用: 1]     

[26] Anselin L.

Local indicators of spatial association: LISA.

Geographical Analysis, 1995, 27(2): 93-116.

https://doi.org/10.1111/j.1538-4632.1995.tb00338.x      URL      [本文引用: 1]      摘要

The capabilities for visualization, rapid data retrieval, and manipulation in geographic information systems (GIS) have created the need for new techniques of exploratory data analysis that focus on the “spatial” aspects of the data. The identification of local patterns of spatial association is an important concern in this respect. In this paper, I outline a new general class of local indicators of spatial association (LISA) and show how they allow for the decomposition of global indicators, such as Moran's I, into the contribution of each observation. The LISA statistics serve two purposes. On one hand, they may be interpreted as indicators of local pockets of nonstationarity, or hot spots, similar to the G i and G* i statistics of Getis and Ord (1992). On the other hand, they may be used to assess the influence of individual locations on the magnitude of the global statistic and to identify “outliers,” as in Anselin's Moran scatterplot (1993a). An initial evaluation of the properties of a LISA statistic is carried out for the local Moran, which is applied in a study of the spatial pattern of conflict for African countries and in a number of Monte Carlo simulations.
[27] Moran P.

The interpretation of statistical maps.

Journal of the Royal Statistical Society, 1947, 10(2): 243-251.

https://doi.org/10.1086/672321      URL      摘要

Perceptions of boundaries between communicative codes and the modalities through which they are produced and perceived are mediated by social actors’ particular communicative repertoires and histories. I focus in particular on how the affordances of SignWriting (SW), a writing system for sign languages that has been adapted in Germany to additionally inscribe the physical movements by which spoken languages are produced, reveal and affect users’ diverse interpretations of the relationship between German Sign Language (DGS) and German. I examine the production and interpretation of DGS SW texts on two different scales: a classroom in Germany and a transnational, multilingual online network of SignWriters with whom classroom participants engage.
[28] Daniel A Griffith.

Spatial Autocorrelation and Spatial Filtering.

New York: Springer, 2003.

https://doi.org/10.1007/978-3-540-24806-4_4      URL      摘要

One approach to dealing with spatial autocorrelation in regression analysis involves filtering, which seeks to transform a spatially dependent variable into an independent variable by removing the spatial dependence embedded in it. In doing so, the original georeferenced attribute variable is partitioned into two synthetic variables: a filtered nonspatial variable and a residual spatial variable. Haining (1991) shows that the temporal-type filtering approach is equivalent to a spatial autocorrelation adjustment for the case of bivariate correlation. He employs one of the family of autoregressive models, such as the simultaneous (SAR), of the general form discussed in Anselin (1988) and Griffith (1988) to implement his version of spatial filtering. In essence, these models depend on one or more spatial structural matrices that remove (filter) spatial autocorrelation from the georeferenced data from which model parameters are estimated: e.g., from equation (1.3), ( I - 蟻 W ) -1 Y = 渭 Y 1 + 蔚 Y . The filtering devices are constructed from geographic weights matrices, which are used to capture the covariation among values of one or more random variables associated with the depiction of the configuration of areal units.
[29] Jay Lee David.

Statistical Analysis with ArcViewGIS.

New York: John Wiley, 2001.

URL     

[30] 孟斌, 王劲峰, 张文忠, .

基于空间分析方法的中国区域差异研究

. 地理科学, 2005, 25(4): 394-400.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2005.04.002      URL      摘要

利用中国1952~2000年 各省区的人口、土地利用和人均GDP等数据,采用空间分析方法对中国区域社会经济发展差异问题进行了实证研究。对中国大陆的几何中心、可利用土地、人口和 GDP总量的空间中心计算表明,空间中心统计是一种简单有效刻画要素空间分布的方法。通过对中国各省区人均GDP的空间自相关系数Moran's I的计算,表明中国社会经济发展主要指标存在强烈的空间自相关,空间分析方法不失为一种深入理解区域经济格局及其变化的重要和有益的方法。对不同年度的 Moran′s I和LocalMoran I的分析也揭示了中国区域经济格局的时空变化规律。

[Meng Bin, Wang Jinfeng, Zhang Wenzhong, et al.

Evaluation of regional disparity in China based on spatiao analysis.

Acta Geographica Sinica, 2005, 25(4): 394-400.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2005.04.002      URL      摘要

利用中国1952~2000年 各省区的人口、土地利用和人均GDP等数据,采用空间分析方法对中国区域社会经济发展差异问题进行了实证研究。对中国大陆的几何中心、可利用土地、人口和 GDP总量的空间中心计算表明,空间中心统计是一种简单有效刻画要素空间分布的方法。通过对中国各省区人均GDP的空间自相关系数Moran's I的计算,表明中国社会经济发展主要指标存在强烈的空间自相关,空间分析方法不失为一种深入理解区域经济格局及其变化的重要和有益的方法。对不同年度的 Moran′s I和LocalMoran I的分析也揭示了中国区域经济格局的时空变化规律。
[31] 陈彦光.

基于Moran统计量的空间自相关理论发展和方法改进

. 地理研究, 2009, 28(6): 1449-1463.

https://doi.org/10.11821/yj2009060002      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>本文旨在发展基于Moran指数的空间自相关分析理论和方法。首先,利用线性代数知识对基于Moran统计量的空间自相关过程的数学表示进行规范化整理;其次,基于变换中的不变性思想给出Moran指数的理论解释;第三,对空间权重矩阵的数理性质、建设方法和应用范围提出新的见解。总结并发展了Moran指数的三种计算方法&mdash;&mdash;三步求值法、矩阵标度法和回归分析法,将空间权重矩阵划分为四种基本类型&mdash;&mdash;局域关联型、准局域关联型、准长程关联型和长程关联型。以河南省鹤壁市乡镇体系为实证对象,以本文改进的理论和方法为依据,提供了一个空间自相关分析的简明案例。</p>

[Chen Yanguang.

Reconstructing the mathematical process of spatial autocorrelation based on Moran's statistics.

Geographical Research, 2009, 28(6): 1449-1463.]

https://doi.org/10.11821/yj2009060002      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>本文旨在发展基于Moran指数的空间自相关分析理论和方法。首先,利用线性代数知识对基于Moran统计量的空间自相关过程的数学表示进行规范化整理;其次,基于变换中的不变性思想给出Moran指数的理论解释;第三,对空间权重矩阵的数理性质、建设方法和应用范围提出新的见解。总结并发展了Moran指数的三种计算方法&mdash;&mdash;三步求值法、矩阵标度法和回归分析法,将空间权重矩阵划分为四种基本类型&mdash;&mdash;局域关联型、准局域关联型、准长程关联型和长程关联型。以河南省鹤壁市乡镇体系为实证对象,以本文改进的理论和方法为依据,提供了一个空间自相关分析的简明案例。</p>

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