华东地区(六省一市)跨省步道系统构建研究

雷 雯 王永杰

(1.闽江学院 公共体育教学部,福建 福州 350108;2.福建师范大学 体育科学学院,福建 福州 350117)

步道作为一种重要的国民休闲空间设施,能助力户外游憩潜力和消费市场活力的深度释放。国外发达国家步道系统构建和发展的规律近乎一致,都是在经济快速发展背景下大众游憩需求增加,推动国家和地区相对完备的步道系统建设和发展[1]。反观我国,国家步道系统的建设发展相对滞缓。随着国民经济水平的逐渐提高,我国同样面临大众对户外运动需求日益增长但户外运动场地不足等供需不匹配的矛盾2]。尤其是在区域一体化发展的宏观背景下,如何构建优质高效的跨省步道系统,推动区域体育资源联动发展已成为一项重要的研究议题。基于此,本文以一体化水平较高的华东地区为例,尝试构建能促进户外运动发展和群众健康提升以及带动区域经济高质量发展的华东地区跨省步道系统,为国家体育旅游目的地空间开发提供强有力的支撑。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

1.1.1 GIS空间分析法

地理信息系统(GIS)是一项综合应用技术,通过综合高效的算法、插值和网络分析,将多个学科整合在一起、数据库等新的分析工具和计算方法进行应用。对华东地区步道系统进行规划运用到arcmap软件里面的重分类、加权叠加、多重缓冲区分析、掩膜提取等方法对影响因子进行叠加分析。

1.1.2 层次分析法

层次分析法(AHP)是一种定性结合定量、系统和层次化相融合的分析方法。AHP数学模型可以使线路选择评估更加科学合理。在下文“华东地区跨省步道系统适宜性评价底图创建”中,采用AHP法计算出选线影响因子指标权重[3]。

1.1.3 因子加权叠加分析法

因子加权叠加分析法是生态敏感性评价常用的一种方法,该方法包括现状分析、基础数据收集、因子的筛选、赋值,运用层次分析法将各因子的适宜性或限制性赋予相应权重的叠加分析。本文将步道选线设计中的影响因子进行加权叠加分析得出步道选线的适宜性得分数据。

1.2 数据来源

本文研究数据主要由华东地区基础资源数据,以及华东地区地理矢量数据两部分组成,数据来源于中华人民共和国住房与城乡建设部、世界文化遗产名录、林业和草原局、公园管理局、国家保护地平台、文化和旅游部、风景名胜区协会、地理国情检测云、国家统计局、地理空间数据云、国家体育总局、open street等网站。

2 华东地区跨省步道系统构建的资源要素分析

华东地区资源要素深刻影响着步道线路的构建,主要由自然资源要素、社会发展两部分组成。通过对步道系统规划建设理论和具体案例研究后,发现山、水、田、林、湖等自然生态要素、历史文化要素、道路网络和城镇布局对步道系统选线具有重要影响作用[4]。步道线路大都按照近海岸线、山川河流路网等为基线布局,并串联具有代表性的自然历史文化景观要素。为此,本节将对华东地区的各类资源要素进行整理以提供步道系统选线分析使用。

2.1 自然资源要素库

自然资源要素主要包括山、河、湖、海岸等,自然资源为人们进入自然提供了基本条件。本文主要选取国家级风景名胜区、自然保护区、湿地公园、森林公园或5A级景区等来反映各地区的自然要素资源情况[5]。华东地区各省自然资源要素情况如表1所示。

表1 华东地区自然资源景点数量分布表

2.2 社会发展要素库

华东地区是中国发展最快的地区之一,尤其是长江三角洲地区,近年来,经济发展速度高于全国平均水平。分析华东地区社会发展要素,优先选择人口多经济发展较好的地区,旨在为步道建设选线过程中提供基础信息支撑。(1)人口经济条件。对2019年县域统计数据进行整理,主要借鉴县域人口数量以及经济发展情况两个指标。为方便更多居民使用步道系统,步道选线在人性化原则基础上应尽量靠近人口多的地区,根据经济发展情况优先发展经济基础良好的地区,促进人民群众参与体育活动。在城市人口高密度区域修建步道,不仅可以为更多的人服务以提高人行道的使用效率,还可以缓解高强度土地开发对生态环境的影响。2019年县域统计年鉴收录华东地区共420个县区,其中山东省91个,江苏省64个,浙江省62个,安徽省62个,福建省59个,江西省81个,上海市2个。(2)历史文化要素。华东地区有着著名的人文景观和名园胜景,例如具有代表性的地域三大显学徽州文化,儒学圣地孔孟之乡、六朝古都南京、世界文化遗产苏州园林等。历史文化要素主要包括世界文化遗产和中国历史文化名镇名村。华东地区人文景观资源丰富,包括少数民族特色建筑、文物古迹和近现代建筑等。步道选线应与当地历史文化资源的分布相结合,并尽可能将这些资源联系起来,以丰富步道的内涵,提高步道的教育价值。将华东地区世界文化遗产、历史文化名镇名村进行整合各省份分布数量见表2。

表2 华东地区历史文化景点数量分布表

2.3 华东地区户外体育资源要素

为更好地构建华东地区步道系统使其更加贴合户外运动的发展,本文考虑纳入更多的体育元素。收集并整理华东地区已有的户外运动相关6类资源,即体育非物质遗产地、户外营地、体育精品景区及路线、水上运动中心、体育公园及博物馆、运动休闲特色小镇等[6]。具体如表3所示。

表3 华东地区各省体育资源要素分布表

3 华东地区跨省步道系统选线适宜性评价底图创建

步道选线需要对地理条件、自然生态要素、道路交通网络等资源要素进行分层叠加分析,本文在各资源要素收集好的情况下,采用层次分析法对各要素重要性进行权重赋值。之后,利用GIS软件中的叠加工具对选线的空间适宜性进行定量分析。对各资源要素基于权重叠加后,得到华东地区步道系统选线适宜性底图。

3.1 步道系统选线的影响因子筛选

根据土地利用适宜性分析,步道系统的构建需要确定选线的影响因子。华东地区的自然历史文化资源丰富、社会发展水平高,自然基底复杂,选线应充分考虑所有影响因素,使其具有科学性和可行性。为使步道系统构建发挥最大优势和价值,本文通过文献梳理、专家咨询和实地调研等方法,最终选取地理要素(坡度、高程)、自然要素(水系、植被覆盖度、土地使用类型以及降雨量)和可达性要素(道路)等三大类影响因子[7]。

3.2 步道系统选线影响因子的地理数据采集

空间数据准确、高效是多因子加权叠加分析的基础,本文所使用的影响因子数据获取方式以及初步处理操作如下。

3.2.1 地理要素

本文所运用的DEM数据来自地理空间数据云平台下载的30 m空间分辨率数据,将获取全国DEM数据进行掩膜提取获得华东地区的DEM数据,该数据包含所需要使用的高程及坡度因子,通过Aramap软件中工具箱里面的“3D Analyst工具”选择“坡度”“高程”,添加生成相关栅格数据。

3.2.2 自然要素

全国水系数据、植被覆盖度、土地使用类型和降雨量数据是通过地理国情检测云平台获取到的。水系数据为全国5级水系矢量数据包,打开属性表并选择华东(六省一市)区域进行导出;植被覆盖度数据下载的是2020年栅格数据,并将华东部分进行掩膜提取;土地使用类型数据下载的是2020年25个二级类以及部分三级分类的土地利用数据产品,采用掩膜提取将华东地区数据进行截取处理,再将矢量数据转化为栅格数据以备后用;降雨量数据也同样需要对华东地区进行掩膜提取。

3.2.3 交通要素

道路数据集是从国外网站OpenStreetMap(https：//www.openstreetmap.org/)下载的1：25万全国基础地理道路矢量数据,后期截取华东地区矢量数据并加以使用。

3.3 步道系统选线的影响因子指标权重设定

通过文献梳理与专家访谈,在华东地区步道选线中采用高程、坡度(地理条件)、水系、土地利用分类、降雨量、植被覆盖度(自然条件)、道路(交通可达性)等7类步道选线影响因子,并通过层次分析法对各选线影响因子进行相互比较确定相对重要性,数值1-9表示选线因素的重要程度。利用层次分析法软件(yaahp10.0)构造判断矩阵,进而计算各影响因子的权重。

3.3.1 建立比较矩阵

结合项目实际情况及咨询相关专家意见,最终确定构建以坡度、高程、水系、降雨量、路网、土地利用类型、植被覆盖度等作为构建步道选线主要因素的比较矩阵[8]。

将每个专家填写的判断矩阵输入Yaahp10.0软件中,检查判断矩阵的一致性以查看通过评分表和问卷获得的数据是否符合逻辑一致性,确保数据真实有效。将回收的问卷进行群决策处理,得到集结后的判断矩阵(如图1所示)。

3.3.2 权重及一致性检验结果

Yaahp10.0软件计算的一致性比为0.0705<0.1,故比例矩阵的一致性误差在允许范围内。运算CR=CI/RI<0.1,根据上文平均随机一致性指标 RI 标准值表得知：n=7时RI=1.32,经过计算CR=0.0705/1.32=0.0534表明权重值具有很强的一致性。由此可得,判断矩阵具有一致性,各单因子权重大小如图2所示。

图2 步道选线影响因子所占权重

3.4 步道系统选线的影响因子数据重分类及加权叠加分析

运用GIS进行最佳路径分析。首先,查阅相关研究和咨询权威专家,将收集到的量化数据重新分类到合理的水平范围。然后,根据上述数据集在线路选择中的影响大小进行赋分,根据各因素的相应权重进行因子加权叠加分析。

步道选线适宜性分析的7个影响因子所占权重按大小排序分别为水系(0.2654)>道路(0.2259)>土地利用类型(0.2152)>植被覆盖度(0.11595)>降雨量(0.07865)>高程(0.0679)>坡度(0.032)。将覆盖度、土地利用类型和降雨分布等七个单因子网格层数据导入ArcGIS 10.2进行处理,利用ArcMap中的重分类功能获得单因子网格层。根据路径选择的适宜性,对每个影响因素进行重新分类和排序,将其分为五个不同的等级,分数越高,说明适应性越好,越适合建设步道。

通过使用Arcmap软件对坡度、高程、水系、植被覆盖率、土地使用类型、降雨量、交通可达性7个影响因子进行重分类处理。叠加过程图如图3所示。

图3 各影响因子重分类叠加过程图

将上述各影响因子重分类数据放入Arcmap的加权叠加工具中,最终得到华东地区跨省步道选线适宜性得分底图。如图4所示,分值越高代表综合评分越高,越适合建设步道。

图4 华东地区步道选线适宜性得分图

4 华东地区跨省步道系统构建

为进一步发挥步道系统的休闲游憩和带动群众健康促进经济发展等方面的功能,同时更好地连接各类自然景观、历史文化、体育等资源要素。对收集到的节点因子进行筛选分级后,将华东地区适宜性得分底图与节点因子叠加。将叠加后的底图综合步道功能及建设原则以及相关理论,对华东地区跨省步道系统进行选线构建[9]。

4.1 步道系统选线适宜性底图与节点因子叠加

4.1.1 步道系统节点资源要素的选择

本文在梳理总结学者们相关研究的基础上,发现前人研究普遍是针对自然生态以及历史文化两大类要素进行研究。综合考虑步道系统的功能特征,以及步道本身是作为户外游憩的路线,本文在选择资源要素时加入了户外运动体育节点要素,使其更加科学性和合理性。对步道资源进行详细分类,具体要素分类内容见表4。

表4 华东地区跨省步道系统节点分类

4.1.2 步道系统节点因子评价分级

根据上文步道选线节点因子的选取,一共获得自然类节点487个,历史文化节点328个,体育节点321个,共计1136个节点因子。每类节点根据其重要性划分为三级节点,方便后续步道系统的构建。在选线过程中基于适宜性及相关理论基础选择节点,将一级节点作为重要节点,二级次重节点,三级作为备选节点。

(1)华东地区自然节点分级

本文所选择的自然节点全部为国家级。在评定自然节点等级过程中,因5A级景区是中国旅游景区最高等级、知名度高,景区影响力大,代表中国世界级精品的旅游风景区等级[10],故将华东地区5A景区作为一级节点。由于华东地区国家级风景名胜区、华东地区国家级湿地公园、华东地区国家级森林公园、华东地区国家级旅游度假区均为国家级景区,故将这四类节点划分为二级节点。国家级自然保护区由于核心区域存在大量稀有动植物群,出于保护目的有关部门禁止游客进入参观游行,但部分区域是向游客开放的,故将自然保护区划分为三级自然节点。

(2)华东地区历史文化节点分级

世界文化遗产是具有非凡意义和“普世价值”的文化遗产及文物古迹,是文化遗产的最高级别[11],故将其列为一级节点。考虑文物保护等级的影响力以及覆盖面,将华东地区国家历史文化名镇作为二级节点,将华东地区历史文化名村作为三级节点。

(3)华东地区体育资源节点分级

通过中国非物质文化遗产网以及国家体育总局官网,对华东地区体育非物质遗产进行数据收集。最终收集华东地区国家级和省级体育非遗的数据,并按照国家规定等级将其分为国家级一级节点和省级二级节点。华东地区体育精品景区及线路属于户外运动路线,符合步道选线要求。通过网上查询发现具备较高的知名度,能与自然风景融为一体,适合户外运动的开展,故将其划分为一级节点。华东地区水上运动中心、华东地区户外营地基本是商业运营模式,以提供服务为主,一般不对外免费开放,且活动范围相对较小,故将其作为二级节点。华东地区体育公园及博物馆与户外相关性较弱,基本存在于城市内部,故将其定为三级节点。华东地区运动休闲特色小镇属国家级休闲小镇,故将其划分为一级节点。

(4)适宜性底图与节点因子叠加

将步道选线适宜性得分图与上述分类好的步道选线节点通过GIS进行可视化处理,具体操作流程如下：首先获取选线节点因子的经纬度,然后使用Arcmap软件中的导入数据导入各类节点因子,导入完毕后得到最终的适宜性与选线节点叠加图(如图5所示)。

图5 华东地区适宜性节点叠加图

4.2 华东地区跨省步道系统选线分析

通过观察叠加后的适宜性得分图与节点叠加图,发现大部分节点分布于河道及道路附近。通过适宜性底图结合步道选线原则、理论以及华东地区经济与人口等条件,对华东地区步道系统线路进行构建。华东地区主要步道系统主干线要根据线路节点类型情况分为风景步道、历史步道、休闲步道三类进行详细构建。根据规划线路查找出线路中存在的精品户外活动点进行规划,并将这些节点融入步道线路,做到连点成线、连线成面的华东地区步道系统分布格局。华东地区步道系统布局详细情况见表5,线路如图6所示。

图6 华东地区跨省步道系统构想图

表5 华东地区步道线路布局

4.2.1 风景步道分析

风景步道提供给民众回归自然、融入自然和探索自然的机会。它通过向游客呈现出各种典型的自然风景地形地貌,为生活在城市的人们提供户外游憩的机会。国家风景步道一般跨度很长,多经过国家森林公园、湿地公园、自然景区等有着秀丽景色和典型地形地貌特征的地区,这些区域生态环境一般较为脆弱,故在帮助人们融入自然的同时也唤醒人们的环保意识。风景步道可以为民众提供步行、骑马、自行车、攀岩等通道与设施,为人们提供更多户外健身活动的选择并创造了优质的休闲游憩空间。

(1)沿海岸线风景步道

沿海岸线风景步道,由华东地区“福建—浙江—上海—江苏—山东”的海岸线附近的自然风景优美的地区和景点组成,线路跨度较远,海岸线风景优美,主要串联国家森林公园以及一些著名旅游风景区。由于华东沿海城市较多,人口密度大且经济相对发达,沿海岸线风景步道能为人们提供较好的户外游憩机会,并提供使用者在工作生活之余放松身心走进自然感受原生态,舒缓紧张的都市生活氛围,提供惬意的休闲游憩环境。通过步道适宜性底图与步道节点因子叠加图以及将沿线节点构建步道线路。

线路户外运动项目规划：沿海岸线风景步道要着力打造沿海、沿山户外体育产业带,建设覆盖面广、便捷性高的户外场地。沿海融入潜水、帆船、冲浪、海钓等体育元素,打造国家级滨海休闲体育步道,故主要通过实地和网络调查,梳理出项目沿线重点户外建设精品点(详见表6)。

表6 沿海岸线风景步道线路户外运动精品点

(2)长江赣江风景步道线路

长江赣江风景步道经过江苏、安徽、江西三个省份,起点从上海到江西赣州,沿线随着长江水奔腾的不止是生命之水,更是一片美景。赣江通过鄱阳湖与长江相连,是江西省水运大动脉,是长江下游支流和江西省的母亲河。该选线可称之为“生命之线”,能孕育生灵并且带动群众健康的路线。

线路户外运动项目规划：沿江作为户外活动漂流、独木舟、皮划艇、垂钓等水上户外运动项目的天堂,同时可以开展其他徒步越野自行车等沿江游行。项目沿线重点户外建设精品点详见表7。

表7 长江赣江风景步道线路户外运动精品点

4.2.2 文化步道分析

国家历史文化步道的构建使历史文化遗产得到更合理的开发和保护。历史步道主要是串联起一系列具有重要文化意义的历史古迹,拉近了人们与历史的距离,在其关注、了解与保护这些文化古迹时,也促进了历史文化的传承和传播。国家历史步道提供人们在休闲游憩的同时欣赏与了解历史遗产,所拥有的游憩潜力主要是以历史意义为主,兼存自然户外景观,使公众在休闲娱乐的同时了解中国的传统历史及文化脉络。

(1)京杭大运河G25长深高速(杭州-武平县)步道

京杭大运河步道线路前半段主要沿京杭大运河。京杭大运河建成于隋朝,全长1974公里,沟通黄淮海三河、长江、钱塘江五大水系,其本身具有浓厚的历史文化色彩,是我国也是世界上最早的古运河。沿线具有大量的历史文化名城名镇,突出历史文化要素居多,并于2014年成功入选世界文化遗产名录。京杭大运河本身是兼具文旅价值和具有历史遗产的步道。

后段沿着G25长深(杭州-武平县)高速段,经过浙江省局部和福建省全部、浙江部分,长深高速跟富春江并行,途径金华、丽水、龙泉等特色城市进入福建省,沿途风景秀丽。长深高速在福建省主要经过八山一水一分田,这条穿越福建西部山区的高速诠释了闽西最地道的风土人情,看闽乡文化,北从南平松溪南到龙岩上杭一路穿越山林秘境沿着长深高速出发体会闽西的地道风情。

线路户外运动项目规划：该路段适合骑自行车或者徒步旅行,加之靠近水系可以开展水上户外运动。南部为G25长深高速段,山脉居多,可以开展山地户外运动攀岩等项目,项目沿线重点户外建设精品点详见表8。

表8 京杭大运河G25长深高速步道线路户外运动精品点

(2)淮河历史步道

淮河是中国中原地区的一条古老河流,在古代和黄河、长江一样著名。淮河发源于河南南阳桐柏山,全长1000多公里,东经河南、安徽、江苏三省,流经洪泽湖,在三江营汇入长江。作为南北自然分界线,淮河历史文化气息浓厚,其历史作用不逊色于黄河长江。从历史角度讲,若没有淮河的连接作用,华北平原与长江中下游平原的沟通成本会陡然上升。

淮河步道线路户外运动项目规划：淮河沿线适合开展垂钓、皮划艇等水上户外运动项目,徒步、骑行等健身项目。项目沿线重点户外建设精品点详见表9。

表9 淮河历史步道线路户外运动精品点

4.2.3 休闲游憩步道分析

一般而言,休闲步道是步道数量中存在最广泛的一类。尽管在步道的长度和品质方面休闲步道不如国家风景、历史步道的独特性,但国家休闲步道是最贴近人们生活的。国家休闲步道将城市内部、景点、娱乐场所连接起来,更适合群众直接使用,它提供了人们安全便捷的健身休闲空间,并将课堂延伸到户外,能提供年轻人更好地认识自然环境和健身休闲。国家休闲步道包括最常见的远足道与自行车道,还包括各具特色富有活力水道、摩托车道、滑雪道、马术路径等不同用途的步道。根据美国统计局调查,发现休闲步道最普遍开展的户外运动是散步、远足、跑步等户外项目,更加接近城市人群。

(1)318国道休闲步道

华东地区318国道部分,需要从上海出发经过浙江安徽。318国道线路户外运动项目规划：沿途毫括平原、丘陵、盆地、高原景观,江浙水乡文化。沿线适合开展丰富多彩的户外运动项目,滨水部分适合进行水上皮划艇、激流漂游等项目,山地适合徒步、攀岩等项目,能一边欣赏沿途美景,了解自然风光。项目沿线重点户外建设精品点详见表10。

表10 318国道休闲步道线路户外运动精品点

(2)闽江步道

闽江步道,由水系及附近景点组成,闽江是福建的母亲河,是福建省唯一一条入海(东海)的最大河流。它起源于福建和江西交界处的建宁县,剑溪、富屯和沙溪三条主要支流在南平延平附近汇合后被称为闽江。平江、琴水、桃江位于江西部分,山势险峻,景色优美。

水系户外运动项目规划：沿线山地和水系交织,适宜开展户外运动,水系的游泳、划船、皮划艇、独木舟、皮船、橡皮筏;山系的越野车、四驱车、摩托车露营、徒步等项目。项目沿线重点户外建设精品点详见表11。

表11 318国道休闲步道线路户外运动精品点

5 结论

(1)创建了具有科学性、准确性、直观性的华东地区适宜性步道选线底图。通过对地理条件(高程、坡度)、自然条件(水文、土地利用分类、降雨量、植被覆盖度)、交通可达性(道路)7类步道选线影响因子进行重分类赋值,对使用层次分析法获得的各影响因子的权重进行加权叠加分析后得到步道选线适宜性得分底图。

(2)构建出华东地区步道系统框架。通过步道选线适宜性底图和叠加节点因子的叠加图,在充分考虑步道建设原则和理论依据后结合所在地区经济人口等因素,构建出华东地区风景、历史文化、休闲游憩3类步道,共6条线路分别是：沿海线风景步道、长江赣江沿江风景步道;京杭大运河G25长深高速历史文化步道、淮河历史文化步道;318休闲步道、闽江休闲游憩步道。

(3)针对6条步道线路适合开展户外运动项目类型的分析,以及对线路中的特色节点进行规划,综合得出：沿海岸线步道主要针对滨海风景适宜开展休闲观光、垂钓冲浪等特色项目;长江赣江步道沿江风景步道,适宜开展皮划艇、内陆野营、徒步旅行为主的户外项目;京杭大运河-长深高速步道、淮河步道属于内陆风光,沿途文化景点较多适宜开展以骑行为主徒步游览为辅的户外运动;318国道(华东段)步道属于景观大道,沿途风景优美适宜开展以徒步、骑行越野为特色的户外运动;闽江步道位于南部山区适宜开展户外攀岩、登山、皮划艇等运动;合理规划后形成点线面结合的华东地区户外运动路线。