山地景区生态旅游适宜性分析及功能区划——以黑竹沟风景名胜区为例

闫丽丽，杨青林，黄中奕，彭培好，王佑汉

（1.成都理工大学生态资源与景观研究所，四川成都610059；2.四川煤矿安全监察局安全技术中心，四川成都610045；3.成都理工大学地球科学学院，四川成都610059； 4.成都理工大学管理科学学院，四川成都610059）

中国是一个多山的国家，广义上的山地（高原、山脉、丘陵）约占陆域国土面积的70%［1］.与平原、低地相比，典型中、高山区环境具有复杂性，主要表现在山地景观的垂直地带性规律（如植被）与非地带性规律，以及山地自然环境、地表覆被和本身的不稳定性［2］.山地景区是以山体景观（山体地貌和自然生态景观）为主要吸引物或主要吸引物之一，依托自然山体及必要的人为设施开展旅游活动的具有明确范围的空间场所［3］，其自然生态属性和旅游功能属性是山地景区的2个重要方面［4］.目前，国外山地景区研究注重与地理信息技术的结合，主要集中在山地资源评估［5］、山地旅游路线规划［6］、山地生态与旅游发展的问题方面［7-9］；国内山地景区研究主要集中在山地旅游资源调查和评价［10］、山地旅游开发与管理［11-12］和山地旅游可持续发展［13］等方面；然而，现有研究在适宜性评价因子选择方面，多侧重山地景区资源的自然生态属性［14-15］，对于山地资源旅游功能属性的相关因子量化不足，忽视了两者在山地旅游景区发展中的关系.为此，以典型的山岳型景区——黑竹沟风景名胜区为研究对象，以生态和旅游因素为双导向，构建一套适宜于山地景区生态旅游开发适宜性综合评价体系.在空间适宜性评价因子的选取上，注重山地景观资源的空间环境的适宜性分析，强化了山地景区旅游功能属性，旨在为实现山地景区生态环境的保护、景区旅游规划的功能分区与活动项目选址提供科学依据［16］，为实现生态旅游业的可持续发展奠定基础［17］.

1 研究区概况

黑竹沟风景名胜区地处青藏高原东部横断山系中段，中山峡谷地貌类型，位于川西南山地区，峨边彝族自治县西部，地理坐标为102°54′～103°10′E，28°51′～29°05′N（图 1）.景区西至峨边—甘洛县界，西北至峨边县—金口河界，东至哈曲—万坪乡界，北含挖支惹、老鹰山，南抵勒乌乡，总面积约为575 km2.该景区属亚热带季风性湿润气候，境内以山地为主，沟壑纵横，地形复杂多变，海拔跨度大，高度从1 054 m（斯合镇）至4 288 m（马鞍山主峰），景观垂直分异明显，是一处集自然旅游资源和人文旅游资源于一体的综合性山岳风景名胜区.目前，景区的生态旅游发展主要有以下特点：1）生态环境脆弱，约束旅游活动；2）景区内地形复杂，可进入性差；3）旅游资源类型丰富，景观品质高［18］.因此，基于山地景区自然生态属性与旅游功能属性基础上的适宜性判别显得尤为重要.

图1 黑竹沟山地景观资源分布图Fig.1 Distribution of mountain landscape resourcesin Heizhugou scenic area

2 研究方法

2.1 适宜性综合评价方法 采用多因子加权叠加法对山地景区生态旅游适宜性进行分析，基本步骤如下：首先选取山地景区生态、旅游资源方面的主要因子，并对单因子进行数据分析和量化处理，确定该因子限定性属性值；其次，借助ArcGIS 10.1对数据进行栅格化处理，生成单因子的栅格分布图；然后通过专家打分法和层次分析法（AHP，analytic hierarchy process）相结合来确定各因子权重值；最后，在 GIS（geographical information system）的支持下，将各因子进行加权叠加，得到综合适宜性评价结果，其评价公式为：

其中，Y（x，y）为各像元的综合适宜性指数，Wi为第i个指标的权重，qi（x，y）为第 i个生态因子（x，y）处的像元值.为了便于表达，对计算结果进行适宜性等级划分，确定生态旅游适宜性的空间分布.

2.2 黑竹沟景区生态旅游适宜性评价

2.2.1 评价指标的选取与量化 山地景区生态旅游发展过程中，适宜性程度是由生态环境约束力和旅游资源开发的潜力共同决定.本研究根据国内外相关研究成果［19-21］，结合山地景区的生态环境特点和景观资源现状，在数据可获取性和代表性的基础上，选取高程、坡度、植被指数、河流水系作为景区的主要生态环境适宜性指标；选取景观资源吸引力和景观资源可达性作为生态旅游开发潜力的空间适宜度因子.

高程数据来源于中国科学院数据服务平台，空间分辨率为30 m的DEM（digital elevation model），基于表面分析提取坡度信息.

植被指数利用研究区Landsat 8遥感影像（空间分辨率30 m）进行提取.首先基于ENVI 5.0软件对遥感影像进行预处理（主要包括辐射校正、裁剪等），然后利用波段计算提取植被指数.本文采用归一化差分植被指数，计算公式为

其中，INDV为评价栅格的归一化植被指数，其中RNI为近红外波段反射值；R为红光波段反射值.

河流水系指标以Landsat 8遥感影像为基础数据源，根据归一化差异水体指数INDW［22］提取研究区河流水系，并基于提取的河流水系划分距离进行缓冲区分析，INDW计算公式为：

其中，IG为绿光波段反射值，INI为近红外波段反射值.

景观资源吸引力的计算基于密度的KED方程［23］：

其中，k［（x-xi）/h］为核密度方程，xi为每个点的核密度，x为格网中心处的核密度，h为阈值，n为阈值范围内的点数，d为数据的维数.如图3所示，将景区内的景观资源分布点作为旅游吸引点，核密度越集中的热点区域，旅游吸引力越大.

景观资源可达性采用累积耗费距离方法测算山地景观的空间可接近性［24］，计算式为：

其中，上式为沿着垂直或者水平方向计算公式，下式为沿着对角线方向计算公式.ci为第i个像元的耗费值，ci+1为第i+1个像元的耗费值，n为像元数.根据景观资源分布点的情况，计算空间表面到达各景观点的成本距离即为山地景观的可达性扩散结果，反映各评价单元其相对于山地景观点的可达性.

为了保证数据具有良好的空间重合性，本文以30 m×30 m的栅格数据为评价单元，将各评价指标数据的类型、坐标等处理一致.

2.2.2 评价指标的权重及赋值 由于各指标在适宜性评价中重要性的不同，指标权重采用专家打分法和层次分析法综合确定.具体步骤包括：

1）通过专家打分确定评价指标的相对重要性；

2）构造判断矩阵，并利用排序原理计算判断矩阵的最大特征值及其所对应的特征向量，该向量的分量即为6个评价指标的权重；

3）一致性检验得到CR＝0.005 5（CR≤0.1），判断矩阵具有满意一致性；

4）通过比较矩阵计算各因素的权重值，得到山地景区生态旅游适宜性评价单项指标分级标准及指标的权重计算结果（表1）.

将上述评价指标分级划分为高度适宜、中度适宜、临界适宜和不适宜4个等级，并对各因子按等级以1～7进行赋值，划分各因子适宜性等级（表1）.

表1 单项指标权重及分级赋值Tab.1 Individual indicator weights and grading assignment

续表1

3 结果与分析

3.1 黑竹沟景区生态旅游适宜性分析 1）单项指标适宜性分析.黑竹沟景区生态旅游适宜性分析单项指标适宜性分析如图2和图3所示，黑竹沟景区38.47%的区域位于平缓坡（5°～15°）、斜坡（15°～25°）内，仅有 14.47% 的属于平缓坡（＜15°），61.53%的区域属于陡坡和急险坡，不适宜林林木生长和人类活动；52%的区域在海拔2 400 m以下，48%的区域游览舒适度降低、难度增高、旅游受众市场降低；97%的区域远离主要河流水系，受河流安全影响小；55%的区域植被覆盖指数较高，且主要集中在海拔2 400 m以下的阔叶林分布区，景观资源品味高；景区内核心吸引点分布较为集中，旅游吸引力在中高等级的区域仅占27%，旅游景点在分布在空间上受到限制；景区内旅游景点的可达性受道路交通因素影响较高，可达性较好的中高级区域的面积占67%；整个山地景区受自然环境条件、交通条件的约束较大，适宜性中高级以上的区域具有局限性.

2）综合生态旅游开发适宜性分析.基于GIS空间分析，按照数学模型进行加权计算，利用自然断点法（natural breaks）将黑竹沟景区的生态旅游开发适宜性划分为4级：Ⅰ级为高度适宜区，Ⅱ级为中度适宜区，Ⅲ级为临界适宜区，Ⅳ为不适宜区.通过综合分析，得到黑竹沟景区生态旅游适宜性评价表（表2）.

图2 单项指标各分值占研究区面积比重Fig.2 The scores of individual indicators and the proportion

图3 单项指标空间等级分布图Fig.3 The space distribution of the individual indicator

表2 黑竹沟景区生态旅游适宜性评价Tab.2 The ecological tourism suitability evaluation in Heizhugou scenic area

表2表明：景区内Ⅰ级适宜区所占面积较小，仅有105.74 km2，占研究区面积的17.64%；Ⅱ级适宜区面积达到157.76 km2，占总面积的26.32%，这两级占总面积的43.96%；Ⅲ级适宜区与Ⅳ级适宜区的总面积相当，分别为172.45、163.33 km2，占总面积的28.78%和27.26%.可见，整个黑竹沟景区高度适宜区面积较小，休闲度假旅游的发展受到限制.中度适宜区和临界适宜区的面积比重较大，占到总面积的55.10%，这将有利于整个景区生态旅游产品的组合型开发.

从空间分布特征来看（图4和图5），Ⅰ级适宜性区景观资源吸引力大、可达性高，且生态环境约束条件小；Ⅱ级适宜区空间分布不集中，主要分布于Ⅰ级适宜区的外围区域，有利于形成Ⅰ级适宜区的拓展区域；Ⅲ级适宜区坡度、海拔等生态条件约束大，且可进入性差；Ⅳ级适宜区海拔高、可进入性差，且多为大熊猫自然保护区的敏感区域.

图4 黑竹沟景区适宜性空间分布图Fig.4 The space distribution of the suitability

图5 基于适宜性分析的景观资源分布图Fig.5 The landscape resources distribution of the suitability

3.2 基于适宜性分析的旅游功能区划 基于生态旅游适宜性分析结果，根据《黑竹沟风景名胜区旅游发展总体规划》的旅游资源等级划分，并结合表3和图5可以看出：Ⅰ级适宜性区景观资源类型丰富且分布集中，以水体景观、动植物景观为主；Ⅱ级适宜区景观资源也较丰富，但分布不集中，地质地貌景观、民俗景观和天象景观突出，与Ⅰ级适宜性区景观资源特色形成差异；Ⅲ级适宜区旅游资源类型较少，适合少数游客开展山地探险旅游；Ⅳ级适宜区旅游资源不丰富，且多为大熊猫自然保护区的敏感区域.

表3 不同等级适宜区的景点分布情况Tab.3 The distribution of scenic spots in different grade suitability

基于生态旅游适宜性分析结果，并根据景区山地景观旅游资源的空间分布特征，对景区进行旅游功能划区（图6）.黑竹沟景区主要划分为4个旅游功能区，分别为旅游限制区、生态保护区、观光游览区和旅游度假区；每一功能区均有其对应的服务功能（表4）.旅游功能区划方案兼顾了国家自然保护区的保护原则和要求，划分黑竹沟国家级自然保护区的核心区为旅游限制区.另外，由于研究区Ⅰ级适宜区中部分区域接近黑竹沟镇，休闲度假区的划分为山地景区的深度体验旅游发展提供了空间.

表4 黑竹沟景区功能分区及相应的服务功能Tab.4 The functional zoning and the corresponding service in Heizhugou scenic area

4 结论与讨论

以典型的山地景区——黑竹沟风景名胜区为例，以生态和旅游双重属性为导向，通过专家打分法和层次分析法综合确定指标的权重，并运用GIS空间分析技术对黑竹沟景区进行了生态旅游适宜性评价，构建了一套适宜于山地景区的生态旅游适宜性评价指标体系.从适宜性评价结果分析：黑竹沟景区的中度以上适宜区面积仅占总面积的43.96%，临界适宜区与不适宜区占总面积的56.04%；区划结果与原景区生态保育区划图（图7来源于黑竹沟风景名胜区总体规划修编（2013—2035））基本一致，并较好地结合了景区旅游属性指标的特征，这说明评价体系和评价结果的合理性、科学性.评价结果表明黑竹沟景区适合生态旅游的区域具有局限性，从空间上把握生态旅游适宜性，能够有针对性协调生态保护与旅游发展之间的问题.

图6 黑竹沟景区功能区划图Fig.6 The functional zoning in Heizhugou scenic area

图7 原黑竹沟景区生态保育图Fig.7 The ecological conservation map of original Heizhugou scenic area

以适宜性评价为基础，并综合考虑了自然保护区范围、景观资源条件等因素，最终对研究区进行了旅游功能区划.黑竹沟景区主要划分为4大旅游功能区，分别为休闲度假区、观光游览区、生态保护区和旅游限制区.功能区划可以从整体把握山地景观的利用，合理地优化配置资源；其研究成果有助于指导黑竹沟景区景观资源因地制宜保护和利用，实现地区生态环境的最佳维持与旅游功能的良好发挥，并可促进黑竹沟风景名胜区社会经济的可持续发展.