遺產旅游地張家界生態脆弱性評價及障礙因素分析

陳文灝，賀小榮

（湖南師范大學旅游學院，湖南 長沙 410081）

處理好旅游發展與遺產保護間的矛盾是大部分世界遺產地面臨的難題[1].旅游發展進程加快伴隨著大量旅游活動的開展，給遺產地及其周邊地帶的生態環境和自然景觀帶來嚴重威脅，尤其是將具有獨特地形地貌與自然風光的自然遺產作為核心旅游資源的遺產旅游地，在面對外部因素干擾下暴露出來的生態脆弱性愈發明顯，甚至對自然遺產資源本身造成威脅.因此，為了在保護遺產旅游地生態環境的同時又能夠保障旅游地經濟效益，需要通過衡量現有遺產旅游地生態脆弱性水平，并分析其相關影響因素.

人類活動的不斷加劇以及一系列生態環境問題的涌現致使生態系統正遭受巨大威脅，生態脆弱性問題的日益凸顯也讓有關生態脆弱性的研究逐漸成為全球變化與可持續發展研究中的熱點[2].近年來，學者們對生態脆弱性評價展開了豐富研究，為客觀認識區域生態脆弱性積累了經驗，如針對評價模型方面，形成了PSR 模型[3]、VSD 模型[4]、SRP[5]模型等；在針對評價方法層面，囊括了主成分分析法[6]、層次分析法[7]、熵值法[8]等；針對研究對象方面，當前關于生態脆弱性研究區多集中于自然條件較差或人為干擾劇烈的區域，如黃土高原[9]、干旱區[10]、喀斯特地貌[7]等，而近年來伴隨著旅游產業的快速發展，游客大量涌入及不文明的旅游行為致使環境質量下降且生態系統遭到破壞[11]，部分學者開始關注旅游目的地的生態脆弱性問題，如李伯華等[12]以大南岳旅游圈為研究區域，從暴露性、敏感性和適應能力3個維度對其生態脆弱性進行評價；XIN Ma等[13]構建了“暴露（E）-敏感性（S）-適應能力（A）”框架，通過耦合協調度模型對島嶼旅游地的生態脆弱性進行評估，也有學者緊跟政策導向，著眼于鄉村旅游地，如林明水等[6]采用空間主成分分析法測算福建省內鄉村旅游扶貧重點村的生態脆弱性指數.

可見，目前旅游地生態脆弱性研究已得到部分學者的關注，但以自然遺產資源為支柱的旅游地生態脆弱性研究依舊匱乏.因此本研究以典型的遺產旅游地張家界為對象，基于“暴露度（V）-敏感度（S）-適應能力（D）”模型框架，采用指示人為干擾、自然壓力、社會經濟發展水平等狀況的22個指標因子，結合熵值法系統評估張家界的生態脆弱性，并運用障礙度模型分析影響其生態脆弱性的障礙因子，以期為該地區進一步的區域生態系統保護和旅游發展管理提供理論參考.

1 研究設計

1.1 研究區域概況

張家界市（28°52′～29°48′N、109°40′～111°20′E）位于湖南省西北部，地處湘鄂渝3省交界的武陵山區腹地.該區域屬中亞熱帶山原型季風性濕潤氣候，年均氣溫17℃，1月平均氣溫5.1℃，7月平均氣溫28℃，年降水量1400 mm（圖1a）.區域內地勢西北高、東南低，1000 m以上海拔山脈主要集中于西北部.土地利用類型以林地為主，面積占比68.1%，其次是耕地和草地，分別占比27%和3.38%（圖1b），水體、濕地和建設用地僅占研究區總面積的1.45%，其他均屬于未利用土地.

圖1 張家界市海拔與2010年土地利用空間分布示意

縱觀當代張家界社會發展變遷，自1982年中國第一個國家森林公園——張家界市國家森林公園設立以來，再到1992年被列入世界自然遺產名錄，在旅游業發展的助力下，張家界市從一個交通閉塞、生產生活方式落后的偏遠山區逐漸成為世界知名旅游城市[14].張家界市社會發展經歷了由農林經濟主導到旅游經濟主導的轉變，旅游發展引起與外界高密度的人流、物流、信息流、資金流等要素往來，致使其生態系統所面臨的環境和社會壓力發生了翻天覆地的變化.可見，張家界具有良好的生態環境基礎，但隨著旅游業的快速發展與旅游規模的急速膨脹，其良性生態環境逐漸開始改變.在此背景下，以張家界市為研究區來探討遺產旅游地生態脆弱性具有較強的典型性和代表性.

1.2 生態脆弱性評價指標體系構建

構建評價模型與評價方法相結合是現代生態脆弱性研究的基本手段[7].伴隨著脆弱性內涵的延伸,評價模型不斷豐富完善，其中Polsky 等受美國公共空間計劃整合框架啟示，發展了基于“暴露-敏感-適應”的VSD（Vulnerability Scoping Diagram）評價模型[15]，將生態脆弱性劃分為暴露度、敏感性和適應能力3 個維度.

暴露度是指系統所受環境和社會壓力或沖擊的程度，是反映受外界干擾或脅迫程度的參數[16-17].如圖2所示，暴露度由人為干擾和自然壓力兩部分組成，原因如下：第一，全球變暖加劇、極端天氣頻發、生物多樣性喪失、生態環境退化對人類的生存發展和社會、經濟可持續發展產生了嚴重威脅[18]，其中極端天氣氣候事件所引起的一系列氣象氣候災害對旅游業也產生巨大的影響[19]；第二，人類活動對生態環境的影響隨時間推移逐漸加強[20]，人為干擾等因素成為影響生態脆弱性的重要原因.

圖2 遺產旅游地生態脆弱性概念框架

敏感性是指暴露單元易受到脅迫影響的程度，敏感性取決于暴露的類型及其系統特征，與系統被破壞的臨界條件相關.面對內部或外部的脅迫和干擾，敏感性程度越高的地區，其受損程度及受損可能性將會更大，生態脆弱性則更高[21].如圖2所示，研究將生態敏感作為生態系統敏感性的內部干擾，同時考慮到張家界以旅游產業為主導，因此將旅游敏感性作為外部干擾.

適應能力是指人類和自然系統能夠適應和處理脅迫，以及能夠從脅迫造成的后果中恢復的能力.適應能力是一種可調節且可改變的潛在狀態參數，在人為干預或適應性管理之下能夠得到提升[22-23].如圖2 所示，適應能力由社會支持、經濟發展和環境保護組成，這些要素反映當地對于生態環境保護投入的基礎、實力和意愿.

研究基于VSD模型并借鑒已有研究成果[7,13,24-25]，在重點考量張家界市社會經濟狀況、生態環境狀況等相關因素的基礎上，遵循科學性、系統性及可獲得性等原則，共遴選22項指標因子（表1）對典型遺產旅游地張家界市生態脆弱性進行測度.指標指向為“+”表示該項目指標越高，脆弱性越高；為“-”表示該項目指標越低，脆弱性越高.

表1 遺產旅游地生態脆弱性評價指標體系

1.3 數據來源

研究主要采用了Landsat 衛星影像數據、數字高程模型數據（DEM）、氣象數據、社會經濟統計數據和其他數據.衛星影像數據和數字高程模型數據（DEM）來源于中國科學院地理科學與資源研究所（https://www.resdc.cn/Default.aspx）和Globalland30（http://www.globallandcover.com/）.社會經濟統計數據資料主要來源于《湖南省統計年鑒（2010-2020）》、張家界市國民經濟與社會發展公報、湖南省水資源公報、湖南省環境質量公報以及相關網絡資料和歷史文獻，其中氣候相關的數據來源于國家氣象科學數據共享服務平臺.

1.4 生態脆弱性指標數據標準化

為了消除各指標數據量綱不一致的影響，本研究采用極差標準化方法[23-24]，對所有脆弱性評價指標的原始數據進行標準化處理.考慮到生態脆弱性評價正負相關指標的影響作用不同，采取了不同的標準化處理方法，具體計算公式如下：

式中：Ii和Xi分別表示某一評價指標原始數據和標準化后的數據；Imin和Imax表示該評價指標的最小值和最大值；Xi值越大，說明該指標對生態脆弱性影響越顯著，反之則越小.

1.5 生態脆弱性評估模型

目前定義各指標因子權重主要分為主觀（如專家打分法）和客觀（如主成分分析法）兩種方法，其中專家打分法和層次分析法等受主觀性影響較大，容易影響判斷結果的客觀性和科學性，因此研究采用客觀賦權法中的熵值法，通過信息熵原理確定權重，能夠客觀準確地分析評價單元.

在研究中暴露度是促使生態系統趨于脆弱狀態的外在原因，系統自身的敏感性是擾動和脅迫因子致使生態系統趨于脆弱狀態的內在誘因，適應能力則是指生態環境系統在擾動和脅迫的狀態下，減緩脆弱性的潛在恢復力[25].采用公式（3）和（4）計算生態脆弱性[24]：

式中：PI表示潛在影響指數；EVI表示生態脆弱性；Ie表示暴露度指數；Is表示敏感性指數；Iac表示適應能力指數.其中，暴露度指數、敏感性指數和適應能力指數通過對各項指標進行加權求和計算獲得，見公式（5）：

式中：I為子目標,包括暴露度（Ie）、敏感性（Is）和適應能力（Iac）；Wi表示各指標的權重；Ci表示各指標的評價值.

1.6 障礙度模型

為更有效地分析研究區生態脆弱性狀況，強化對影響生態脆弱性行為以及相關政策的調控，構建了障礙度模型以探析影響研究區生態脆弱性的障礙因素，見公式（6）和（7）：

式中：Oj表示指標偏離度（單因素指標評估值與100%的差值），Fj表示因子貢獻度，Vj表示指標障礙度指數，U表示準則層障礙度指數.

1.7 生態脆弱性等級劃分

研究參照蒙吉軍、Mujabar等[26-27]的研究結果，根據生態脆弱性綜合評價得分由低到高依次為微度脆弱、輕度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和嚴重脆弱5個等級，并結合研究區實際情況，將脆弱性各因子得分賦值為0～1，其脆弱性最終計算結果將分布在0～1的連續范圍（見表2）[28].

表2 生態脆弱性等級分級

2 遺產旅游地生態脆弱性評價

2.1 遺產旅游地生態脆弱性空間維度評價

研究根據指標權重，結合上述公式計算求得2009年至2019年遺產旅游地張家界的生態脆弱性，圖3總結了張家界市各區縣在研究期內其生態脆弱性標準化值的空間格局變化.結果表明，張家界市各區縣的生態脆弱性從總體上呈現出西北低、東南高的特征.其中2009年張家界大部分地區的生態脆弱性屬于輕度脆弱，僅有慈利縣被劃分進中度脆弱等級（圖3a）.從2009年到2014年，張家界市生態脆弱性在空間上呈現出東南高、西北低的特征，武陵源區、桑植縣和慈利縣的脆弱性等級保持穩定，而永定區則由輕度脆弱轉變為中度脆弱，該期間內張家界市的生態脆弱性出現了緩慢上升趨勢（圖3b）.從2014年至2019年，張家界市生態脆弱性在空間上依舊保持著東南高、西北低的特征，其中永定區的生態脆弱性發生了大幅度變化，從中度脆弱轉變為重度脆弱，而武陵源區、桑植縣和慈利縣的脆弱性等級依舊保持不變（圖3c）.總體而言，永定區在研究期內其生態脆弱性相較于其他3個區縣展現出較為顯著的上升.

圖3 遺產旅游地生態脆弱性空間變化

2.2 遺產旅游地生態脆弱性時序維度評價

圖4 反映了張家界各區縣生態脆弱性的時序變化特征.結果表明，武陵源區生態脆弱性從2009 年的0.3168 轉變到2019年的0.3011，總體上呈現出輕微的變化幅度并帶有下降的發展趨勢，始終保持著輕度脆弱等級；桑植縣生態脆弱性從2009年的0.3803轉變為2019年的0.3739，其變化幅度同樣較小并存在輕微下降的趨勢，保持著輕度脆弱等級；慈利縣生態脆弱性從2009年的0.4596轉變為2019年的0.4116，雖然從整體上始終處在中度脆弱等級，但相較于武陵源區和桑植縣其展現出較大幅度的下降發展態勢，說明該地區的生態環境在一定程度上得以改善；永定區生態脆弱性從2009年的0.3833 上升為2019 年的0.6088，相比于前3 者它表現出更為顯著的上升變化趨勢，其脆弱性等級逐步從輕度脆弱轉變為中度脆弱最后變為重度脆弱，這表明需要給予當地生態環境狀況更多的關注.

圖4 遺產旅游地生態脆弱性時間變化

3 遺產旅游地生態脆弱性障礙因子分析

3.1 準則層障礙因子分析

基于上述評價，按照障礙度模型對2009～2019年遺產旅游地張家界市的4個區縣準則層障礙因子變化情況（圖5）進行診斷.由診斷結果可知，4個區縣的生態脆弱性準則層障礙度變化情況各不相同，但整體表現為敏感性障礙＞暴露度障礙＞適應能力障礙.武陵源區適應能力障礙在研究期內呈現略微上升趨勢，敏感性障礙和暴露度障礙表現出“此消彼長”的波動狀態，兩者總體變化幅度相對較小（圖5a）.永定區暴露度障礙和適應能力障礙總體呈現出上升趨勢，尤其是暴露度障礙表現出較大幅度的上升，成為了該區生態脆弱性的主要障礙因素，這表明人為干擾以及極端氣候對永定區的生態脆弱性造成了極大的影響；而敏感性障礙的變化幅度更大，在2018～2019 年期間呈現出斷崖式下跌的態勢（圖5b）.桑植縣適應能力障礙呈現出緩慢上升的趨勢，暴露度障礙和敏感性障礙則是略微波動（圖5c）.慈利縣的暴露度障礙相較于其他3個區縣要低得多，在2017年出現了一個較大波動但隨后又平穩下來；敏感性障礙總體上表現為下降趨勢，而適應能力障礙保持著水平波動（圖5d）.

圖5 2009～2019年遺產旅游地生態脆弱性準則層障礙度

3.2 指標層障礙因子分析

根據指標層因子障礙度的高低，將各區縣排名前3位的因子列出（表3）.結果表明，從總體上看4個區縣在2009～2019年間指標層障礙度存在一定的區位差異，但位于首位的障礙因子均為游客與當地居民比重.武陵源區在2009～2019年間影響生態脆弱性的主要障礙因子是游客與當地居民的比重、萬元GDP能耗和人口密度，表明旅游敏感和人為干擾對當地生態脆弱性的影響較大.永定區2009～2014年間影響生態脆弱性的主要因素是游客與當地居民的比重，2015～2019年間轉變為萬元GDP能耗；第三位的障礙因子是游客接待量，到2016年轉變為GDP密度，上述情況反映出永定區經濟快速增長下對生態環境的保護有所缺失.影響桑植縣生態脆弱性的障礙因子在研究期內主要是游客與當地居民比重、游客接待量、人口密度，表明桑植縣缺乏對游客流量和流向的管控，給當地的社會環境造成一定壓力.慈利縣第一位障礙因子是游客與當地居民的比重，第二位障礙因子是游客接待量，第三位障礙因子波動較大，主要集中在城鎮化率、GDP密度和萬元GDP能耗，這意味著慈利縣在今后需更多地關注旅游給當地生態環境帶來的影響，同時要加強綠色經濟發展的意識.

表3 2009～2019年遺產旅游地生態脆弱性指標層障礙度

4 總結與討論

研究基于生態脆弱性評價模型，運用熵值法從空間維度與時序維度對遺產旅游地張家界的生態脆弱性進行探究，同時結合障礙度模型探測影響張家界市生態脆弱性的主要障礙因子，最終得出如下結論：

①從時空結構特征看，張家界市生態脆弱性總體呈現出西北低、東南高的特征，其中武陵源區、桑植縣和慈利縣的生態脆弱性在研究期內變化幅度微弱且呈現出下降的態勢，而永定區則表現出較大幅度的增長變化，其脆弱性等級由輕度脆弱轉變為重度脆弱.

②從障礙因子看，影響張家界市生態脆弱性的準則層障礙因子整體表現為敏感性障礙＞暴露度障礙＞適應能力障礙，其中游客與當地居民比重、游客接待量、萬元GDP能耗等指標層障礙因子對研究區生態脆弱性的影響最為顯著，因此需要特別關注游客數量變化對當地生態脆弱性所造成的影響.

4.1 遺產旅游地生態脆弱性時空分布特征及其原因

通過上述研究可知，2009～2019年間張家界市各區縣的生態脆弱性水平差異較大.伴隨時間的推移，永定區和慈利縣生態脆弱性總體呈上升趨勢，而武陵源區和桑植縣在整體上則保持中低水平，該評價結果與楊倩、帥紅等人[29]的評價結果一致.在該遺產旅游地中，武陵源區和永定區同樣坐擁豐厚自然遺產，具有旅游資源稟賦優勢，同時旅游專業化程度較高，但兩者的生態脆弱性卻存在著截然不同的變化.武陵源區的生態脆弱性在研究區內最低且始終保持輕度脆弱等級，并沒有表現出較大幅度的變化，這與XIN Ma等人[13]研究認為旅游地越具吸引力，其生態脆弱性越高的結果相矛盾.原因如下：第一，旅游業屬于資源節約型、環境友好型產業[30].旅游活動規模的擴大、旅游專業化程度的提高相較于其他產業而言并不會給生態環境帶來較大程度的負面影響.第二，武陵源區以旅游業為主導產業，區內僅有4家規模工業企業，并不會給空氣、水質等造成嚴重的污染問題.反觀永定區在研究期內其生態脆弱性呈較大幅度的上升，逐步從輕度脆弱上升為重度脆弱，這是因為永定區在努力建成國內外知名旅游勝地過程中，現代農業和新型工業也在持續壯大和加快發展，“六帶一線”農業產業格局的基本形成以及工業企業的累年增加都會給當地生態系統帶來更為重荷的負面影響.

4.2 遺產旅游地生態脆弱性主要障礙因子分析

在完成生態脆弱性綜合評價后，為進一步找出影響研究區生態脆弱性的重要因素，通常會使用障礙度模型挖掘其主要障礙因子.從上述研究可以看到，游客數量變化對遺產旅游地生態脆弱性所造成的影響需要引起我們特別關注.這是因為游客數量的增加雖然不會迅速地給生態系統造成不利影響，但隨著時間的推移，游客的旅游活動行為會對環境造成污染和破壞，大量人口的停留會帶來超出以往生產和生活所需資料和能源的消耗，從而導致廢水、廢氣和廢渣數量的增加，對旅游區生態環境和資源造成影響[31]，如果不加以重視和保護必然會導致當地生態脆弱性等級提高.此外，為了能夠滿足游客生活及其開展各項活動的需要，旅游地必須添置相應的設施、設備以及購買營業所需的各種物資[32].因此游客接待量的增加在一定程度上能夠帶動相關產業的發展，而產業規模的擴大又會帶來集聚效應，引起各類相關旅游產業集聚，但旅游產業集聚如果缺乏科學統籌和合理規劃則難以形成有效規模，還會引起大量資源浪費和環境污染[33]，進而造成當地生態脆弱性的增長.

4.3 遺產旅游地可持續旅游發展建議

依據遺產旅游地張家界的基本情況，結合區域發展客觀條件后，提出如下建議.第一，旅游發展與環境保護并重.盡管武陵源區旅游產業發展程度較高而生態脆弱性卻始終處于較低水平，但游客的大量涌入卻是不可忽視的潛在問題.因此環境保護和旅游開發是不可分割的一個整體，在后續的旅游開發與管理過程中需注重與環境相互協調、相互促進、共同發展.第二，貫徹“二十大”精神，著眼文旅融合賦能區域旅游發展.文化是旅游的內核，在未來旅游規劃中應當增強對中國傳統文化、文化遺產等精神文化產品的創新，借此提高目的地的旅游吸引力，提高和維持相當水平的旅游收入以更好地投入到生態環境保護中，增強適應能力.同時更重要的是能夠改變以往重點依靠傳統游覽觀光的經營方式，降低游客旅游方式對生態環境所造成的直接影響.第三，引入新型科技產品，為游客的旅游活動賦予“科技風”味道.運用VR、AR等技術為旅游產品賦能，提高游客對這類產品的興趣和需求，實現旅游規模擴大的同時旅游效益也能得到提升.此外，游客對旅游科技類產品追求的增加在一定程度上會提高當地第三產業比重，從而降低對生態環境的不利影響.