氣候變化背景下青海省三江源地區(qū)游憩功能格局演變

曾瑜皙,鐘林生,2,*,虞 虎

1 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所, 北京 100101 2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 北京 100049

青海省三江源地區(qū)素有“中華水塔”之稱,是長(zhǎng)江、黃河、瀾滄江的源頭匯水區(qū),在水源涵養(yǎng)、生物多樣性維持、氣候調(diào)節(jié)等方面具有重要價(jià)值[1-2]。生態(tài)旅游發(fā)展帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益能提高當(dāng)?shù)厣鐣?huì)發(fā)展水平,是三江源地區(qū)生態(tài)價(jià)值轉(zhuǎn)化的重要路徑之一,極具重要意義,但也給當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成一定的壓力[3]。

三江源地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)具有的游憩功能不僅在一定程度上決定了生態(tài)旅游發(fā)展水平,還能指示未來(lái)旅游業(yè)發(fā)展前景。游憩功能是一類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,也是地域功能的一種,是區(qū)域憑借其自身生態(tài)地理要素形成的、優(yōu)化人類游憩體驗(yàn)的能力[4],如美感體驗(yàn)、活動(dòng)參與體驗(yàn)等。這種能力是由生態(tài)地理要素自身產(chǎn)生的,是“潛在的”,反映了區(qū)域憑借生態(tài)地理要素吸引旅游市場(chǎng)的能力[5-6]。正因?yàn)槿吹貐^(qū)旅游業(yè)十分依賴區(qū)域生態(tài)地理要素,其對(duì)氣候變化的敏感性也較高。位于青藏高原腹地的三江源地區(qū)是全球氣候變化的放大器[7-8],其氣候變化具有超前性。三江源地區(qū)的氣候變化主要表現(xiàn)為氣溫升高,近50年來(lái),三江源地區(qū)增溫幅度明顯高于全球,并且與周邊地區(qū)相比,增溫幅度要大于整個(gè)青藏高原[9]、大于青海東部農(nóng)業(yè)區(qū)[10]、橫斷山區(qū)[11]和藏北地區(qū)[12]。在氣候變化的影響下,三江源地區(qū)的生態(tài)地理要素發(fā)生了劇烈變化,給游憩功能的形成及旅游業(yè)發(fā)展帶來(lái)很大的不確定性。一方面,草地退化、冰川消融、湖泊萎縮等[13]會(huì)降低對(duì)部分旅游者的吸引力,給當(dāng)?shù)芈糜谓?jīng)濟(jì)發(fā)展造成負(fù)面影響；另一方面,氣溫升高、植被恢復(fù)明顯、部分水體擴(kuò)張[14],導(dǎo)致適游期延長(zhǎng)、適游人群范圍擴(kuò)大,在一定程度上增加對(duì)部分旅游者的吸引力。因此,研究三江源地區(qū)游憩功能格局及其對(duì)氣候變化的響應(yīng),有助于促進(jìn)氣候變化背景下旅游地可持續(xù)發(fā)展和完善氣候變化對(duì)旅游地影響的相關(guān)理論。

本文綜合運(yùn)用PC、AHP、指標(biāo)模型、相關(guān)分析等方法,研究1978—2012年三江源地區(qū)游憩功能格局,力圖回答3個(gè)問(wèn)題：(1)生態(tài)地理要素在區(qū)域游憩功能形成過(guò)程中如何發(fā)揮作用,(2)1978—2012年間,三江源地區(qū)的游憩功能格局發(fā)生了怎樣的變化,(3)這種變化與氣候變化之間有什么關(guān)聯(lián)。旨在完善游憩功能相關(guān)理論與應(yīng)用,并為三江源地區(qū)旅游可持續(xù)發(fā)展建設(shè)提供支撐。

1 研究方案

1.1 研究區(qū)

三江源地區(qū)位于青藏高原腹地(圖 1),是典型的高海拔地區(qū)。行政區(qū)域涉及玉樹(shù)、果洛、海南、黃南4個(gè)藏族自治州的16個(gè)縣和格爾木市的唐古拉山鎮(zhèn)(16縣1鄉(xiāng)),面積約36.3萬(wàn)km2,坐標(biāo)界于89°45′—102°23′E,31°39′—36°12′N之間。

三江源地區(qū)具有典型的高原山地氣候特征：氣溫低,年較差小,日較差大；輻射強(qiáng),日照豐富,降水少,冬半年風(fēng)力強(qiáng)勁。獨(dú)特的氣候與地形孕育了多樣化的生態(tài)系統(tǒng),包括森林、草原、濕地、雪山冰川、高山峽谷等。三江源地區(qū)擁有可可西里、年保玉則、昆侖山、阿尼瑪卿雪山、扎陵湖-鄂陵湖等生態(tài)旅游資源,宜游季為6—9月。自1999年以來(lái),三江源地區(qū)開(kāi)展了生態(tài)觀光、科考探險(xiǎn)、野生動(dòng)物觀賞、森林峽谷觀光、民族文化生態(tài)體驗(yàn)等生態(tài)旅游活動(dòng),旅游人數(shù)和旅游收入不斷增加,但目前旅游業(yè)發(fā)展水平仍然較低[15]。

1.2 三江源地區(qū)游憩功能的類型與評(píng)價(jià)

1.2.1指標(biāo)選取

人們?cè)陂_(kāi)展依托生態(tài)系統(tǒng)的游憩活動(dòng)時(shí),主要是為了體驗(yàn)景觀美和參與戶外游憩活動(dòng),并希望這些活動(dòng)的開(kāi)展能夠處在適宜的游憩環(huán)境中。游憩者在與生態(tài)系統(tǒng)的互動(dòng)過(guò)程中,不管人口特征如何,人們普遍關(guān)注景觀美感質(zhì)量與游憩機(jī)會(huì)[16-17]。游憩機(jī)會(huì)與審美價(jià)值是一個(gè)區(qū)域吸引旅游者的核心因素；而游憩環(huán)境條件構(gòu)成了旅游體驗(yàn)的基礎(chǔ)[18-19]。也就是說(shuō),大部分旅游者在旅游情境中,感受到的游憩功能包括優(yōu)化美感體驗(yàn),提供親水、徒步、爬山等游憩活動(dòng)的機(jī)會(huì),提供適宜的旅游氣候、適宜地形等方面的能力[20-25]。本文探究三江源地區(qū)的美感、參與機(jī)會(huì)、適宜環(huán)境3類功能及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)(圖2)。其中,美感功能反映了區(qū)域提供、維持與優(yōu)化人類審美體驗(yàn)的能力,參與機(jī)會(huì)功能反映了區(qū)域提供游憩活動(dòng)參與機(jī)會(huì)的能力,適宜環(huán)境功能反映了區(qū)域提供適宜人類游憩活動(dòng)開(kāi)展的環(huán)境的能力。

圖2 三江源地區(qū)游憩功能評(píng)價(jià)指標(biāo)Fig.2 Recreational potential indicators of the Sanjiangyuan region

遵循科學(xué)性、可行性原則,采用兩步法選取三江源地區(qū)游憩功能評(píng)價(jià)指標(biāo)。首先,采取頻度分析法,對(duì)國(guó)內(nèi)外游憩功能評(píng)價(jià)研究中常用指標(biāo)及其評(píng)價(jià)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,選擇使用頻度較高的指標(biāo)；其次,結(jié)合地理環(huán)境與生態(tài)旅游特點(diǎn),篩選適合三江源地區(qū)的指標(biāo)及其評(píng)價(jià)方法。根據(jù)分析,三江源地區(qū)游憩功能主要取決于5類生態(tài)地理要素：氣候條件、獨(dú)特景觀、植被條件、地表覆被與地形條件。其中,氣候條件采用氣候舒適度指標(biāo)測(cè)度[26]；獨(dú)特景觀具體探討評(píng)價(jià)單元與保護(hù)區(qū)的空間關(guān)系[25,27]；植被條件采用植被覆蓋度指標(biāo)測(cè)度[28]；地表覆被主要分析類型[24- 25]、多樣性[28]；地形條件主要分析起伏度[22]、海拔[29]。各要素的具體釋義如下：

(1)氣候條件。氣候條件反映區(qū)域氣候特征對(duì)游憩的支持程度。旅游氣候舒適度綜合考慮了人類體表與近地面大氣之間的熱交換原理,能直接反映游憩者體感舒適度,是影響游憩活動(dòng)開(kāi)展與體驗(yàn)質(zhì)量的重要因素[22]。旅游氣候舒適度越高,游憩功能越大。本文采用馬麗君等提出的氣候舒適度綜合指數(shù)(TCS)[26, 30-31]。其計(jì)算式如下：

TCS=0.6×THI+0.3×WCI+0.1×ICL

(1)

THI=T-0.55×(1-F)×(T-14.4)

(2)

(3)

(4)

式中,T為攝氏氣溫(℃),F為空氣相對(duì)濕度(%),V為風(fēng)速(m/s),S為日照時(shí)數(shù)(h/d)；H代表人體代謝率的75%(W/m2),取輕活動(dòng)量下的代謝率(H=87 W/m2)；a表示人體對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收情況,取0.06；R表示垂直陽(yáng)光的單位面積土地所接受的太陽(yáng)輻射(W/m2)；α是太陽(yáng)高度角。借鑒曹偉宏等方法[31],確定各類氣候指數(shù)的適宜度等級(jí),計(jì)算TCS取值,并將計(jì)算結(jié)果采用Z-score方法映射到[0,1]區(qū)間。TCS越接近1,氣候適宜度越高；反之，則越低。

(2)獨(dú)特景觀。三江源自然保護(hù)區(qū)具有較高的觀賞價(jià)值[32],能帶來(lái)優(yōu)質(zhì)的美感體驗(yàn),但由于保護(hù)區(qū)實(shí)施嚴(yán)格的空間管制,核心區(qū)禁止開(kāi)展游憩活動(dòng)；緩沖區(qū)開(kāi)展少量對(duì)生態(tài)保護(hù)有嚴(yán)格要求的活動(dòng)；試驗(yàn)區(qū)開(kāi)展少量活動(dòng)。因而基于保護(hù)區(qū)空間管制要求,將保護(hù)區(qū)條件分為“位于緩沖區(qū)、位于實(shí)驗(yàn)區(qū)、鄰近保護(hù)區(qū)、與保護(hù)區(qū)較遠(yuǎn)、與保護(hù)區(qū)很遠(yuǎn)”5種狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō),與保護(hù)區(qū)相隔越遠(yuǎn),美感體驗(yàn)越低[24]。保護(hù)區(qū)外的3種狀態(tài)屬性采用歐式距離計(jì)算,根據(jù)自然斷點(diǎn)法劃分等級(jí)[33],3種屬性的取值區(qū)間分別為：鄰近保護(hù)區(qū)(≤36.85km)、與保護(hù)區(qū)較遠(yuǎn)(36.85—121.39km)、與保護(hù)區(qū)很遠(yuǎn)(≥121 km)。

(3)植被條件。植被條件包括物種結(jié)構(gòu)、樹(shù)齡結(jié)構(gòu)、植被覆蓋等。其中,植被覆蓋度是反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況的重要指標(biāo)[34],與游憩體驗(yàn)密切相關(guān),其對(duì)游憩體驗(yàn)的影響是非線性的。植被覆蓋度較高能獲得較好的美感體驗(yàn),但高植被覆蓋度可能會(huì)減少參與機(jī)會(huì)供給。Bjerke等研究了公園植被密度與游憩之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)相較于更低或更高的植被覆蓋率,覆蓋率中等的林地具有較高的游憩吸引力[35]。本文采用歸一化植被指數(shù)(NDVI)來(lái)測(cè)度地表植被的覆蓋程度。該指數(shù)削弱了大氣層和地形陰影的影響,對(duì)地表植被的覆蓋程度非常敏感,是檢測(cè)和指示植被覆蓋狀況和動(dòng)態(tài)的常用指標(biāo)[36]。根據(jù)石垚等研究,將植被覆蓋度劃分為“低(NDVI<0.34)、較低(0.350.65)”5個(gè)等級(jí)[37]。

(4)地表覆被。地表覆被是空間單元的景觀基底,反映了空間的主體景觀形態(tài)。本文探究地表覆被類型與多樣性對(duì)游憩功能的作用。通常,自然度較高的覆被類型能帶來(lái)更好的美感體驗(yàn),如森林、水體等；反之,美感度較低,如工礦用地、居民點(diǎn)等。此外,地表覆被類型對(duì)游憩活動(dòng)適宜性有一定的影響。例如,草地適宜開(kāi)展滑草、騎馬等,濕地適宜開(kāi)展觀鳥(niǎo)、劃艇等。本文根據(jù)徐新良等提出的方案進(jìn)行分類[38]。該方案根據(jù)地表覆被遙感分類體系,結(jié)合1∶100萬(wàn)植被圖、青海三江源地區(qū)自然保護(hù)區(qū)總體規(guī)劃、三江源地區(qū)自然保護(hù)區(qū)生物多樣性科考報(bào)告、三江源地區(qū)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境等相關(guān)資料,識(shí)別出三江源地區(qū)的6類地表覆被：森林、草地、水體與濕地、農(nóng)田、荒漠與其他。

地表覆被多樣性與游憩體驗(yàn)密切相關(guān)。多樣性豐富的空間單元能提供的參與機(jī)會(huì)較多,同時(shí)有助于提升美景度。但過(guò)高的景觀多樣性可能會(huì)影響旅游者對(duì)景觀規(guī)模與連續(xù)型的感知,尤其是在以大尺度景觀為特色的地區(qū),高度的景觀多樣性可能會(huì)對(duì)美感體驗(yàn)造成負(fù)面影響。因而論文采用景觀多樣性來(lái)反映景觀格局。景觀多樣性指標(biāo)根據(jù)一定空間范圍內(nèi)的地表覆被多樣性進(jìn)行計(jì)算。采用ArcGIS 10.2軟件中的“焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)”工具,窗口類型選擇矩形,根據(jù)湯國(guó)安和楊昕的建議,窗口大小選擇“3×3”單元,統(tǒng)計(jì)類型采用“variety”[39]。由于三江源地區(qū)的地表覆被類型主要有6類,因此。當(dāng)variety=1,表示以該空間單元為核心的窗口內(nèi)不同景觀類型的數(shù)量為1,景觀多樣性低；同理,當(dāng)variety=5,景觀多樣性高。

(5)地形條件。本文探究地形起伏度、海拔在區(qū)域游憩功能形成中的作用。地形起伏度是描述區(qū)域地形特征的宏觀性指標(biāo),是指在特定區(qū)域內(nèi),最高點(diǎn)海拔與最低點(diǎn)海拔的差值[40]。一方面,地形起伏度對(duì)美感體驗(yàn)產(chǎn)生影響,適度起伏的地形有利于增加美景度[20]；另一方面,隨著地形起伏度的變化,能提供的參與機(jī)會(huì)有所差異。如對(duì)于大部分旅游者,平地提供的參與機(jī)會(huì)數(shù)量較多,起伏較大的山地提供的參與機(jī)會(huì)數(shù)量相對(duì)較少。本文采用地形起伏度來(lái)反映地形條件。其計(jì)算采用窗口分析法,公式為[41]：

RAi=Emax-Emin

(5)

式中,RAi表示以第i個(gè)柵格為中心的窗口內(nèi)的相對(duì)高差值,Emax和Emin分別表示該窗口的最大高程值、最小高程值。鄰域分析中窗口大小的設(shè)定參照湯國(guó)安和楊昕的研究[39]。按照地形起伏度自然斷裂點(diǎn),劃分為“低(0—21)、較低(21—50)、中(50—85)、較高(85—130)、高(130—598)”5個(gè)等級(jí)。

鑒于三江源地區(qū)高海拔環(huán)境的特殊性,選取海拔適宜度指標(biāo)來(lái)考慮高原反應(yīng)對(duì)人體的影響。海拔適宜度取決于海拔高度。隨著海拔的上升,空氣含氧量降低,人體會(huì)出現(xiàn)血氧過(guò)少的現(xiàn)象,產(chǎn)生不適感。根據(jù)長(zhǎng)安等的研究,海拔越低,適宜度越高,越有利于為游憩者提供適宜的游憩環(huán)境[29]。

1.2.2指標(biāo)評(píng)級(jí)

進(jìn)一步計(jì)算氣候條件、獨(dú)特景觀、植被條件、地表覆被、地形條件在區(qū)域游憩功能形成中的具體作用,即游憩功能的可供性(affordance)(表1)。(1)運(yùn)用PC(圖3)、AHP(圖4)分別評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)的美感功能、參與機(jī)會(huì)功能(均采用1—9標(biāo)度)。最后,將評(píng)價(jià)結(jié)果采用離差標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行線性轉(zhuǎn)換,將結(jié)果映射在[0,1]區(qū)間內(nèi),得到各要素的對(duì)于不同游憩功能的可供性(表 1)?？晒┬詳?shù)值越接近1，可供性越大；反之，則越小。轉(zhuǎn)換函數(shù)如下：

x*=(x-min)/(max-min)

(6)

式中,max為樣本數(shù)據(jù)的最大值,min為樣本數(shù)據(jù)的最小值。

圖3 PC方法的步驟Fig.3 The procedure of PCPC：成對(duì)比較法Pairwise comparation

圖4 AHP方法的步驟 Fig.4 The procedure of AHPAHP：層次分析法Analytic hierarchy process

表1 生態(tài)地理要素的游憩功能可供性評(píng)價(jià)結(jié)果

(2)運(yùn)用加權(quán)綜合法計(jì)算環(huán)境適宜度。三江源地區(qū)的海拔介于2610—6795 m之間,因而以2610為分子,以評(píng)價(jià)單元的海拔高度為分母,計(jì)算海拔適宜性,并采用離差標(biāo)準(zhǔn)化方法將海拔適宜度映射到[0,1]之間。由此,海拔適宜度越接近0,海拔越高,越容易引發(fā)人體的高原反應(yīng),環(huán)境適宜性越低。反之,海拔適宜度越接近1,環(huán)境適宜性越高。同理,采用離差標(biāo)準(zhǔn)化方法將氣候舒適度映射到[0,1]區(qū)間。氣候舒適度越接近1,氣候越適于旅游業(yè)發(fā)展；氣候舒適度越接近0,氣候條件越不適于旅游業(yè)發(fā)展。氣候舒適度、海拔適宜度與環(huán)境適宜性均呈正相關(guān),氣候舒適度與海拔適宜度越高,環(huán)境條件越有利于旅游業(yè)發(fā)展,適宜環(huán)境功能越高；反之，則越低

1.2.3指標(biāo)綜合

函數(shù)模型法能較好體現(xiàn)游憩功能的內(nèi)涵及各構(gòu)成要素之間的相互作用關(guān)系,應(yīng)用廣泛[42]。論文借鑒Nahuelhual等提出的綜合考慮了生態(tài)地理要素作用的游憩功能評(píng)價(jià)模型[43],構(gòu)建三江源地區(qū)游憩功能評(píng)價(jià)模型,計(jì)算公式為：

(7)

(8)

(9)

式中,ATHit為美感功能,取值范圍為[0,5]；OPPit為參與機(jī)會(huì)功能,取值范圍為[0,5]；ACEit為適宜環(huán)境功能,取值范圍為[0,2]；ai為生態(tài)地理要素i對(duì)相應(yīng)功能的貢獻(xiàn)值。為了進(jìn)一步明晰區(qū)域差異,將美感功能與參與機(jī)會(huì)功能分為4級(jí)：低[0,1]，次低(1,2]，次高(2,3．5]，高(3．5,5]；將適宜環(huán)境功能分為4級(jí)：低[0,1],次低(1,1.3],次高(1.3,1.5],高(1.5,2]。

1.3 游憩功能對(duì)氣候變化的響應(yīng)分析

根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)研究,氣溫上升是全球氣候變化的最突出特征[44]。因此,本文主要考察三江源地區(qū)氣溫變化與各類游憩功能演變之間的關(guān)系。對(duì)研究區(qū)每個(gè)評(píng)價(jià)單元,使用AML(Arc Macro Language)宏語(yǔ)言建立游憩功能與氣溫的線性關(guān)系模型,從而計(jì)算出每個(gè)像元的游憩功能與氣候因子間的單相關(guān)系數(shù)[45],即：

(10)

表2 相關(guān)系數(shù)取值及其表征關(guān)系

1.4 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文研究時(shí)段為1978—2012年,分為4期：第1期(1978—1985年)、第2期(1986—1995年)、第3期(1996—2004年)、第4期(2005—2012年)。數(shù)據(jù)包含：①土地利用與覆被數(shù)據(jù)。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心。該數(shù)據(jù)是基于20世紀(jì)70年代末期至2012年獲取的Landsat TM/ETM+遙感影像人工交互目視解譯獲得,數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠,空間分辨率為100 m。在ArcGIS軟件中進(jìn)行按屬性特征提取、重采樣等處理；②氣象數(shù)據(jù)。三江源地區(qū)現(xiàn)有氣象臺(tái)站共18個(gè),為保證氣象數(shù)據(jù)的完備性和一致性,參照李林等[7]、易湘生等[47]的做法,選取其中11個(gè)氣象站作為數(shù)據(jù)來(lái)源,即伍道梁、興海、沱沱河、雜多、曲麻萊、玉樹(shù)、瑪多、清水河、達(dá)日、久治、囊謙。鑒于三江源地區(qū)僅在溫暖季節(jié)適合人類開(kāi)展游憩活動(dòng),故選取1978—2012年每年6—9月份的每日數(shù)據(jù),氣象變量選取氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速與日照時(shí)數(shù)。地面氣象站的氣象資料均來(lái)自于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng) (http://cdc.cma.gov.cn/)。首先,將11個(gè)氣象站的氣象資料按年份、月份、日進(jìn)行整理,個(gè)別站點(diǎn)缺失的數(shù)據(jù)按照線性回歸法進(jìn)行插補(bǔ)[47]；然后,利用氣象要素插值專用軟件ANUSPLIN生成氣象要素空間數(shù)據(jù);③植被數(shù)據(jù)。采用MODIS NDVI數(shù)據(jù)與GIMMS NDVI數(shù)據(jù)。1998—2012年NDVI數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)宇航局(NASA)的MODIS植被指數(shù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)MOD13Q1。該數(shù)據(jù)基于最大合成法,產(chǎn)品數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)幾何和大氣校正,每16天合成,空間分辨率為30 m。選取1998—2012年4—10月影像,利用ENVI 5.3對(duì)原始影像進(jìn)行預(yù)處理,在ArcGIS軟件中進(jìn)行投影柵格、重采樣等處理；1978—1996時(shí)段數(shù)據(jù)在8km柵格的GIMMS NDVI數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合全國(guó)第一次、第二次森林資源清查數(shù)據(jù)得到；④地形數(shù)據(jù)。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心,空間分辨率為90 m；⑤保護(hù)分區(qū)數(shù)據(jù)。包括三江源地區(qū)的索加-曲麻萊保護(hù)區(qū)、扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)區(qū)等18個(gè)保護(hù)分區(qū)的核心區(qū)、緩沖區(qū)、試驗(yàn)區(qū)的面狀矢量數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心。此外,三江源地區(qū)行政邊界矢量數(shù)據(jù)來(lái)自1∶400萬(wàn)中國(guó)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。所有柵格數(shù)據(jù)空間分辨率統(tǒng)一為100 m,投影方式借鑒封志明等[40],采用ALBERS等積圓錐投影(Krasovsky_1940_Albers)。

2 研究結(jié)果

2.1 氣候變化背景下各類游憩功能格局演變

2.1.1美感功能

1978—2012年,三江源地區(qū)美感功能格局表現(xiàn)為：東部和南部高、西部和北部低,呈現(xiàn)中等強(qiáng)度的空間變異。近年來(lái),空間變異程度有所減緩,向空間均衡化方向發(fā)展。

1978—2012年,各美感功能類型區(qū)面積呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)(圖5)。第1期,各類型區(qū)面積占比從高到低依次為：次高美感功能區(qū)、次低美感功能區(qū)、低美感功能區(qū)、高美感功能區(qū)。第4期,各類型區(qū)面積占比位序依然不變,但不同類型區(qū)面積變化方向和幅度均存在差異。從第1期到第4期的期間平均變化率來(lái)看,面積變化幅度最大的是高美感功能區(qū),呈現(xiàn)“持續(xù)縮小”趨勢(shì),縮小了35.74%。其次是低美感功能區(qū),呈現(xiàn)“縮小-擴(kuò)大-縮小”的趨勢(shì),縮小了2.17%。次低美感功能區(qū)呈現(xiàn)“縮小-擴(kuò)大-縮小”趨勢(shì),增加了3.43%。面積最穩(wěn)定的是次高美感功能區(qū),呈現(xiàn)“擴(kuò)大-縮小-擴(kuò)大”的趨勢(shì),增長(zhǎng)了1.31%。由此可見(jiàn),三江源地區(qū)的美感功能逐漸向“中等”方向發(fā)展,具有極高和極低美感功能的空間單元數(shù)量正逐步減少,尤其是具有極高美感功能的空間單元。

1978—2012年,各類美感功能區(qū)的分布格局發(fā)生了一定程度的變化(圖5)。西部的低美感功能區(qū)逐漸縮小,東部的低美感功能區(qū)逐漸增多,主要發(fā)生在瑪多縣和興海縣；各縣的次低美感功能空間單元數(shù)量都有增長(zhǎng),尤其是中部的稱多縣、達(dá)日縣等；次高美感功能區(qū)逐步向北部和西部蔓延。例如曲麻萊縣和瑪多縣境內(nèi)的次高美感功能空間單元逐漸從南部擴(kuò)散到北部,治多縣境內(nèi)的次高美感功能空間單元逐漸從東南部擴(kuò)散到西北部；除了治多縣、曲麻萊縣的高美感功能空間單元有少量增加以外,其余各區(qū)的高美感功能空間單元均有減少,尤以東部地區(qū)的減少趨勢(shì)最為明顯。

圖5 三江源地區(qū)美感功能空間格局演變(1978—2012年)Fig.5 Spatial pattern change of aesthetic function in Sanjiangyuan from 1978 to 2012

2.1.2參與機(jī)會(huì)功能

1978—2012年,三江源地區(qū)的游憩參與機(jī)會(huì)功能格局表現(xiàn)為：參與機(jī)會(huì)功能的整體水平較低,呈現(xiàn)中等強(qiáng)度的空間變異,向空間均衡化方向發(fā)展。

1978—2012年,各參與機(jī)會(huì)功能類型區(qū)的面積變化趨勢(shì)各不相同(圖6)。第1期,各類型區(qū)面積占比從高到低依次為：次低參與機(jī)會(huì)功能區(qū)、次高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)、低參與機(jī)會(huì)功能區(qū)、高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)。第4期,各類型區(qū)面積占比位序依然不變,但不同類型區(qū)面積變化方向和幅度均存在差異。從第1期到第4期的期間平均變化率來(lái)看,面積變化幅度最大的是高參與機(jī)會(huì)功能區(qū),呈現(xiàn)“先小幅縮減、后大幅擴(kuò)張”的趨勢(shì),增加了59.86%。其次是低參與機(jī)會(huì)功能區(qū),經(jīng)歷了“先增加,后縮減”的過(guò)程,累積擴(kuò)大了4.28%。次高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)呈現(xiàn)“先縮小、后擴(kuò)大”的趨勢(shì),擴(kuò)張了6.40%。次低參與機(jī)會(huì)功能區(qū),經(jīng)歷了“先增加,后縮減”的過(guò)程,縮小了4.04%。

1978—2012年間,南部的低游憩功能區(qū)增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯,如中南部的玉樹(shù)市、囊謙縣,東南部的班瑪縣、久治縣等,北部的曲麻萊縣、瑪多縣、興?？h的低游憩功能空間單元的數(shù)量逐漸減少；次低參與機(jī)會(huì)功能區(qū)面積發(fā)生了縮減,縮減主要發(fā)生在雜多縣西部,中部的曲麻萊縣、瑪多縣,東部的興?？h等地,此外,在中部的囊謙縣、玉樹(shù)市、稱多縣,以及東部的瑪沁縣、甘德縣、達(dá)日縣等地也有所增加；次高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)面積經(jīng)歷了小幅增加,擴(kuò)張主要發(fā)生在曲麻萊縣中部、瑪多縣北部、雜多縣西部與唐古拉山鎮(zhèn)東部,此外,也有部分縣域的次高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)面積發(fā)生了小幅縮減,主要發(fā)生在玉樹(shù)市、甘德縣與達(dá)日縣；高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)面積經(jīng)歷了大幅增加,主要發(fā)生在雜多縣與瑪多縣。

圖6 三江源地區(qū)參與機(jī)會(huì)功能空間格局演變(1978—2012年)Fig.6 Spatial pattern change of participation function in Sanjiangyuan from 1978 to 2012

2.1.3適宜環(huán)境功能

1978—2012年間,三江源地區(qū)總體上適宜環(huán)境功能較低,且由東南向西北遞減,呈現(xiàn)中等強(qiáng)度的空間變異,近年來(lái)逐漸向空間均衡的方向發(fā)展。

1978—2012年間,4種適宜環(huán)境功能類型區(qū)的面積變化趨勢(shì)如圖7。第1期,各類型區(qū)面積占比從高到低依次為：次低適宜環(huán)境功能區(qū)、低適宜環(huán)境功能區(qū)、次高適宜環(huán)境功能區(qū)、高適宜環(huán)境功能區(qū)。第4期,部分類型區(qū)面積占比位序發(fā)生了變化：次低值區(qū)仍然保持首位；次高值區(qū)位序超過(guò)低值區(qū)成為第2；高值區(qū)占比依然最小。面積增加幅度最大的是次高值區(qū),增加了124.63%,期間持續(xù)擴(kuò)張；次低值區(qū)面積增加了62.49%,期間經(jīng)歷了“擴(kuò)張-縮減”的過(guò)程。減少幅度最大的是低值區(qū),縮小了44.79%,期間持續(xù)縮??；其次是高值區(qū),縮小了26.81%,期間經(jīng)歷了小幅縮小、大幅擴(kuò)張。

1978—2012年間,低值區(qū)分布范圍從“主要分布在三江源地區(qū)西部,包括唐古拉山鎮(zhèn)西部與治多縣西部,少量分布在稱多縣東北部”縮小至治多縣西北部,面積大幅減少。次低值區(qū)主要向西部擴(kuò)張,尤其以唐古拉山鎮(zhèn)、治多縣的向西擴(kuò)張趨勢(shì)最為明顯。同時(shí),在南部的玉樹(shù)市、中部的瑪多縣也有小面積的縮減現(xiàn)象。次高值區(qū)向中部方向發(fā)展,擴(kuò)張主要發(fā)生在玉樹(shù)市與瑪多縣。此外,囊謙縣東部、澤庫(kù)縣北部也發(fā)生了少量的縮減。高值區(qū)發(fā)生了大幅縮減,主要發(fā)生在三江源地區(qū)的東北部。此外,囊謙縣的高值區(qū)擴(kuò)張趨勢(shì)明顯。

圖7 三江源地區(qū)適宜環(huán)境功能空間格局演變(1978—2012年)Fig.7 Spatial pattern change of suitable environment function in Sanjiangyuan from 1978 to 2012

2.2 各類游憩功能對(duì)氣候變化的響應(yīng)

從各游憩功能來(lái)看,1978—2012年間,氣溫上升對(duì)大部分區(qū)域的美感功能與參與機(jī)會(huì)功能產(chǎn)生了負(fù)面影響,兩種類型下的負(fù)相關(guān)區(qū)面積分別是正相關(guān)區(qū)的2.13倍、1.06倍；氣候變暖對(duì)大部分區(qū)域的適宜環(huán)境功能普遍產(chǎn)生了正面影響,負(fù)相關(guān)區(qū)面積是正相關(guān)區(qū)的33%。

不同游憩功能對(duì)氣溫變化的響應(yīng)方式呈現(xiàn)不同的空間格局(圖8)。就美感功能而言,正相關(guān)區(qū)主要分布在西部的唐古拉山鎮(zhèn)、治多縣北部等,負(fù)相關(guān)區(qū)主要分布在東部與南部的廣大縣域；就參與機(jī)會(huì)功能而言,正相關(guān)區(qū)主要分布在北部與西部,負(fù)相關(guān)區(qū)主要分布在東部與南部；就適宜環(huán)境而言,正相關(guān)區(qū)主要分布在西部與中部的瑪多縣、稱多縣等地,負(fù)相關(guān)區(qū)主要分布在東部的河南縣、澤庫(kù)縣等以及中西部的曲麻萊縣、雜多縣；就適宜環(huán)境功能而言,正相關(guān)區(qū)主要分布在西部的唐古拉山鎮(zhèn)、治多縣西部與中部的瑪多縣,負(fù)相關(guān)區(qū)主要分布在東部各縣與中西部的曲麻萊縣、玉樹(shù)市、囊謙縣等地。

圖8 各類游憩功能對(duì)氣溫變化的響應(yīng)Fig.8 Response of each potential components to temperature changes

3 討論與結(jié)論

以青海省三江源地區(qū)為研究對(duì)象,綜合運(yùn)用PC、AHP、指標(biāo)模型、相關(guān)分析與空間統(tǒng)計(jì)等方法,分析了1978—2012年研究區(qū)游憩功能的格局演變及其與氣候變化的關(guān)系,形成的主要結(jié)論與相關(guān)討論如下：

3.1 生態(tài)地理要素對(duì)游憩功能形成的貢獻(xiàn)具有非線性

根據(jù)生態(tài)地理要素對(duì)游憩功能形成的貢獻(xiàn)分析可知,不同生態(tài)地理要素產(chǎn)生的游憩可供性類型有所差異。如獨(dú)特景觀、地表覆被、植物景觀、景觀格局主要產(chǎn)生美感體驗(yàn)與參與機(jī)會(huì)方面的可供性,氣候條件主要產(chǎn)生環(huán)境適宜方面的可供性,地形條件則在3個(gè)方面均產(chǎn)生可供性。

生態(tài)地理要素在不同狀態(tài)上體現(xiàn)出不同大小的游憩可供性。一方面,對(duì)區(qū)域形成美感功能的支持能力存在差異。不同類型的地表覆被具有不同的美感功能可供性,其中,水體與濕地的美感功能可供性最大,荒漠最??；植被覆蓋度、地形起伏度、景觀多樣性與美感功能可供性之間存在“倒U型”曲線關(guān)系；單位空間與保護(hù)區(qū)的區(qū)位關(guān)系線性決定其美感功能可供性,隨著與核心區(qū)距離的增加,單位空間的美感功能可供性逐漸減少；另一方面,對(duì)區(qū)域形成參與機(jī)會(huì)功能的支持能力存在差異。不同類型的地表覆被具有不同的參與機(jī)會(huì)功能可供性,其中,水體與濕地的參與機(jī)會(huì)可供性最大,荒漠最??；植被覆蓋度、地形起伏度、景觀多樣性與參與機(jī)會(huì)功能可供性之間存在“倒U型”曲線關(guān)系；“位于實(shí)驗(yàn)區(qū)”的單位空間具有最高的參與機(jī)會(huì)功能可供性,其次是“位于緩沖區(qū)”。隨著與實(shí)驗(yàn)區(qū)距離的增加,單位空間的參與機(jī)會(huì)功能可供性逐漸降低。

隨著生態(tài)地理要素狀態(tài)的變化,游憩可供性呈現(xiàn)“梯度變化”。這種變化是非線性的,具有閾值效應(yīng),即超出某一值域后,可供性可能發(fā)生顯著變化。生態(tài)地理要素的狀態(tài)通過(guò)一定的指標(biāo)值來(lái)反映,當(dāng)指標(biāo)值處于不同區(qū)間時(shí),生態(tài)地理要素會(huì)產(chǎn)生不同的游憩可供性(圖9)。當(dāng)指數(shù)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí),對(duì)游憩體驗(yàn)造成的影響是很小的；當(dāng)指數(shù)的波動(dòng)范圍較大,產(chǎn)生了人體感官可感覺(jué)到的差異時(shí),則會(huì)對(duì)旅游體驗(yàn)產(chǎn)生較大影響。

圖9 生態(tài)地理要素及其游憩功能可供性Fig.9 State of landscape elements and their recreational affordance

3.2 三江源地區(qū)的美感功能較強(qiáng),適宜環(huán)境功能較弱

三江源的美感功能較強(qiáng),其次是參與機(jī)會(huì)功能,而適宜環(huán)境功能較弱。這些功能的空間格局可以通過(guò)地表覆被、植被狀況、地形條件、景觀格局、保護(hù)地條件、海拔條件、氣候條件等方面的指標(biāo)來(lái)反映。在多種景觀組合中,美感功能最高的組合是水體與濕地、中度地形起伏(50—85)、中度植被指數(shù)(0.42—0.50)、較高的景觀多樣性(variety=4)以及位于緩沖區(qū)的保護(hù)地區(qū)位條件；參與機(jī)會(huì)功能最高的組合是水體與濕地、較低的地形起伏(21—50)、較高的植被指數(shù)(0.51—0.64)、較高的景觀多樣性(variety=4)以及位于實(shí)驗(yàn)區(qū)的保護(hù)區(qū)地區(qū)位條件；適宜環(huán)境功能最高的組合是高的海拔適宜性(1)和高的氣候適宜性(1)。

3.3 氣候變化對(duì)不同類型游憩功能的影響存在方向差異

已有游憩功能相關(guān)研究以描述現(xiàn)狀為主,僅有少量學(xué)者關(guān)注了游憩功能格局對(duì)氣候變化的響應(yīng)。氣候變化是21世紀(jì)地理環(huán)境演變的重要驅(qū)動(dòng)力,將對(duì)地域功能產(chǎn)生影響。Lane等關(guān)于氣候變化對(duì)游憩服務(wù)的研究表明,全球變暖導(dǎo)致淡水魚(yú)減少、更不受歡迎的魚(yú)類增多,珊瑚礁白化和減少,降低區(qū)域游憩功能[48]。Halofsky 等認(rèn)為氣候變化將導(dǎo)致落基山脈提供參與機(jī)會(huì)的能力增強(qiáng)[49]。

然而,這些研究只考慮了游憩功能規(guī)模對(duì)氣候變化的響應(yīng),沒(méi)有從游憩功能結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行分析。本研究表明,三江源地區(qū)游憩功能在規(guī)模與結(jié)構(gòu)上都對(duì)氣候變化有所響應(yīng)。過(guò)去演變分析表明,三江源地區(qū)不同類型的游憩功能對(duì)氣候變化的響應(yīng)方式存在差異。1978—2012年間,波動(dòng)幅度最大的是適宜環(huán)境功能,其次是美感功能、參與機(jī)會(huì)功能。美感功能逐漸下降,適宜環(huán)境功能與參與機(jī)會(huì)功能逐漸上升。次高美感功能區(qū)、次低美感功能區(qū)、高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)、次高適宜環(huán)境功能區(qū)、次低適宜環(huán)境功能區(qū)的面積逐步擴(kuò)大,高美感功能區(qū)、低美感功能區(qū)、次高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)、次低參與機(jī)會(huì)功能區(qū)、低參與機(jī)會(huì)功能區(qū)、高適宜環(huán)境功能、低適宜環(huán)境功能區(qū)的面積逐步縮小。由此可見(jiàn),就游憩功能類型來(lái)看,適宜環(huán)境功能對(duì)氣候變化較為敏感。適宜環(huán)境功能的變化主要是由于氣候舒適度變化導(dǎo)致的。在氣候變化影響下,三江源地區(qū)升溫明顯,提高了三江源地區(qū)的旅游氣候舒適度。

3.4 政策建議

隨著可可西里申遺成功與三江源國(guó)家公園建設(shè)的推進(jìn),三江源地區(qū)的知名度有了很大提升,游憩功能格局亟待優(yōu)化。該研究能夠在3個(gè)方面為三江源地區(qū)游憩功能的發(fā)揮提供參考：

(1)根據(jù)三江源地區(qū)內(nèi)不同區(qū)域游憩功能類型的差異,劃分游憩類型區(qū)。根據(jù)三江源地區(qū)游憩功能評(píng)估結(jié)果,可可西里世界遺產(chǎn)地、三江源國(guó)家公園等重要區(qū)域內(nèi)都分布有面積不等的高美感功能區(qū)、高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)與高適宜環(huán)境區(qū)。具有較高功能的區(qū)域能夠支撐、優(yōu)化的游憩體驗(yàn)類型不同,其發(fā)展方向應(yīng)該根據(jù)游憩功能來(lái)確定。在高美感功能區(qū),應(yīng)該重點(diǎn)開(kāi)發(fā)生態(tài)觀光類產(chǎn)品。在生態(tài)保護(hù)原則的基礎(chǔ)上,完善觀光設(shè)施；結(jié)合觀光與科考旅游,開(kāi)發(fā)特種觀光；高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)適宜開(kāi)展少量對(duì)環(huán)境影響小的戶外活動(dòng),如徒步、越野等；高適宜環(huán)境區(qū)能夠提供較舒適的旅游氣候條件,適合開(kāi)展一些能夠停留較長(zhǎng)時(shí)間的游憩活動(dòng),放置休憩亭、休憩桌椅等簡(jiǎn)易設(shè)施。值得注意的是,在氣候變化的影響下,不同區(qū)域的游憩功能會(huì)產(chǎn)生變化,例如,在1978—2012年間,除了治多縣、曲麻萊縣的高美感功能空間單元有少量增加以外,其余各區(qū)的高美感功能空間單元均有減少,尤以東部地區(qū)的減少趨勢(shì)最為明顯；高參與機(jī)會(huì)功能區(qū)面積經(jīng)歷了大幅增加,主要發(fā)生在雜多縣與瑪多縣；高值區(qū)向中部方向發(fā)展,擴(kuò)張主要發(fā)生在玉樹(shù)市與瑪多縣。因此,在氣候變化背景下,需要根據(jù)區(qū)域游憩功能的動(dòng)態(tài)變化對(duì)游憩類型區(qū)進(jìn)行調(diào)整。

(2)加強(qiáng)虛擬技術(shù)在三江源地區(qū)生態(tài)展示、生態(tài)教育方面的應(yīng)用。三江源地區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)的適宜環(huán)境功能較低,但具有較高的美感功能,這些區(qū)域的美感功能可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行價(jià)值轉(zhuǎn)化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可模擬三江源地區(qū)中受到高度保護(hù)或者危險(xiǎn)環(huán)境下的自然場(chǎng)景,幫助訪客跨越時(shí)間與空間感受美景,增強(qiáng)游覽體驗(yàn)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)⒃驹谝欢〞r(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的信息(圖像、聲音、氣味等),通過(guò)模擬仿真后疊加到真實(shí)世界,為用戶帶來(lái)超越現(xiàn)實(shí)的信息與體驗(yàn)。借助于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),訪客可以實(shí)時(shí)獲取游覽過(guò)程中動(dòng)植物識(shí)別、景點(diǎn)介紹等更豐富的信息,或與虛擬動(dòng)物互動(dòng)等。

(3)加強(qiáng)三江源地區(qū)的旅游行為管理。氣候是三江源地區(qū)發(fā)揮游憩功能的重要限制因子。然而,在氣候變化背景下,三江源地區(qū)的暖濕化趨勢(shì)增強(qiáng),旅游氣候舒適度逐漸提升,吸引的游客范圍可能進(jìn)一步擴(kuò)大。在此背景下,自發(fā)游客的數(shù)量會(huì)增多,給可可西里世界遺產(chǎn)地、三江源國(guó)家公園等地的游客管理帶來(lái)挑戰(zhàn)。管理者需要發(fā)布公園的介紹、交通、容量等最新信息,對(duì)園區(qū)進(jìn)行管理和維護(hù),優(yōu)化園區(qū)管理和景區(qū)規(guī)劃,訪客人數(shù)控制和游憩管理,達(dá)到提供更好的游憩管理目的。同時(shí),需要通過(guò)生態(tài)科普教育,提高自然保護(hù)意識(shí)。一方面,該地區(qū)的實(shí)際到訪游客可以通過(guò)參與生態(tài)教育課程、主題營(yíng)地體驗(yàn)等方式感受其獨(dú)特魅力；另一方面,無(wú)法親自前往的公眾可以通過(guò)科普教育平臺(tái)與科研平臺(tái),深入了解該地區(qū)的美麗景色、歷史演變、自然與文化知識(shí),并時(shí)刻掌握其科學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)。

3.5 局限性與未來(lái)展望

本文分析了3類游憩功能,未來(lái)研究應(yīng)探索更多類型的游憩功能,如支撐某項(xiàng)特殊旅游活動(dòng)的能力(如觀鳥(niǎo)旅游)、促進(jìn)旅游者身心健康的能力。這有助于了解旅游地的吸引力來(lái)源及其結(jié)構(gòu),掌握旅游地生態(tài)地理要素與旅游發(fā)展之間的關(guān)系,從而有針對(duì)性的開(kāi)展生態(tài)地理要素管理。

同時(shí),未來(lái)研究還應(yīng)該進(jìn)一步探索氣候變化對(duì)游憩功能季節(jié)變化的影響。例如,分析氣候變化背景下夏季(傳統(tǒng)旺季)、春秋季(傳統(tǒng)平季)、冬季(傳統(tǒng)淡季)之間游憩功能變化趨勢(shì)的差異,進(jìn)而分析氣候變化對(duì)旅游季節(jié)性的影響。這有助于了解氣候變化背景下傳統(tǒng)旅游季節(jié)的變遷模式,從而為解決旅游季節(jié)性問(wèn)題提供決策支持。