教育作为社会发展和人类进步的重要资源,是实现一切可持续发展目标关键,既受自然环境的影响,又是社会环境不可或缺的组成部分。当前,公平而有质量的教育是联合国提出的教育发展目标,也是中国当前教育发展战略的核心内容,而良好的教育生态则是实现这一目标的关键基础。K12教育作为教育生态系统的奠基工程,担负着扩大教育普及,增进社会公平,培育未来人才,提高人民文化素质和国家文化实力等重要使命,被认为是“阻断贫困代际传递”的最有效途径,历来受到社会各界的广泛关注。然而,现有研究对国家和大区域等宏观尺度关注较多,对政策实施尺度上的系统分析和定量评价较少,缺乏对区域教育生态的特征及其演变规律的系统理解,难以为区域教育系统工程实施提供有力的科学支持。因此,在中国现行“省级统筹,以县为主”的基础教育管理体制下,在省域尺度上开展K12教育生态的时空演变研究,并面向教育系统工程设计有效的优化途径具有重要的实践和理论意义。甘肃省地理环境独特,教育文化历史悠久,又是“教育脱贫国家级示范区”,所以对甘肃K12教育生态的研究,不但可以为区域教育实现公平而有质量的发展提供实践依据,而且可以为教育生态分析提供区域实证和方法论参考。本文基于教育生态理论,以甘肃省为研究区,应用统计分析、模型分析和POI大数据分析等方法,从如下方面展开研究:1)分五个阶段系统梳理了甘肃省K12教育生态系统演变的基本特征和规律;2)基于生态位理论,以政策指标和教育审核要求为基本目标,构建了包含教育规模、资源配置和教育均衡等三个维度的教育发展指数模型,分析了2013-2018年甘肃K12教育生态系统在省域、市州和县区层面的演变趋势及影响因素;3)利用K12教育学校POI数据和核密度分析、平均最近邻分析等方法,分析了2016-2021年甘肃省K12教育系统空间格局演变的规律及其驱动因素;4)系统总结了甘肃K12教育发展存在的关键问题,并从教育系统工程视角,结合现有措施,提出了系统的优化策略。结果如下:1)从教育生态演变轨迹来看,甘肃省K12教育生态形成和发展较早,连续性强,为落后省区教育发展提供了良好的文化环境和地域基础;随着国家教育政策和发展目标的不断调整,甘肃省K12教育生态得到了长足的发展,但是自然环境复杂、经济发展落后等不利因素影响始终比较明显。2)从目标达成来看,甘肃省K12教育生态调整较好的实现了政策设定的目标和教育审核要求,但总体发展水平不高。受自然环境影响,K12教育学校小规模化更加典型;资源配置方面存在教育经费、师资质量方面的明显短板;教育不均衡表现为校际不均衡＞城乡不均衡＞县区不均衡＞市州不均衡。3)POI数据挖掘结果表明,随着区域主体功能区划分和相应生态环境工程的实施,K12教育生态的空间布局范围在2016-2021年间呈现空间收缩状态,聚集密度也有所下降。首先是人口总量的减少、人口城镇化和向平原、川区等环境较好地区的迁移,镇区成为K12教育学校布局的重心。其次是部分区域因生态移民和区域生态优化,形成了新的聚集区,如武威市北部和白银市中部等;4)综合分析结果发现,甘肃K12教育生态优化面临的关键问题在于小规模和寄宿制两类学校的高质量发展和系统性空间不均衡。因此,应该从学校系统与教育生态环境方面进行全面系统的优化。从区域教育系统工程实施角度,具体设计为“兜底”基础上的学校系统调适工程、“优质”目标牵引下的师资质量提升与优化工程、“互联网+”支持下的信息技术盘活工程、“家庭+学校+社会”协作下的生态环境完善工程、政策机制优化中的助推工程等五个方面。本文的创新主要体现在四个方面:1)研究视角系统涵盖学前到高中阶段的整个K12教育,保证系统的完整性、连续性及其与教育环境的有机关联;2)指标体系顾及数据可得,突出国家教育审核相关要求,面向目标达成,设计了包含教育规模、资源配置和空间均衡3个维度,5个三级指标的分析评价指标体系,实现了目标、指数、数据的完全耦合,并为教育发展评价提供了成功的标准;3)模型方法综合了现有研究常用的平均数模型和教育发展的乘数效应理论,参照人类发展指数（HDI）构建了教育发展指数模型,建立了教育发展指数与存在的问题之间的对应关系;4)POI大数据及相关分析方法的应用,从空间上揭示了甘肃省K12教育生态演变与城镇和生态系统工程的关系,丰富了教育生态分析的方法论。通过与官方调查结果比较,本文研究结果能够深入、系统地反映甘肃K12教育发展的进展、格局及其变化、面临的困境等。这充分证明基于教育生态理论,面向目标实现设计的指标体系和模型方法、大数据分析应用等,对教育生态分析是可行和有效的。因而,在此基础上设计的系统优化策略具有较强的实践指导价值。