加纳Sibi地区家庭改善水源空间可达性评估：基于G2SFCA方法的实证研究

《Applied Geography》：Measuring spatial accessibility to improved water sources among the households in Sibi, Ghana

本研究针对加纳Sibi农村地区改善水源空间分布不均问题，创新性地采用广义两步移动搜索法(G2SFCA)和核密度估计(KDE)进行空间可达性分析。结果显示改善水源呈现中心聚集分布模式，边缘区域家庭可达性评分显著降低(最低达0.024)，存在明显的空间不平等现象。该研究为SDG 6监测提供了微观尺度方法论创新，对全球南方农村地区水资源公平配置具有重要政策指导意义。

　　

在联合国可持续发展目标(SDG 6)推动全球改善饮用水源访问的背景下，加纳农村地区仍面临严峻挑战。统计数据显示，截至2020年仅有41%的加纳人口能够直接获取管道供水，超过200万农村居民缺乏改善水源。特别是在Sibi这样的农村社区，干旱季节的水源短缺问题尤为突出，居民往往需要长途跋涉获取生活用水，这对居民健康和生活质量造成严重影响。

以往关于水资源可及性的研究多聚焦于非空间维度或国家层面的宏观比较，对微观尺度的空间分布差异关注不足。为此，托莱多大学研究团队选择加纳Nkwanta North区的Sibi社区作为研究对象，通过创新性地应用空间分析方法，深入探索农村家庭对改善水源的空间可达性模式。

本研究采用混合研究方法，首先通过SW-Maps安卓GPS应用采集水源地理坐标，结合OpenStreetMap房屋足迹数据建立需求点数据库。研究重点运用核密度估计(Kernel Density Estimation, KDE)分析水源空间分布特征，并采用广义两步移动搜索法(Generalized Two-Step Floating Catchment Area, G2SFCA)评估家庭层面的空间可达性。特别值得注意的是，研究将原本用于医疗可达性评估的G2SFCA方法成功移植到水资源研究领域，以500米步行距离为基准阈值，采用β=1的引力衰减函数，更精准地模拟了农村地区的实际取水行为。

空间分布分析

通过核密度估计和莫兰指数(Moran's I=0.40, p<0.001)分析，发现改善水源在Sibi三个社区呈现显著的空间聚集特征。Sibi Hill-Top区域水源密度最高，而Sibi Central和Sibi Jato-Kparikpare区域分布相对稀疏。这种非随机分布模式与当地地质条件密切相关，先前钻探尝试表明该地区地下水埋深较大，钻井成本高昂，导致水源基础设施建设受限。

空间可达性评估

G2SFCA分析结果显示，改善水源的可达性存在明显空间梯度差异。Sibi Hill-Top区域可达性评分范围为0.024-0.291，相当于改善水源与家庭比例从1:42到1:3不等，中心区域家庭受益明显。Sibi Central区域评分相对均匀(0.044-0.284)，而Sibi Jato-Kparikpare区域则呈现两极分化(0.032-0.335)。这种比率差异反映了不同区域家庭获取改善水源的实际难易程度。

可达性等级分布

将可达性评分按自然断点法分为五个等级后，发现Sibi Hill-Top有270户家庭处于"极低"可达性水平，而Sibi Central多数家庭(267户)处于"中等"水平。这种分布不均衡现象凸显了边缘区域家庭在获取改善水源方面面临的结构性障碍。

开放水源的影响

当纳入河流、水坝等开放水源后，空间可达性模式发生显著变化，特别是在旱季依赖开放水源的周边区域可达性明显改善。这一发现揭示了居民在改善水源不足时的适应性策略，但也暴露出饮用水安全风险，因为世界卫生组织认为这些开放水源属于未改善水源。

优化模拟分析

通过战略性地在低可达性区域增设公共取水点(14个给Sibi Hill-Top，各10个给另外两个社区)，模拟显示最高可达性评分可从0.335提升至3.54，证明有针对性的基础设施投资能有效缓解空间不平等问题。

研究结论强调，Sibi地区改善水源的空间分布不均导致了明显的可达性差异，中心区域家庭受益而边缘区域处于劣势。这种空间不平等在干旱季节尤为严重，迫使边缘家庭依赖未改善水源。讨论部分指出，地质条件限制和基础设施投资不均是造成这种格局的主要原因，与先前在加纳其他地区的研究发现一致。

该方法论创新将G2SFCA成功应用于水资源可达性评估，为类似农村地区提供了可复制的分析框架。政策意义在于呼吁当地政府采取靶向干预措施，包括扩大改善水源基础设施、推广雨水收集系统、评估市政供水管线延伸可行性等综合解决方案，从而促进水资源获取的空间公平。

尽管存在未充分考虑水质、地形障碍等非空间因素的局限性，但本研究为实现SDG 6目标提供了重要的空间分析工具和实证依据，对全球南方农村地区的水资源规划具有示范意义。未来研究可进一步整合多维度因素，发展更加全面的水资源可达性评估框架。