華東地區(六省一市)跨省步道系統構建研究

雷 雯 王永杰

(1.閩江學院 公共體育教學部,福建 福州 350108;2.福建師范大學 體育科學學院,福建 福州 350117)

步道作為一種重要的國民休閑空間設施,能助力戶外游憩潛力和消費市場活力的深度釋放。國外發達國家步道系統構建和發展的規律近乎一致,都是在經濟快速發展背景下大眾游憩需求增加,推動國家和地區相對完備的步道系統建設和發展[1]。反觀我國,國家步道系統的建設發展相對滯緩。隨著國民經濟水平的逐漸提高,我國同樣面臨大眾對戶外運動需求日益增長但戶外運動場地不足等供需不匹配的矛盾2]。尤其是在區域一體化發展的宏觀背景下,如何構建優質高效的跨省步道系統,推動區域體育資源聯動發展已成為一項重要的研究議題?；诖?本文以一體化水平較高的華東地區為例,嘗試構建能促進戶外運動發展和群眾健康提升以及帶動區域經濟高質量發展的華東地區跨省步道系統,為國家體育旅游目的地空間開發提供強有力的支撐。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 GIS空間分析法

地理信息系統(GIS)是一項綜合應用技術,通過綜合高效的算法、插值和網絡分析,將多個學科整合在一起、數據庫等新的分析工具和計算方法進行應用。對華東地區步道系統進行規劃運用到arcmap軟件里面的重分類、加權疊加、多重緩沖區分析、掩膜提取等方法對影響因子進行疊加分析。

1.1.2 層次分析法

層次分析法(AHP)是一種定性結合定量、系統和層次化相融合的分析方法。AHP數學模型可以使線路選擇評估更加科學合理。在下文“華東地區跨省步道系統適宜性評價底圖創建”中,采用AHP法計算出選線影響因子指標權重[3]。

1.1.3 因子加權疊加分析法

因子加權疊加分析法是生態敏感性評價常用的一種方法,該方法包括現狀分析、基礎數據收集、因子的篩選、賦值,運用層次分析法將各因子的適宜性或限制性賦予相應權重的疊加分析。本文將步道選線設計中的影響因子進行加權疊加分析得出步道選線的適宜性得分數據。

1.2 數據來源

本文研究數據主要由華東地區基礎資源數據,以及華東地區地理矢量數據兩部分組成,數據來源于中華人民共和國住房與城鄉建設部、世界文化遺產名錄、林業和草原局、公園管理局、國家保護地平臺、文化和旅游部、風景名勝區協會、地理國情檢測云、國家統計局、地理空間數據云、國家體育總局、open street等網站。

2 華東地區跨省步道系統構建的資源要素分析

華東地區資源要素深刻影響著步道線路的構建,主要由自然資源要素、社會發展兩部分組成。通過對步道系統規劃建設理論和具體案例研究后,發現山、水、田、林、湖等自然生態要素、歷史文化要素、道路網絡和城鎮布局對步道系統選線具有重要影響作用[4]。步道線路大都按照近海岸線、山川河流路網等為基線布局,并串聯具有代表性的自然歷史文化景觀要素。為此,本節將對華東地區的各類資源要素進行整理以提供步道系統選線分析使用。

2.1 自然資源要素庫

自然資源要素主要包括山、河、湖、海岸等,自然資源為人們進入自然提供了基本條件。本文主要選取國家級風景名勝區、自然保護區、濕地公園、森林公園或5A級景區等來反映各地區的自然要素資源情況[5]。華東地區各省自然資源要素情況如表1所示。

表1 華東地區自然資源景點數量分布表

2.2 社會發展要素庫

華東地區是中國發展最快的地區之一,尤其是長江三角洲地區,近年來,經濟發展速度高于全國平均水平。分析華東地區社會發展要素,優先選擇人口多經濟發展較好的地區,旨在為步道建設選線過程中提供基礎信息支撐。(1)人口經濟條件。對2019年縣域統計數據進行整理,主要借鑒縣域人口數量以及經濟發展情況兩個指標。為方便更多居民使用步道系統,步道選線在人性化原則基礎上應盡量靠近人口多的地區,根據經濟發展情況優先發展經濟基礎良好的地區,促進人民群眾參與體育活動。在城市人口高密度區域修建步道,不僅可以為更多的人服務以提高人行道的使用效率,還可以緩解高強度土地開發對生態環境的影響。2019年縣域統計年鑒收錄華東地區共420個縣區,其中山東省91個,江蘇省64個,浙江省62個,安徽省62個,福建省59個,江西省81個,上海市2個。(2)歷史文化要素。華東地區有著著名的人文景觀和名園勝景,例如具有代表性的地域三大顯學徽州文化,儒學圣地孔孟之鄉、六朝古都南京、世界文化遺產蘇州園林等。歷史文化要素主要包括世界文化遺產和中國歷史文化名鎮名村。華東地區人文景觀資源豐富,包括少數民族特色建筑、文物古跡和近現代建筑等。步道選線應與當地歷史文化資源的分布相結合,并盡可能將這些資源聯系起來,以豐富步道的內涵,提高步道的教育價值。將華東地區世界文化遺產、歷史文化名鎮名村進行整合各省份分布數量見表2。

表2 華東地區歷史文化景點數量分布表

2.3 華東地區戶外體育資源要素

為更好地構建華東地區步道系統使其更加貼合戶外運動的發展,本文考慮納入更多的體育元素。收集并整理華東地區已有的戶外運動相關6類資源,即體育非物質遺產地、戶外營地、體育精品景區及路線、水上運動中心、體育公園及博物館、運動休閑特色小鎮等[6]。具體如表3所示。

表3 華東地區各省體育資源要素分布表

3 華東地區跨省步道系統選線適宜性評價底圖創建

步道選線需要對地理條件、自然生態要素、道路交通網絡等資源要素進行分層疊加分析,本文在各資源要素收集好的情況下,采用層次分析法對各要素重要性進行權重賦值。之后,利用GIS軟件中的疊加工具對選線的空間適宜性進行定量分析。對各資源要素基于權重疊加后,得到華東地區步道系統選線適宜性底圖。

3.1 步道系統選線的影響因子篩選

根據土地利用適宜性分析,步道系統的構建需要確定選線的影響因子。華東地區的自然歷史文化資源豐富、社會發展水平高,自然基底復雜,選線應充分考慮所有影響因素,使其具有科學性和可行性。為使步道系統構建發揮最大優勢和價值,本文通過文獻梳理、專家咨詢和實地調研等方法,最終選取地理要素(坡度、高程)、自然要素(水系、植被覆蓋度、土地使用類型以及降雨量)和可達性要素(道路)等三大類影響因子[7]。

3.2 步道系統選線影響因子的地理數據采集

空間數據準確、高效是多因子加權疊加分析的基礎,本文所使用的影響因子數據獲取方式以及初步處理操作如下。

3.2.1 地理要素

本文所運用的DEM數據來自地理空間數據云平臺下載的30 m空間分辨率數據,將獲取全國DEM數據進行掩膜提取獲得華東地區的DEM數據,該數據包含所需要使用的高程及坡度因子,通過Aramap軟件中工具箱里面的“3D Analyst工具”選擇“坡度”“高程”,添加生成相關柵格數據。

3.2.2 自然要素

全國水系數據、植被覆蓋度、土地使用類型和降雨量數據是通過地理國情檢測云平臺獲取到的。水系數據為全國5級水系矢量數據包,打開屬性表并選擇華東(六省一市)區域進行導出;植被覆蓋度數據下載的是2020年柵格數據,并將華東部分進行掩膜提取;土地使用類型數據下載的是2020年25個二級類以及部分三級分類的土地利用數據產品,采用掩膜提取將華東地區數據進行截取處理,再將矢量數據轉化為柵格數據以備后用;降雨量數據也同樣需要對華東地區進行掩膜提取。

3.2.3 交通要素

道路數據集是從國外網站OpenStreetMap(https：//www.openstreetmap.org/)下載的1：25萬全國基礎地理道路矢量數據,后期截取華東地區矢量數據并加以使用。

3.3 步道系統選線的影響因子指標權重設定

通過文獻梳理與專家訪談,在華東地區步道選線中采用高程、坡度(地理條件)、水系、土地利用分類、降雨量、植被覆蓋度(自然條件)、道路(交通可達性)等7類步道選線影響因子,并通過層次分析法對各選線影響因子進行相互比較確定相對重要性,數值1-9表示選線因素的重要程度。利用層次分析法軟件(yaahp10.0)構造判斷矩陣,進而計算各影響因子的權重。

3.3.1 建立比較矩陣

結合項目實際情況及咨詢相關專家意見,最終確定構建以坡度、高程、水系、降雨量、路網、土地利用類型、植被覆蓋度等作為構建步道選線主要因素的比較矩陣[8]。

將每個專家填寫的判斷矩陣輸入Yaahp10.0軟件中,檢查判斷矩陣的一致性以查看通過評分表和問卷獲得的數據是否符合邏輯一致性,確保數據真實有效。將回收的問卷進行群決策處理,得到集結后的判斷矩陣(如圖1所示)。

3.3.2 權重及一致性檢驗結果

Yaahp10.0軟件計算的一致性比為0.0705<0.1,故比例矩陣的一致性誤差在允許范圍內。運算CR=CI/RI<0.1,根據上文平均隨機一致性指標 RI 標準值表得知：n=7時RI=1.32,經過計算CR=0.0705/1.32=0.0534表明權重值具有很強的一致性。由此可得,判斷矩陣具有一致性,各單因子權重大小如圖2所示。

圖2 步道選線影響因子所占權重

3.4 步道系統選線的影響因子數據重分類及加權疊加分析

運用GIS進行最佳路徑分析。首先,查閱相關研究和咨詢權威專家,將收集到的量化數據重新分類到合理的水平范圍。然后,根據上述數據集在線路選擇中的影響大小進行賦分,根據各因素的相應權重進行因子加權疊加分析。

步道選線適宜性分析的7個影響因子所占權重按大小排序分別為水系(0.2654)>道路(0.2259)>土地利用類型(0.2152)>植被覆蓋度(0.11595)>降雨量(0.07865)>高程(0.0679)>坡度(0.032)。將覆蓋度、土地利用類型和降雨分布等七個單因子網格層數據導入ArcGIS 10.2進行處理,利用ArcMap中的重分類功能獲得單因子網格層。根據路徑選擇的適宜性,對每個影響因素進行重新分類和排序,將其分為五個不同的等級,分數越高,說明適應性越好,越適合建設步道。

通過使用Arcmap軟件對坡度、高程、水系、植被覆蓋率、土地使用類型、降雨量、交通可達性7個影響因子進行重分類處理。疊加過程圖如圖3所示。

圖3 各影響因子重分類疊加過程圖

將上述各影響因子重分類數據放入Arcmap的加權疊加工具中,最終得到華東地區跨省步道選線適宜性得分底圖。如圖4所示,分值越高代表綜合評分越高,越適合建設步道。

圖4 華東地區步道選線適宜性得分圖

4 華東地區跨省步道系統構建

為進一步發揮步道系統的休閑游憩和帶動群眾健康促進經濟發展等方面的功能,同時更好地連接各類自然景觀、歷史文化、體育等資源要素。對收集到的節點因子進行篩選分級后,將華東地區適宜性得分底圖與節點因子疊加。將疊加后的底圖綜合步道功能及建設原則以及相關理論,對華東地區跨省步道系統進行選線構建[9]。

4.1 步道系統選線適宜性底圖與節點因子疊加

4.1.1 步道系統節點資源要素的選擇

本文在梳理總結學者們相關研究的基礎上,發現前人研究普遍是針對自然生態以及歷史文化兩大類要素進行研究。綜合考慮步道系統的功能特征,以及步道本身是作為戶外游憩的路線,本文在選擇資源要素時加入了戶外運動體育節點要素,使其更加科學性和合理性。對步道資源進行詳細分類,具體要素分類內容見表4。

表4 華東地區跨省步道系統節點分類

4.1.2 步道系統節點因子評價分級

根據上文步道選線節點因子的選取,一共獲得自然類節點487個,歷史文化節點328個,體育節點321個,共計1136個節點因子。每類節點根據其重要性劃分為三級節點,方便后續步道系統的構建。在選線過程中基于適宜性及相關理論基礎選擇節點,將一級節點作為重要節點,二級次重節點,三級作為備選節點。

(1)華東地區自然節點分級

本文所選擇的自然節點全部為國家級。在評定自然節點等級過程中,因5A級景區是中國旅游景區最高等級、知名度高,景區影響力大,代表中國世界級精品的旅游風景區等級[10],故將華東地區5A景區作為一級節點。由于華東地區國家級風景名勝區、華東地區國家級濕地公園、華東地區國家級森林公園、華東地區國家級旅游度假區均為國家級景區,故將這四類節點劃分為二級節點。國家級自然保護區由于核心區域存在大量稀有動植物群,出于保護目的有關部門禁止游客進入參觀游行,但部分區域是向游客開放的,故將自然保護區劃分為三級自然節點。

(2)華東地區歷史文化節點分級

世界文化遺產是具有非凡意義和“普世價值”的文化遺產及文物古跡,是文化遺產的最高級別[11],故將其列為一級節點。考慮文物保護等級的影響力以及覆蓋面,將華東地區國家歷史文化名鎮作為二級節點,將華東地區歷史文化名村作為三級節點。

(3)華東地區體育資源節點分級

通過中國非物質文化遺產網以及國家體育總局官網,對華東地區體育非物質遺產進行數據收集。最終收集華東地區國家級和省級體育非遺的數據,并按照國家規定等級將其分為國家級一級節點和省級二級節點。華東地區體育精品景區及線路屬于戶外運動路線,符合步道選線要求。通過網上查詢發現具備較高的知名度,能與自然風景融為一體,適合戶外運動的開展,故將其劃分為一級節點。華東地區水上運動中心、華東地區戶外營地基本是商業運營模式,以提供服務為主,一般不對外免費開放,且活動范圍相對較小,故將其作為二級節點。華東地區體育公園及博物館與戶外相關性較弱,基本存在于城市內部,故將其定為三級節點。華東地區運動休閑特色小鎮屬國家級休閑小鎮,故將其劃分為一級節點。

(4)適宜性底圖與節點因子疊加

將步道選線適宜性得分圖與上述分類好的步道選線節點通過GIS進行可視化處理,具體操作流程如下：首先獲取選線節點因子的經緯度,然后使用Arcmap軟件中的導入數據導入各類節點因子,導入完畢后得到最終的適宜性與選線節點疊加圖(如圖5所示)。

圖5 華東地區適宜性節點疊加圖

4.2 華東地區跨省步道系統選線分析

通過觀察疊加后的適宜性得分圖與節點疊加圖,發現大部分節點分布于河道及道路附近。通過適宜性底圖結合步道選線原則、理論以及華東地區經濟與人口等條件,對華東地區步道系統線路進行構建。華東地區主要步道系統主干線要根據線路節點類型情況分為風景步道、歷史步道、休閑步道三類進行詳細構建。根據規劃線路查找出線路中存在的精品戶外活動點進行規劃,并將這些節點融入步道線路,做到連點成線、連線成面的華東地區步道系統分布格局。華東地區步道系統布局詳細情況見表5,線路如圖6所示。

圖6 華東地區跨省步道系統構想圖

表5 華東地區步道線路布局

4.2.1 風景步道分析

風景步道提供給民眾回歸自然、融入自然和探索自然的機會。它通過向游客呈現出各種典型的自然風景地形地貌,為生活在城市的人們提供戶外游憩的機會。國家風景步道一般跨度很長,多經過國家森林公園、濕地公園、自然景區等有著秀麗景色和典型地形地貌特征的地區,這些區域生態環境一般較為脆弱,故在幫助人們融入自然的同時也喚醒人們的環保意識。風景步道可以為民眾提供步行、騎馬、自行車、攀巖等通道與設施,為人們提供更多戶外健身活動的選擇并創造了優質的休閑游憩空間。

(1)沿海岸線風景步道

沿海岸線風景步道,由華東地區“福建—浙江—上?！K—山東”的海岸線附近的自然風景優美的地區和景點組成,線路跨度較遠,海岸線風景優美,主要串聯國家森林公園以及一些著名旅游風景區。由于華東沿海城市較多,人口密度大且經濟相對發達,沿海岸線風景步道能為人們提供較好的戶外游憩機會,并提供使用者在工作生活之余放松身心走進自然感受原生態,舒緩緊張的都市生活氛圍,提供愜意的休閑游憩環境。通過步道適宜性底圖與步道節點因子疊加圖以及將沿線節點構建步道線路。

線路戶外運動項目規劃：沿海岸線風景步道要著力打造沿海、沿山戶外體育產業帶,建設覆蓋面廣、便捷性高的戶外場地。沿海融入潛水、帆船、沖浪、海釣等體育元素,打造國家級濱海休閑體育步道,故主要通過實地和網絡調查,梳理出項目沿線重點戶外建設精品點(詳見表6)。

表6 沿海岸線風景步道線路戶外運動精品點

(2)長江贛江風景步道線路

長江贛江風景步道經過江蘇、安徽、江西三個省份,起點從上海到江西贛州,沿線隨著長江水奔騰的不止是生命之水,更是一片美景。贛江通過鄱陽湖與長江相連,是江西省水運大動脈,是長江下游支流和江西省的母親河。該選線可稱之為“生命之線”,能孕育生靈并且帶動群眾健康的路線。

線路戶外運動項目規劃：沿江作為戶外活動漂流、獨木舟、皮劃艇、垂釣等水上戶外運動項目的天堂,同時可以開展其他徒步越野自行車等沿江游行。項目沿線重點戶外建設精品點詳見表7。

表7 長江贛江風景步道線路戶外運動精品點

4.2.2 文化步道分析

國家歷史文化步道的構建使歷史文化遺產得到更合理的開發和保護。歷史步道主要是串聯起一系列具有重要文化意義的歷史古跡,拉近了人們與歷史的距離,在其關注、了解與保護這些文化古跡時,也促進了歷史文化的傳承和傳播。國家歷史步道提供人們在休閑游憩的同時欣賞與了解歷史遺產,所擁有的游憩潛力主要是以歷史意義為主,兼存自然戶外景觀,使公眾在休閑娛樂的同時了解中國的傳統歷史及文化脈絡。

(1)京杭大運河G25長深高速(杭州-武平縣)步道

京杭大運河步道線路前半段主要沿京杭大運河。京杭大運河建成于隋朝,全長1974公里,溝通黃淮海三河、長江、錢塘江五大水系,其本身具有濃厚的歷史文化色彩,是我國也是世界上最早的古運河。沿線具有大量的歷史文化名城名鎮,突出歷史文化要素居多,并于2014年成功入選世界文化遺產名錄。京杭大運河本身是兼具文旅價值和具有歷史遺產的步道。

后段沿著G25長深(杭州-武平縣)高速段,經過浙江省局部和福建省全部、浙江部分,長深高速跟富春江并行,途徑金華、麗水、龍泉等特色城市進入福建省,沿途風景秀麗。長深高速在福建省主要經過八山一水一分田,這條穿越福建西部山區的高速詮釋了閩西最地道的風土人情,看閩鄉文化,北從南平松溪南到龍巖上杭一路穿越山林秘境沿著長深高速出發體會閩西的地道風情。

線路戶外運動項目規劃：該路段適合騎自行車或者徒步旅行,加之靠近水系可以開展水上戶外運動。南部為G25長深高速段,山脈居多,可以開展山地戶外運動攀巖等項目,項目沿線重點戶外建設精品點詳見表8。

表8 京杭大運河G25長深高速步道線路戶外運動精品點

(2)淮河歷史步道

淮河是中國中原地區的一條古老河流,在古代和黃河、長江一樣著名。淮河發源于河南南陽桐柏山,全長1000多公里,東經河南、安徽、江蘇三省,流經洪澤湖,在三江營匯入長江。作為南北自然分界線,淮河歷史文化氣息濃厚,其歷史作用不遜色于黃河長江。從歷史角度講,若沒有淮河的連接作用,華北平原與長江中下游平原的溝通成本會陡然上升。

淮河步道線路戶外運動項目規劃：淮河沿線適合開展垂釣、皮劃艇等水上戶外運動項目,徒步、騎行等健身項目。項目沿線重點戶外建設精品點詳見表9。

表9 淮河歷史步道線路戶外運動精品點

4.2.3 休閑游憩步道分析

一般而言,休閑步道是步道數量中存在最廣泛的一類。盡管在步道的長度和品質方面休閑步道不如國家風景、歷史步道的獨特性,但國家休閑步道是最貼近人們生活的。國家休閑步道將城市內部、景點、娛樂場所連接起來,更適合群眾直接使用,它提供了人們安全便捷的健身休閑空間,并將課堂延伸到戶外,能提供年輕人更好地認識自然環境和健身休閑。國家休閑步道包括最常見的遠足道與自行車道,還包括各具特色富有活力水道、摩托車道、滑雪道、馬術路徑等不同用途的步道。根據美國統計局調查,發現休閑步道最普遍開展的戶外運動是散步、遠足、跑步等戶外項目,更加接近城市人群。

(1)318國道休閑步道

華東地區318國道部分,需要從上海出發經過浙江安徽。318國道線路戶外運動項目規劃：沿途毫括平原、丘陵、盆地、高原景觀,江浙水鄉文化。沿線適合開展豐富多彩的戶外運動項目,濱水部分適合進行水上皮劃艇、激流漂游等項目,山地適合徒步、攀巖等項目,能一邊欣賞沿途美景,了解自然風光。項目沿線重點戶外建設精品點詳見表10。

表10 318國道休閑步道線路戶外運動精品點

(2)閩江步道

閩江步道,由水系及附近景點組成,閩江是福建的母親河,是福建省唯一一條入海(東海)的最大河流。它起源于福建和江西交界處的建寧縣,劍溪、富屯和沙溪三條主要支流在南平延平附近匯合后被稱為閩江。平江、琴水、桃江位于江西部分,山勢險峻,景色優美。

水系戶外運動項目規劃：沿線山地和水系交織,適宜開展戶外運動,水系的游泳、劃船、皮劃艇、獨木舟、皮船、橡皮筏;山系的越野車、四驅車、摩托車露營、徒步等項目。項目沿線重點戶外建設精品點詳見表11。

表11 318國道休閑步道線路戶外運動精品點

5 結論

(1)創建了具有科學性、準確性、直觀性的華東地區適宜性步道選線底圖。通過對地理條件(高程、坡度)、自然條件(水文、土地利用分類、降雨量、植被覆蓋度)、交通可達性(道路)7類步道選線影響因子進行重分類賦值,對使用層次分析法獲得的各影響因子的權重進行加權疊加分析后得到步道選線適宜性得分底圖。

(2)構建出華東地區步道系統框架。通過步道選線適宜性底圖和疊加節點因子的疊加圖,在充分考慮步道建設原則和理論依據后結合所在地區經濟人口等因素,構建出華東地區風景、歷史文化、休閑游憩3類步道,共6條線路分別是：沿海線風景步道、長江贛江沿江風景步道;京杭大運河G25長深高速歷史文化步道、淮河歷史文化步道;318休閑步道、閩江休閑游憩步道。

(3)針對6條步道線路適合開展戶外運動項目類型的分析,以及對線路中的特色節點進行規劃,綜合得出：沿海岸線步道主要針對濱海風景適宜開展休閑觀光、垂釣沖浪等特色項目;長江贛江步道沿江風景步道,適宜開展皮劃艇、內陸野營、徒步旅行為主的戶外項目;京杭大運河-長深高速步道、淮河步道屬于內陸風光,沿途文化景點較多適宜開展以騎行為主徒步游覽為輔的戶外運動;318國道(華東段)步道屬于景觀大道,沿途風景優美適宜開展以徒步、騎行越野為特色的戶外運動;閩江步道位于南部山區適宜開展戶外攀巖、登山、皮劃艇等運動;合理規劃后形成點線面結合的華東地區戶外運動路線。