旅游環境舒適度評價及其時空分異
——以杭州西湖為例

王國新, 錢莉莉, 陳 韜, 楊曉娜, 許振曉, 祝煒平,4,*

1 浙江工商大學, 杭州 310018 2 南京大學, 南京 210000 3 杭州師范大學, 杭州 310018 4 浙江省城市濕地與區域變化研究重點實驗室, 杭州 310018

旅游環境舒適度評價及其時空分異
——以杭州西湖為例

王國新1, 錢莉莉2, 陳 韜1, 楊曉娜1, 許振曉3, 祝煒平3,4,*

1 浙江工商大學, 杭州 310018 2 南京大學, 南京 210000 3 杭州師范大學, 杭州 310018 4 浙江省城市濕地與區域變化研究重點實驗室, 杭州 310018

旅游環境舒適度是影響旅游者出行決策和消費行為的重要因素，進一步影響到目的地適游期長短和旅游設施利用率。影響旅游舒適度的因素主要包括氣候與環境兩方面。以杭州西湖景區為研究對象，嘗試將影響舒適度的空氣質量、噪音等環境因素與氣候因素共同納入評價體系，選取溫度、相對濕度、二氧化碳、一氧化碳、噪音5項指標和6個代表性檢測點，進行為期1a定時定點檢測，在排除二氧化碳與一氧化碳影響的基礎上，構建了旅游環境舒適度評價模型，研究景區尺度存在的旅游環境舒適度時空分異特征。研究發現：不舒適時段主要集中在1月上旬到2月下旬，舒適和較舒適時段主要集中于2月下旬到7月中旬、8月下旬到11月下旬；山區與湖區各項環境指標要優于近城區、游客集聚區及交通繁忙區，平均舒適度山區(1.30)>湖心區(1.66)>城區(1.82)>近城區(2.02)>游人集聚區(2.47)>交通繁忙區(2.48)。6個觀測點在不同時段表現的舒適度差異也不同，差異最大的時段出現在4月中旬到5月中旬，差異最小時段出現在1月上旬到2月下旬。溫濕度與噪音存在反向協同作用，引起環境舒適度變化。溫濕度舒適時段往往旅游活動頻繁，導致噪音升高降低了旅游環境舒適度。溫濕度不舒適期旅游活動減少使得聲環境相對舒適。

旅游環境舒適度; 時空分異; 溫度; 濕度; 噪音; 西湖

舒適度是人體通過感官感知與之接觸的環境所作出的評價。影響旅游舒適度的因素主要包括氣候與環境兩方面。隨著旅游活動的增強，人類活動導致的環境污染，如空氣質量和噪音，已成為影響景區旅游環境舒適度的重要因素。將旅游景區氣候和環境污染共同作用于人體感官而形成的感知評價稱為旅游環境舒適度(TEC)。TEC影響旅游者目的地選擇和消費行為，進而影響目的地適游期長短和旅游設施的利用，成為旅游業發展的先決條件[1- 2]。國內學者對旅游舒適度研究主要集中在氣候方面，空間上以國家[3]、省域[4- 9]、城市[10- 18]等大尺度居多，以景區為對象的小尺度研究較少，僅有絲綢之路[19]、黃山[20]、張家界[21]、香格里拉[22]等大旅游區域的研究。舒適度的評價一般采用定性與定量相結合的評價方法，多采用德爾菲法、層次分析法(Analytic Hierarchy Process， AHP)、模糊數學方法(Fuzzy Mathematics Method)[23]，時間上以年、季、月為尺度，研究內容包括旅游氣候舒適度評價模型、旅游氣候舒適度時空分布特征[5- 6]、旅游氣候舒適度與旅游流相關性[13,15- 16]等。舒適的旅游環境不僅受氣候因素影響，還受空氣質量、聲環境等要素的綜合影響。但國內涉及旅游區氣候因子和環境因子綜合量化研究成果十分鮮見。僅有學者對旅游區的個別環境質量因子展開研究。例如，王業青，張光生等研究了無錫市蠡湖公園旅游聲環境與游客數量的相關關系[24]。張雪華，王倜通過檢測和計算的方法，探討了旅游交通噪音對旅游生態環境和舒適性的影響，認為低聲屏障可有效地控制交通噪聲，改善旅游聲環境舒適性[25]。

旅游景區內部自然資源條件的差異、旅游活動空間分布不均衡、氣候因素的季節性差異，以及人類活動與自然環境相互作用，導致了旅游環境舒適度的時空差異?；谖⒂^尺度的旅游環境舒適度評價，對景區適游期和適游區評估，旅游者行為預判，以及景區的保護與經營管理，有重要的借鑒意義。本文以杭州西湖景區為研究對象，通過對溫度、濕度、CO2、CO、噪聲等五項指標進行為期一年定時、定點實測，篩選舒適度影響因子，建立評價模型，分析景區環境舒適度的時空分異特征。

1 研究區概況

西湖景區位于杭州城區西部，總面積約59.04 km2。景區以西湖為中心，三面環山一面城，可分為湖濱、湖心、北山、南山和錢塘五區。其中，湖區面積6.38 km2，平均水深2.27 m，全湖各控點水質均達到Ⅳ類。山區面積40 km2，森林覆蓋率達64.65%。西湖景區以其秀麗的湖光山色、眾多的名勝古跡和悠久的歷史文化而聞名于中外，為世界級文化景觀遺產、國家級重點風景名勝區、國家AAAAA級旅游景區。景區大部分區域免費向市民和游客開放，2010 年接待人數為2984.12 萬人次，門票收入28978.01 萬元。近年來，旅游旺季由于游客過多造成的景區交通擁擠、環境污染和景區承載力不足問題，已成為景區管理面臨的重大難題。

2 研究方法

2.1 指標選取

旅游過程中，大氣環境與聲環境是游客最基本的感知因素。大氣環境主要通過氣象與空氣質量兩方面影響人體感知，聲環境主要通過噪音對人體產生影響。基于此，本研究選取溫度、相對濕度、CO2濃度、CO濃度、噪音等五大因子作為西湖景區旅游環境舒適度評價的指標(表1)。

表1 西湖景區旅游環境舒適度影響因子Table 1 Impact factors of Tourism environmental comfort in Westlake Scenic Area

2.2 檢測點確定

實驗地點為湖濱六公園、楊公堤南山路口、蘇堤花港觀魚碼頭、蘇堤三橋段中心、棋盤山游步道五個景區樣點和武林廣場一個城市參照點。6個檢測點環境特征可以歸類為近城區、交通繁忙區、游人集聚區、湖心區、山林區和城區(圖1)。

圖1 西湖景區旅游環境舒適度檢測點分布Fig.1 Location of Tourism Environmental Comfort (TEC) monitoring spots at Westlake

2.3 實驗與數據獲取

實驗為期1a，從2010年11月至2011年10月,每月選擇2d，一般為每月中旬和月末的周日，特殊時期如黃金周、小長假則改為假日中間和假日結束后第2天。監測日的時間安排在12：00至14:00，這是西湖景區一天中溫度最高，且游人較多的時段。檢測溫度(℃)、濕度(%)、CO2(10-6)、CO(10-6)所用的實驗儀器為空氣質量分析儀KANO MAXIAQ MONITOR- MODEL2211。測量時保持儀器距地面1.5 m。從12：00至14:00，每間隔20 min讀數1次，共得到6個數據，對每個檢測點的6次測量值取算術平均后得到該監測點的當日測量值。檢測噪音用的儀器是CEM DT- 8850 數字噪音計。測量方法參照中華人民共和國國家標準《城市區域環境噪聲測量方法》(GB/T 14623—93)。測量時間為13:00至14:00；每個測點測量6次，每次測得10 分鐘的連續等效A 聲級均值，然后對6次測量值取算術平均得到該監測點的噪音值。為確保數據的可比性，6個檢測點同時按同樣的方法、持同樣的儀器進行測量。由于實驗儀器對氣體濃度的計量單位(PPM)，與國家標準的濃度單位(mg/m3)不一致，為方便對照國標，對檢測的CO2和CO數據進行換算，如公式1。

mg/m3=M/22.4×PPM×[273/(273+T)]×Ba/101325)

(1)

式中,M為為氣體分子量；PPM為測定的體積濃度值(0.001‰=10-6)；T為溫度；Ba為壓力。

3 計算與分析

3.1 環境舒適度影響因子分析

3.1.1 氣溫

6個檢測點的年檢測氣溫平均值排序為，交通繁忙區>近城區>游人集聚區>城區>山區>湖區。西湖景區年檢測平均氣溫為21.225 ℃，城區為21.220 ℃，兩者無顯著差異。西湖景區內五個監測點，溫度最高點是“交通繁忙區”，比溫度最低點“湖心區”高出3.4 ℃。如圖2所示，西湖景區夏季多高溫，7月底至8月各檢測點的溫度都達到30 ℃，局部甚至達到35 ℃以上的高溫，遠超過人體舒適溫度25 ℃的上限，感覺很不舒適；冬季最冷月1月各檢測點的均溫保持在5 ℃左右，遠低于人體舒適溫度18 ℃的下限，感覺寒冷，也很不舒服；春秋兩季西湖景區氣溫適宜，適合開展戶外游覽活動。

圖2 各檢測區氣溫變化趨勢Fig.2 Trend of temperature change at selected areas

3.1.2 濕度

6個檢測點的年相對濕度平均值排序為，湖心區>游人聚集區>近城區>城區>山區>交通繁忙區。西湖景區年平均短時相對濕度59.09%，略高于杭州城區相對濕度58.47%。景區5個檢測點年平均相對濕度最高湖心區比相對濕度最低交通密集區高出13.05%。相對濕度與景區中的水景分布密切相關，因湖心區、游人集聚區被湖水包圍，近城區靠近湖區而三者相對濕度均較大。山林具有涵養水源，增加空氣濕度的功能，因此山區相對濕度高于交通繁忙區。西湖景區一年中相對濕度的以3、4月份最低，5—11月較高。其中5月底6月初受梅雨季節的影響，相對濕度較高，達到了50%—80%。西湖景區秋冬季即11—2月相對濕度維持在40%—70%之間，較適宜開展戶外活動。5—6月杭州經歷梅雨季，西湖景區濕度較大，人體感覺悶熱潮濕，并不適宜長時間的戶外活動(圖3)。

圖3 各監測區濕度變化趨勢Fig.3 Trend of humidity change at selected areas

3.1.3 二氧化碳

如圖4所示,6個檢測點全年檢測CO2濃度在300×10-6—600×10-6，未超過1000×10-6，不會引起人體生理不適。西湖景區CO2濃度年趨勢平穩，未出現顯著的季節性波動。CO2檢測年平均濃度，交通繁忙區>游人集聚區>城區>近城區>湖心區>山區。CO2濃度最高的“交通繁忙區”比最低的“山區”平均高出76×10-6。西湖景區年平均短時CO2濃度為463.03×10-6，市區為464.16×10-6，兩者無顯著差別。旅游交通與旅游活動產生二氧化碳使得交通繁忙區和游人集聚區CO2濃度較高，湖區與山區得益于水體與綠色植物對碳的吸收轉化，降低了CO2濃度。

圖4 各檢測區CO2濃度變化趨勢Fig.4 Trend of CO2 density change at selected areas

圖5 各檢測區CO變化趨勢Fig.5 Trend of CO density chang at selected areas

3.1.4 一氧化碳

如圖5所示,西湖景區及杭州城區年短時CO含量保持在0—4.5 mg/m3以內，并未超過每小時平均濃度4—10 mg/m3的國家一級標準，不會引起人體不適。西湖景區年短時平均CO濃度1.87 mg/m3，低于城區2.1 mg/m3。景區CO年變化趨勢明顯，5、6、7、9、10月較高，8月中旬達到最低，這與旅游活動強度有一定關系，春、秋兩季為傳統旅游旺季，旅游活動較為頻繁。6個檢測點年均CO濃度排序為，交通繁忙區>城區>花港碼頭>近城區>湖心區>山區。西湖景區內一氧化碳主要來自汽車尾氣排放，可見交通繁忙區域的CO濃度最高，而湖心、山區等自然生態好，旅游活動相對較少的區域CO含量較低。

3.1.5 噪音

6個檢測點噪聲在20 db—80 db之間，各檢測區聲環境差異較大。年檢測平均短時噪聲排序為，交通繁忙區>游人集聚區>近城區>城區>湖心區>山區。檢測短時最高噪聲出現在交通繁忙區南山路楊公堤路口，為95.8 db；最低噪聲出現在山區棋盤山，為18.2 db。西湖景區年平均短時噪音55.96 db略高于城區的54.3 db。交通繁忙區和游人聚集區檢測年平均短時噪聲超過國家標準可控的5 db以上，人體會感覺焦慮、難受，已影響到旅游體驗。平均噪聲量低于55 db的區位為湖心區和山區，符合舒適度標準(圖6)。

圖6 各監測點噪聲變化趨勢Fig.6 Trend of noise volume change at selected spots

3.2 西湖景區旅游環境舒適度評價

代表空氣質量的CO2、CO濃度指標符合國家標準，對人體無不良影響，故將其排除。溫度、濕度、噪音是影響西湖旅游環境舒適度的主要因子。溫度與濕度對舒適度的影響可用溫濕指數(公式2)表征，兩者的組合反映人體與周圍環境的熱量交換，是人類氣候感受的第一指標[12]:

THI=t-0.55(1-f)(t-14.4)

(2)

式中，t為攝氏溫度，f為相對濕度，THI表示溫濕指數

溫濕指數值17—25表示舒適，15—17、25—27表示較舒適，小于17或大于25表示不舒適[29]。取舒適狀態下17和25之間的平均值21為最舒適點。噪音影響人體對聲環境的舒適性感知，研究表明噪音20—50 db為舒適，0—20 db、50—70 db為較舒適，大于70 db為不舒適[29]。取舒適狀態下20—50 db之間的平均值35 db為最舒適點。氣候因素與聲環境因素對人體產生綜合效應，進而影響人們對旅游環境舒適度的綜合評價。

為更好的研究兩者對旅游環境舒適度的影響以及確定合理的舒適度等級，本文采用“距離法”。二維空間以噪聲為橫軸，溫濕指數為縱軸，以確定的最佳噪音、溫濕度點為圓心，其他已知各點與最佳點的距離代表舒適度。

首先將溫濕指數、噪音值進行標準化(公式3)與規范化(公式4)處理，以解決不同類型數據可比性:

(3)

(4)

其次，采用熵值法，確定噪聲與溫濕度對旅游舒適度的影響權重，根據公式5得到兩者的權重分別為0.28和0.72:

(5)

再者，根據已經確定標準化、規范化處理后噪聲與溫濕度最佳點(4.757,7.292)為圓心，以固定權重下各檢測點到最佳噪音和溫濕點的距離表示旅游環境舒適度：

(6)

式中，LAeq表示噪音，THI表示溫濕指數。

最后將標準化、規范化噪音、溫濕度的舒適等級的臨界值，帶入公式6得到旅游環境舒適度等級范圍，見表2。

表2 旅游環境舒適度指數等級劃分Table 2 Range of tourism environmental comfort (TEC) index

將實驗數據代入公式6，用Matlab繪制得到西湖景區各檢測點的旅游環境舒適度指數值及舒適度等級如圖7和圖8。

圖7 西湖景區旅游環境舒適度空間分異Fig.7 Spatial distribution of TEC index at West Lake Scenic Area

圖8 西湖景區旅游環境舒適度時空分異Fig.8 Spatial-temporal distribution of TEC index at West Lake Scenic Area

空間上，對6個檢測點各24次檢測數據的舒適度評價結果多數集中在較舒適和不舒適區域內。山區出現舒適12次，較舒適9次，不舒適3次；湖區出現舒適5次，較舒適16次，不舒適3次；城區出現舒適5次，較舒適15次，不舒適4次；近城區出現較舒適18次，不舒適6次；游人集聚區出現較舒適12次，不舒適12次；交通繁忙區出現舒適12次，不舒適12次。平均舒適度排序為：山區(1.30)>湖心區(1.66)>城區(1.82)>近城區(2.02)>游人集聚區(2.47)>交通繁忙區(2.48)。舒適度空間分布呈現山區最優，湖區次之，游人集聚區較差，交通繁忙區最差的格局?？梢?，自然環境對提高局部舒適度有一定影響，游客活動頻繁以及旅游交通繁忙是導致景區局部區域環境舒適度下降的主要原因。時間角度，西湖景區旅游環境不舒適時段主要集中在1月上旬到2月下旬，舒適和較舒適時段主要集中于2月下旬到7月中旬、8月下旬到11月下旬，可見春秋兩季旅游環境舒適度相對較高，適合出行旅游，夏季炎熱、冬季較為寒冷，舒適度相對較低。時空角度，六個觀測點差異最大出現在4月中旬到5月中旬，表現為山區與湖區舒適、近城區與城區較舒適、游人集中區與交通繁忙區不舒適，環境舒適度平均極差為2.16，而該時段六個區域平均溫濕指數21.8，屬于舒適，極差為1.3顯示相對差異較?。黄骄胍?0.4 db為不舒適，極差為23.2 db顯示相對差異較大。4、5月份氣候溫濕度舒適導致集中出游小高峰而引起游客與交通噪音升高，進而降低西湖景區整體旅游環境舒適度，可見噪音與溫濕度存在一定的反向協同作用，引起環境舒適度的空間分異。差異最小時段出現在1月上旬到2月下旬，六個觀測點的環境舒適均處于不舒適狀態，其中平均噪聲61.9 db為較舒適、極差11.3 db，平均溫濕指數9.5為不舒適，極差2.1。1、2月份氣候溫濕度為不舒適導致游客量相對減少，而使得環境噪音較低聲環境較為舒適。

4 結論與討論

西湖景區旅游環境存在一定的空間差異，相對來說山區與湖區各項環境指標要優于近城區、城區、游客集聚區及交通繁忙區。各檢測點各項數據的年均指標排序如下：

(1)短時氣溫 交通繁忙區>近城區>游人集聚區>城區>山區>湖區；

(2)相對濕度 湖心區>游人聚集區>近城區>城區>山區>交通繁忙區；

(3)二氧化碳濃度 交通繁忙區>游人集聚區>城區>近城區>湖心區>山區；

(4)一氧化碳濃度 交通繁忙區>城區>游人集聚區>近城區>湖心區>山區；

(5)噪音 交通繁忙區>游人集聚區>近城區>城區>湖心區>山區。

用以表征空氣質量的二氧化碳與一氧化碳濃度兩項指標均符合國家相關標準，故將其排除，剩下溫度、濕度、噪音三項納入評價模型，借鑒溫濕指數模型[12]，采用熵值法確定溫濕度與噪音的影響權重，構建西湖景區旅游環境度評價模型，劃定舒適度等級。研究顯示：

(1)時間角度 不舒適時段主要集中在1月上旬到2月下旬，舒適和較舒適時段主要集中于2月下旬到7月中旬、8月下旬到11月下旬，可見春秋兩季旅游環境舒適度相對較高，適合出行旅游，夏季炎熱、冬季較為寒冷，舒適度相對較低。

(2)空間角度 旅游環境舒適度排序為：山區>湖心區>近城區>游人集聚區>交通繁忙區。大氣候環境相似的情況下，山林、水體等自然資源對局部環境舒適度有一定的改善作用，旅游活動與交通是導致景區局部區域環境舒適度下降的主要原因。

(3)時空角度 旅游環境舒適度差異最大時段為4月中旬到5月中旬，山區與湖區舒適、近城區與城區較舒適、游人集中區與交通繁忙區不舒適。最小時段出現在1月上旬到2月下旬，6個檢測區均處于不舒適狀態。

(4)溫濕度與噪音存在一定的反向協同作用，引起環境舒適度變化。由于溫濕度舒適期一般為傳統旅游旺季，局部旅游活動頻繁導致噪音升高，從而降低了整體旅游環境舒適度；溫濕度不舒適期一般為傳統旅游淡季，旅游活動減少反而使得聲環境相對舒適。

本研究對西湖景區旅游環境舒適度評價，是以旅游者直接接觸的大氣環境與聲環境為主要考量因素。在排除一氧化碳、二氧化碳等空氣質量影響的基礎上，以溫度、相對濕度和噪音三項因子構建環境舒適度評價模型，彌補了現有旅游氣候舒適度評價的不足。然而影響旅游舒適度感知的因素不局限于上述三項，風、太陽輻射等短時氣象因素，影響空氣的質量固體顆粒物，自然景區中存在的負氧離子、植物精氣、季節性花粉顆粒物等都會對舒適度產生一定影響。從人體感官聽覺、嗅覺、觸覺等維度建立全面的評價體系是本研究欠缺的，也是下一步有待深入研究的方向。

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Evaluation of tourism environmental comfort and its spatial-temporal differentiation: a case study of West Lake in Hangzhou, China

WANG Guoxin1, QIAN Lili2, CHEN Tao1, YANG Xiaona1, XU Zhenxiao3, ZHU Weiping3,4,*

1ZhejiangGongshangUniversity,Hangzhou310018,China2NanjingUniversity,Nanjing210000,China3HangzhouNormalUniversity,Hangzhou310018,China4ZhejiangProvincialKeyLaboratoryofUrbanWetlandsandRegionalChange，Hangzhou310018,China

Tourism environmental comfort (TEC) is a key factor for tourists to make travel decisions and choose trip patterns at the destination, which further affects the time span as well as the utility rate. Climate and environment are two major elements that affect TEC at an attraction area. While much research has been done on climatic comfort, little is found on the impacts of environmental factors. With increasing environmental pressure such as noise and air quality caused by over-crowding and heavy traffic, environmental factors have been found to have great effects on TEC at attraction areas in China. Being different from other studies, this paper tries to merge two environmental factors of air quality and noise into the evaluation system of TEC and focuses on the impacts of spatial and temporal variety on micro-TEC at a natural scenic area. In this study, the West Lake National Scenic Area in Hangzhou was selected as the study site, and five environmental parameters including temperature, humidity, CO2, CO and noise, were monitored and recorded at 6 typical spots (mountain area, lake area, downtown, suburb, tourist-concentrated area and traffic-busy area) at a proximate interval of half a month from November 2010 to October 2011. Two days were chosen for the monitoring each month, usually a week day in the second week of a month and a weekend day in the last week of the month. Daily time for monitoring was from 12:00 to 14:00 each day, which was the busy time for tourist visitation. All the data collected at the six spots were calculated with a newly developed model, and spatial and temporal variation were analyzed. As a result we found: (1) Five indicators monitoring in mountain and lake area are better than downtown, suburb, tourist-concentrated area and traffic-busy area. (2) Recorded data of either CO or CO2density in the air was far from the uncomfortable benchmarks for all the six spots. So these two factors were not significant and omitted for consideration of TEC valuation. (3) Using the data of temperature, humidity and noise, a TEC evaluation model was developed and different degrees of TEC were classified for the study area; (4) The results suggested that there appears significant spatial and temporal variation of TEC in the study area. Mountain and lake areas enjoyed much better TEC than suburb, tourist-concentrated and traffic-busy areas, with their TEC indexes increasing from mountain (1.30), to lake area (1.66), downtown (1.82), suburb (2.02), tourist-concentrated area (2.47), and traffic-busy area (2.48). It seems that natural environments such as forest and water can provide better TEC at micro-scale. (5) TEC values at the six spots varied with time and places, with the maximum differences from mid-April to mid-May and the minimum from early January to late February. (6) Temporally, the period from early January to late February falls within the TEC range of uncomfortableness while the comfortable and fairly comfortable periods fall within both ranges from late February to mid-July and from late August to late November. (7) It is found that there could be a synergistic effect of humiture and noise. When humiture is within a comfort zone, frequent tourism activities cause noise increased and TEC decreased. When humiture is less comfortable, reduced tourism activities makes acoustic environment more comfortable.

tourism environmental comfort; spatial-temporal variation; temperature; humidity; noise; West Lake

浙江省自然科學基金項目(LY12D01004); 浙江省自然科學基金項目(LQ12D01005); 杭州師范大學遙感與地球科學研究院開放基金項目(PDKF2012YG12)

2013- 06- 02;

日期:2014- 05- 08

10.5846/stxb201306021275

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhwp66@163.com

王國新, 錢莉莉, 陳韜, 楊曉娜, 許振曉, 祝煒平.旅游環境舒適度評價及其時空分異——以杭州西湖為例.生態學報,2015,35(7):2206- 2216.

Wang G X, Qian L L, Chen T, Yang X N, Xu Z X, Zhu W P.Evaluation of tourism environmental comfort and its spatial-temporal differentiation: a case study of West Lake in Hangzhou, China.Acta Ecologica Sinica,2015,35(7):2206- 2216.