基于AHP—模糊綜合評判的旅游開發生態風險評價研究——以甘肅河西走廊為例

楊阿莉,仲 鑫,張洋洋,王勁松,楊開軒

(西北師范大學 旅游學院,甘肅 蘭州 730070)

1 引言

河西走廊脆弱的生態環境和區位條件決定了它在甘肅乃至西北地區的生態安全和邊疆穩定方面具有舉足輕重和不可替代的地位。近年來,由于存在不合理開發和過度利用的問題,加之經濟發展相對落后和社會文化系統處于弱勢地位,使河西走廊地區的生態環境進一步惡化,對區域穩定和國家安全構成了嚴重威脅。自2015年初至2017年底,隨著媒體對河西走廊南側祁連山生態問題的持續曝光,因探礦開礦、修建電站、過度放牧導致該區域的生態破壞問題已成為全社會高度關注的重大事件。但長期以來對精準識別旅游開發給河西走廊造成的生態風險及其如何防范旅游風險,社會各界的認識程度還遠遠不夠。“生態興則文明興,生態衰則文明衰”，面對“一帶一路”戰略構想給西北旅游業跨越式發展帶來的難得歷史機遇,深入研究如何在促進河西走廊旅游開發和經濟發展的同時盡可能避免出現各類生態風險，保護好旅游資源并促進旅游業與生態環境的協調發展,成為迫在眉睫的重大課題。

生態問題歷來是世界各國高度關注的重要問題,生態風險評價研究近十幾年來逐漸成為國內外熱點研究領域。早在20世紀70年代,國外就已開始對生態風險進行了研究,最初主要是針對某種化學污染物對環境和人類健康影響的毒理分析[1],后來逐步向生態系統、區域及景觀尺度擴展[2-4],研究內容涉及地球表層系統的環境效應、全球環境變化的響應、災害與污染防治、區域可持續發展等[5,6]。到了20世紀90年代,生態風險評價逐步應用于旅游研究領域,評價內容主要包括旅游風險認知和旅游風險影響評價等,其中旅游風險認知研究主要關注旅游風險因素與類型、風險行為等[7];影響評價側重于自然風險要素(水體、固體、氣候、噪聲等)和社會文化風險要素(恐怖主義、殖民主義、示范效應、經濟危機等)對旅游地和旅游者決策的影響評價[8]。我國關于旅游開發生態風險評價的研究起步于21世紀初,研究內容主要包括旅游開發生態風險的類型與表現[9-11]、生態風險源與風險受體的認知、風險評價指標體系構建[12-15],以及生態風險預警與管控等方面[16-18]。目前已有的風險評價研究多運用德爾菲法(Delphi)和風險評估指數法[19]等方法,多從專家咨詢角度出發進行探討,評價對象主要圍繞單體旅游資源與特定風險受體。但這種方法對研究大尺度旅游地的旅游生態風險等級的評估還存在一定的局限性。

本研究所選的河西走廊地區屬于大尺度區域,各種自然原因和人為活動帶來的生態壓力種類繁多,對此進行生態風險的識別具有一定的不確定性,開展生態風險評價也具有一定的復雜性。基于此,本文運用層次分析法(AHP)與模糊綜合評判法(FCE)相結合的方法對河西走廊旅游開發的生態風險給予定量評估,為河西地區實現旅游業與生態環境協調發展提供理論參考,同時也為我國其他生態脆弱區旅游開發的相關研究提供借鑒。

2 研究區概況與研究方法

2.1 研究區概況

河西走廊地處甘肅省西北部的祁連山與北山之間,東起烏鞘嶺,西至玉門,全長900余km,地域上包括武威(涼州)、金昌、張掖(甘州)、酒泉(肅州)和嘉峪關5市(簡稱“河西5市”)。整個區域氣候屬大陸性干旱氣候,干燥少雨,冷熱變化劇烈,風大沙多,荒漠廣布、生態十分脆弱。祁連山是河西走廊地區的“母親山”和“生命線”,近年來祁連山出現的冰川退縮、“三廢”污染、土地沙漠化、林木減少、草場退化、水土流失等嚴峻的生態問題,表明河西走廊地區的生態危機也呈現出全面圍堵的局面,因此加強河西地區生態安全研究已刻不容緩。

河西走廊是甘肅境內旅游資源最為富集和獨具特色的區域,兼具原始、雄渾、粗獷、神秘、精絕等特點的自然景觀資源,如戈壁、綠洲、森林、草原、沙漠、雪山、冰川等,與人文景觀資源如石窟、寺廟、烽燧、古墓葬、古建筑、驛站、關隘等資源交相輝映,為河西走廓旅游業的發展奠定了堅實基礎。據統計,目前“河西5市”的A級景區共有128家,其中5A級景區2家、4A級景區36家、3A級以下景區90余家。2017年河西五市旅游總人次達到7707萬人次,旅游總收入545.21億元,占全區生產總值的29.47%。然而,無論是項目開發建設還是旅游活動都給河西走廊生態體系帶來了嚴重的影響。

2.2 問卷設計與調查

調研包括以下兩個方面:一是河西走廊旅游開發的生態風險表現及風險源、風險終點的識別和風險程度評估調查。二是通過專家意見咨詢,開展河西走廓旅游開發生態評價指標重要性的判斷。旅游領域的專家包括生態旅游、旅游地理等相關領域的教授、副教授等。2017年10月中旬我們給30位專家發放“旅游開發生態風險指標權重專家意見咨詢表”，運用層次分析法(AHP)的1—9標度法[20],在給定每類專家權重比的前提下,確定旅游開發生態風險評價指標專家打分判斷矩陣,請專家對各指標進行兩兩比較,判別指標對整個評價體系所表現的相對重要程度。

旅游開發風險調查分兩次進行:第一次為預調研,時間為2017年11月10至17日。課題組成員分3組分別赴嘉峪關市、酒泉肅州區、金塔縣開展實地考察,并采取隨機抽樣的方式對社區居民、游客和旅游從業者共120人進行訪談和問卷前測。根據預調研統計結果,修正篩選問卷的缺陷項,并進行信度檢驗和效度分析,然后形成較合理的最終問卷。第二次調查時間為2018年3月份的3個周末,課題組成員分別赴武威市涼州區及天祝縣、金昌市永昌縣實地調研,共發放問卷400份,收回有效問卷364份,有效回收率為91%。

2.3 生態風險評價指標體系建構

根據已有研究文獻梳理及實地調研情況,精準識別河西走廊旅游開發的生態風險表現、風險終點和風險源。然后,根據生態風險與生態效應之間的遞進傳導關系,基于AHP規則構建旅游開發生態風險評價指標體系,見圖1。

圖1 旅游開發生態風險指標體系模型

指標體系共分為三層:第一層為目標層(U),即旅游目的地旅游開發生態風險評價的目標;第二層為準則層,由環境風險(U1)、生物風險(U2)、景觀風險(U3)3個子系統構成;第三層為指標層,由從屬于準則層每個因素的14項具體指標構成。

2.4 研究方法與步驟

層次分析法(AHP):層次分析法主要是將一個目標問題分解成具有包含關系的若干層次,通過專家打分將定性問題定量化,為無結構的決策問題提供清晰的思路和解決過程。本文構架的遞階層次結構模型見圖1。構造各層次的成對比較矩陣,采用1—9標度法,將同一層次中的因素進行兩兩比較,并構成判斷矩陣A:

1a12…a1ma211…a2m…………an1an2…1

式中,aij=ai/aj表示第i個元素和第j個元素重要性之比。

判斷矩陣的確定方法主要分為以下三個步驟:首先，對同類專家的判斷矩陣進行算術平均；然后，依次求出每一專家類別的平均矩陣；最后，對不同專家類別的平均矩陣進行加權平均,得到最終的判斷矩陣。

計算單層次權向量及一致性檢驗:單層次排序是用本層的元素與上一層元素進行對比,再將對比后數值依次排列,以此判斷矩陣的最大特征向量。本文采用和積法計算特征向量,將判斷矩陣的每一列元素作歸一化處理,得到：

(2)

表1 1—15階矩陣的平均隨機一致性指標

計算總層次權向量及一致性檢驗:根據上述單層排序原理,總體排序通過從上而下的排序得到,最底層的指標層中各方案對于目標層的排序權重就是層次總排序權重向量。當最下層對第一層的總排序權重向量的一致性比率為CRh<0.10時,可以判定整個層次結構的比較判斷符合一致性檢驗。

模糊綜合評判法(FCE):模糊綜合評價法是利用模糊線性變換原理和最大隸屬度原則,考慮與被評價事物相關的各個因素,對各個因素做出合理的綜合評價。

確定被評判對象的因素集U:U=(U1,U2,U3,…，Ui,…,Un)。其中,每個準則體系Ui中又包含若干個指標,表示為Uij=(Ui1,Ui2,Ui3,…，Uij,…,Uin)。Uij表示第i個準則下的第j個指標。本文中的U={U1,U2,U3}={環境風險,生物風險,景觀風險};U1={U11,U12,U13,U14,U15}={固體污染,氣體污染,水體污染,噪聲污染,土壤污染},U2={U21,U22,U23}={植被覆蓋率下降,生物多樣性破壞,外來動植物入侵},U3={U31,U32,U33,U34,U35,U36}={景觀土地利用,生境碎片化,土地沙地化,景觀城鎮化,草地面積退化,水土流失}。

構造評語集V與對應的數值區間集:V=(V1,V2,V3,…,Vj,…,Vn)。Vj表示對應的Ui的等級評判層次。本文的評語集為:V={V1,V2,V3,V4,V5}={高風險,較高風險,一般風險,較低風險,低風險},等級參數向量為:V={5,4,3,2,1}, 對應的風險數值區間集F={5—4,4—3,3—～2,2—1,1—0}。

確定各因素的權重W,建立模糊關系矩陣R(隸屬度矩陣):根據上述層次分析法(AHP)確定評價因素的權向量:W=(w1,w2,…,wi,…,wn)。構造好每個因素等級模糊子集后,對被評對象的每個因素U進行量化,即從單因素角度分析被評對象對每個等級模糊子集的隸屬度(R|Ui),然后構造模糊關系矩陣:

R=R|u1R|u2…R|u3é?êêêêêù?úúúúú=r11r12r13r14r21r22r23r24…………rn1rn2…rnmé?êêêêêù?úúúúú

(3)

3 結果與分析

3.1 生態風險模糊綜合評分計算

生態風險評價指標判斷矩陣的確定:通過每個專家對各指標重要程度的判斷,確定判斷矩陣。首先，對同類專家的判斷矩陣進行算術平均，依次求出每一專家類別的平均矩陣；然后，對不同專家類別的平均矩陣進行加權平均,得到最后的判斷矩陣,見表2—5。

表2 準則層的判斷矩陣

表3 隸屬于環境準則U1的指標判斷矩陣

表4 隸屬于生物U2準則的指標判斷矩陣

表5 隸屬于景觀U3準則的指標判斷矩陣

生態風險評價指標體系單層次排序及一致性檢驗:將旅游開發生態風險評價各項指標單層次排序結果進行計算,限于篇幅,本文只給出準則層U1、U2、U3的判斷矩陣。經過計算，得出U1—U3的權重為(0.5980、0.2720、0.1299),見表6。計算得出最大特征根λmax=3.0455;一致性比例CR=0.0437<0.10,通過一致性檢驗。采用同樣的方法,可以給出各指標層的判斷矩陣,進而計算出其權重向量:U11-U15的權重為(0.3793、0.1780、0.2565、0.0764、0.1098),U21—U23的權重為(0.5285、0.3336、0.1379),U31—U36的權重為(0.3108、0.2113、0.1560,0.1080、0.1063、0.1077)。然后求出各指標間的一致性檢驗,結果見表7。從表7可見,各單層次指標判斷矩陣一致性檢驗CR值都小于0.10,說明單層次指標重要性排序結果合理,可以接受。

表6 準則層的判斷矩陣

表7 各指標間的一致性檢驗結果

表8 各指標權重及層次總排序

生態風險模糊綜合評判:本文將收集到的364份有效問卷,對其評價結果進行人數統計及頻數計算,分別構造“U1、U2、U3”的隸屬子集,并給出各自的模糊評價矩陣R1、R2、R3,然后進行模糊矩陣的復合運算:

S1=W1×R1

=[0.3793,0.1780,0.2565,0.0764,0.1098]

=[0.2250,0.3958,0.1928,0.1349,0.0507]

同理,構造“U2、U3”的隸屬子集和模糊評價矩陣。計算得出:

S2=W2×R2

=[0.5285,0.3336,0.1379]

=[0.2126,0.3332,0.2687,0.1436,0.0427]

S3=W3×R3

=[0.3108,0.2113,0.1560,0.1080,0.1063,0.1077]

[0.2390,0.3954,0.2118,0.01181,0.0360]

構建一級模糊評價矩陣為:

Z=W×S

=[0.5980,0.2720,0.1299]

=[0.2234,0.3787,0.2158,0.1351,0.0466]。

計算最終評價得分:

F=Z×V

=3.066

3.2 生態風險綜合評分結果分析

對照風險指標評語集,河西走廊的旅游開發生態風險評價得分為3.066，屬于較高風險,但這一分值僅比一般風險的臨界值3高出6.6%,更接近于一般風險區間。這一結果與實地訪談和問卷調查了解到的情況是相符的:作為生態環境十分脆弱的河西地區,公眾認為旅游開發活動會對該區域的生態帶來風險這一點是持普遍認可的態度,但與長期以來河西地區普遍存在的無序探礦開礦[21]、小水電項目監管不力、草場超載放牧、粗放低效的工農業生產等對生態環境引發的高風險相比,旅游開發和游客活動對環境產生的破壞和影響相對較輕，處于一般風險程度。

從準則層來看,“環境風險U1、生物風險U2、景觀風險U3”所占的權重分別為0.5980、0.2720、0.1299。由此可知,旅游開發對河西走廊的環境影響比對生物和景觀的影響更為嚴重。根據隸屬度最大原則,查看各項指標層的模糊矩陣復合運算結果“S1、S2、S3”所對應的“高風險、較高風險、一般風險、較低風險、低風險”的可能性數值,發現準則層“環境風險U1、生物風險U2、景觀風險U3”分別對應的最大權重為“0.3958、0.3332、0.3954”,均為“較高風險”選項,說明在公眾心目中河西走廊的旅游開發對生態系統及其組分可能產生的損壞和風險為較高。

從各項指標層來看,環境風險的“固體污染、氣體污染、水體污染、噪聲污染、土壤污染”所占權重分別為0.3793、0.1780、0.2565、0.0764、0.1098,表明旅游開發對河西走廓地區帶來固體污染的風險最高,其次依次排列為水體污染、氣體、土壤、噪聲產生的影響;“生物風險”中的“植被覆蓋率下降、生物多樣性破壞、外來動植物入侵”所占的權重分別為0.5285、0.3336、0.1379,可見植被覆蓋率下降的風險最高,“生物多樣性破壞、外來動植物入侵”風險依次排列;景觀風險中的“土地不合理利用、生境碎片化、土地沙漠化、景觀城鎮化、草場退化、水土流失”所占的權重分別為0.3108、0.2113、0.1560、0.1080、0.1063、0.1077。由此發現,旅游開發給河西造成的“土地不合理利用、生境碎片化、土地沙漠化”風險較高,對“景觀城鎮化、草場退化以及水土流失”影響次之,其權重占比相差無幾。

4 結論與討論

本文運用AHP與模糊綜合評判法對河西走廊地區旅游開發生態風險給以定量評估,最后得出的風險數值3.066,表明河西地區的旅游開發對生態環境帶來的影響是不容忽視的。在諸多生態風險中,植被覆蓋率下降、土地不合理利用、土地沙漠化等風險比其他風險更高,是更加需要防范的生態問題。

本文的研究結論在整體上支持了“旅游開發勢必對生態安全帶來風險”這一觀點。調研發現,河西走廊的旅游風險源既有自然因素也有人為因素，就人為因素而言,大體包括旅游建設項目、旅游企業、從業人員、旅游者等幾方面。如旅游開發初期,因項目施工建設產生了廢水、廢氣、固體垃圾和噪聲污染,甚至引起水土流失、植被覆蓋率下降等;一些未批先建無序開發的旅游項目也帶來了土地利用不合理、景觀城鎮化等問題。另一方面,部分旅游企業,如旅游飯店、旅游交通、旅游娛樂業的從業人員,因自身環境意識不強、社會責任感薄弱等原因,片面追求自身利益,將旅游接待產生的污染物直接丟棄于景區或旅游目的地而造成“三廢”污染。部分旅游者的資源保護意識淡薄,旅游過程中存在隨意攀折植物、獵捕小動物、亂涂亂畫等行為,對景區原始風貌造成了一定的破壞；部分游客隨意丟棄攜帶的食品袋、水瓶等,帶來了垃圾污染。同時,旅游旺季常常人滿為患,旅游地超負荷運行,使景區土壤因游客過度踩踏而發生板結、透氣透水性能變弱,引發水土流失加劇,使生態環境面臨威脅。

生態旅游是實現旅游業可持續發展的有效途徑,在河西走廊這樣的生態脆弱地開展旅游業,必須以保護為主,開發為輔,正確地引導人類活動,把降低環境影響作為降低生態風險的關鍵,把協調好旅游經濟與生態環境保護之間的關系放在首位。事實上,旅游業是符合建設資源節約型、環境友好型社會要求的產業,河西走廊地區發展生態旅游,如果規劃得當、管理科學,開發有序,并有針對性地制定風險預警管控措施,對當地生態的恢復和生態經濟的可持續發展是具有重要的推動作用[22]。在旅游項目建設和旅游業發展過程中,必須做到及時地對旅游開發的生態風險進行精準識別,并有針對性地、分層次地提出生態風險預警措施及調控管理策略,尋求能實現區域旅游與生態環境協調持續發展的長效機制,這是當前維護河西走廊綠洲生態穩定的必然要求,也是降低旅游開發活動對河西地區生態環境損害以及實現旅游目的地社會經濟可持續發展的戰略需要。