旅游环境系统承载功能协调耦合特征研究＊＊:以山东半岛蓝色经济区为例

刘佳，赵金金，吕一帆

（1.中国海洋大学管理学院，山东 青岛 266071；2.国家开发银行青岛市分行，山东 青岛 266071）

引言

承载力在自然生态系统中用以衡量特定区域、特定环境条件下可维持某一物种个体的最大数量［1］。随着环境污染、资源短缺和生态恶化等问题的日益突出，环境承载力、资源承载力、生态承载力等概念和理论相继提出并得到深入研究。旅游业赖以生存的自然与人文环境是个不断变化与演替的动态复合系统，当外界的“刺激”超出了旅游环境系统维持其动态平衡与抗干扰的能力时，旅游环境就逐渐呈现出逆向变化的趋势，保持旅游环境系统的良性发展以及把旅游活动控制在旅游环境系统承载能力范围之内，是实现区域旅游可持续发展重要的基础条件［2］。作为旅游活动对环境是否产生负面影响以及旅游可持续发展的重要判据，旅游环境承载力已成为旅游研究领域的热点，受到国内外学者的广泛关注。国外研究始于20世纪30年代中期游憩承载力（Recreational Carrying Capacity）概念的提出，随后出现了对旅游环境承载力的不同理解，但这些概念框架的落脚点多是游客数量或游客密度。国内研究起步于20世纪80年代初期对旅游环境容量问题的认识，保继刚［3］等较为系统地完善了旅游环境容量的概念、内涵和构成体系，此后研究者分别基于环境分类、旅游活动分类等不同视角对旅游环境承载力内涵进行阐释。从研究内容上看，旅游环境承载力的量化测度问题一直是当前研究的重点，然而，无论是通过测度旅游环境承载力构成的分量指标，根据最小限制因子确定旅游环境承载值［4－5］，还是构建旅游环境承载力评价体系，采用数理方法和经验公式对其进行综合指数测算［6－7］，以及从资源的供给和需求角度采用生态足迹的测度方法［8－9］，大多数研究往往忽视旅游环境承载要素构成的系统性和关联性，从而使得研究评价的准确性和客观性产生一定的偏差。承载力在旅游环境系统中是客观存在的，旅游环境承载力是旅游环境系统组成与结构特征的综合反映［10］。在旅游环境系统发展过程中，旅游经济活动要向旅游环境索取必要的发展空间、物质载体及能量供应，因此，旅游经济活动表现为积极的主动性，旅游环境系统则表现为一定的被动性，旅游环境系统内部要素及其相互作用与旅游经济活动形成了一定的承载关系和作用机制。同时，不同环境子系统之间紧密联系，彼此制约，存在一定的耦合关系。当旅游环境系统或系统内要素之间良性循环、和谐一致、聚合发展时，旅游环境系统表现为由低级到高级、由简单到复杂、由无序到有序的总体深化与协调发展的过程，旅游环境系统的整体承载功能则呈现不断加强和优化的状态。然而，当前国内关于旅游环境系统承载功能耦合关联及其作用机制方面的研究还是较为滞后的。

近年来，我国沿海地区旅游开发势头强劲，游客旅游消费需求不断变化，提升旅游环境承载力是半岛蓝色经济区旅游可持续发展的重要选择。同时，沿海地区生态环境相对脆弱，岸段开发功能空间叠加和耦合特征明显，滨海旅游产业发展具有一定的特殊性。对于这样独特的环境系统，其旅游环境承载力蕴含着更为丰富的具有理论价值的研究命题。本文基于旅游环境复合系统视角，以复合系统承载功能的互动耦合和协调发展为研究对象，对山东半岛蓝色经济区旅游环境系统承载功能协调耦合关系的时间序列变化与空间分异特征进行量化测度和系统分析，深入剖析各个环境子系统承载功能之间的耦合协调特征和作用机制，为揭示旅游环境系统内部各要素的相互作用关系，正确处理山东半岛蓝色经济区旅游环境子系统之间的矛盾，平衡不同地区的承载差异，有效提升旅游环境系统的整体承载能力，实现旅游环境系统的耦合协调发展提供理论指导和决策支持。

一、指标选择与研究方法

（一）评价体系与数据来源

旅游环境各子系统间是相互作用、相互影响，构成彼此耦合的交互体，各子系统中的构成要素也是相互依托和彼此关联的。其中，旅游资源环境子系统是旅游可持续发展的资源基础和根本条件，旅游生态环境子系统主要反映旅游生态环境质量与状况，旅游资源和生态环境是有经济价值的资源，是旅游业赖以生存和不断发展的前提条件。但是，旅游经济在发展的同时，不可避免地会对旅游资源和生态环境产生影响，这种影响达到一定程度便构成对旅游资源和生态环境的破坏，而这必然又会反过来在许多方面制约着旅游经济的发展，并对其后续发展形成阻碍。旅游经济环境子系统表征旅游发展的经济支撑能力，旅游社会环境子系统则反映旅游发展的社会环境承载与发展能力。旅游经济的发展可以给旅游资源和生态环境的保护提供雄厚的资金保障和技术支持，并改变旅游资源粗放利用的方式，减少旅游环境压力。旅游经济发展水平越高，居民可自由支配的收入越高，参与旅游活动的可能性也就越大，旅游政策落实等的旅游社会环境也必将得到有力促进。旅游环境各子系统承载要素和承载功能的交互作用和相互影响，促进了旅游环境复合系统从无序走向有序的过程，其决定了系统演变的特征与规律，表现出系统耦合的特征。同时，在系统演变过程中各子系统及构成要素各种质的差异部分，在组成一个统一整体时表现出的相互配合与和谐一致的属性［11］，当各子系统的承载能力相协调，就能充分利用旅游环境系统的自我调控能力，达到旅游环境子系统承载功能的均衡与协调。总体来说，旅游环境子系统承载功能之间的协同关系体现在：耦合系统要求在旅游环境承载范围内发展旅游产业，追求旅游综合效益的最大化；另一方面，旅游环境承载力是动态的和发展着的，是依靠旅游开发过程中旅游产业地位和旅游经济发展水平不断提高的。

为揭示旅游环境系统内部要素和功能对旅游经济活动的承载机制，根据旅游环境系统承载功能耦合协调的内涵和特征，遵循整体对应、比例适当、重点突出、科学性、数据可获得性和可比性等原则，基于旅游资源环境—旅游生态环境—旅游经济环境—旅游社会环境四大子系统的视角，选取影响旅游环境综合承载能力的18个主要因素，构建旅游环境承载力评价指标体系，如表1所示。

表1 旅游环境承载力评价指标体系及其权重

本文所用指标数据主要来源于2002—2011年的《山东旅游统计便览》、《山东省统计年鉴》和《中国城市统计年鉴》，其中旅游资源规模采用国家A级以上景区（点）个数加以表征；旅游资源品位度采用国家4A级以上景区数量加以表征；旅游资源知名度则根据中文网络三大搜索引擎（百度、谷歌、雅虎），分别查找关键词“年份＋＊＊城市＋旅游”进行搜索，通过计算各城市在3个网站搜索到网页篇数的平均值而获得。

（二）评价模型与研究方法

1.旅游环境承载指数计算

为了消除不同指标量纲差异的影响，这里采用极值法对原始指标进行标准化处理。对于正向（即越大越好型）指标的归一化公式为：zij＝（xij－xjmin）／（xjmax－xjmin）；对于负向（即越小越好型）指标的归一化公式为：zij＝（xjmax－xij）／（xjmax－xjmin）。式中，i为样本数，j为指标数；xij为指标的原始数据；xjmax和xjmin分别为同一指标的最大值和最小值。同时，采用均方差的方法［12］确定各指标权重，即通过计算随机变量均值Pj和均方差σj：，进而确定各指标的权重wj：wj，结果见表1。

对于标准化后的评价指标值及其对应的指标权重，采用加权平均法测算旅游环境综合承载指数，计算公式为：

式中，Ei为旅游环境承载综合指数，wj为子系统层各评价指标的权重，wij为评价指标层各指标权重，zij为评价指标层各指标的标准化值，n为相应子系统层包含的指标层个数。

2.区域重心分析方法

区域重心是衡量某种属性在区域总体分布状况的一个指标，其分布趋势可揭示属性在空间分布的不均衡程度［13］。本文采用区域重心分析方法，从总体上把握旅游环境各子系统承载功能之间的耦合特征，计算公式如下：

其中，、分别是某属性重心坐标的经度和纬度；Xi、Yi为第i个次级区域的经度和纬度；Wi表示第i个区域某个属性的量值。

3.耦合度及协调发展度模型

耦合度就是描述系统内子系统或要素彼此相互作用影响的程度［14］，但无法反映其协调发展水平的高低，因此进一步引入协调发展度。协调发展度强调的是整体性和综合性，结果是系统多个要素在和谐一致、良性循环的基础上的聚合协调发展程度。这里的“发展”是系统运动的方向，“协调”则是系统对这种行为趋势的有效约束和规定［15］。根据各个子系统承载指数，确定旅游环境子系统两两之间承载功能的耦合度c为：

协调发展度模型能够较客观地评判各个旅游环境子系统交互耦合的协调程度，各子系统两两之间承载功能的协调发展度d可表征为：

旅游环境系统承载功能的总体协调发展度D可表征为：

式中，T（t）为旅游资源—生态—经济—社会环境系统的承载指数；i和j分别表示1、2、3、4中的任意两个；a、b及α、β、γ、δ均为待定系数（考虑到旅游环境各子系统之间承载功能相辅相成的关系，这里将前两者a、b均取值为0.5，后四者α、β、γ、δ均取值为0.25）。协调发展度的取值在0～1之间，其值越大越好，同时，采用均匀分布函数法［16］来确定其分级标准（见表2）。

4.空间自相关分析方法

空间自相关反映的是一个区域单元上某一地理现象或某一属性值与邻近区域单元上同一现象或属性值的相关程度［17］，用来检验邻接区域相关变量是否存在空间相关性，主要是探讨空间关联程度的研究。本文采用全局Moran’s I指数检验旅游环境承载子系统协调发展度变量的空间依赖性存在与否，以此揭示旅游环境全局空间相关性，计算公式为：

其中，E（I）是期望值，SD（I）是标准差。在显著性水平为5%时，所适用的临界值为－1.96＜Z（I）＜1.96。

二、旅游环境系统承载功能特征分析

（一）承载指数的量化测度研究

根据相应的评价指标体系，由式（1）分别测算出山东半岛蓝色经济区旅游环境综合承载指数以及各子系统的承载指数，结果如图1所示。

由此可知，2001—2010年间，山东半岛蓝色经济区旅游环境综合承载指数E呈现快速上升态势，但整体水平并不高。同时，旅游资源环境承载指数（E1）、旅游生态环境承载指数（E2）均呈现波动上升趋势，且两者波动曲线较为相似，如对于旅游资源环境承载指数（E1），2003年之前增长速度较快，继2004年出现小幅下降后又快速上升，但从2007年开始又出现下滑，2008年达到此时间段的最低点，近两年又呈快速上升态势。而旅游经济环境承载指数（E3）和旅游社会环境承载指数（E4）均呈稳步上升态势，其中旅游社会环境承载指数（E4）在2006年之后呈现迅猛增长的态势。综上，旅游经济和旅游社会环境子系统的承载态势是一致的，但与有限的旅游资源、旅游生态子系统的承载能力存在一定的矛盾。

进一步测算出2000—2010年山东半岛蓝色经济区7个城市旅游环境综合承载指数及各子系统的承载指数，如图2所示。

图1 2001－2010年山东半岛蓝色经济区旅游环境复合系统综合承载指数

图2 山东半岛蓝色经济区各城市旅游环境综合承载及各子系统承载指数

由图2（左）可知，7个城市旅游环境综合承载指数基本呈现稳定上升态势，其中青岛、烟台、威海保持领先水平，表明其旅游环境承载力具有较大优势。同时，分别考察各沿海城市旅游环境各子系统的承载差异，通过计算2000—2010年各城市旅游资源、旅游生态、旅游经济、旅游社会环境各子系统承载指数的平均值，由图2（右）可知，对于旅游资源环境子系统而言，烟台市承载指数最大（0.403 68），远高于滨州水平（0.045 56），且极差较大，为0.358 12；青岛各子系统的承载指数排名均处于七城市的前列；威海市旅游社会环境子系统的承载指数相对于其他3个系统而言，处于劣势地位；相对于其他旅游环境子系统，烟台市旅游生态环境子系统承载指数有待提高；东营、日照和滨州的各子系统承载指数排名靠后，尤其是滨州市各项承载指数均处于较低水平。

（二）承载功能的耦合特征判别

根据区域重心公式（2），结合2001－2010年山东半岛蓝色经济区各子系统承载指数值，分别绘制子系统重心运动轨迹图（见图3）。由此可知，半岛蓝色经济区旅游环境4个子系统承载指数值的重心均有所波动，旅游资源环境承载指数表现为由东北向西南偏移的态势，其余3个子系统则大体上表现为由东南向西北偏移的格局。近年来，山东半岛蓝色经济区坚持统筹区域协调发展，引导旅游产业链由东向西延伸，带动区域旅游产业结构优化升级，加快了区域均衡发展步伐。位于半岛西部的潍坊、滨州近年来不断加快生态旅游发展力度，旅游环境综合承载能力呈不断提高态势；而位于半岛东部的青岛、烟台由于旅游发展起步较早，旅游开发对区域所造成的压力不断增加，使得其旅游环境综合承载能力不断降低。因而，蓝色经济区旅游环境各子系统的承载指数重心均出现了一个向西偏移的态势。值得注意的是，旅游资源环境承载指数的重心在南北方向的移动与其余3个子系统并不一致。因而，应加快旅游生态、旅游经济、旅游社会环境子系统与旅游资源环境子系统的互动耦合。旅游生态、社会环境承载力两个系统的重心波动较大，表明其敏感性较强，其移动的限制因素比较明显，如工业三废的年处理能力、游客密度等。总体而言，山东半岛蓝色经济区旅游环境承载子系统在空间上的耦合关系是比较显著的。

图3 2001—2010年山东半岛蓝色经济区旅游环境各子系统承载指数的重心运动轨迹图

（三）承载功能的耦合协调分析

根据2001年、2005年和2010年3个截面的旅游环境子系统的承载指数，计算两两子系统之间的协调发展度d。由图4（左）可知，山东半岛蓝色经济区旅游环境子系统之间承载功能的协调发展特征日趋显著。进一步采用山东半岛蓝色经济区各子系统的承载指数，测算其旅游环境系统承载功能的总体耦合度C及协调发展度D，由图4（右）可知，2001—2010年半岛蓝色经济区旅游环境子系统的总体耦合度C始终处于较高水平，表明蓝色经济区旅游环境各子系统之间的相互作用较强，且呈波动上升态势，总体耦合度C由2001年的0.89下降到2002年的0.85，2010年又上升至0.98。总体协调发展度D则保持较高的上升幅度，由2001年的0.49上升至2010年的0.77，表明其尚有较大的提升空间和提升潜力。旅游环境系统协调发展类型也由2001年的濒临失调，经过勉强协调、初级协调，2008年以后发展至中级协调，这主要是由于近年来山东半岛蓝色经济区坚持旅游可持续开发理念，注重旅游资源、生态、经济、社会等环境统筹协调发展。

图4 2001－2010年山东半岛蓝色经济区旅游环境承载系统耦合度和协调发展度

为更加直观地考察半岛蓝色经济区旅游环境系统承载功能协调发展等级的空间差异及其演化特征，本文分别做出2001年、2005年和2010年3个时间截面的空间分布图（见图5）。由此可知，各市协调发展等级均有所提高，且呈现出“两极化”的空间分布特征，东部地区的协调发展等级较高，而西部地区的协调发展等级较低。进一步运用MoranI空间统计分析法，分别根据2001年、2005年、2010年蓝色经济区各城市旅游环境系统承载功能协调发展度测度结果，计算3个时间截面旅游环境系统承载功能协调发展度的全局空间自相关统计量。在假设检验使用499次重复排列方法的前提下，2001年、2005年、2010年全局MoranI值分别为0.336 8、0.521 4、0.393 6，且均在5%水平下显著，这表明蓝色经济区旅游环境子系统承载功能的协调发展能力存在较强的空间正相关性，在总体上具有空间相关和空间集聚的特征，即表现出了较强的空间溢出效应。

图5 山东半岛蓝色经济区旅游环境承载力系统协调发展度类型的空间分布图

三、结论与建议

本文采用耦合协调模型，结合区域重心和空间统计分析方法，从时间序列与空间分异视角，对山东半岛蓝色经济区整体及其各城市旅游环境子系统承载功能之间的互动耦合和协调发展关系进行系统分析，主要研究结论如下：（1）从旅游环境系统综合承载能力来看，2001—2010年间，半岛蓝色经济区均呈快速上升态势，同时旅游环境承载水平的空间差异较为显著，其中青岛、烟台、威海承载水平较高，滨州市各项承载指标均较低。（2）从旅游环境系统承载功能的耦合协调关系看，2001年以来蓝色经济区旅游环境子系统的耦合度及协调发展度呈稳步上升态势，各子系统之间承载功能的相互作用较强，但协调发展能力仍有较大的提升潜力。同时协调发展程度存在较强的空间正相关性特征，协调发展水平较大的城市集中分布于东部地区，协调发展度较小的城市则位于西部地区，协调发展水平较高的城市表现出对其邻近城市有较强的带动效应。

综上，山东半岛蓝色经济区旅游环境综合承载能力和协调发展水平均稳步上升，且均有进一步提升的潜力。随着山东半岛蓝色经济区国家战略的进一步实施，其旅游业面临着前所未有的发展机遇。因此，应根据旅游环境系统整体及各子系统的承载水平和功能特征，加快提高旅游环境系统的整体承载水平，加强各子系统承载功能的互动耦合和协调发展，不断推动旅游产业持续快速发展。

［1］毕东苏，郑广宏等.城市生态系统承载理论探索与实证［J］.长江流域资源与环境，2005，14（7）：465－469.

［2］张广海，刘佳.旅游环境承载力研究进展［J］.生态经济，2008（5）：81－83.

［3］保继刚.颐和园旅游环境容量研究［J］.中国环境科学，1987（2）：32－38.

［4］汪君，蒋志荣，车克均.冶力关国家森林公园旅游环境承载力分析［J］.干旱区资源与环境，2007，21（1）：125－128.

［5］王建军，王叶峰，迟国泰.大连市旅游环境承载力实证研究［J］.大连理工大学学报（社会科学版），2007，28（3）：13－17.

［6］黄震方，袁林旺，葛军连等.海滨型旅游地环境承载力评价研究［J］.地理科学，2008，28（4）：578－584.

［7］王友明.基于可持续发展的苏南城市旅游环境承载力［J］.辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2011，30（5）：793－796.

［8］刘年丰，姚瑞珍，刘锐，等.基于EFA的旅游景区生态承载力及可持续发展［J］.环境科学与技术，2005，28（5）：95－98.

［9］戴科伟，钱谊，张益民，等.基于生态足迹的自然保护区生态承载力评估［J］.华中师范大学学报（自然科学版），2006，40（3）：462－466.

［10］崔凤军.论旅游环境承载力：持续发展旅游的判据之一［J］.经济地理，1995，15（1）：105－109.

［11］■ 吴玉鸣，柏玲.广西城市化与环境系统的耦合协调测度与互动分析［J］.地理科学，2011，31（12）：1474－1479.

［12］渠爱雪.江苏省新型工业化水平综合测度研究［J］.经济地理，2006，26（1）：55－59，65.

［13］毕其格，宝音，李百岁.内蒙古人口结构与区域经济耦合的关联分析［J］.地理研究，2007，26（5）：995－1004.

［14］迈克尔·波特.国家竞争优势［M］.李明轩，邱如美，译.北京：华夏出版杜，2002.

［15］Hayden B.The Carrying Capacity Dilemma［J］.American Antiquity，1975，40（4）：11－12.

［16］廖重斌.环境与经济协调发展的定量评判及其分类体系［J］.热带地理，1999，19（2）：171—177.