劉悅，楊建美，馮倩，程希平，毛開澤，馬建忠

(1.西南林業(yè)大學(xué) 地理與旅游生態(tài)學(xué)院，云南 昆明 650224 2.云南省林業(yè)和草原科學(xué)院，云南 昆明650201)

科普即科學(xué)普及，是指利用各種傳媒以通俗易懂的方式向普通大眾普及科學(xué)技術(shù)知識，倡導(dǎo)科學(xué)方法、傳播科學(xué)思想、弘揚(yáng)科學(xué)精神的活動，具有夯實(shí)全民科學(xué)基礎(chǔ)的重要作用。我國改革開放至今，科普在提高公眾科學(xué)文化素質(zhì)、加強(qiáng)精神文明建設(shè)方面的作用和意義在國家層面的重視程度不斷提升[1-4]。國內(nèi)對科普教育的研究主要集中在科普教育的基礎(chǔ)理論[5-8]、科普教育在實(shí)踐中應(yīng)用(如課程設(shè)計(jì)[9-10]、產(chǎn)品開發(fā)[11-12]、政策規(guī)范[13-14])方面；國外學(xué)者主要在科普主體的行為動機(jī)上[15-17]以及科普教育市場研究[18-20]方面進(jìn)行研究；當(dāng)前在中國進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的新時(shí)期，科普對于提升全民科學(xué)素質(zhì)、提升國家科技創(chuàng)新“內(nèi)力”的重要性被提到了前所未有的高度。

科普教育基地是指具有開展科學(xué)技術(shù)普及教育功能，面向公眾開放的科技、教育、文化、旅游等場所。研究者認(rèn)為科普教育基地既要有高價(jià)值的旅游資源，同時(shí)也要有相關(guān)的配套設(shè)施和專業(yè)的科普工作人員滿足科普需求[21-23]。國內(nèi)外對科普基地的研究主要集中于基地選址研究[24-26]。目前對科普教育資源和科普教育基地的空間分布研究等方面的研究還比較少[27-29]，而科普教育的資源豐富度和基地空間分布的均衡度是衡量一個(gè)區(qū)域科普教育發(fā)展程度的重要指標(biāo)。云南省是我國獨(dú)具特色的生物多樣性、文化多樣性，教育相對落后的西部省份，在科普高質(zhì)量發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求下，云南省需實(shí)現(xiàn)各類科普教育基地的影響力、科普資源和科普效果間的平衡，保證適應(yīng)不同受眾科普需求的科普基地布局和規(guī)劃建設(shè)。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究以云南省十三批省級科普教育基地為研究對象，從云南省科學(xué)技術(shù)廳(http://kjt.yn.gov.cn/show-12-4218-1.html)獲取1999年起公布的云南省省級科普教育基地認(rèn)定名單；通過百度地圖API坐標(biāo)拾取器獲得每個(gè)基地的地理位置信息。各州市的社會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來自于2020年云南省統(tǒng)計(jì)年鑒(http://www.yn.gov.cn)。云南省夜間燈光數(shù)據(jù)來自于https://eogdata.mines.edu/products/vnl/；云南省4A及以上旅游景區(qū)名錄來自于云南省文化和旅游廳(http://dct.yn.gov.cn/jdjqpjxx/11156.jhtml)。云南省省域、地級市、高速公路和鐵路等矢量數(shù)據(jù)均來自于公開發(fā)布的國家基本地理信息系統(tǒng)。

1.2 研究方法

1.2.1 最近鄰指數(shù)

以省域作為研究尺度，可以將科普教育基地看作點(diǎn)要素。最鄰近點(diǎn)指數(shù)可以分析點(diǎn)要素在研究范圍內(nèi)的相互鄰近狀態(tài)和空間分布狀態(tài)。在本研究中可以用來分析云南省科普教育基地的空間分布類型。計(jì)算公式[30-31]如下。

首先假設(shè)云南省的科普教育基地在研究區(qū)域內(nèi)均勻分布，得到理論最近鄰距離rE，A表示研究區(qū)域面積，n表示研究范圍內(nèi)科普教育基地的總個(gè)數(shù)，r1表示實(shí)際最近鄰距離。當(dāng)R=1時(shí)，科普教育基地在研究區(qū)域內(nèi)隨機(jī)分布；當(dāng)R<1時(shí)，科普教育基地趨于集聚分布；當(dāng)R>1時(shí)，科普教育基地趨于離散分布。

1.2.2 地理集中度

地理集中度指數(shù)是用來反映研究對象在某空間范圍內(nèi)集聚程度的重要指標(biāo)。在本研究中引入該指標(biāo)可以反映科普教育基地在云南省內(nèi)的集聚狀況。公式如下[32-33]。

式中：G表示地理集中指數(shù)；n為云南省州市的總個(gè)數(shù)，為16；xi為第i個(gè)州市的各科普教育基地的總個(gè)數(shù)；m該類科普教育基地的總個(gè)數(shù)；假設(shè)科普教育基地均勻分布在各州市得出的地理集中度指數(shù)為G。G的取值范圍為0～100，G值越大表明科普教育基地的空間分布越聚集；G>G表明科普教育基地在研究區(qū)域內(nèi)趨于集中分布；若G>G表明科普教育基地在研究區(qū)范圍內(nèi)趨于分散分布。

1.2.3 地理探測器

地理探測器可以有效地探測出不同的地理要素以及不同地理要素之間的相互作用對科普教育基地空間分布的影響，以及分析出不同地理要素可以在多大程度上解釋科普教育基地的空間分布特征，檢測出解釋變量與因變量在空間上的一致性[34]。公式如下。

2 結(jié)果分析

2.1 科普教育基地的分類

科普教育基地是賦予多種創(chuàng)意元素、融合了多種功能的教育模式，是挖掘社會現(xiàn)有資源、積極面向公眾開展科普宣傳工作的示范性場所。云南省科普教育基地工作從1999年認(rèn)定第一批科普教育基地開始，截至2022年2月已認(rèn)定共十三批科普教育基地。本文以國家科普教育基地的管理和認(rèn)定辦法為參考，并根據(jù)云南省科普教育基地的特點(diǎn)類型、主題突出、產(chǎn)業(yè)融合等特點(diǎn)，將云南省的科普教育基地劃分為以下6種類型和21個(gè)亞類(表1)。

表1 科普教育基地分類

2.2 科普教育基地的空間分布特征

根據(jù)地理集中度指數(shù)，云南省科普教育基地共有218個(gè)，云南省內(nèi)各地級州市共有16個(gè)，通過計(jì)算云南省的科普教育基地地理集中度指數(shù)G=42.65，假設(shè)云南省的科普教育基地在16個(gè)地級州市上均勻分布，則各個(gè)州市應(yīng)該分布218/16=13.625個(gè)科普教育基地，此時(shí)的地理集中度指數(shù)為Gi=25,G>Gi，表明云南省的科普教育基地整體分布較為集中。根據(jù)最近鄰指數(shù)公式，結(jié)合使用Arcgis軟件空間分析工具，對云南省基地整體分布以及自然資源類、三農(nóng)類、企業(yè)類、其他類、科技場館類、教育科研類基地分布的平均最近鄰指數(shù)分別進(jìn)行了計(jì)算(表2)。

表2 科普教育基地空間分布類型

根據(jù)測算結(jié)果，云南省科普教育基地的平均最近鄰指數(shù)為0.29<1，并通過了顯著性檢驗(yàn)(P<0.001)，表明云南省的科普教育基地的空間分布類型均為聚集分布。

2.3 科普教育基地的數(shù)量和密度分布特征

截至2022年2月云南省已認(rèn)定218家單位為省級科普教育基地，從數(shù)量上看，各州市科普教育基地的分布不均衡。昆明市的科普教育基地?cái)?shù)量最多，共有83家，占了全省總數(shù)的38.07%。其次是紅河州和大理州，分別有18家和15家，雖較昆明市科普教育基地的數(shù)量有大幅度的減少，但是這兩個(gè)州的數(shù)量仍高于全省平均值；怒江州數(shù)量相對較少，僅有2家科普教育基地入選成為云南省級科普教育基地。從分區(qū)特征上來看，科普教育基地主要分布在滇中地區(qū)(60.5%)，其次是滇西北地區(qū)(19%)和滇西南(12.8%)地區(qū)。從密度上看，科普教育基地形成以滇中地區(qū)的昆明市和滇西北地區(qū)的大理市為核密度聚集區(qū)，核密度區(qū)間值為101.8～114.5個(gè)/(102km2)。并在迪慶州、版納中部、德宏東部、保山西部、玉溪東北部、楚雄中部等形成較高密度區(qū)。總體來看，云南省的科普教育基地的密度分布形成了“一極多點(diǎn)”的空間格局，低密度區(qū)分布區(qū)域較廣，與熱點(diǎn)區(qū)域形成了鮮明的對比。從不同類型基地的核密度分布來看，教育科研類和企業(yè)類呈現(xiàn)點(diǎn)狀分布，自然類科普教育基地的高密度區(qū)在滇中區(qū)域，在滇西北呈帶狀分布、滇西南呈團(tuán)狀分布；“三農(nóng)”類基地和科技場所類基地的核密度分布與云南省科普教育基地分布相似，均呈現(xiàn)“一極多次中心多散點(diǎn)”的空間格局特征，以昆明市南部為核心，向四周散點(diǎn)狀分布。

2.4 科普教育基地空間分布的關(guān)聯(lián)因子

科普教育基地的創(chuàng)建是推動社會自然環(huán)境科普工作的重要模式，科普教育基地的空間分布受到多重因素的影響。選取有效的評價(jià)指標(biāo)體系是準(zhǔn)確分析科普基地分布影響因素的關(guān)鍵[35]。根據(jù)已有的研究成果，以及數(shù)據(jù)的可獲得性，篩選出了7個(gè)因素作為探測因子，將基地的空間分布核密度數(shù)據(jù)作為因變量。首先借助Arcgis軟件，運(yùn)用漁網(wǎng)工具在研究區(qū)域內(nèi)創(chuàng)建1×104m的間距點(diǎn)陣，將基地空間分布的核密度數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化；其次對探測因子與因變量進(jìn)行空間疊加分析，運(yùn)用自然間斷點(diǎn)法對各個(gè)因子的數(shù)據(jù)劃分為5個(gè)等級；最后根據(jù)漁網(wǎng)工具創(chuàng)建的離散點(diǎn)將X與Y數(shù)據(jù)對應(yīng)起來，并使用采樣工具將研究所需數(shù)據(jù)提取出來。

圖1 云南省各類科普教育基地核密度分析圖

2.4.1 省域科普教育基地空間分異的關(guān)聯(lián)因子

從省域的角度上看，根據(jù)測算結(jié)果,科普教育基地空間分布的關(guān)聯(lián)因素依次是：X7>X5>X1>X3>X4>X2>X6。夜間燈光數(shù)據(jù)、人口密度和GDP的q值較大，表示這三個(gè)因素與云南省的科普教育基地空間分布關(guān)聯(lián)性最高。夜間燈光數(shù)據(jù)主要反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的城鎮(zhèn)化水平，這說明在云南省內(nèi)城鎮(zhèn)化水平越高、人口集中度越密集、經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的區(qū)域越能吸引科普教育基地的聚集。利用Arcgis將云南省夜間燈光與科普教育基地點(diǎn)分布進(jìn)行空間疊加分析(圖2)，可以發(fā)現(xiàn)科普教育基地與夜間燈光高數(shù)值區(qū)高度重合。而且在上文分析中也可以看出云南省科普教育基地的空間分許呈現(xiàn)團(tuán)狀聚集性分布，說明城鎮(zhèn)化水平對科普教育基地的分布具有很大的影響，也體現(xiàn)了云南省科普教育基地的空間分布有近城分布的趨勢。

表3 地理探測器結(jié)果—q值

圖2 夜間燈光與科普教育基地空間疊加分布

2.4.2 不同類型科普教育基地空間分異的關(guān)聯(lián)因子

(1)路網(wǎng)密度與科普教育基地空間分布 三農(nóng)類科普教育基地的測算結(jié)果：X2>X5>X1>X6>X7>X3>X4。路網(wǎng)密度(0.653)、人口密度(0.415)和GDP(0.354)是與三農(nóng)類科普教育基地空間分布關(guān)聯(lián)性最高的三大因素。路網(wǎng)密度對三農(nóng)類科普教育基地的關(guān)聯(lián)最顯著，云南省昆明和玉溪的路網(wǎng)密度最高分別為0.969 km/km2和1.162 km/km2，且在這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的三農(nóng)類科普教育基地?cái)?shù)量也是最多的，路網(wǎng)分布和基地?cái)?shù)量空間分布高度吻合。通過地理探測器的測算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，路網(wǎng)密度同時(shí)也是教育科研類、科技場所類和企業(yè)類科普教育基地空間分布最重要的關(guān)聯(lián)因素。用Arcgis軟件將云南省鐵路網(wǎng)、高速路網(wǎng)與以上4類科普教育基地進(jìn)行疊加分析，如圖3所示。并對云南省鐵路和高速路建立3 km緩沖區(qū)，位于緩沖區(qū)內(nèi)的基地說明具有便捷的交通條件。通過分析發(fā)現(xiàn)：三農(nóng)類科普教育基地共有56.25%位于3 km的道路緩沖區(qū)內(nèi)；教育科研類共有46家位于緩沖區(qū)內(nèi)，占該類總數(shù)的79.31%；科技場館類共有46家位于緩沖區(qū)內(nèi)，占該類總數(shù)的70.77%；企業(yè)類共有15家位于緩沖區(qū)內(nèi)，占該類總數(shù)的93.75%。以上4類科普教育基地均依賴于發(fā)達(dá)的交通路網(wǎng)，屬于交通帶動型科普教育基地。

(2)旅游業(yè)發(fā)展與科普教育基地空間分布 自然保護(hù)類科普教育基地的測算結(jié)果：X3>X2>X4>X6>X5>X1>X7。三產(chǎn)比(0.445)、路網(wǎng)密度(0.309)和旅游收入(0.273)是與自然保護(hù)類科普教育基地空間分布關(guān)聯(lián)性最高的三大因素。其他類科普教育基地的測算結(jié)果：X3>X2>X7>X1>X5>X6>X4。三產(chǎn)比(0.944)、路網(wǎng)密度(0.863)和夜間燈光( 0.551)是影響其他類科普教育基地空間分布的三大因素。三產(chǎn)比對自然保護(hù)類和其他類科普教育基地空間分布的影響最大，近年來云南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在不斷調(diào)整與優(yōu)化中，各地州的三產(chǎn)比差距存在較大差距。用Arcgis軟件將云南省4A及以上等級旅游景區(qū)與自然保護(hù)類、其他類科普教育基地進(jìn)行疊加分析，并對云南省4A級及以上旅游景區(qū)建立10 km緩沖區(qū)(圖3)。通過分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有36家自然資源類基地在緩沖區(qū)范圍內(nèi)，占該類基地總數(shù)的78.26%；有14家其他類科普教育基地在旅游景區(qū)10 km 的緩沖區(qū)范圍內(nèi)，占該類基地總數(shù)的87.5%。表明這兩類科普教育基地的分布有向景區(qū)集聚的趨勢。以當(dāng)?shù)芈糜伟l(fā)展的優(yōu)勢帶動科普教育基地的發(fā)展，為科普教育的發(fā)展創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。

圖3 科普教育基地與交通干線、景區(qū)的空間關(guān)系

3 結(jié)論與討論

以云南省公布的前十三批科普教育基地(1999—2022年)為研究對象，利用地理集中度指數(shù)、最近鄰指數(shù)、核密度分布等方法分析云南省科普教育基地的空間分布特點(diǎn)，最后再使用地理探測器分析影響科普教育基地空間分異的主導(dǎo)因素。得出結(jié)論如下：

(1)云南省科普教育基地的空間分布整體上呈現(xiàn)非均衡集中分布，空間分布類型為顯著集聚型，科普教育基地主要向城鎮(zhèn)化較高和教育資源充沛的地區(qū)集聚。教育科研類、企業(yè)類和科技場館類的科普教育基地的平均最近鄰指數(shù)較小，這些類型的科普教育基地的集聚性更強(qiáng)，這些類型的科普教育基地更依賴于市場，并具有一定的內(nèi)部集聚性。

(2)從空間核密度分布情況來看，整體上教育科普基地形成以滇中地區(qū)的昆明市和滇西北地區(qū)的大理市為核密度聚集區(qū)，并在多個(gè)州市的城鎮(zhèn)區(qū)域形成了較高密度區(qū)，云南省的科普教育基地的密度分布形成了“一極多次中心多散點(diǎn)”的空間格局；現(xiàn)階段，云南省科普教育基地空間分布的差異不利于云南省科普資源的交流與傳播。云南省科普教育基地的空間分布主要集中在城區(qū)和市區(qū)等經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地方，科普教育基地在空間分布上呈現(xiàn)出區(qū)與區(qū)之間失衡、城鄉(xiāng)間失衡現(xiàn)象，這不利于充分發(fā)揮科普教育基地的價(jià)值作用。所以，為了平衡科普教育基地的空間分布差異，尤其重視偏遠(yuǎn)地區(qū)的科普教育基地建設(shè)，盡量縮小基地分布的城鄉(xiāng)差異。

(3)科普教育基地的類型分布也存在不均衡的現(xiàn)象。例如，企業(yè)類和三農(nóng)類的科普教育基地?cái)?shù)量較其他類型科普教育基地少得多，在保山市、臨滄市、昭通市等地區(qū)未有分布，使得該區(qū)域因缺乏相應(yīng)的科普資源而缺少相應(yīng)的科普教育。從省域整體的角度上看，城鎮(zhèn)化發(fā)展、人口密度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度是與云南省科普教育基地空間分異關(guān)聯(lián)度最高的因素；從不同類型的科普教育基地上看，路網(wǎng)密度是與三農(nóng)類、教育科研類、科技場所類和企業(yè)類科普教育基地最密切的關(guān)聯(lián)因子，旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況是影響自然保護(hù)類、其他類科普教育基地的主導(dǎo)因素。為了實(shí)現(xiàn)云南省科普教育基地的高質(zhì)量發(fā)展，要積極完善交通與基礎(chǔ)設(shè)施，加強(qiáng)城區(qū)與周邊社區(qū)的交流與聯(lián)系，形成聯(lián)動發(fā)展格局，并充分挖掘科普教育基地的輻射能力。

科普教育基地的建設(shè)是我國發(fā)展科普教育及研學(xué)旅行物質(zhì)載體建設(shè)的標(biāo)桿和典范[36]；是推動我國科普教育事業(yè)社會化的重要途經(jīng)。完善科普教育基地發(fā)展體系，加強(qiáng)對科普教育基地的空間管理與統(tǒng)籌發(fā)展，完善區(qū)域內(nèi)科普教育基地類型分布，采用“政府引導(dǎo)、學(xué)校推動、市場參與”的綜合發(fā)展模式。提升科普基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量、壯大科普人才規(guī)模、推動科普資源開放共享是實(shí)現(xiàn)云南省科普教育高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵所在。