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基于高斯两步移动搜索法的养老机构空间配置研究
——以福州市为例

2021-11-07伍世代

关键词:鼓楼区长乐福州市

张 柳,伍世代

(1.福建师范大学 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福建 福州 350007;2.福建师范大学 地理科学学院,福建 福州 350007;3.福建师范大学 旅游学院,福建 福州 350007)

“十三五”时期,中国60岁以上的老年人口大幅增加,截至2019年底已达2.54亿人,人口老龄化程度持续加深,速度不断加快,社会养老服务需求日益多元。“十四五”期间,全国老年人口将突破3亿人,养老服务体系将经受更大的挑战和考验。福建省作为中国第十个进入老龄化的省份,其省会城市福州市于1994年开始进入老龄化社会,1999年全面进入老龄化社会[1]。2010年,福州市60周岁以上老年人口为88.83万人,占全市户籍人口的13.75%;截至2019年9月,福州市60周岁以上的老年人共125.36万人,占全市户籍人口的18.89%。因此,应对人口老龄化、做好养老保障工作成为福州市目前面临的一项长期而艰巨的任务。

目前,我国养老服务体系包括居家养老、社区养老和机构养老三种类型[2]。本研究涉及的养老服务设施为养老机构,包括福利院、养老院和老年养护院等。老年人及其子女在选择养老机构时,除了考虑养老机构的可达性,还会考虑养老机构周边其他设施的配置情况,如医疗机构、交通站点和娱乐设施等。随着年龄的增长,老年人对医疗资源的需求不断增大。2013年国务院发布《关于加快发展养老服务业的若干意见》,其中明确提出要“积极推进医疗卫生与养老服务相结合,推动医养融合发展”[3]。《福建省养老服务机构等级评定办法(试行)》中要求最低级别的养老设施必须有一家以上合作定点医疗机构,医疗机构具备及时诊断和救治养老机构内老年人常见病、突发疾病的能力[4]。因此,本研究选择养老机构对医疗机构的可达性来分析评价养老机构的空间配置状况。

随着人口老龄化速度的加快,众多社会学和公共管理学者从政策角度对当前的养老服务体系建设、养老机构的发展现状以及老年人对养老模式的选择[5-11]等方面进行了研究。在地理学和城市规划领域,学者们对养老机构的空间布局、选址优化、规划配置和空间可达性等方面进行了探讨[2,12-15]。但在养老机构的配置方面,已有研究多依据规划标准,从设施利用率、每百名老人床位数和单床建筑面积等指标进行评价[16],较少将养老机构与外部的医疗机构和老年大学等配套设施进行结合研究。

空间可达性(Accessibility)是人文地理学评价公共服务设施空间布局的关键概念,指借助交通工具和道路使人接近设施、获取服务的难易程度[17]。学者们主要采用最短距离模型[18]、引力模型[19]、重力模型[20]、潜能模型[21]和两步移动搜索法(Two-Step Floating Catchment Area Method,2SFCA)[22]等方法对医疗机构、教育资源和公园绿地等公共服务设施空间可达性进行研究。其中,潜能模型和两步移动搜索法都综合考虑了设施的供给能力、居民需求和空间阻抗(时间、距离等),常用于各类公共服务设施的可达性评价。两步移动搜索法能通过供需比的形式将结果直观地表示出来,并且相对于潜能模型能更好地识别可达性低值地区[23]。因此,本研究采用两步移动搜索法对福州市养老机构空间布局特征以及空间配置合理性进行分析。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区域概况

福州市位于福建省东部,跨中南亚热带,位于北纬25°15′—26°39′,东经118°08′—120°31′,为典型的亚热带海洋性季风气候,年平均降水量为900~2100 mm,年平均气温为16~20 ℃,年相对湿度约77%,温暖湿润,气候适宜。福州市现下辖鼓楼、台江、仓山、晋安、马尾、长乐6个区和闽侯、连江、罗源、闽清、永泰、平潭6个县及福清市。本研究以街道(乡镇)(以下将街道和乡镇统称为街道)作为最小研究尺度,选择福州市六区为研究区域(图1),即鼓楼区、台江区、仓山区、晋安区、马尾区和长乐区,下辖35个街道、25个镇和4个乡,总面积约1709 km2,常住人口约394万人(2018年)。

图1 研究区域概况Figure 1 Overview of the study area

1.2 数据来源与处理

本研究选取65岁及以上老年人口作为研究对象。人口数据来源于全国第六次人口普查数据及福州市人民政府网站。首先根据第六次人口普查数据计算出各街道户籍老年人口占行政区人口的比重,再利用福州市人民政府网站公布的2018年各区户籍老龄人口计算出2018年各街道详细的户籍老年人口数[24]。

养老机构数据主要来源于福州市民政局和养老信息网(www.yanglaocn.com),共采集到77个有效养老机构统计信息,主要包括机构名称、建成床位数和地址等。医疗机构数据主要来源于福建省卫生健康委员会健康福建公众服务平台,结合“99健康网”(www.99.com.cn)进行补充,共采集到51家综合医院信息。数据资料截止日期为2020年12月31日。利用ArcGIS 软件将采集到的信息进行空间数字化处理后形成用于空间分析的数据库,形成养老机构和医疗机构图层。

路网数据来自百度地图矢量化与OpenStreetMap(www.openstreetmap.org)网站。根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)的要求,将道路级别按照高速公路、国道、省道、县道和城市一级路5种级别进行划分,并将速度属性分别设置为100、60、50、40和30 km/h[25]。数据整理后,基于路网图层构建网络数据集,在ArcGIS软件中对路网数据进行拓扑检查和拓扑处理,形成福州市区道路拓扑网络(图1)。

考虑到本研究最小研究尺度为街道,因此采用街道面图层的几何质心作为街道老年人口重心。分别以街道老年人口重心、养老机构和医疗机构点为起始点,利用ArcGIS中的网络分析模块,构建OD矩阵,计算从各街道到养老机构和从各养老机构就医的最短车行时间,并以车行时间作为时间阻抗阈值计算各养老机构和医疗机构的可达性。

2 研究方法

2.1 核密度估计法

核密度估计法(Kernel Density Estimation,KDE)在地理要素的空间分布特征分析中有较多应用,能够通过空间点位要素反映其周边区域的空间集聚特征[26]。本研究采用此方法对福州市区养老机构和医疗机构的空间分布和聚集情况进行分析,其计算公式为

式中,k( )为核函数,h为带宽,n为带宽范围内已知点数目,(x-xi)为带宽范围内估计点x到xi处的距离。

2.2 两步移动搜索法

早期的移动搜索法(Floating Catchment Area,FCA)考虑了供需点之间潜在的相互作用,但存在搜索区域内供需点之间的距离超出服务阈值以及服务点的服务能力不能得到充分利用的弊端[27]。Radke和Mu对早期的移动搜索法进行改进,分别以供给点和需求点为基础,移动搜索两次,因此称为两步移动搜索法[28]。这种方法分别以供给地和需求地为基础,以搜索半径建立搜索域,搜索两次,并对搜寻域内居民可以接近的资源或设施数量进行比较,数值越高,可达性越好[17]。后来,Dai提出的高斯两步移动搜索法(Gaussian based 2-Step Floating Catchment Area Method,2SFCA)引入了距离衰减函数,增强了可达性计算的准确性[29]。考虑到不同规模的养老机构其辐射范围不同,本研究纳入养老机构等级因素,采用改进的两步移动搜索法进行空间可达性分析,具体步骤如下。

3 结果与分析

3.1 老年人口空间分布状况

经计算,福州市区2018年65岁及以上老年人口约29.9万人。由图2可以看出,福州市区老年人口密度空间分布差异较大。其中,老年人口数量最多的为鼓楼区的洪山镇,约11 631人;老年人口数量最小的为晋安区的日溪乡,仅588人。鼓楼区和台江区总面积仅占研究区面积的3.19%,但两区老年人口占研究区域老年人口总数的41.82%,老年人口密度远高于其他区。长乐区面积占研究区面积的40.16%,老年人口占研究区老年人口的19.52%;马尾区面积占研究区面积的16.13%,老年人口占比最低,仅5.73%,两个区老年人口分布都较分散。整体来看,福州市区老年人口密度大致以鼓楼区和台江区为核心,呈现出圈层式的空间分布格局,核心区域老龄化程度较高。

图2 老年人口密度分布Figure 2 Spatial distribution of elderly population density

3.2 养老机构分布状况

本研究参考《福建省养老服务机构等级评定办法(试行)》[4],结合福州市养老机构规模实际情况,将养老机构按照床位数量划分为小型(<100张)、中型(100~300张)和大型(>300张)三个等级。

研究区域内,养老机构共有77 所,床位总数为16 226 张。从养老机构等级来看,中型养老机构数量最多,有41所,占总数的53.25%;其次为小型养老机构,有21所,占总数的27.27%;大型养老机构有15所,占总数的19.48%。从各区来看,台江区养老机构分布最少,仅有3所中型养老机构;长乐区分布最多,共有28所,以中型和小型养老机构为主(表1)。由图3可以看出,小型养老机构主要分布在长乐区,中型养老机构则分布比较均匀,大型养老机构在仓山区和晋安区有所集聚。整体来看,福州市区养老机构主要以中型和小型养老机构为主,空间分布差异较大,存在养老机构规模质量和空间分布不均的现象。

图3 养老和医疗机构空间分布Figure 3 Spatial distribution of pension and medical facilities

表1 各区养老机构数量Table 1 Number of pension facilities in each district

运用核密度估计法对养老机构的空间集聚程度进行分析,采用自然断点法将养老机构核密度结果划分为高值区、较高值区、中值区、较低值区和低值区(图4)。由图4 可见,福州市区养老机构的空间分布出现了两个高值区,并以这两个高值区为核心,呈现出向外围区域扩散的格局。高值区分布在鼓楼区鼓西街道、南街街道和仓山区临近台江区的部分街道。鼓楼区位于主城区,发展历史悠久,是城市政治、经济、文化中心,养老机构建设较为完善。仓山区靠近台江区的仓前街道、下渡街道、三叉街街道和仓山镇靠近主城中心,接收了部分因成本较高而未在主城中心布局的养老机构,因此养老机构空间分布密度较高。较高值区主要分布在两个高值区的外围街道,主要集中在鼓楼区、台江区和仓山区。中值区和较低值区主要分布在长乐区,在其他区零散分布。由此看出,福州市区养老机构的空间分布呈现明显聚集和分布不均衡的特点。

图4 养老机构分布核密度Figure 4 Nuclear density of pension facilities

3.3 医疗机构空间分布状况

随着老年人年龄增大,其身体机能逐渐下降,身体各器官开始发生退行性变化,引起生理功能的不可逆性退化[30]。因老年人具有患病率高、多种疾病并存、临床表现不典型、病情变化快等特点,普通的小诊所和部分专科医院(如口腔医院、儿童医院、妇科医院等)无法满足老年人口的医疗服务需求,因此本研究选取福州市区51家综合医院进行分析。其中,鼓楼区有17家,分布数量最多,且包括规模较大的福建医科大学附属协和医院、福建省立医院、中国人民解放军联勤保障部队第九〇〇医院;医疗机构分布较少的是长乐区和马尾区,分别有6家和3家。

对区域内医疗机构分布进行核密度估计,结果见图5。医疗机构整体呈现单核心的空间布局模式,核心区域为鼓楼区的鼓东街道、东街街道、安泰街道和台江区的茶亭街道、洋中街道、新港街道所围成的区域,医疗机构数量较多,空间布局集聚度较高。由此可见,福州市区医疗机构主要聚集在主城中心区域。

图5 医疗机构分布核密度Figure 5 Nuclear density of medical facilities

3.4 养老机构空间可达性分析

为探究福州城区养老机构可达性的空间分异特征,本研究采用改进的两步移动搜索法,结合已有研究和福州市区养老机构分布状况,对小型、中型和大型养老机构分别设置30、60 和90 min 时间阻抗阈值[23],计算各街道老年人口的养老机构空间可达性。相比于其他的插值法,贝叶斯克里金插值法不仅有更高的精度,还能消除由于采样不均所带来的误差[31]。因此,为使计算得到的可达性分析结果更为直观,采取无变换的贝叶斯克里金插值法对可达性结果进行二次分析,得到福州市区养老机构空间可达性插值分析图(图6)。养老机构空间可达性得分结果由街道每百名老人可达床位数表示,该值越高表示该区域养老机构服务能力越强,反之则越弱。

3.4.1 整体分析

由图6 可以看出,研究区的养老机构空间可达性存在一个高值区和两个低值区。高值区域位于研究区的中部,该区域为长乐区和马尾区的交界区域,路网密集,交通便利,养老机构分布紧凑,两所大型养老机构提供了2300 张床位,老年人口密度较低,养老机构的空间可达性整体较好,街道每百名老人可达床位数大于9张。规模较大的低值区主要分布在鼓楼区以及鼓楼区外围的晋安区的部分街道,尽管位于主城区中心区域,交通便利,但由于老年人口密度大,每百名老人可达床位数在3 张以下,导致区域养老机构的整体可达性较差。另一个低值区位于马尾区的琅岐镇,该地养老机构分布零散,且位于闽江口的岛屿上,交通通行时间较长,不利于与其他地区共享养老机构,导致养老机构的可达性较低,每百名老人可达床位数为2~3张。整体来看,福州市区养老机构空间可达性的空间差异较大,存在养老机构分布和配置不均衡的问题。

3.4.2 街道层面分析

《福州市养老设施布局专项规划》(下称规划)中提出,到2030年福州市城区每百名老年人拥有养老床位数达到4.5张[32]。从整体来看,福州市各区养老机构可达性从大到小分别是长乐区、仓山区、马尾区、晋安区、台江区和鼓楼区。如图6 所示,研究区域内42 个街道达到《规划》中提到的“城区每百名老人拥有4.5 张床位”规划目标,约占街道总数的66%。其中,仓山区建新镇和长乐区吴航街道的可达性最好,每百名老人可达床位数分别为11.5和10.1张。建新镇的3所养老机构提供了1533张床位,靠近市中心,交通便利,便于与周边街道共享养老机构的服务。吴航街道位于长乐区西北部,交通路网密集,老年人口密度较低,周边养老机构分布密集,养老机构的可达性较好。可达性最差的是鼓楼区的水部街道和马尾区的琅岐镇,每百名老人可达床位数都小于2 张。水部街道位于主城区中心,经济发展水平较高,老年人口密度较高,养老设施的配置无法满足区域内老年人口的养老需求。琅岐镇则是由于交通条件与养老机构配置均较差导致区域养老机构空间可达性较差。

图6 养老机构空间可达性Figure 6 Spatial accessibility of pension facilities

3.4.3 不同等级养老机构可达性分析

对福州市区养老机构信息进行处理,发现各机构规模差异较大,床位数多的达到2000张,少的只有40张。为使区域可达性分析更为准确,本研究以床位规模为划分标准,将养老机构分为大型、中型和小型3个等级进行可达性分析,得到各区不同等级养老机构可达性雷达图(图7)。由雷达图可知,福州市区大型养老机构空间可达性略优于中型养老机构,明显高于小型养老机构。大型养老机构虽然仅有15 所,但分布较为均衡,在各区均有分布,在床位供给和辐射范围上拥有优势。中型养老机构有41 所,但分布较为集中,有24所分布在仓山区和长乐区,床位供给和服务范围都不及大型养老机构。各区小型养老机构空间可达性普遍偏低,每百名老人可达床位数不超过1.5 张。值得注意的是,鼓楼区三个等级养老机构可达性都低于其他区。鼓楼区老年人口密度较高,养老需求较大,同时鼓楼区位于主城区中心区域,经济发展水平高,养老机构建设成本高,导致供需失衡,各等级养老机构可达性均较差。

图7 不同等级养老机构空间可达性雷达图Figure 7 Radar chart for spatial accessibility of different scale pension facilities

3.5 养老机构的医疗机构空间可达性分析

为推进医疗卫生与养老服务相结合、保障健康老龄化,需要考虑养老机构的医疗资源可达性。依据《“健康福建2030”行动规划》中“到2030年,城区建成15 min 基本医疗卫生服务圈”[33],本研究以15 min作为时间阻抗阈值计算各养老机构在驾车模式下的医疗机构空间可达性,并采取无变换的贝叶斯克里金插值法对可达性结果进行二次分析,得到各街道养老机构就医可达性插值分析图(图8)。本研究用养老机构每百名老年人在15 min 搜索阈值内可达的医疗机构数表示养老机构的就医空间可达性,其值越大,说明其就医可达性越高,反之则越差。

由图8 可见,福州市六区15 min 医疗圈内养老机构的就医可达性存在明显的高值中心,且大致以鼓楼区、仓山区建新镇和台江区新港街道为中心,呈环状逐级向外递减。综合性医疗机构相比于其他专科医院和诊所服务范围更大,较大型的综合性医疗机构服务范围甚至可以辐射到周边省市。因综合性医疗机构主要分布在中心城区的鼓楼区、台江区和仓山区,其中规模较大的福建医科大学附属协和医院、福建省立医院和中国人民解放军联勤保障部队第九〇〇医院均分布于鼓楼区,因此鼓楼区及其周边的仓山区建新镇、台江区新港街道养老机构的就医可达性最高,大部分地区可达性值高于2.0,即每百名养老机构老年人在15 min内可达的医疗机构大于2家。次高值区主要分布在鼓楼区外围的台江区和仓山区金山街道等区域,每百名养老机构老年人在15 min内可达医疗机构数为1~2家。马尾区马尾镇和罗星街道、长乐区航城街道和吴航街道等区域医疗机构可达性值为0.5~1.0,原因是该片区集中分布了6家医疗机构,且处于研究区域的中部地区,对外交通便利,能够享受到中心城区的医疗资源。养老机构就医可达性较差的地区包括长乐区南部、晋安区北部和马尾区琅岐镇,可达性值都小于0.5,该片区医疗机构分布较少,其中长乐区医疗机构仅占研究区医疗机构总数的12%,且距离医疗机构聚集的主城区中心较远,无法共享主城区中心的医疗资源。

图8 养老机构就医空间可达性Figure 8 Spatial accessibility of pension facilities to the medical facilities

4 结论与建议

4.1 结论

(1)主城区中心的鼓楼区、台江区以及鼓楼区外围的晋安区南部各养老机构与医疗机构分布较近,就医可达性好,利于老年人及时得到医疗救助,但该区域街道为养老机构空间可达性的低值中心,养老机构的空间配置较差。

(2)主城中心边缘的仓山区各街道老年人到养老机构及养老机构到综合医院的可达性均较高,养老机构的空间配置最好。

(3)马尾区与长乐区的交界处养老机构的就医可达性相较于仓山区较差,但该区域老年人口密度低,中小型养老机构布局较密集,且交通便利,各街道的养老机构可达性最好,养老机构的空间配置较好。

(4)长乐区南部、马尾区东部及晋安区北部街道的养老机构空间可达性整体偏低,且由于距离医疗机构聚集的中心城区较远,就医可达性普遍偏低,养老机构的空间配置最差。

4.2 建议

首先,优化养老机构空间布局。对规模小、床位少和养老服务质量差的养老机构应进行整合或淘汰,结合地区老年人口、区域土地利用情况和建设成本等因素合理布局养老机构。同时未来城市的养老服务体系建设应更加关注城市外围区域,实现养老服务的全覆盖,促进城市养老服务体系的均衡发展。

其次,提升医养结合服务能力。推动养老机构与医疗卫生相结合,按照“15 min医疗圈”的建设标准,充分考虑老年人身体状况及意愿,为老年人提供多层次、连续性的健康管理与医疗服务。另一方面,支持社会力量举办医养结合机构,鼓励养老机构按照医疗机构基本标准内设医疗服务项目,开展基本医疗卫生服务,实现健康与养老服务一体化。

最后,推动居家、社区和机构养老融合发展。一方面,支持养老机构承接居家、社区养老服务设施的运营和管理;另一方面,鼓励养老机构延伸居家社区养老服务项目,向社区养老服务组织开放部分功能,上门为居家老年人提供服务,为居家社区养老服务组织提供技术指导等,实现优势互补和信息互联互通。

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