关于郑州市医疗设施公平性与环境健康要素之间空间协同效应的研究及双重不利区域的识别

《Ecological Indicators》：Study on spatial synergy and identification of dual-disadvantage zones of healthcare facility equity and environmental health elements in Zhengzhou city

本研究以郑州市核心城区为对象，综合运用InVEST模型、G2SFCA方法和空间自相关分析，揭示生态系统调节服务（降温、空气净化）与三甲医院资源公平性的空间协同特征，发现双劣势区域集中于三环沿线，并提出整合型规划策略以提升健康公平性。

　　在快速城市化的背景下，城市居民面临着环境质量下降和医疗资源分配不均带来的双重挑战。本研究以郑州市核心城区为对象，探讨关键生态系统服务（城市降温与空气净化）与最高级别医疗设施（三级甲等医院）之间的空间关系，旨在揭示其空间协同模式，并识别同时存在生态环境不足与优质医疗资源匮乏的“双劣势区”。通过整合InVEST模型、基于重力的两步浮动供应区（G2SFCA）方法以及双变量空间自相关分析，本研究构建了一个稳健的分析框架，以揭示生态系统服务与医疗资源之间的协同关系，识别双劣势区域，并为提升医疗资源配置、推动环境正义和改善环境健康管理提供理论与实践依据。

研究发现，城市生态系统调节服务呈现出从城市核心向外递增的梯度特征。在第三环路以内，生态系统服务的供给能力最弱；而在第四环路以外，其供给能力最强。这种模式主要由土地利用类型、城市形态以及城市化过程中的人为活动强度差异所决定。第三环路内的城市核心区以高密度的不透水地表（如建筑物和道路）为主，植被覆盖率和水域面积较低，导致地表吸收大量热量且释放缓慢，缺乏通过蒸散作用消耗热量的能力。高密度建筑形成城市峡谷，降低了天空可见度，阻碍了夜间辐射冷却和空气流通；同时，该区域的人为热排放最为集中，这些因素共同抑制了自然降温机制，导致显著的热岛效应和降温服务效率低下。第三环路与第四环路之间的区域，作为城市扩张区和新兴城区，不透水地表比例相对较低，绿化基础设施（如公园、绿地）增加，降低了建筑密度，改善了通风和辐射冷却条件，提升了降温服务能力。第四环路以外的区域则更接近城乡交界和郊区环境，农业用地、自然植被和水域面积较大，不透水地表比例最低。这些自然或半自然地表具有较高的反射率和较强的蒸散能力，能够有效反射太阳辐射并散发热量，同时开放空间提供了最佳的通风和辐射冷却条件，伴随较低的人为热排放，使得自然降温机制发挥最大效能，从而提供了最强的降温服务。

空气净化服务同样表现出从城市核心向外递增的梯度特征。第三环路内的核心城区由于高人口密度和交通流量，导致污染物排放量最大，而自然或半自然空间的空气净化能力最弱，因此空气净化服务最为薄弱。第三环路与第四环路之间的区域，由于城市扩张带来的污染物排放增加，但绿化空间比例相对较高，使得空气净化服务能力有所增强。第四环路以外的区域，人口和建筑密度显著降低，交通流量相对较少，污染物排放强度最低，同时保留了更多的生态空间，如农田、林地、自然湿地或大型郊区公园。这些植被和水域具备更强的污染物吸附、过滤、沉积和转化能力，结合较低的污染物排放强度，使得该区域能够提供最强的空气净化服务。此外，图8展示了郑州市核心城区PM2.5年均浓度的空间分布，进一步验证了核心城区污染水平最高，而空气净化能力最低的现状。

在医疗设施的可及性与公平性方面，研究发现，三级甲等医院的可及性在第三环路以内较高，而在该环路以西、以南和以北的外围区域则相对较弱，而东部区域则表现出较强的可及性。第三环路内的区域作为传统城市核心，历史上是公共资源集聚的中心，早期建设的三级甲等医院多位于人口密集、交通便利的区域，随着城市发展，该区域逐渐形成了高密度和数量的高级医疗机构，具备相对优越的交通网络和较高的人口密度，从而在可及性方面具有明显优势。可及性指数通常高于0.36。第三环路以外的西部、南部和北部区域则属于城市扩张区或较新的郊区，尽管人口逐渐增加，但高级医疗资源的配置却未能与人口增长同步，且这些区域的路网密度和公共交通覆盖率相对较低，导致居民获取高级医疗服务的效率受限，可及性指数一般低于0.3。而东部区域，尤其是郑东新区，由于其作为城市重点发展走廊的定位，早期便预留了医疗设施用地，吸引了多家省级和市级三级甲等医院在此设立新院或迁址，政府主导的高强度投资和完善的基础设施支持使得该区域迅速积累了优质医疗资源，从而实现了较高的可及性，可及性指数超过0.8。

医疗资源的公平性则呈现出显著的不均衡状态。金水区作为传统政治、经济和文化中心，历史上集中了大量优质医疗资源，尽管这些机构因规模大、资金密集而具有较强的定位惯性，难以迁移或复制，从而形成了资源锁定效应。然而，与之形成鲜明对比的是，其他区域，特别是新兴区域如惠济区和沿第三环路的区域，由于缺乏历史积累的大型医疗机构，新医疗资源的投入往往需要从零开始，同时受限于土地供应、交通条件、基础设施建设和投资强度等因素，使得这些区域在医疗资源的公平性方面表现较差。此外，城市核心区域在第二环路以内，因早期城市化和基础设施发展，吸引了多个重要三级甲等医院的建设，形成了相对充足的医疗资源。然而，这些区域的扩展主要发生在第二环路以外，虽然新开发或外围区域的人口迅速增长，但医疗资源的规划、建设和投资周期较长，发展速度未能与人口增长和需求同步，导致这些区域在医疗资源供给方面出现显著滞后，加剧了区域间的不公平现象。

研究还通过双变量空间自相关分析，揭示了生态系统调节服务与医疗资源公平性之间的空间关联模式。这些模式反映了不同城市内部区域在环境健康与医疗服务之间的差异化组合，与“环境正义”和“健康地理学”的研究框架相呼应。例如，“低调节服务—高医疗供给”区域主要集中在金水区的第三环路内，这些区域虽拥有丰富的医疗资源，但由于高强度开发，导致植被和水域空间严重不足，从而面临较高的环境健康风险。尽管医疗可及性较高，但居民的健康状况仍受到空气污染和热岛效应等环境因素的影响。相反，“高调节服务—低医疗供给”区域则多分布在第四环路的西侧、南侧和北侧，这些区域通常拥有较好的自然环境，有助于预防性健康管理，但由于医疗资源供给不足，难以应对急性健康需求。研究表明，高质量的生态环境可以在一定程度上降低对医疗资源的需求，尤其是与环境质量密切相关的呼吸系统和心血管疾病。然而，这种“生态补偿”效应具有局限性，无法替代必要的医疗干预，尤其是对老年人和慢性病患者而言。

最具挑战性的则是“双劣势区”，即同时面临生态系统调节服务不足和医疗资源公平性较低的区域。这些区域主要集中在金水区和二七区的第三环路西侧和南侧。这些区域通常为早期城市化形成的工业基地或老旧居住区，由于早期规划对生态空间重视不足，导致绿地系统碎片化，工业活动和高密度居住区加剧了环境质量下降，使得生态系统调节服务供给不足。同时，这些区域未被列为医疗资源优先配置对象，导致大型优质医院的布局相对匮乏，医疗资源供给不足。这种“双劣势”模式与环境健康地理研究中的“双重风险”概念相吻合，表明环境污染和高温暴露会增加居民患呼吸系统、心血管系统及热相关疾病的风险，而医疗资源的匮乏则会延迟这些健康问题的干预和治疗，形成恶性循环。国际研究表明，这些双劣势区域往往集中了社会经济地位较低的人群，形成了“环境—健康—社会”三重劣势，与本研究在郑州的观察结果高度一致。

“双优势区”则代表了理想的城市规划目标，即高质量的生态环境与可及的医疗资源的协同布局。研究指出，这些区域的居民通常享有最佳的健康预期和生活质量。然而，从社会公平的角度来看，这些区域往往与较高的生活成本相关联，可能导致“绿色绅士化”现象，限制低收入群体共享这些双重健康效益的机会。因此，未来城市规划需要在促进生态环境与医疗资源协同的同时，避免因资源集中而加剧社会不平等。

本研究的发现对城市规划、公共卫生政策和环境正义领域具有重要的理论和实践意义。首先，它支持了“健康城市”理念中全面考虑环境健康要素与医疗服务体系的必要性。传统城市规划往往将生态环境规划与医疗设施规划视为相对独立的系统，而本研究揭示的协同模式表明，两者在空间布局上的整合对于实现公平的健康至关重要。这为城市规划从部门分割向健康整合的范式转变提供了实证依据，呼应了国际上“行星健康”和“一体健康”等新兴健康概念。

其次，本研究为实施差异化、基于地点的健康与环境策略提供了清晰的依据。对于调节服务较低但医疗资源丰富的城市核心区域，政策上应优先增加高质量绿地和水域空间，强化生态基础设施建设，并实施垂直绿化和透水路面等城市更新措施。对于调节服务较高但医疗资源匮乏的城市外围区域，应加强初级医疗设施的布局，设立高级医院的新分院，优化公共交通连接，并提高医疗资源的可及性。特别是对于“双劣势区”，研究建议采取综合干预措施，同步提升生态环境和医疗资源。具体应用包括设立健康优先区，部署高级紧急医疗服务，并通过政策和资金支持优先推进改善环境条件和医疗服务能力的项目。

此外，研究强调了打破现有行政壁垒、建立跨部门协作机制的重要性。建议将“健康影响评估”（HIA）作为重大城市开发和公共项目中的强制程序，确保规划决策全面考虑环境健康影响和医疗资源可及性，超越单一部门的决策模式。同时，城市规划者可以通过创新混合土地利用模式，促进绿色基础设施与医疗设施的空间整合，例如在医院周边规划疗愈花园或建设以健康为导向的社区，以实现生态与医疗功能的协同。

最后，研究指出，解决这些空间不平衡问题不仅需要空间规划的干预，还需要在医疗系统内部推进管理与财务控制的改进。面对不断上升的医疗成本，有限经济资源的合理化配置和管理效率的提升至关重要。本研究识别的“双劣势区”往往是最需要投资的区域，但同时也是资源最受限的区域。因此，实施有效的绩效监测和成本控制体系，有助于政策制定者和医院管理者更精准地分配资源，从而改善环境条件和医疗公平性。

总体而言，本研究为快速城市化背景下城市生态环境与医疗资源的协同管理提供了科学依据。它揭示了环境健康与医疗公平之间的复杂关系，为城市可持续发展提供了更全面的视角。研究还指出了未来研究的方向，包括采用多时相遥感数据和历史医疗设施布局信息构建时空演变模型，以更深入地理解资源分配模式的形成过程和演变趋势。同时，未来研究应结合社会经济属性（如收入、教育水平、职业类型）进行更细致的分析，以探索环境、健康与社会三者的三维重叠关系。此外，研究还建议未来工作应扩展生态系统服务的评估维度，构建更全面的城市环境健康指标体系，以进一步揭示生态系统服务与医疗资源之间的协同机制。最后，未来研究应纳入不同层级的医疗设施，以更全面地评估城市整体的公共卫生能力，并通过试点研究验证针对“双劣势区”的干预策略，如新建公园或改善医疗设施可及性，通过前后对比评估这些措施对环境质量、服务可及性和居民健康的影响。这些研究成果将为郑州及其他类似快速发展的城市实施有效的、综合的城市健康政策提供宝贵依据。