我國(guó)青少年視力狀況的時(shí)空演變特征分析*

朱厚偉, 史曙生, 鄭 哲,3

(1.浙江師范大學(xué) 體育與健康科學(xué)學(xué)院,浙江 金華 321004;2.南京師范大學(xué) 體育科學(xué)學(xué)院,江蘇 南京 210023；3.永恒大學(xué),馬尼拉 0900)

視力是指視網(wǎng)膜分辨影像的能力.視網(wǎng)膜分辨影像的能力受到角膜、晶體、玻璃體等屈光介質(zhì)的影響，當(dāng)屈光解釋渾濁或屈光不正時(shí)(如近視、遠(yuǎn)視、散光等)，會(huì)導(dǎo)致視力下降，統(tǒng)稱為視力不良[1].目前，以近視為主的視力不良已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)一項(xiàng)突出的新型健康問(wèn)題，在亞洲地區(qū)尤為嚴(yán)重.中國(guó)更是近視發(fā)生的重災(zāi)區(qū)，相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2018年中國(guó)的近視患者人數(shù)已達(dá)到6億，我國(guó)青少年近視率更是位居世界第一，其中小學(xué)生的近視率達(dá)到36%，初中生約72%，高中生81%，大學(xué)生約90%[2].2018年8月，習(xí)近平總書(shū)記就青少年近視問(wèn)題作出重要指示，要求“全社會(huì)都要行動(dòng)起來(lái)，共同呵護(hù)好孩子的眼睛，讓他們擁有一個(gè)光明的未來(lái).”[3]教育部等8部門也聯(lián)合頒發(fā)了《綜合防控兒童青少年近視實(shí)施方案》(下簡(jiǎn)稱為“《方案》”)，要求各地切實(shí)開(kāi)展近視防控工作，并將近視防控納入政府績(jī)效考核[4].目前，針對(duì)我國(guó)青少年視力變化的研究多數(shù)僅從時(shí)間序列出發(fā)對(duì)青少年的視力變化進(jìn)行描述，但是我國(guó)幅員遼闊，全國(guó)青少年的視力存在明顯的地域差異，單純的時(shí)間變化特征不足以厘清我國(guó)青少年視力的變化特征.鑒于此，本文借助1985—2014年每10年全國(guó)學(xué)生體質(zhì)與健康調(diào)研中的視力數(shù)據(jù)，采用時(shí)序分析和空間分析相結(jié)合的方法，分別對(duì)我國(guó)青少年視力狀況的時(shí)序變化和空間分布特征進(jìn)行分析，為我國(guó)青少年近視防控提供理論支持.

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

時(shí)序分析以1985年、1995年、2005年及2014年(為了體質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)更好地服務(wù)國(guó)家發(fā)展規(guī)劃政策的制定，將每5年一次、原定于2015年的學(xué)生體質(zhì)與健康測(cè)試工作調(diào)整到2014年,且2014測(cè)試結(jié)果與2015年相近，不影響每10年的數(shù)據(jù)分析)全國(guó)學(xué)生視力調(diào)研中7～22歲的青少年平均視力狀況的時(shí)序變化為研究對(duì)象；空間分析以1985年、1995年、2005年及2014年全國(guó)學(xué)生視力調(diào)研中30個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的18歲青少年平均視力狀況的空間變化為研究對(duì)象.按照《2019年全國(guó)學(xué)生體質(zhì)與健康調(diào)研及國(guó)家視力抽查復(fù)核工作手冊(cè)》近視程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：凡裸眼視力<5.0者為視力低下(又稱視力不良)；裸眼視力<5.0且非睫狀肌麻痹下電腦驗(yàn)光等效球鏡度數(shù)<-0.50D(球鏡當(dāng)量)判定為近視.視力不良是我國(guó)青少年的常見(jiàn)病，其中80%[5]或者85%[6]以上的青少年視力不良屬于近視.在很多大規(guī)模的視力調(diào)查中，鑒別“視力不良”是否屬于近視比較困難，所以都用視力不良率代表近視率[1].

1.2 研究方法

首先，采用時(shí)序分析法進(jìn)行分析，利用SPSS 21.0通過(guò)計(jì)算變量，分析1985—2014年每10年間青少年視力不良檢出率的增長(zhǎng)速度變化，并對(duì)城市、鄉(xiāng)村、男生、女生各分組的增長(zhǎng)速度的差異性進(jìn)行比較；其次，采用空間趨勢(shì)分析，利用ARCGIS 10.5軟件的Geostatiscal Analyst模塊的趨勢(shì)分析和空間插值分析，對(duì)我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間趨勢(shì)走向和空間趨勢(shì)變化進(jìn)行分析；最后，采用空間自相關(guān)分析，利用 ARCGIS 10.5軟件處理各省市青少年視力數(shù)據(jù)，導(dǎo)入GEODA軟件進(jìn)行全局空間自相關(guān)和局部空間自相關(guān)分析，并利用ARCGIS 10.5軟件生成局部空間自相關(guān)的LISA(local indicators of spatial association)地圖，來(lái)分析各省市青少年視力指標(biāo)的空間聚集和變化特征.

2 結(jié)果與分析

2.1 我國(guó)青少年視力變化的時(shí)序特征

時(shí)間序列分析是統(tǒng)計(jì)學(xué)中常用的定量預(yù)測(cè)分析方法，是對(duì)一個(gè)區(qū)域進(jìn)行一定時(shí)間段內(nèi)的連續(xù)觀測(cè).逐期增長(zhǎng)量和環(huán)比增長(zhǎng)速度是常用的觀測(cè)指標(biāo).逐期增長(zhǎng)量是時(shí)間序列中各項(xiàng)分別以前一期為基期計(jì)算的增長(zhǎng)量，即:a1-a0，a2-a1，…，an-an -1;環(huán)比增長(zhǎng)速度=逐期增長(zhǎng)量/前期水平[7].

本研究主要采用了時(shí)間序列分析中的發(fā)展水平增長(zhǎng)量和增長(zhǎng)速度(用“增長(zhǎng)率”表示)分析我國(guó)青少年視力的變化狀況.從表 1、圖 1和表 2不難看出，1985—2014年，我國(guó)青少年的視力不良檢出率呈現(xiàn)出急劇增加的趨勢(shì).隨年齡的增加，視力不良檢出率也增加，且視力不良呈現(xiàn)出低齡化的趨勢(shì)；城市青少年的視力不良檢出率大于鄉(xiāng)村；鄉(xiāng)村青少年視力不良檢出率的環(huán)比增長(zhǎng)率稍大于城市；女生的視力不良檢出率大于男生；男生視力不良檢出率的環(huán)比增長(zhǎng)率稍大于女生.

圖1 1985—2014年每10年漢族青少年的近視不良檢出率變化

表1 1985—2014年每10年漢族城鄉(xiāng)男生視力不良檢出率的時(shí)序變化 單位：%

就城市男生而言，1985—2014年每10年的平均環(huán)比增長(zhǎng)率分別為27.92%，17.50%，19.39%.1985—2014年這30年間，城市男生視力不良檢出率的總增長(zhǎng)率為79.44%.在2014年的視力狀況調(diào)查中，城市男生的平均視力不良檢出率已高達(dá)65.82%，大學(xué)生的視力不良檢出率高達(dá)84.58%.就鄉(xiāng)村男生而言，1985—2014年每10年的平均環(huán)比增長(zhǎng)率分別為64.92%，22.42%，37.91%.1985—2014年這30年間，鄉(xiāng)村男生視力不良檢出率的總增長(zhǎng)率為178.44%.在2014年的視力狀況調(diào)查中，鄉(xiāng)村男生的平均視力不良檢出率已高達(dá)55.80%，大學(xué)生的視力不良檢出率高達(dá)84.09%.

就城市女生而言(見(jiàn)表2)，1985—2014年每10年的平均環(huán)比增長(zhǎng)率分別為29.42%，17.55%，13.83%.1985—2014年這30年間，城市女生視力不良檢出率的總增長(zhǎng)率為73.18%.在2014年的視力狀況調(diào)查中，城市女生的平均視力不良檢出率已高達(dá)71.75%，大學(xué)生的視力不良檢出率高達(dá)88.09%.就鄉(xiāng)村女生而言，1985—2014年每10年的平均環(huán)比增長(zhǎng)率分別為64.58%，21.57%，29.28%，1985—2014年這30年間，城市女生視力不良檢出率的總增長(zhǎng)率為158.67%.在2014年的視力狀況調(diào)查中，鄉(xiāng)村女生的平均視力不良檢出率已高達(dá)63.09%，大學(xué)生的視力不良檢出率高達(dá)88.61%.

表2 1985—2014年每10年漢族城鄉(xiāng)女生視力不良檢出率的時(shí)序變化 單位：%

1985—2014年這30年間，城市青少年視力不良檢出率的總增長(zhǎng)率為76.31%，鄉(xiāng)村青少年為168.56%，鄉(xiāng)村稍大于城市；1985—2014年這30年間，男生視力不良檢出率的總增長(zhǎng)率為128.94%，女生為115.93%，男生稍大于女生.

以近視為主的青少年視力不良問(wèn)題已成為新型的體質(zhì)健康問(wèn)題.縱向來(lái)看，我國(guó)青少年視力問(wèn)題呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：1)視力不良和近視發(fā)病早期化和低齡化，越來(lái)越多的小學(xué)生，尤其是城市7歲小學(xué)生的近視率已達(dá)到36%以上;2)有較大比例的青少年視力不良患者在青春期發(fā)展速度快、度數(shù)增加快;3)數(shù)據(jù)顯示，11～13歲青少年的視力不良檢出率相差10%以上，與相關(guān)研究結(jié)果一致.相關(guān)研究[8]指出,12～13歲是青少年視力下降幅度最大的階段，也是身體素質(zhì)增長(zhǎng)最快的階段；視力不良的城鄉(xiāng)差異正逐步縮減；近30年青少年視力問(wèn)題的患病率不斷增加，部分地區(qū)大學(xué)生的患病率已接近100%.有研究[9-12]指出，視力不良患病概率的不斷增加與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展存在較大的關(guān)聯(lián)性，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在一定程度上改變了青少年的環(huán)境及行為方式.例如，教育壓力增大、視近工作時(shí)間增長(zhǎng)、電子產(chǎn)品的使用率和使用時(shí)間增加、戶外活動(dòng)減少、飲食習(xí)慣的改變等都可能在一定程度上對(duì)青少年的視力產(chǎn)生一定的影響.

2.2 我國(guó)青少年視力變化的空間特征

根據(jù)Tobler的地理學(xué)第一定律，即地理分析基本定律：“地理事物之間都存在著相應(yīng)的關(guān)系，其中相距較近的事物比相距較遠(yuǎn)的關(guān)系更密切”[13].本研究首先運(yùn)用ArcGIS分析我國(guó)30個(gè)省級(jí)行政區(qū)(臺(tái)灣地區(qū)、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)及西藏自治區(qū)除外.臺(tái)灣地區(qū)、香港特別行政區(qū)和澳門特別行政區(qū)未納入調(diào)研范圍，西藏自治區(qū)只調(diào)研藏族學(xué)生，因此均被剔除)18歲青少年的視力健康狀況(18歲是青少年生長(zhǎng)發(fā)育的一個(gè)生理節(jié)點(diǎn)，很多學(xué)者習(xí)慣將18 歲學(xué)生身高、生長(zhǎng)水平作為我國(guó)青少年生長(zhǎng)發(fā)育研究的切入點(diǎn)[14-15])，隨后采用空間自相關(guān)分析我國(guó)青少年各項(xiàng)體質(zhì)健康指標(biāo)的空間分布特征.我國(guó)幅員遼闊，各區(qū)域之間的差異較大，且區(qū)域差異是中國(guó)青少年體質(zhì)健康的一個(gè)重要現(xiàn)狀，值得深入探討.

2.2.1 我國(guó)青少年視力不良檢出率變化的空間趨勢(shì)分析

趨勢(shì)分析能夠利用樣點(diǎn)數(shù)據(jù)生成以某一屬性值為高度的三維透視圖，進(jìn)而可以從不同空間視角分析出走向的數(shù)據(jù)特征.本研究采用趨勢(shì)面分析，擬合得到我國(guó)青少年視力不良檢出率不同走向的趨勢(shì)分析圖和趨勢(shì)變化的插值圖，以把握我國(guó)青少年視力的空間特征和發(fā)展趨勢(shì).趨勢(shì)分析圖的主要特征為：1)根據(jù)統(tǒng)計(jì)得出的全國(guó)青少年視力數(shù)據(jù)，通過(guò)ArcGIS的Geostatiscal Analyst模塊的趨勢(shì)分析，擬合出中國(guó)東—西、南—北2個(gè)方向上的各視力狀況指標(biāo)的趨勢(shì)圖，以位置為旋轉(zhuǎn)參考，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°得到西南—東北、西北—東南2個(gè)方向上的趨勢(shì)圖，見(jiàn)圖2；2)趨勢(shì)分析是根據(jù)空間抽樣數(shù)擬合出一個(gè)數(shù)學(xué)曲面，用該數(shù)學(xué)曲面的走勢(shì)表示指標(biāo)空間的分布情況；3)Y軸所指方向?yàn)楸保琗軸所指方向?yàn)闁|，曲線1(綠色曲線)從左至右表示由西向東，曲線 2(藍(lán)色曲線)從左至右表示從南向北；4)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，曲線3(綠色曲線)從左到右表示由西北到東南，曲線 4(藍(lán)色曲線)從左到右表示由東北向西南.

圖2 1985—2014年每10年青少年視力不良檢出率的空間趨勢(shì)分析圖

圖 2顯示了我國(guó)1985—2014年每10年的青少年近視不良檢出率平均值的空間趨勢(shì)走向，從圖中不難看出，1985—2014年，每10年我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間趨勢(shì)存在一定的空間一致性.我國(guó)青少年近視不良檢出率的空間趨勢(shì)走向整體呈現(xiàn)如下：從南向北呈現(xiàn)出先升高再降低的倒U型逐漸升高趨勢(shì)；從西向東呈逐漸升高的趨勢(shì)；從西北向東南呈先升高再降低的倒U型趨勢(shì)，但曲線整體變化幅度較??；從東北向西南呈現(xiàn)出先上升后下降的倒U型趨勢(shì).

在對(duì)我國(guó)青少年視力不良檢出率空間趨勢(shì)分析的基礎(chǔ)上，利用ArcGIS的Geostatiscal Analyst模塊中的趨勢(shì)面插值算法，分析我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間變化趨勢(shì)，顏色由藍(lán)色變?yōu)辄S色再變?yōu)榧t色，顯示了我國(guó)青少年視力不良檢出率從低到高的變化趨勢(shì)，具體見(jiàn)圖3.

注：基于自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站審圖號(hào)為GS(2019)1833號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無(wú)修改

圖3顯示，1985年我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間變化呈現(xiàn)出西南地區(qū)低、東部沿海地區(qū)高的現(xiàn)象；1995年我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間變化特征呈現(xiàn)出中部及東部地區(qū)普遍較高的現(xiàn)象；2005年我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間變化呈現(xiàn)出東西兩邊高、中間低的現(xiàn)象；2014年我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間變化呈現(xiàn)出東部高、其他地區(qū)低的現(xiàn)象.

2.2.2 我國(guó)青少年視力不良檢出率變化的全局空間自相關(guān)分析

全局Moran′sI指數(shù)是空間自相關(guān)分析中最常見(jiàn)的指標(biāo)之一，用于描述區(qū)域的整體空間特征，當(dāng)Moran′sI指數(shù)大于0時(shí)，呈正相關(guān)關(guān)系；小于0時(shí)，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系.Moran′sI指數(shù)的取值范圍為[-1,1][16],其計(jì)算公式為

(1)

(2)

式(2)中：E[I]=-1/(n-1);V[I]=E[I2]-E[I]2.

運(yùn)用GEODA軟件，通過(guò)空間自相關(guān)分析計(jì)算1985—2014年我國(guó)青少年視力不良檢出率的全局Moran′sI指數(shù)值和局部Moran′sI指數(shù)值，其中全局Moran′sI指數(shù)用于描述指標(biāo)在整體空間中的分布特征，局部Moran′sI指數(shù)用于繪制LISA圖分析各個(gè)省份的具體空間聚集特征.表3顯示，2014年我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間演變的全局Moran′sI指數(shù)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，Z值的絕對(duì)值大于1.96，P<0.05；1985年、1995年和2005年我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間演變的全局Moran′sI指數(shù)均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，Z值的絕對(duì)值均小于1.96，P>0.05.1985—2014年間，我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間聚集現(xiàn)象逐漸明顯，空間結(jié)構(gòu)性逐漸增強(qiáng)，說(shuō)明我國(guó)青少年視力不良的發(fā)生存在一定的地緣關(guān)系，一定區(qū)域內(nèi)的青少年視力不良發(fā)生特征具有較高的相似性.這一特征的出現(xiàn)為我國(guó)青少年近視防控的區(qū)域治理或跨區(qū)域聯(lián)合治理提供了一定的便利性.

表3 1985—2014年每10年我國(guó)青少年視力不良檢出率演變的全局Moran′s I指數(shù)一覽表

2.2.3 我國(guó)青少年視力不良檢出率變化的局部空間自相關(guān)分析

在研究中分析局部空間聚集及局部對(duì)全局的貢獻(xiàn)時(shí)，常采用局部自相關(guān)的相關(guān)指標(biāo)，例如：局部Moran′sI指數(shù)、LISA圖等.LISA圖是基于局部Moran′sI指數(shù)繪制的空間局部自相關(guān)地圖，是在局部Moran′sI指數(shù)的基礎(chǔ)上，揭示各個(gè)區(qū)域單位(各個(gè)省市)空間自相關(guān)的程度及顯著性水平，定量地得知每個(gè)空間單元的具體關(guān)聯(lián)程度，包括不顯著(0，灰色)、高-高聚集顯著(1，紅色)、低-低聚集顯著(3，藍(lán)色)、低-高聚集顯著(2，淺綠色)、高-低聚集顯著(4，橙色)5種類型，并以不同顯色對(duì)顯著單位在地圖上進(jìn)行標(biāo)示.LISA圖中高-高聚集顯著(1，紅色)和低-低聚集顯著(3，藍(lán)色)代表正相關(guān)，低-高聚集顯著(2，淺綠色)和高-低聚集顯著(4，橙色)表示負(fù)相關(guān).

圖 4顯示，2014年，我國(guó)青少年視力不良檢出率局部空間分布的LISA圖中各省域青少年視力不良檢出率主要呈現(xiàn)高-高、低-低、低-高及高-低聚集4種聚集狀態(tài)具存，較為分散的空間特征.由于1985年、1995年和2005年的全局Moran′sI指數(shù)的Z值小于1.96，且P>0.05，因此，無(wú)法進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析.2014年“高-高”集聚省份由我國(guó)東部地區(qū)轉(zhuǎn)移到東北部沿海地區(qū)的北京市、山東省、江蘇省、上海市、浙江省、天津市、河北省、山西??；被“高-高”集聚包圍的是河南省、江西省，形成了“低-高”集聚省份；“低-低”集聚包括廣西壯族自治區(qū)、廣東省、海南??；被“低-低”集聚包圍的是云南省，形成了“高-低”集聚省份，且2014年的Z值明顯高于1985年、1995年和2005年，地緣親疏關(guān)系的凸顯性上升.通過(guò)局部空間自相關(guān)分析，得出我國(guó)青少年視力不良檢出率的空間特征向“東部高、南部低”的聚集特征轉(zhuǎn)變.有研究指出，視力不良患病概率的不斷增加與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展存在較大的關(guān)聯(lián)性，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在一定程度上改變了青少年的環(huán)境及行為方式.例如，教育壓力增大、視近工作時(shí)間增長(zhǎng)、電子產(chǎn)品的使用率和使用時(shí)間增加、戶外活動(dòng)減少、飲食習(xí)慣等改變可能在一定程度上對(duì)青少年的視力產(chǎn)生了一定影響[9].從2014年我國(guó)18歲青少年視力不良檢出率的空間聚集特征中不難看出，北京市、山東省、江蘇省、上海市、浙江省、天津市、河北省、山西省形成了一個(gè)高視力不良檢出率的高空間聚集狀態(tài)，江蘇省、浙江省、山東省、上海市、北京市、天津市都是我國(guó)排在前列的教育大省，教育壓力過(guò)大可能是導(dǎo)致青少年視力不良發(fā)生的因素之一.有研究[9]指出，高教育水平地區(qū)的學(xué)生重度視力不良的檢出率是低教育水平學(xué)生的2倍以上.在教育壓力下，高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的用眼行為勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致青少年視力的下降和視力不良檢出率的增加.針對(duì)這一空間聚集特征，我國(guó)青少年綜合近視防控工作在中央政府與各省簽訂近視防控工作責(zé)任任務(wù)書(shū)這一省域治理的基礎(chǔ)上，還可針對(duì)青少年視力不良檢出率增長(zhǎng)過(guò)快、檢出率較高的省份采用跨區(qū)域治理[17]、多區(qū)域協(xié)同治理[18]的方法，就青少年視力不良高發(fā)的問(wèn)題，加強(qiáng)中央政府對(duì)該片區(qū)地方政府的激勵(lì)-約束程度，使地方政府由政治性執(zhí)行向自發(fā)性試驗(yàn)，然后到自發(fā)性執(zhí)行的狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)青少年近視防控的跨區(qū)域治理，實(shí)現(xiàn)對(duì)青少年近視的有效防控.

注：基于自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站審圖號(hào)為GS(2019)1833號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無(wú)修改

3 結(jié) 論

1)我國(guó)青少年視力不良的檢出率逐漸升高，1985—2014年，環(huán)比增長(zhǎng)速度呈現(xiàn)出農(nóng)村大于城市、男生大于女生的現(xiàn)象.

2)1985—2014年的30年中，我國(guó)青少年視力的空間趨勢(shì)走向特征為西向東逐漸升高的趨勢(shì)，其區(qū)域差異較??；從南向北、從西北向東南、從東北向西南，均呈現(xiàn)出先上升后下降的倒U型趨勢(shì).

3)全局空間相關(guān)分析和局部空間自相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，我國(guó)青少年視力的地緣親疏關(guān)系逐漸增強(qiáng)，呈現(xiàn)出“東高南低”的聚集特征.