基于旅游生態足跡的神農架國家公園可持續性管理研究

龔心語，黃寶榮，張叢林，黃凱*

1.北京林業大學環境科學與工程學院 2.中國科學院科技戰略咨詢研究院

生態足跡[1-3]是指維持一個人、地區、國家生存所需的或能容納人類排放廢物的具有生物生產力的地域面積。生態足跡最早于1992年由加拿大學者Rees[1]提出，之后被應用到旅游業中[4]，定義為旅游生態足跡，表示某區域維持一定數量游客進行旅游活動所需要的生物生產性土地面積(按照土地生產力大小的差異可分為化石能源用地、耕地、草地、林地、建筑用地和水域六大類型)，用以評估一個區域旅游的可持續性。在研究尺度方面，旅游生態足跡有少數針對國家尺度的研究[5]，大部分研究針對區域尺度，如地中海區域[6]、海南[7]、北京[8]等城市的研究，黃山[9]、嵩山[10]、舟山群島[11]等山岳型景區的研究。部分研究將旅游生態足跡分為可轉移足跡和不可轉移足跡[12]，或分為增加部分和轉移部分[13]，以此來研究旅游活動對于旅游目的地和其他地區的生態影響。在生態足跡研究方法方面，席建超等[8]分析了旅游消費生態占用的基本構成并提出了計量模型，Castellani等[14]將生態足跡法與生命周期法結合評估旅游可持續性。章錦河等[9]基于生態足跡理論，構建了旅游交通、住宿、餐飲、購物、娛樂、游覽等6個旅游生態足跡計算子模型，計算了2002年黃山市的旅游生態足跡，得出人均旅游生態足跡為0.106 hm2/人，人均生態赤字為0.219 hm2/人。此后，許多學者利用此模型進行旅游生態足跡的研究[15-17]，但由于數據獲取難度較大等原因，有的學者會減少計算子模型，如使用3～5個子模型[18-19]、4個[5]或5個子模型[14]等。隨著研究的深入，旅游廢物生態足跡也被加入到計算模型中[20-23]，旅游業碳足跡[24-26]和水足跡[27]也被應用于計算中。已有研究多側重對旅游生態足跡進行計算并評估目的地的旅游生態可持續性，簡要分析影響因素并提出建議，但針對國家公園旅游生態足跡的計算和分析較少。

我國自2013年開始國家公園試點建設，并取得良好進展。國家公園代表著全民公益性，在保護生態系統原真性、完整性的同時兼具科研、教育和游憩等功能，使公眾在享受國家公園游憩功能的同時激發國家認同感，促進我國生態文明建設。旅游業是世界上發展最快的新興產業之一，在豐富人們娛樂生活的同時也有可能給環境帶來一些負面影響。因此，探索我國國家公園旅游可持續性管理勢在必行。筆者通過計算神農架國家公園旅游生態足跡，分析各類旅游活動對國家公園旅游生態足跡的影響，剖析存在的主要問題，以期為國家公園旅游可持續性管理提供建議。

1 研究區、研究方法及數據來源

1.1 研究區

神農架國家公園體制試點區(簡稱神農架國家公園)于2016年正式成立，其整合了神農架現有的國家級自然保護區、國家森林公園、國家地質公園、國家濕地公園等國家級保護地，總面積為1 170 km2，占神農架林區面積的35.97%。神農架國家公園劃分為嚴格保護區、生態保育區、游憩展示區和傳統利用區4個功能分區(圖1)，其中游憩展示區的面積為48 km2，占試點區面積的3.5%，包括神農頂、大九湖、官門山、神農壇、天生橋五大景區。

圖1 神農架國家公園功能分區Fig.1 Functional zoning of Shennongjia National Park

1.2 研究方法

1.2.1旅游生態足跡模型

游客在神農架國家公園內的旅游活動可以分為交通、餐飲、住宿、購物、娛樂5個部分，根據旅游消費特性，利用章錦河等[9]提出的旅游生態足跡模型，將旅游生態足跡分為旅游交通、旅游餐飲、旅游住宿、旅游購物、旅游娛樂生態足跡5個部分進行計算。

旅游交通生態足跡(TEFtransport)主要包括游客從住宿的賓館到神農架國家公園以及在國家公園內的旅游交通設施與能源消耗的生態占用，計算公式為：

TEFtransport=∑(TSi×TRi)+∑(Nj×Dj×Cj/r)

(1)

式中：TSi為第i種交通設施面積，hm2；TRi為第i種交通設施的游客使用率；Nj為選擇第j種交通工具的游客人次數，人次；Dj為選擇第j種交通工具游客的平均旅行距離，km/人；Cj為選擇第j種交通工具的人均單位距離能源消耗量，GJ/km；r為世界上單位化石燃料生產土地面積的平均發熱量，GJ/hm2。

旅游餐飲生態足跡(TEFfood)主要包括游客在國家公園內就餐所消耗的食物、能源和餐飲設施的生態占用，計算公式為：

TEFfood=∑FS+∑(FN×D×FEn/rn)+
∑(FN×D×FCm/FPm)

(2)

式中：FS為國家公園內餐飲設施建筑用地面積(餐飲設施面積計算在住宿設施中)，hm2；FN為國家公園內餐飲設施就餐的游客人數，人；D為游客平均旅游天數，d；FEn為游客人均每日第n種能源消耗量，GJ/(人·d)；rn為第n種能源單位化石燃料生產土地面積的平均發熱量，GJ/hm2；FCm為游客人均每日第m種食物的消費量，kg/(人·d)；FPm為第m種食物相對應的生物生產性土地年平均生產力，kg/hm2。

旅游住宿生態足跡(TEFaccommo)主要包括國家公園內住宿設施的建筑用地面積和相關服務的能源消耗占用，計算公式為：

TEFaccommo=∑(Nx×ASx)+
∑(365×Nx×Kx×AEx/r)

(3)

式中：Nx為第x種住宿設施擁有的床位數，個；ASx為第x種住宿設施每個床位的建筑用地面積，hm2；Kx為第x種住宿設施的年平均客房出租率；AEx為第x種住宿設施每個床位的能源消耗量，GJ。每床位建筑用地面積[5,28]和每床位能源消耗量[5,9]按已有研究計算(表1)。

表1 不同類型酒店床位建筑用地面積及能源消耗量Table 1 Area and energy consumption of various types of hotel beds

旅游購物生態足跡(TEFshopping)主要包括游客在國家公園內購物所消耗的能源和建筑用地面積的生態占用，計算公式為：

TEFshopping=∑SSy+∑[(SRy/SPy)/gy]

(4)

式中：SSy為第y種旅游商品生產與銷售設施的建筑用地面積，hm2；SRy為游客購買第y種旅游商品的消費支出，元；SPy為第y種旅游商品當地平均銷售價格，元/kg；gy為第y種單位旅游商品對應的生物生產性土地年平均生產力，kg/hm2。

旅游娛樂生態足跡(TEFentertainment)主要包括國家公園內為游客提供休閑娛樂的設施、游覽步道建筑用地面積及其能耗，由于能耗相對較少，往往可忽略不計。其計算公式為：

TEFentertainment=∑ESz+∑Wz+∑Vz

(5)

式中：ESz為第Z個旅游景區(點)的建筑用地面積，hm2；Wz為第z個旅游景區(點)游覽步道的建筑用地面積，hm2；Vz為第z個旅游景區(點)內觀景空間建筑用地面積，hm2。

由于化石能源用地、耕地、草地、林地、建筑用地和水域6種土地利用類型的生物生產能力有區別，因此引入均衡因子將各種土地利用類型所需求或供給的面積調整為一個可比較的結果?？偮糜紊鷳B足跡(TEF)即為各種旅游生態足跡均衡后的總和，計算公式為：

TEF=TEFtransport+TEFfood+TEFshopping+
TEFaccommo+TEFentertainment

(6)

1.2.2訪談和問卷調研

旅游生態足跡的計算方法可以分為自上而下的綜合法和自下而上的成分法[29]2種，綜合法根據全國性或地區性的統計數據計算旅游生態足跡，適用于大尺度的研究；成分法通過發放問卷、實地調查等方法獲取數據，從游客消費行為模式分類計算旅游生態足跡。目前由于綜合法數據獲取困難，旅游生態足跡大多采用成分法進行計算。本研究采用成分法對神農架國家公園旅游生態足跡進行計算，通過訪談和問卷調查收集數據。對神農架國家公園管理機構的工作人員進行訪談，訪談內容涉及旅游管理以及旅游業帶來的影響等方面；對國家公園內酒店工作人員進行訪談，訪談內容涉及酒店經營情況、能源消耗情況等方面。向國家公園內的游客隨機發放調查問卷，問卷內容主要包括游客基本信息、游客旅游行為2個部分，經過統計分析獲取數據。

1.3 數據來源

單位化石燃料生產土地面積的平均發熱量[30]、均衡因子[31]等標準數據來自已有文獻研究；游客交通工具使用情況等數據來自游客問卷和訪談；游客總人數、游客平均停留時間、賓館床位數和入住率、游客購物支出和游客食物及能源消耗量等基礎數據來自《2018年湖北省國民經濟和社會發展統計公報》[32]《神農架林區2017年國民經濟和社會發展統計公報》[33]和神農架國家公園管理局、神農架文化和旅游局；神農架國家公園游憩展示區道路面積根據2018年遙感影像解譯獲取。

2 神農架國家公園旅游生態足跡計算結果

2.1 旅游交通生態足跡

本研究計算的旅游交通生態足跡為神農架國家公園范圍內的生態足跡，主要由建筑用地面積和化石能源用地面積構成。由于神農架國家公園內大九湖景區與其他景區之間的距離較遠，大部分游客會根據游玩的景點選擇住宿地點。游客主要住宿在神農架林區木魚鎮及坪阡古鎮，由于坪阡古鎮是木魚鎮至大九湖景區的必經之路，因此在計算交通足跡時，距離以木魚鎮到各景區間的平均距離為準。在國家公園五大景區中，到大九湖、官門山必須乘坐景區輪流發車的擺渡車，到神農頂可乘坐擺渡車或小汽車，到天生橋、神農壇景區無須乘坐車輛，各景區情況統計見表2。據現場調查，景區內擺渡車能耗為0.43 L/km(以柴油體積計，全文同)，大九湖景區小火車能耗為0.35 L/km。

表2 2017年神農架國家公園五大景區情況統計Table 2 Statistics of five scenic spots of Shennongjia National Park in 2017

由于神農架國家公園內僅有公路交通，因此僅計算公路交通生態足跡，結果如表3所示。由表3可知，化石能源用地在交通生態足跡中占比達54.1%，對交通生態足跡的貢獻較大。

表3 2017年神農架國家公園旅游交通生態足跡Table 3 Tourism traffic ecological footprints of Shennongjia National Park in 2017

2.2 旅游餐飲生態足跡

由于游客在旅游餐飲中的食物消耗量難以統計，由問卷統計分析可知，飲食與神農架國家公園當地居民一樣的游客占比為83.6%，因此假定游客在神農架餐飲食物消費量和能源消耗量與當地居民人均每日生活食物消費量、能源消耗量相同，根據《2018年湖北省國民經濟和社會發展統計公報》[32]中農村家庭年人均主要食品消費量(表4)，計算出2017年國家公園旅游餐飲生態足跡為14 786.580 hm2，人均餐飲生態足跡為6.212×10-3hm2/人。

表4 2017年神農架國家公園旅游餐飲生態足跡中的生物資源賬戶Table 4 Biotic resources account in tourism and catering ecological footprints of Shennongjia National Park in 2017

2.3 旅游住宿生態足跡

2017年國家公園內共有賓館飯店1 147家，床位數40 352張，住宿設施建筑用地面積為310.065 hm2，化石能源用地面積為3 748.835 hm2，由此計算得到2017年旅游住宿生態足跡為4 991.900 hm2，人均旅游住宿生態足跡約為0.002 hm2/人(表5)。

表5 2017年神農架國家公園旅游住宿生態足跡Table 5 Tourism accommodation ecological footprints of Shennongjia National Park in 2017

2.4 旅游購物及娛樂生態足跡

2017年神農架國家公園內購物點面積為6 678.72 m2，游客旅游購物支出為999.95萬元，游客購買最多的商品主要是牛肉干、香菇、木耳、水和鑰匙扣等，但由于購買商品的類型和數量難以統計，因此選取牛肉干作為游客主要購買產品計算旅游購物生態足跡。牛肉干價格為200元/kg，由式(4)求出2017年神農架國家公園均衡后旅游購物生態足跡為1 516.946 hm2，人均旅游購物生態足跡為6.370×10-4hm2/人。

2017年神農架國家公園步游道長度為42 595 m，總游憩設施面積為17.297 hm2，計算得到均衡后旅游娛樂生態足跡為48.431 hm2，人均旅游娛樂生態足跡為2.035×10-5hm2/人。

2.5 總旅游生態足跡及其結構

綜上，可計算出2017年神農架國家公園總旅游生態足跡及其結構比較，結果見表6、表7，總旅游生態足跡土地利用類型對比見圖2。由表6可知，2017年神農架國家公園總旅游生態足跡為22 883.200 hm2，人均旅游生態足跡為9.614×10-3hm2/人。由表7可知，旅游餐飲生態足跡對總旅游生態足跡的貢獻最大，占比達64.62%；其次是旅游住宿生態足跡，占比為21.81%；旅游娛樂生態足跡的貢獻最小，占比僅為0.21%。在6種土地利用類型中，化石能源用地對旅游生態足跡貢獻最大，占38.74%，草地、林地與耕地對旅游生態足跡的貢獻相差不大。由圖2可知，游客在旅游過程中，餐飲及住宿活動對于當地生態環境的影響較大，尤其是餐飲足跡在除建筑用地之外的5種土地類型中均占據較大份額。因此，神農架國家公園的旅游管理可以從餐飲、住宿2個方面考慮。旅游交通足跡占比不高，主要原因是本研究只計算了神農架國家公園內產生的交通足跡，不包括游客從居住地前往國家公園的交通足跡，且神農架建立國家公園試點區后，為有效保護當地生態系統的原真性和完整性，提高了景區內擺渡車的使用率，減少了私家車等小汽車的使用率。

表6 2017年神農架國家公園旅游生態足跡Table 6 Comparison of tourism ecological footprints of Shennongjia National Park in 2017

表7 2017年神農架國家公園旅游生態足跡結構Table 7 Tourism ecological footprints structure of Shennongjia National Park in 2017

3 神農架國家公園旅游管理的建議

基于旅游生態足跡的計算，可以根據各種旅游活動對生態足跡貢獻大小、旅游生態足跡結構構成，結合實際有針對性地為國家公園游憩功能的更好實現提供可行性建議。由2.5節可知，游客在神農架國家公園旅游過程中，對當地環境影響較大的活動是餐飲和住宿。由于神農架國家公園傳統利用區面積較小，提供的生物資源較少，游客食物、景區貨物等都需要從外地引進，因此其旅游生態足跡中大部分為可轉移生態足跡，只有建筑用地和化石能源用地為不可轉移生態足跡。則在發展神農架國家公園游憩功能的同時，可以通過技術手段降低交通工具能耗，提高現有各類建筑的使用率；倡導生態旅游，減少餐飲浪費和提高住宿資源利用率。

景區內擺渡車的使用可有效減少旅游交通生態足跡，但神農架國家公園五大景區比較分散，景區之間沒有擺渡車供游客使用，僅有鎮上公交及客車可在各景區間通行，且公交及客車發車時間間隔長，不能滿足游客旅游需要，致使很多散客選擇包車或租車旅游，給當地生態環境造成負擔。建議多增加國家公園內各景區間的客運車次，在方便游客的同時減少車輛通行給生態環境造成的破壞。

目前景區內仍存在部分游客亂扔垃圾、浪費資源等行為，因此，建議進行國家公園相關環境保護知識的宣傳教育。通過電視、網絡媒體等方式，宣傳國家公園的保護意義，可在國家公園內設置景區生態環境保護知識宣傳點，提升游客及傳統利用區居民保護生態環境的意識。可通過開展環境保護小知識有獎競賽、設立國家公園生態環境保護周(月)、提高研學和游學活動頻率等措施讓游客與居民親身參與到國家公園的保護中，使游客、居民有意識地減少資源利用，促進國家公園的環境保護。

4 結論

(1)通過發放問卷和實地調查獲取數據，采用生態足跡模型計算神農架國家公園旅游生態足跡。2017年神農架國家公園旅游交通生態足跡為1 539.344 hm2，旅游餐飲生態足跡為14 786.580 hm2，旅游住宿生態足跡為4 991.900 hm2，旅游購物生態足跡為1 516.946 hm2,旅游娛樂生態足跡為48.431 hm2。

(2)2017年神農架國家公園總旅游生態足跡為22 883.200 hm2，人均旅游生態足跡為9.614×10-3hm2/人。餐飲和住宿對旅游生態足跡貢獻較大，占比分別為64.62%和21.81%；旅游娛樂生態足跡貢獻最小，占比僅為0.21%。

(3)建議神農架國家公園主要針對旅游餐飲和住宿2個方面進行旅游管理，同時建議通過技術手段降低交通工具能耗，倡導生態旅游，采取增加國家公園內各景區間的客運車次等具體措施進行管理。