“三江并流”區游憩文化生態系統服務評價研究

郭 洋, 楊飛齡, 王軍軍, 武瑞東,*

1 云南大學國際河流與生態安全研究院, 保護生物地理學研究組， 昆明 650091 2 云南省國際河流與跨境生態安全重點實驗室, 昆明 650091

生態系統為人類社會提供了各種物質與文化資源。人類從生態系統中得到的惠宜就是生態系統服務,主要包括支持、調節、供給和文化服務等四種類型[1]。作為連接自然環境和人類福祉的重要橋梁,生態系統服務評估及其在自然資源管理中的應用已經成為生態學、地理學領域研究的熱點課題[1-2]。2005年,千年生態系統評估將文化生態系統服務定義為“人們通過精神滿足、認知力發展、娛樂及審美獲得的非物質文化收益”[3]；后來,這一概念被進一步擴展,包括：旅游休憩、美學體驗、精神宗教、地方感受、靈感啟發、教育知識、文化遺產等[4]。其中,旅游休憩文化生態系統服務是指以自然或半自然景觀為基礎的生態系統為人們所提供的娛樂休閑文化服務[5]。因其具有較為清晰明確的定義劃分,通常被認為是量化文化生態系統服務最直接的方法[6]。

旅游休憩服務能夠幫助人們在享受自然的過程中緩解壓力,促進身心健康,提升生活品質[7]。此外,對其進行定量評估,從而為區域游憩資源的合理開發與文化生態系統服務的優化調控提供理論支撐,已受到研究人員的廣泛關注。但因文化生態系統服務本身的“無形性”與“主觀性”,對游憩生態系統服務進行空間量化具有很大難度。近年來,游憩生態系統服務評估的相關研究較多,常見的主要研究方法包括價值貨幣化法及物質量評估法[1,8]。價值貨幣化主要包括市場價值法、旅行費用法、意愿調查法等,可以明確地表征服務的具體價值量的大小；但因為有些價值屬性難以被貨幣化,往往導致評估結果遠小于實際價值[9]。物質量評估法指用物理數量來表征生態系統服務的現有或潛在供給量,該方法能夠與生態系統結構和功能聯系起來,在一定程度上反映生態系統服務的形成機理[10]；但物質量評估法存在較強的主觀性,且計算量綱難以確定的問題[11]。

應用地理信息系統(GIS),通過構建空間模型模擬服務量的地理分布,已經成為評估游憩文化生態系統服務的重要手段[9-12]。已有不少研究基于森林、海洋、城市綠地或城市公園等生態系統從自然、社會因素兩方面進行游憩價值制圖[12-14]；還有一部分采用娛樂潛力和娛樂機會框架來表征文化生態系統服務的游憩價值[15-17],最終的評估結果都可對土地管理或功能區劃起到一定的指導作用。

“三江并流”區是我國國家級風景名勝區,具有十分豐富的旅游資源,已成為旅游熱點之一[18]；但對其游憩文化生態系統服務評估的相關研究依舊空白。因此本研究以“三江并流”區為研究區,選取自然環境和社會調查數據構建游憩潛力與游憩機會指標。游憩潛力是指生態系統服務根據區域的自然屬性提供游憩服務的潛在能力,游憩機會是指開發游憩潛力的可能性[14-17]。然后基于這兩部分評估得到研究區現有和潛在的游憩文化生態系統服務量(簡稱游憩服務量),揭示其空間分布格局和游憩資源開發現狀,以期為當地的游憩資源開發、土地利用決策、游憩文化生態系統服務管理提供理論支撐。

1 研究區概況

本研究“三江并流”區位于云南省西北部,北緯25°33′—29°16′和東經98°7′—100°19′之間[19],包括迪慶州、怒江州、大理州和麗江市的16個市縣,總面積約6.8萬km2。研究區內山脈高聳,河谷深切,包含了高黎貢山、怒山等高大山脈,海拔從432m跨至6740m,總體呈現西北高、東南低的地勢特點[20]。區域內具有極為豐富的動植物物種、植被類型、河流湖泊資源以及獨特的民族文化,是全球生物多樣性與民族文化多樣性研究的熱點地區之一,旅游資源極為豐富[18-20]。但在云南省還屬于經濟發展比較落后的地區,且區域內發展不平衡[21],發展狀況由西北向東南逐漸變好。游憩文化生態系統服務的優化開發利用,應成為當地生態經濟發展的主要驅動力；同時,也有助于保護該地區珍貴的生物多樣性與文化多樣性資源,促進其可持續發展。

2 數據來源及研究方法

2.1 數據來源

本研究需基于大量空間分布數據和其他屬性數據,以構建游憩文化生態系統服務評估模型。旅游景點、餐館與賓館的空間分布以點數據表示,通過實地調查、文獻資料查閱和相關網站搜集獲取,并根據一部手機游云南軟件提供的信息補充景點的星級屬性。研究中用到的其他空間分布數據的類型、精度與來源見表1。

表1 空間分布數據列表

2.2 評估指標的選取與分級標準劃分

遵循數據可獲得、可量化、客觀性及典型性的原則,依據“三江并流”區的實際情況,并參照已有研究中的評估方法[13-17,23],本研究選取了6項評估指標：景觀多樣性、自然度、河流湖泊元素、景點等級、可達性和服務設施。除景點等級為矢量數據外,其余所有指標的空間分布圖層均為100 m × 100 m的柵格數據；其中,自然度數據采用Lin等[22]基于24種植被類型生成的5個自然度等級。

2.2.1景觀多樣性

景觀多樣性可以指示一定地域內的景觀類型和景物種類的豐富程度,代表著生態、文化、社會、歷史價值,是衡量一個地區游憩資源的重要指標[24]。本研究采用鄰域分析工具,統計每個柵格單元周圍3×3的窗口內不同植被類型的數量,用所得數值來表征景觀多樣性,并用自然斷點法劃分為5個等級,等級越高表示景觀多樣性越豐富。

2.2.2自然度

自然度表示了因人為干擾導致生態系統偏離原始狀態的程度,反映了一個地區自然化的程度[22]。當自然度越高,表明人為痕跡越少,景觀愈加趨向于自然化,人們更傾向于在自然化程度高的地方進行游憩體驗[17]。本研究采用了Lin等基于植被類型生成的自然度空間分布數據[22],將整個研究區劃分為5個自然度等級。

2.2.3河流湖泊元素

河流湖泊景觀具有較高的審美價值,是游憩文化生態系統服務的熱點地區,因此可以作為評估游憩服務的重要指標[25]。鄰近距離是游憩體驗的關鍵性因素,因此距河流湖泊越近且可見度越高的區域,可以享受到游憩服務的機會越大[26]。本研究首先生成歐氏距離圖層表示每個柵格像元距最近河流的距離,并用自然斷點法劃分為5個等級；然后采用視域分析工具生成每個柵格單元可視范圍內能夠觀賞到的河流湖泊景觀的次數圖層,同樣用自然斷點法分為5個等級；最后將兩個圖層等權重疊加,并再次采用自然斷點法分為5個等級,表示河流湖泊景觀的游憩等級。

2.2.4景點等級

景點是依托自然景觀資源和人文景觀資源而開發建立的,同時由質量從高到低被劃分為5A、4A、3A、2A及A級景點。一般來說,景點星級越高,其游憩資源、服務設施等各方面配置會更好。我們假設人們更傾向于在高等級的景點進行游憩體驗。本研究按照以上星級將景點劃分為5個等級,并將無星級景點與A級景點統一劃分為第一等級。

2.2.5可達性

可達性是指兩地之間通達的難易程度,反映了一個地區和其他地區進行社會交流的機會大小[27],可達性越高的地方可以提供旅游休憩生態系統服務的機會越大。本研究參照Weiss等[27]的方法,采用最小成本距離算法計算去往研究區各地所需的時間來表示可達性。首先,將道路數據依據國家分類標準和研究區實際調研情況賦予不同的速度(表2),然后轉化成通過100 m × 100 m柵格單元所需的時間數；對于沒有道路的地方,首先根據Weiss等[27]的研究結果為不同植被覆蓋類型賦予相應的在平原上的步行速度(表3),再將海拔、坡度作為降速因子對步行速度進行調整后轉化為時間數據,相關的計算公式如下[28]：

表2 不同等級道路的速度值

表3 不同植被覆蓋類型的步行速度[27]

f1=1.016e-0.0001072×h

(1)

f2=6e-3.5|tan (0.01745×i)+0.05|/5

(2)

V=V′×f1×f2

(3)

式中,f1表示海拔調整因子,h表示海拔(單位為m)；f2表示坡度調整因子,i表示坡度(單位為度)；V表示調整后的步行速度(m/s),V′表示在平原上的步行速度(m/s)。將這兩種時間數據作為時間成本。本研究假設各市縣政府所在地為去往離其最近的柵格單元的中轉地,因此選取研究區內16個城市作為源位置。基于源位置和時間成本數據,采用最小成本距離算法模型計算可達性,隨后用自然斷點法將結果劃分為5個等級。

(1)大理州與麗江公路速度三級為50km/h,四級為30km/h；香格里拉公路速度三級為40km/h,四級為25km/h；怒江州、德欽與維西公路速度三級為30km/h,四級為20km/h。

2.2.6服務設施

良好的服務設施有助于增加人們的游憩體驗感,服務設施也是游憩生態系統服務評估的重要指標[5]。以往研究大多通過計算設施分布密度來表征服務設施指標。本研究考慮數據的不完整性可能會導致較大的結果偏差,采取計算設施服務范圍的方法來代替密度,并采用泰森多邊形的方法來實現。將酒店、餐館作為離散點,生成每個點各自唯一的多邊形,用自然斷點法將面積數據劃分為5個等級,級別越高,表示多邊形面積越小,服務范圍小表示此處服務設施比較密集,設施比較完善。

2.3 現有和潛在游憩文化生態系統服務評估

現有游憩文化生態系統服務是已開發的旅游景點提供的游憩服務。將表4評估指標的分級結果提取到各景點,然后進行加和得到現有的游憩潛力、游憩機會和游憩服務量。潛在游憩文化生態系統服務是指在不考慮已開發景點區域的情況下,生態系統提供游憩服務的能力。將表4評估指標的分級結果進行等權重空間疊加,得到潛在的游憩潛力、游憩機會和游憩服務量。最后運用自然斷點法對疊加得到的結果進行分級可得到現有與潛在的游憩潛力、游憩機會和游憩服務量,各自具有5個等級。計算公式為：

T1=C1+C2+C3+C4

(4)

(5)

T2=C5+C6

(6)

T=T1+T2

(7)

(8)

表4 指標等級劃分

2.4 現有和潛在游憩文化生態系統服務的空間格局分析

以153個鄉鎮為分析單元,計算潛在游憩潛力、機會與服務量的平均值,并用等間隔法劃分為5個等級。然后分析現有游憩服務量與以鄉鎮為單元的潛在游憩服務的空間分布差異。

3 結果分析

3.1 游憩文化生態系統服務評估指標分析

景觀多樣性由低到高5個等級分別占研究區面積的49.61%、42.23%、7.73%、0.42%、和0.01%,1級和2級的面積占比超過研究區的90%,高等級值分布并不明顯,整體的等級差異并不顯著,但怒江州和迪慶州的貢山、德欽縣的景觀多樣性高等級分布高于其他地區,景觀類型比較豐富。

自然度分布東西差異明顯,由低等級到高等級面積占比分別是0.09%、6.98%、67.21%、14.64%和11.08%,數量特征大致呈橄欖型,3級自然度在整個研究區占比明顯。高等級值主要分布在西北部和西部地區,在怒江、迪慶的高山地區分布明顯,而低等級自然度主要集中分布在東南地區的大理州等地。自然度從高到低依次為怒江州、迪慶州、麗江市、大理州,西部地區的自然度明顯優于東部地區。

河流湖泊元素空間分布差異明顯,等級由低到高面積占比依次為24.00%、25.78%、42.52%、5.58%和2.12%。高等級值占比較少且集中分布在研究區東南地區的大理州等地,多數沿“三江并流”區河流湖泊水系分布,低等級值明顯出現在研究區東北地區的香格里拉市及寧蒗縣部分區域。河流湖泊景觀提供的游憩服務由高到低依次為：大理州、怒江州、麗江市、迪慶州。

景點等級的空間分布差異顯著,按照星級特點將“三江并流”區景點劃分為5個等級,從低到高數量占比依次為59.06%、0.86%、7.80%、26.98%和5.30%,高等級景點在研究區東部出現了小型的集聚規模,主要集中分布于大理州、玉龍縣、香格里拉、德欽縣和寧蒗縣。

可達性具有明顯的空間分異規律,研究區東南地區的可達性最好,西北地區可達性最差,可達性由東南向西北階梯式變差,且在16個中心城市呈輻射狀變化。可達性的評估等級從1級到5級的面積占比依次為0.04%、11.98%、47.21%、26.25%、14.52%,由中心城市去往各地,一般在6小時以內都可以到達,超過1天以上的行程占比較少。總體來說,研究區的可達性在大理州最優,其次是麗江市、迪慶州、怒江州。

服務設施配置高的區域明顯集中在東南地區,總體呈現出東部優于西部,南部優于北部的特點,服務設施較差的地方主要分布在貢山、德欽的部分地區以及香格里拉市的北部。面積占比從1級到5級依次為7.99%、12.45%、17.34%、25.77%、36.45%,大理州和麗江古城區的服務設施大多數屬于高級別,是全區服務設施最好的區域。各指標的評估等級結果見圖1。

圖1 評估指標空間分布Fig.1 Spatial distributions of the six indicators

3.2 游憩文化生態系統服務評估分析

3.2.1現有游憩文化生態系統服務

研究區景點東西差異明顯,在大理州、麗江市、德欽縣和香格里拉出現集群模式。現有游憩潛力等級由低到高的數量占比依次為6.87%、25.25%、30.54%、24.32%、13.02%,數量關系呈現橄欖型分布,2級、3級景點在各地區均有分布但主要集中分布在東部；高等級景點(4級以上)占比較少,僅有37.34%,主要呈團狀分布在大理市、玉龍縣、寧蒗縣、香格里拉和德欽縣。現有景點的游憩機會整體較大,從1級到5級數量占比依次為1.43%、1.36%、11.45%、13.03%、72.73%,高等級游憩機會占比超過85%,僅有少量景點的游憩機會較小。綜合游憩潛力和游憩機會的結果,我們得到了現有游憩服務量的評估結果。游憩服務量5個等級由低到高數量占比依次為5.15%、22.83%、27.34%、26.56%和18.12%,高等級游憩服務量的分布明顯集中在研究區東部的大理州、玉龍縣、香格里拉市、德欽和寧蒗縣,數量占比為44.68%(圖2)。高等級游憩潛力景點有92.71%也是高等級游憩服務量景點,并且占高等級游憩服務量景點的77.40%。已有景點中絕大多數高服務量景點也是高潛力景點,并占到高服務量景點較大比例,表明有優質游憩資源的現有景點絕大多數可以提供其應有的服務量。

圖2 現有游憩文化生態系統服務分布Fig.2 Spatial distributions of existing tourism/recreation cultural ecosystem services

3.2.2潛在游憩文化生態系統服務

游憩潛力從1級到5級面積占比依次為29.62%、28.76%、24.53%、11.86%和5.23%,低等級游憩潛力(2級以下)面積占比達到58.38%,尤其是在東北地區的香格里拉和寧蒗縣分布較為突出；高等級游憩潛力主要分布在研究區東南地區的大理州及麗江的部分地區,還有一部分呈帶狀南北縱向分布在研究區的德欽縣及怒江州地區的怒江河谷、瀾滄江高山河谷地帶。游憩機會的5個等級面積占比從低到高依次是10.06%、24.24%、19.87%、21.28%和24.55%,各等級占比的數量大致比較平均,但空間分布差異明顯。高等級機會集中分布在研究區東南地區,而怒江州和迪慶州大多被游憩機會低等級占據,貢山、德欽縣和香格里拉市北部地區尤為明顯,研究區的游憩機會由東南向西北階梯式減小。潛在服務量是潛在游憩潛力和機會的綜合體現,4級、5級高等級服務量面積占比分別為14.67%、2.97%,主要分布在研究區東南地區的大理州、麗江古城區、玉龍縣及香格里拉的部分地區,1級、2級、3級面積占比依次為19.78%、31.17%和31.41%,在研究區的西部和北部地區分布明顯,游憩服務量低等級值在貢山、德欽及香格里拉明顯集聚,可以提供的游憩服務量較低(圖3)。

圖3 潛在游憩文化生態系統服務分布Fig.3 Spatial distributions of potential tourism/recreation cultural ecosystem services

3.3 現有和潛在游憩文化生態系統服務的空間分布差異分析

將潛在游憩潛力、機會和服務量量化到鄉鎮尺度上,由圖4分析可得,潛在游憩潛力與機會的等級分布并不十分匹配。4級以上的潛力鄉鎮主要集中在怒江州的貢山、福貢、瀘水、蘭坪縣以及迪慶州的德欽縣,還有一部分位于大理州和麗江的部分市縣；4級以上的機會鄉鎮與高等級潛力鄉鎮數量的重合率達到45.76%,但幾乎全部處在大理、麗江古城區。潛在游憩服務量空間分布差異明顯,高值基本全部位于大理州和麗江市的各鄉鎮,位于怒江、迪慶的高等級潛力鄉鎮卻變成游憩服務量低值區。

圖4 潛在與現有游憩文化生態系統服務分布Fig.4 Spatial distributions of potential and existing tourism/recreation cultural ecosystem services

現有游憩服務量與潛在游憩服務量的等級分布特征比較相似,說明景點游憩服務量的開發比較符合自明景點游憩服務量的開然規律。與高等級潛在游憩服務量鄉鎮分布比較一致的高等級服務量景點(4級以上)主要呈聚集模式分布在大理州的大理、洱源、鶴慶和劍川,麗江市的寧蒗縣、古城區與玉龍縣交界處,香格里拉市與德欽縣。但怒江州的潛在游憩潛力高等級鄉鎮僅分布了較少的低等級服務量景點,游憩資源并未得到充分開發。

4 討論與結論

4.1 游憩文化生態系統服務的評估與制圖

本研究選用了6項指標對游憩潛力和機會進行評估,得出的結果支持了之前的研究,表明我們應從游憩潛力和機會兩方面考慮最終的服務量[14,16,29]。如在本研究中,高游憩潛力地區主要在研究區西部及東南部,而東南地區是高游憩機會的主要集中地。

一方面,游憩服務量取決于自然生態條件,其他研究曾選用景觀多樣性、地形、獨特的自然資源、山峰密度、文化遺跡、自然保護區等[15-17]作為評估地區娛樂游憩的潛力指標。“三江并流”區含有獨特的縱向嶺谷地貌,高山河谷相間分布；且由于海拔起伏和水熱條件的組合作用,生物多樣性十分豐富,景觀具有極高的審美價值[20]。因此,一部分游憩潛力高值地區分布在德欽縣、怒江州的高山河谷地區。河流湖泊景觀審美價值高,在一些特定水域還可以有親水性的游憩體驗,如劃船、釣魚等[29],因此河流湖泊資源豐富的地區也是高潛力聚集區域,大理州等地也驗證了這一結論。“三江并流”區具有獨特的民族文化資源[30],但我們并未過多地考慮到民俗文化資源對游憩服務的影響作用,因此會低估這些地區的游憩潛力。例如迪慶具有獨特的藏文化,游憩潛力與服務均會被低估。

另一方面,游憩服務還取決于可達性、已建成的基礎設施和其他因素,例如用自行車道、指路牌、露營地密度[29,31]等來表示基礎設施,這些都可作為評估游憩生態系統服務的機會指標。社會經濟條件也是影響游憩服務的重要因素,經濟發展落后的區域交通不便,基礎設施差,信息交流不暢[32],雖有豐富的游憩資源,卻不能充分利用。“三江并流”區的怒江、迪慶地區的偏遠山村經濟發展落后[30,32],資金缺乏可能導致基礎設施的修建維護不足,可達性和服務設施較差,游憩潛力與機會并不匹配,因此游憩服務量較小；同時在這一區域,現有游憩服務量也比較小,僅有少量高等級景點集群存在,景點分布數量少。同時高等級游憩服務景點集中分布在高等級潛在游憩服務鄉鎮中,符合開發規律。

游憩文化生態系統服務與社會經濟是互相作用的,旅游休憩活動可以給當地居民增加經濟收入,在鄉村產業轉型中有重大作用[33]。雖然已經在大理、麗江、香格里拉等地形成了比較完備的旅游體系,但在很多偏遠山村中,它們的自然與文化游憩資源還未得到合理利用[30]。因此我們建議在潛力高服務量小的地區可適當加大投資力度,改善其交通住宿條件,增加其游憩機會,但游憩資源的開發很可能對當地的生態系統帶來負面影響,過多的人為干擾可能會造成土壤侵蝕、水污染等多種問題[26]；再加上這些地區多有一些自然保護區,大大限制了開發強度,因此可以開展小范圍內的生態旅游,既可以為人們帶來旅游休憩體驗,又可以提高公眾生態環境保護的認知和動力[16,34],做到綠色、可持續地發展生態經濟。其次,我們還可以利用“互聯網+”的形式,如“一部手機游云南”,挖掘鄉村地區獨特的民俗文化,發展特色鄉村旅游,形成特色品牌文化,讓地方特色得到最大的體現。

4.2 游憩文化生態系統服務的評估框架與數據

研究中的景點數據是指大范圍的景區內所包含的景點,例如大理古城景區內的蔣公祠、文獻樓,研究采用這種更精確的景點數據。但由于數據獲取的限制,我們并未得到面數據,因此在評估現有景點游憩服務時我們采取計算每個景點1 km2范圍內的平均值來減小由于范圍不確定造成的誤差,最終評估結果與實際情況比較符合。之前的研究一般采用道路密度或距主要道路的距離對可達性進行表示,這種方法對于沒有道路覆蓋的地方并不能進行很好的表示,也未能考慮地形帶來的影響。在16個市縣政府所在地是去往其他地方的中轉地的前提下,本研究采用最小距離成本法表示可達性,彌補了之前的不足。植被景觀是一種非常重要的景觀類型,研究中采用不同植被類型表示景觀多樣性；且“三江并流”區內極為豐富的水資源也是其一項重要的風景資源,因此選用植被和河流湖泊作為評估景觀要素是非常重要的。不同群體的關注點、偏好都存在差異,根據不同群體得出權重呈現出的結果也不一樣,因此本研究中并未考慮對指標進行加權賦值,而采用等權重賦值法[26]。但在今后的評估制圖中可以考慮從生態保護、經濟發展的角度,根據不同的需求結果進行不同的權重賦值。盡管存在一些限制,但本研究中制定的評估方法可有助于確定研究區的游憩服務熱點,使有關部門關注到旅游休憩高潛力地區,并將投資和激勵措施導向那些游憩潛力高的地區。

在未來研究中,一方面,我們可以加入動態變化研究,從而明晰“三江并流”區游憩服務的時空演變特征與機制；另一方面,評價“三江并流”區游憩服務與其他生態系統服務的權衡與協同關系,可能會為研究游憩服務的形成過程帶來新的視角。

4.3 結論

本文從潛力和機會兩方面系統評價了“三江并流”區的現有與潛在游憩文化生態系統服務,研究結果表明：

(1)游憩文化生態系統服務量受自然生態和社會經濟的共同影響,游憩潛力與游憩機會呈現不同的空間分布格局。高等級游憩潛力占比為17.09%,主要集中分布在怒江州、德欽縣的高山河谷這類偏遠山區以及大理州、麗江等地。45.83%的地區的游憩機會較高,但主要集中分布在研究區東部。最終的高等級游憩服務量主要分布于大理州、麗江古城區、玉龍縣和香格里拉的部分地區,總占比為17.64%。

(2)游憩潛力與游憩機會并不十分匹配,45.76%的4級以上的游憩潛力和機會鄉鎮相互重合,但基本全部位于大理州、麗江古城區等地；同時這也是高等級游憩服務量景點集中分布的區域,說明景點的游憩服務開發在一定程度上符合自然規律,而怒江、迪慶的高等級潛力鄉鎮卻變成低游憩服務量區,游憩資源并未得到充分開發。

(3)在考慮可持續發展的前提下,有關部門可以考慮加大對高潛力地區的資金導向,增加其游憩機會,根據地區的特色資源開展生態旅游、創立特色文化品牌。