基于旅游生態(tài)足跡的神農(nóng)架國家公園可持續(xù)性管理研究

龔心語，黃寶榮，張叢林，黃凱*

1.北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 2.中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院

生態(tài)足跡[1-3]是指維持一個(gè)人、地區(qū)、國家生存所需的或能容納人類排放廢物的具有生物生產(chǎn)力的地域面積。生態(tài)足跡最早于1992年由加拿大學(xué)者Rees[1]提出，之后被應(yīng)用到旅游業(yè)中[4]，定義為旅游生態(tài)足跡，表示某區(qū)域維持一定數(shù)量游客進(jìn)行旅游活動所需要的生物生產(chǎn)性土地面積(按照土地生產(chǎn)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(gè)區(qū)域旅游的可持續(xù)性。在研究尺度方面，旅游生態(tài)足跡有少數(shù)針對國家尺度的研究[5]，大部分研究針對區(qū)域尺度，如地中海區(qū)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(qū)的研究。部分研究將旅游生態(tài)足跡分為可轉(zhuǎn)移足跡和不可轉(zhuǎn)移足跡[12]，或分為增加部分和轉(zhuǎn)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(qū)的生態(tài)影響。在生態(tài)足跡研究方法方面，席建超等[8]分析了旅游消費(fèi)生態(tài)占用的基本構(gòu)成并提出了計(jì)量模型，Castellani等[14]將生態(tài)足跡法與生命周期法結(jié)合評估旅游可持續(xù)性。章錦河等[9]基于生態(tài)足跡理論，構(gòu)建了旅游交通、住宿、餐飲、購物、娛樂、游覽等6個(gè)旅游生態(tài)足跡計(jì)算子模型，計(jì)算了2002年黃山市的旅游生態(tài)足跡，得出人均旅游生態(tài)足跡為0.106 hm2/人，人均生態(tài)赤字為0.219 hm2/人。此后，許多學(xué)者利用此模型進(jìn)行旅游生態(tài)足跡的研究[15-17]，但由于數(shù)據(jù)獲取難度較大等原因，有的學(xué)者會減少計(jì)算子模型，如使用3～5個(gè)子模型[18-19]、4個(gè)[5]或5個(gè)子模型[14]等。隨著研究的深入，旅游廢物生態(tài)足跡也被加入到計(jì)算模型中[20-23]，旅游業(yè)碳足跡[24-26]和水足跡[27]也被應(yīng)用于計(jì)算中。已有研究多側(cè)重對旅游生態(tài)足跡進(jìn)行計(jì)算并評估目的地的旅游生態(tài)可持續(xù)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(tài)足跡的計(jì)算和分析較少。

我國自2013年開始國家公園試點(diǎn)建設(shè)，并取得良好進(jìn)展。國家公園代表著全民公益性，在保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)原真性、完整性的同時(shí)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(shí)激發(fā)國家認(rèn)同感，促進(jìn)我國生態(tài)文明建設(shè)。旅游業(yè)是世界上發(fā)展最快的新興產(chǎn)業(yè)之一，在豐富人們娛樂生活的同時(shí)也有可能給環(huán)境帶來一些負(fù)面影響。因此，探索我國國家公園旅游可持續(xù)性管理勢在必行。筆者通過計(jì)算神農(nóng)架國家公園旅游生態(tài)足跡，分析各類旅游活動對國家公園旅游生態(tài)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(xù)性管理提供建議。

1 研究區(qū)、研究方法及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)

神農(nóng)架國家公園體制試點(diǎn)區(qū)(簡稱神農(nóng)架國家公園)于2016年正式成立，其整合了神農(nóng)架現(xiàn)有的國家級自然保護(hù)區(qū)、國家森林公園、國家地質(zhì)公園、國家濕地公園等國家級保護(hù)地，總面積為1 170 km2，占神農(nóng)架林區(qū)面積的35.97%。神農(nóng)架國家公園劃分為嚴(yán)格保護(hù)區(qū)、生態(tài)保育區(qū)、游憩展示區(qū)和傳統(tǒng)利用區(qū)4個(gè)功能分區(qū)(圖1)，其中游憩展示區(qū)的面積為48 km2，占試點(diǎn)區(qū)面積的3.5%，包括神農(nóng)頂、大九湖、官門山、神農(nóng)壇、天生橋五大景區(qū)。

圖1 神農(nóng)架國家公園功能分區(qū)Fig.1 Functional zoning of Shennongjia National Park

1.2 研究方法

1.2.1旅游生態(tài)足跡模型

游客在神農(nóng)架國家公園內(nèi)的旅游活動可以分為交通、餐飲、住宿、購物、娛樂5個(gè)部分，根據(jù)旅游消費(fèi)特性，利用章錦河等[9]提出的旅游生態(tài)足跡模型，將旅游生態(tài)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(tài)足跡5個(gè)部分進(jìn)行計(jì)算。

旅游交通生態(tài)足跡(TEFtransport)主要包括游客從住宿的賓館到神農(nóng)架國家公園以及在國家公園內(nèi)的旅游交通設(shè)施與能源消耗的生態(tài)占用，計(jì)算公式為：

TEFtransport=∑(TSi×TRi)+∑(Nj×Dj×Cj/r)

(1)

式中：TSi為第i種交通設(shè)施面積，hm2；TRi為第i種交通設(shè)施的游客使用率；Nj為選擇第j種交通工具的游客人次數(shù)，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(chǎn)土地面積的平均發(fā)熱量，GJ/hm2。

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

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

(2)

式中：FS為國家公園內(nèi)餐飲設(shè)施建筑用地面積(餐飲設(shè)施面積計(jì)算在住宿設(shè)施中)，hm2；FN為國家公園內(nèi)餐飲設(shè)施就餐的游客人數(shù)，人；D為游客平均旅游天數(shù)，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(chǎn)土地面積的平均發(fā)熱量，GJ/hm2；FCm為游客人均每日第m種食物的消費(fèi)量，kg/(人·d)；FPm為第m種食物相對應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地年平均生產(chǎn)力，kg/hm2。

旅游住宿生態(tài)足跡(TEFaccommo)主要包括國家公園內(nèi)住宿設(shè)施的建筑用地面積和相關(guān)服務(wù)的能源消耗占用，計(jì)算公式為：

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

(3)

式中：Nx為第x種住宿設(shè)施擁有的床位數(shù)，個(gè)；ASx為第x種住宿設(shè)施每個(gè)床位的建筑用地面積，hm2；Kx為第x種住宿設(shè)施的年平均客房出租率；AEx為第x種住宿設(shè)施每個(gè)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(jì)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(tài)足跡(TEFshopping)主要包括游客在國家公園內(nèi)購物所消耗的能源和建筑用地面積的生態(tài)占用，計(jì)算公式為：

TEFshopping=∑SSy+∑[(SRy/SPy)/gy]

(4)

式中：SSy為第y種旅游商品生產(chǎn)與銷售設(shè)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(fèi)支出，元；SPy為第y種旅游商品當(dāng)?shù)仄骄N售價(jià)格，元/kg；gy為第y種單位旅游商品對應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地年平均生產(chǎn)力，kg/hm2。

旅游娛樂生態(tài)足跡(TEFentertainment)主要包括國家公園內(nèi)為游客提供休閑娛樂的設(shè)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(jì)。其計(jì)算公式為：

TEFentertainment=∑ESz+∑Wz+∑Vz

(5)

式中：ESz為第Z個(gè)旅游景區(qū)(點(diǎn))的建筑用地面積，hm2；Wz為第z個(gè)旅游景區(qū)(點(diǎn))游覽步道的建筑用地面積，hm2；Vz為第z個(gè)旅游景區(qū)(點(diǎn))內(nèi)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(chǎn)能力有區(qū)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(diào)整為一個(gè)可比較的結(jié)果。總旅游生態(tài)足跡(TEF)即為各種旅游生態(tài)足跡均衡后的總和，計(jì)算公式為：

TEF=TEFtransport+TEFfood+TEFshopping+
TEFaccommo+TEFentertainment

(6)

1.2.2訪談和問卷調(diào)研

旅游生態(tài)足跡的計(jì)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(jù)全國性或地區(qū)性的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算旅游生態(tài)足跡，適用于大尺度的研究；成分法通過發(fā)放問卷、實(shí)地調(diào)查等方法獲取數(shù)據(jù)，從游客消費(fèi)行為模式分類計(jì)算旅游生態(tài)足跡。目前由于綜合法數(shù)據(jù)獲取困難，旅游生態(tài)足跡大多采用成分法進(jìn)行計(jì)算。本研究采用成分法對神農(nóng)架國家公園旅游生態(tài)足跡進(jìn)行計(jì)算，通過訪談和問卷調(diào)查收集數(shù)據(jù)。對神農(nóng)架國家公園管理機(jī)構(gòu)的工作人員進(jìn)行訪談，訪談內(nèi)容涉及旅游管理以及旅游業(yè)帶來的影響等方面；對國家公園內(nèi)酒店工作人員進(jìn)行訪談，訪談內(nèi)容涉及酒店經(jīng)營情況、能源消耗情況等方面。向國家公園內(nèi)的游客隨機(jī)發(fā)放調(diào)查問卷，問卷內(nèi)容主要包括游客基本信息、游客旅游行為2個(gè)部分，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析獲取數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)來源

單位化石燃料生產(chǎn)土地面積的平均發(fā)熱量[30]、均衡因子[31]等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)來自已有文獻(xiàn)研究；游客交通工具使用情況等數(shù)據(jù)來自游客問卷和訪談；游客總?cè)藬?shù)、游客平均停留時(shí)間、賓館床位數(shù)和入住率、游客購物支出和游客食物及能源消耗量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自《2018年湖北省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》[32]《神農(nóng)架林區(qū)2017年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》[33]和神農(nóng)架國家公園管理局、神農(nóng)架文化和旅游局；神農(nóng)架國家公園游憩展示區(qū)道路面積根據(jù)2018年遙感影像解譯獲取。

2 神農(nóng)架國家公園旅游生態(tài)足跡計(jì)算結(jié)果

2.1 旅游交通生態(tài)足跡

本研究計(jì)算的旅游交通生態(tài)足跡為神農(nóng)架國家公園范圍內(nèi)的生態(tài)足跡，主要由建筑用地面積和化石能源用地面積構(gòu)成。由于神農(nóng)架國家公園內(nèi)大九湖景區(qū)與其他景區(qū)之間的距離較遠(yuǎn)，大部分游客會根據(jù)游玩的景點(diǎn)選擇住宿地點(diǎn)。游客主要住宿在神農(nóng)架林區(qū)木魚鎮(zhèn)及坪阡古鎮(zhèn)，由于坪阡古鎮(zhèn)是木魚鎮(zhèn)至大九湖景區(qū)的必經(jīng)之路，因此在計(jì)算交通足跡時(shí)，距離以木魚鎮(zhèn)到各景區(qū)間的平均距離為準(zhǔn)。在國家公園五大景區(qū)中，到大九湖、官門山必須乘坐景區(qū)輪流發(fā)車的擺渡車，到神農(nóng)頂可乘坐擺渡車或小汽車，到天生橋、神農(nóng)壇景區(qū)無須乘坐車輛，各景區(qū)情況統(tǒng)計(jì)見表2。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，景區(qū)內(nèi)擺渡車能耗為0.43 L/km(以柴油體積計(jì)，全文同)，大九湖景區(qū)小火車能耗為0.35 L/km。

表2 2017年神農(nóng)架國家公園五大景區(qū)情況統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of five scenic spots of Shennongjia National Park in 2017

由于神農(nóng)架國家公園內(nèi)僅有公路交通，因此僅計(jì)算公路交通生態(tài)足跡，結(jié)果如表3所示。由表3可知，化石能源用地在交通生態(tài)足跡中占比達(dá)54.1%，對交通生態(tài)足跡的貢獻(xiàn)較大。

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

2.2 旅游餐飲生態(tài)足跡

由于游客在旅游餐飲中的食物消耗量難以統(tǒng)計(jì)，由問卷統(tǒng)計(jì)分析可知，飲食與神農(nóng)架國家公園當(dāng)?shù)鼐用褚粯拥挠慰驼急葹?3.6%，因此假定游客在神農(nóng)架餐飲食物消費(fèi)量和能源消耗量與當(dāng)?shù)鼐用袢司咳丈钍澄锵M(fèi)量、能源消耗量相同，根據(jù)《2018年湖北省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》[32]中農(nóng)村家庭年人均主要食品消費(fèi)量(表4)，計(jì)算出2017年國家公園旅游餐飲生態(tài)足跡為14 786.580 hm2，人均餐飲生態(tài)足跡為6.212×10-3hm2/人。

表4 2017年神農(nóng)架國家公園旅游餐飲生態(tài)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(tài)足跡

2017年國家公園內(nèi)共有賓館飯店1 147家，床位數(shù)40 352張，住宿設(shè)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(jì)算得到2017年旅游住宿生態(tài)足跡為4 991.900 hm2，人均旅游住宿生態(tài)足跡約為0.002 hm2/人(表5)。

表5 2017年神農(nóng)架國家公園旅游住宿生態(tài)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(tài)足跡

2017年神農(nóng)架國家公園內(nèi)購物點(diǎn)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(shù)量難以統(tǒng)計(jì)，因此選取牛肉干作為游客主要購買產(chǎn)品計(jì)算旅游購物生態(tài)足跡。牛肉干價(jià)格為200元/kg，由式(4)求出2017年神農(nóng)架國家公園均衡后旅游購物生態(tài)足跡為1 516.946 hm2，人均旅游購物生態(tài)足跡為6.370×10-4hm2/人。

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

2.5 總旅游生態(tài)足跡及其結(jié)構(gòu)

綜上，可計(jì)算出2017年神農(nóng)架國家公園總旅游生態(tài)足跡及其結(jié)構(gòu)比較，結(jié)果見表6、表7，總旅游生態(tài)足跡土地利用類型對比見圖2。由表6可知，2017年神農(nóng)架國家公園總旅游生態(tài)足跡為22 883.200 hm2，人均旅游生態(tài)足跡為9.614×10-3hm2/人。由表7可知，旅游餐飲生態(tài)足跡對總旅游生態(tài)足跡的貢獻(xiàn)最大，占比達(dá)64.62%；其次是旅游住宿生態(tài)足跡，占比為21.81%；旅游娛樂生態(tài)足跡的貢獻(xiàn)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(tài)足跡貢獻(xiàn)最大，占38.74%，草地、林地與耕地對旅游生態(tài)足跡的貢獻(xiàn)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(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)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(jù)較大份額。因此，神農(nóng)架國家公園的旅游管理可以從餐飲、住宿2個(gè)方面考慮。旅游交通足跡占比不高，主要原因是本研究只計(jì)算了神農(nóng)架國家公園內(nèi)產(chǎn)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(nóng)架建立國家公園試點(diǎn)區(qū)后，為有效保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的原真性和完整性，提高了景區(qū)內(nèi)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(nóng)架國家公園旅游生態(tài)足跡Table 6 Comparison of tourism ecological footprints of Shennongjia National Park in 2017

表7 2017年神農(nóng)架國家公園旅游生態(tài)足跡結(jié)構(gòu)Table 7 Tourism ecological footprints structure of Shennongjia National Park in 2017

3 神農(nóng)架國家公園旅游管理的建議

基于旅游生態(tài)足跡的計(jì)算，可以根據(jù)各種旅游活動對生態(tài)足跡貢獻(xiàn)大小、旅游生態(tài)足跡結(jié)構(gòu)構(gòu)成，結(jié)合實(shí)際有針對性地為國家公園游憩功能的更好實(shí)現(xiàn)提供可行性建議。由2.5節(jié)可知，游客在神農(nóng)架國家公園旅游過程中，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境影響較大的活動是餐飲和住宿。由于神農(nóng)架國家公園傳統(tǒng)利用區(qū)面積較小，提供的生物資源較少，游客食物、景區(qū)貨物等都需要從外地引進(jìn)，因此其旅游生態(tài)足跡中大部分為可轉(zhuǎn)移生態(tài)足跡，只有建筑用地和化石能源用地為不可轉(zhuǎn)移生態(tài)足跡。則在發(fā)展神農(nóng)架國家公園游憩功能的同時(shí)，可以通過技術(shù)手段降低交通工具能耗，提高現(xiàn)有各類建筑的使用率；倡導(dǎo)生態(tài)旅游，減少餐飲浪費(fèi)和提高住宿資源利用率。

景區(qū)內(nèi)擺渡車的使用可有效減少旅游交通生態(tài)足跡，但神農(nóng)架國家公園五大景區(qū)比較分散，景區(qū)之間沒有擺渡車供游客使用，僅有鎮(zhèn)上公交及客車可在各景區(qū)間通行，且公交及客車發(fā)車時(shí)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(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。建議多增加國家公園內(nèi)各景區(qū)間的客運(yùn)車次，在方便游客的同時(shí)減少車輛通行給生態(tài)環(huán)境造成的破壞。

目前景區(qū)內(nèi)仍存在部分游客亂扔垃圾、浪費(fèi)資源等行為，因此，建議進(jìn)行國家公園相關(guān)環(huán)境保護(hù)知識的宣傳教育。通過電視、網(wǎng)絡(luò)媒體等方式，宣傳國家公園的保護(hù)意義，可在國家公園內(nèi)設(shè)置景區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)知識宣傳點(diǎn)，提升游客及傳統(tǒng)利用區(qū)居民保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識?？赏ㄟ^開展環(huán)境保護(hù)小知識有獎競賽、設(shè)立國家公園生態(tài)環(huán)境保護(hù)周(月)、提高研學(xué)和游學(xué)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(hù)中，使游客、居民有意識地減少資源利用，促進(jìn)國家公園的環(huán)境保護(hù)。

4 結(jié)論

(1)通過發(fā)放問卷和實(shí)地調(diào)查獲取數(shù)據(jù)，采用生態(tài)足跡模型計(jì)算神農(nóng)架國家公園旅游生態(tài)足跡。2017年神農(nóng)架國家公園旅游交通生態(tài)足跡為1 539.344 hm2，旅游餐飲生態(tài)足跡為14 786.580 hm2，旅游住宿生態(tài)足跡為4 991.900 hm2，旅游購物生態(tài)足跡為1 516.946 hm2,旅游娛樂生態(tài)足跡為48.431 hm2。

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

(3)建議神農(nóng)架國家公園主要針對旅游餐飲和住宿2個(gè)方面進(jìn)行旅游管理，同時(shí)建議通過技術(shù)手段降低交通工具能耗，倡導(dǎo)生態(tài)旅游，采取增加國家公園內(nèi)各景區(qū)間的客運(yùn)車次等具體措施進(jìn)行管理。