典型旅游地生境质量时空演化特征

蔡梅芳　周俊鑫　黄志强　翟健程

摘要：以典型旅游目的地婺源县为研究对象，利用土地利用、统计年鉴、高德地图等多源数据，综合运用InVEST模型、热点分析、核密度分析方法，定量评估2000—2020年生境质量时空演变特征及其与旅游要素的空间关系。结果表明：（1）婺源县土地利用类型以林地、耕地、草地为主，2000—2020年间旱地、其他林地、中覆盖草地面积减少显著，其它建设用地、城镇用地、水库坑塘均有不同程度的增加。（2）婺源县生境质量总体较好，均值呈微幅下降且加速下降的趋势，后十年下降幅度明显大于前十年。低值区沿人类活动密集区呈带状或斑块状分布，高值区以北部丘陵、中部平原最为显著，热点分析显示为“北热南冷”，土地利用结构变化是婺源县整体低生境质量占比增大，高生境质量呈下降趋势的主要原因。（3）旅游活动是影响生境质量变化的外在动力，旅游要素核密度高值区与生境质量退化区域空间吻合，核密度值越高区域，低等级生境质量占比越大。高等级旅游资源聚集、地势平坦、交通便利区域生境退化更为显著。

关键词：生境质量；空间分布；演化特征；旅游城市；婺源县

中图分类号：X171文献标志码：A文章编号：1001-2443（2024）01-0052-11

作为经济增长的重要引擎之一，旅游业为全球创造了将近十分之一的就业机会［1］，然而，旅游业并非是十足的“无烟产业”，其在改变目的地土地利用结构和人口结构的同时可能会对区域生境带来负面效应［2-3］。党在二十大报告中提出“全面推进乡村振兴”的伟大号召，乡村旅游作为实现乡村振兴战略的重要途径［4］，现在却面临着旅游产业无序扩张、旅游城镇化加剧等带来的生态环境问题。因此，在旅游粗放化转向精细化发展背景下，对典型旅游地生境质量进行科学评估，探索旅游与生境质量之间的内在联系，对于促进可持续旅游经济发展，兼顾旅游城市生态环境管护以践行新时代“两山”理论，具有重要的现实意义。

生境质量是生态系统供养个体或种群的能力，能够衡量区域生态环境、生物多样性状况和生态系统服务功能，表征区域生态文明，关系到人类福祉［5］。特定区域生境质量的评估、模拟、预测以及与人类活动关系的探讨是地理学、生态学等领域关注的热点议题，对于构建区域生态安全格局至关重要［6-8］。早期研究多从生态学角度入手，重点关注小尺度野生物种生境质量，通过野外实地调查获取环境或物种数据，构建评估体系采用数理统计方法进行综合评估［9］和影响因素探讨［10-12］。该类评估方法费时费力，较适用于微小尺度生境质量评估，而大尺度、动态性的生境质量评估受限于数据获取难度大［12］。随着3S技术的更新迭代，基于地理学角度的综合评估模型的出现使更多学者投入到大、中尺度和长时间序列的生境质量动态变化研究中，研究更趋于定量化、可视化、精细化。常用的评估模型有InVEST模型［13］、HSI生境适宜性模型［14］、SolVES模型［15］和MAXENT模型［16］等，其中InVEST模型是目前开发成熟且应用较為广泛的评估模型，广大学者借用其开展生境质量研究，尤其体现在对特定地理区域的选择。郜红娟等［17］基于土地利用数据开展了岩溶山区公路沿线生境质量研究；刘春芳等［18-19］在对榆中县生境质量研究中明确指出城镇扩张和政策为两个重要的生境质量影响因素；吴健生［20-21］、戴云哲［22］、杨苏诗［23］围绕京津冀、长三角等都市圈开展了生境质量研究，证实生境质量与城市扩张密切相关。同时，学者对旅游与生境关系的研究也有一定的关注，孟庆林等［24］对吉林省东部生境质量开展了动态评价，表明退耕还林、生态旅游的推行在一定程度上有助于生境质量提升。此外，刘军等［1］以神农架为例，对旅游目的地生态系统服务价值展开研究，分析了景区生态旅游、酒店接待设施等对生态系统服务价值的影响效应，表明旅游开展的形式决定了对环境生态影响是正面还是负面。目前，研究者对生境质量的研究主要集中在流域［14］、山区［15-16］、自然保护区［9，13］、都市区［5，20-23］、省域［12］等层面，而对频繁人地交互区——旅游区的生境质量研究空缺较大，对于县域尺度旅游城市内部的生境质量分异特征及其与旅游活动的关系探讨仍显不足。

婺源县生态本底优质，旅游资源颇丰，乡村旅游发展基础深厚，是全国唯一一个以县为整体命名的国家3A级旅游区，早在2011年12月，国家旅游局在婺源县设立全国首个乡村旅游度假实验区［25］，是典型的乡村旅游目的地。因此，本文以婺源县为例，关注典型旅游县域的生境质量与旅游发展的关系，运用InVEST模型、热点分析等方法，通过深入分析旅游地生境质量时空分布特征，揭示旅游要素分布对生境质量演变的作用关系，以期为旅游城市生态保护工程、旅游空间优化管理和旅游经济可持续发展提供科学依据。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区域

婺源县（117?22′～118?12′E、29?01′～29?34′N）地处赣、皖、浙三省交界，隶属江西省东北部的上饶市（图1），面积2967 km2，属中亚热带季风气候区，为典型南方低山丘陵区，森林覆盖率达82.64%，地势东北向西南倾斜，东北群山屏立，西南丘陵绵亘，呈现“八分半山一分田，半分水路和庄园”的特征。全县辖16个乡（镇）、1个街道办事处、1个工业园区、197个村（居）委会，约36万人口。婺源县以“优先发展旅游产业，建设中国最美乡村”为目标，大力发展乡村旅游，“最美乡村婺源”口号已深入人心。在秀美乡村建设进程和乡村旅游发展带动下，婺源县被授予中国旅游强县、全国旅游标准化示范区等称号，已成为中国最典型的乡村旅游目的地之一，现有国家A级景区16家，2019年旅游综合收入达244.30 亿元［26］，以旅游产业为主导的现代服务业增加值占GDP比重达49.3%，对县域GDP的贡献居全省首位。

1.2 数据来源

本研究采用的2000、2005、2010、2015、2020年5期江西省30 m分辨率土地利用栅格数据、江西省行政边界矢量数据来源于中国科学院资源环境科学与数据中心（http：//www.resdc.cn）；高程数据来源于地理空间数据云（www.gscloud.cn/）；旅游要素POI数据通过高德地图POI采集工具EasyPoi采集自高德开放平台，筛除重复与信息缺失的部分数据后，将不具有旅游属性的社区活动娱乐、宗教等场所清除，得到最终的实验数据。

2 研究方法

2.1 土地利用变化

土地利用转移矩阵是系统分析中用于定量描述系统状态与状态转移的工具［27］，能够反映研究初期和末期土地利用/覆盖类型转移的数量、来源和去向。其计算公式如下：

式中：xj为栅格j的生境质量；wij为栅格i与栅格j的空间权重矩阵（通过queens准则计算空间权重矩阵），若i与j相邻，其空间权重为1，否则为0；[x]为生境质量平均值；s为生境质量标准差；为n为栅格总数。

3 结果与分析

3.1 土地利用变化

婺源县2000、2005、2010、2015、2020五年土地利用類型主要为林地、耕地、草地，五年内三者面积之和介于28.91～29.12万hm2之间，占婺源县总面积比例达97%以上（图2），其中林地占总面积的83%以上，优势地类为有林地和疏林地。耕地约占总面积的12%，仅次于林地，其优势地类为水田，占耕地面积的77%以上。

对2000年和2020年两期土地利用数据进行融合、叠加分析，构建土地利用转移矩阵进一步分析20年来土地利用变化情况。结果表明，婺源县土地利用的转移主要发生在耕地、建设用地、林地、草地之间。2000—2020年旱地的减少面积最大为717.03 hm2，减少了8.66%，主要转换为了有林地和水田；其他林地减少面积为704.79 hm2，减少了60.12%，主要转化为疏林地和有林地；中覆盖草地减少663.39 hm2，减少了14.43%，主要转化为有林地和疏林地。其它建设用地、城镇用地、水库坑塘均有不同程度的增加，其中其它建设用地面积增幅最大，增加了1014.75 hm2，主要由疏林地和有林地转化而来。有林地、水田、疏林地作为最主要转出地类的同时也是最主要的转入地类，20年间面积变化幅度小，都低于0.8%。总体上2000—2020年，婺源县各地类之间发生不同程度的互相转化，主要表现为旱地、其他林地、中覆盖草地向其他建设用地、城镇用地、水库坑塘的转换。

3.2 生境质量与生境退化度时空变化特征

婺源县的生境质量具明显地域分异特征，东南部、西南部平原地区的生境质量较高，中部县城、北部、西部生境质量较低（图3）。从时间尺度上看，婺源县2000—2020年生境质量均值分别为0.8727、0.8725、0.8726、0.8707、0.8701，总体呈微幅下降趋势，其中2010—2020年下降速率最大，表示近十年生境质量较前十年变化显著。为进一步细化婺源县20年来生境质量演化特征，参考已有研究［12，32］将生境质量划分为五个等级（表3）。各等级生境质量面积占比呈现一定变化：高生境质量区域面积轻微减少，从2000年的206765.82 hm2下降到2020年的206653.14 hm2，占比由69.92%下降至69.89%，下降了0.033%；低生境质量区域的面积增加，从2000年的1737.72 hm2增加到2020年的3519.27 hm2，占比从0.59%上升至1.19%，增高了0.603%；较低级、中级、较高级的生境质量的占比下降，分别下降了0.242%、0.120%、0.208%。20年间婺源县生境质量整体下降与土地利用变化特征相符，主要因为生境质量高的其他林地、中覆盖草地向低生境质量的其他建设用地、城镇用地、水库坑塘转换。从空间尺度来看，婺源县以高生境质量为主，涵盖80%县域面积。生境质量下降的区域以婺源县城、乡镇临近地区为主，主要集中在中部、西南部地区，该区域人类活动相对频繁，城镇化程度较高。而北部地区以丘陵林地为主，生境质量较好且相对稳定。

3.3 生境质量热点分析

对生境质量空间集聚特征分析发现，婺源县生境质量空间冷热点特征表现为“北热南冷”（图5）。热点区域集中分布于大鄣山乡、赋春镇北部、思口镇、沱川乡、清华镇等周边区域，有林地为该区域主要土地利用类型，具有植被盖率高、生境质量等级高的特点。冷点区域的空间分布与生境质量低值区、生境质量强退化区域位置吻合，主要分布于中部紫阳镇、蚺城街道、西南部镇头镇，珍珠山乡以及秋口镇、江湾镇中部区域，以上冷点区域总体植被覆盖率低，土地利用类型主要为水田、旱地、草地。

此外，从2000到2020年，北部的热点的聚集性稍有提高，南部的热点范围有所扩大，尤其是紫阳镇和太白镇西部区域，部分不显著区域转化为热点和次热点区域。东北部次冷点区域面积扩大，存在部分不显著转为次冷点的区域。整体冷点区域变化不显著，保持“中部重心，全域斑块状分散”的分布特征。

3.4 生境质量与旅游要素的空间关系

选择旅游六大要素中最具旅游活力代表性的“食—餐饮企业、住—宾馆、游—景区”三大要素，进一步探析生境质量与旅游活动相关要素密度分布的联系。借助ArcGIS核密度分析模块，生成2020年婺源县旅游景区、宾馆、餐饮企业密度图（图6），景区、宾馆搜索半径统一设置为10 km，餐饮企业搜索半径设置为15 km。将旅游景区、宾馆、餐饮企业核密度分为5个区间，统计旅游要素不同密度区间内对应五个等级生境质量的分布面积及比例（表4、表5、表6）。同理，为更好分析生境退化与旅游要素密度的空间关系，统计了三大要素不同密度区间内各等级生境质量退化度的分布面积和占比情况（图7）。

景区核密度在0～0.0305范围内，随着景区核密度的增加，低、较低生境质量面积占比逐渐增大，高生境质量占比逐渐减小。其中，低生境质量面积占比在核密度最低带内（0～0.0061）和最高带内（0.0244～0.0305）分别为0.49%和5.11%，较低生境质量面积占比分别为2.04%和4.26%。高生境质量面积占比在5个核密度区间内都大于63%，符合婺源县以高生境质量为主的特征。在生境退化与景区核密度的空间叠加分析中（图7），随着核密度增加，各等级生境退化度面积占比轻微呈现“V”字变化趋势，生境质量强退化面积占比先减后增，弱退化面积占比先增后减，表明景区一定程度的聚集可能有利于旅游用地集中性开发和发挥旅游管理效应，从而相对减缓生境退化趋势，但景区密度的持续增大将引起生境退化趋势的加剧。

宾馆核密度在0～2.2155范围内，随着核密度增加，低生境质量占比增大，高生境质量占比呈减小趋势。低生境质量面积占比在最高核密度带内（1.7724～2.2155）为23.84％，显著高于其他核密度区间内占比情况。高生境质量在最低核密度带内（0～0.04431）面积占比最大，为72.25%，在最高核密度带内占比最小，为54.23%。在生境退化与宾馆核密度的空间叠加分析中（图7），随着核密度增加，处在中等退化和较弱退化等级的生境质量占比呈上升趋势，弱退化生境质量占比则整体呈现下降趋势。强退化和较强退化生境质量在1.3293～1.7724核密度带占比最大。

餐饮企业核密度在0～2.2232范围内，各核密度区间内生境质量的等级分布情况与酒店核密度带大体一致，以高生境质量为主，高生境质量面积占比在0.8893～1.3339核密度范围内最大，为78.80%，在最高核密度带内（1.7785～2.2232）占比减少至56.08%。低生境质量面积在最高核密度带内占比为20.93%，而其他区间内占均小于0.7%，表明餐饮企业核密度越高，低生境质量面积占比越大。生境退化与餐饮企业核密度关系所示的各退化度等级占比情况与上述宾馆核密度各退化度等级占比类似，随着餐饮企业核密度增加，强退化生境质量占比则整体呈现上升趋势，弱退化生境面积占比呈下降趋势。

整体上婺源县旅游要素经核密度分析在空间上呈现出的分布特征与生境质量热点分析结果相符，核密度高值区域对应主要的生境质量冷点区域，同时，随着三大旅游要素核密度的增加，生境质量强退化度的区域面积有扩大趋势。

4 结论与讨论

4.1 结论

本文以婺源县土地利用数据、旅游类POI数据为基础，综合运用InVEST模型、热点分析、核密度分析等GIS空间分析方法，深入分析生境质量的时空格局特征以及生境质量演变与旅游要素的空间关系。在县域尺度将生境质量与旅游要素研究结合，得出主要研究结论如下：

（1）婺源县土地利用类型以林地、耕地、草地为主，三者总面积占比达97%以上。土地利用转移主要发生在旱地、其他林地、中覆盖草地向其他建设用地、城镇用地、水库坑塘的转换。20年间其它建设用地、城镇用地、水库坑塘面积总体增加，其中其他建设用地增幅最大，为1014.75 hm2，而旱地、其他林地、中覆盖草地面积减少显著，分别减少了717.3 hm2、704.79 hm2、663.39 hm2。

（2）20年来婺源县整体以高生境质量为主，但生境质量均值呈微幅下降趋势，由2000年的0.873下降至2020年的0.870，且后10年（2010—2020年）下降速率高于前10年（2000—2010年）。生境质量冷热点分布呈现出“北热南冷”的格局，热点区域主要位于大鄣山乡、赋春镇北部、思口镇、沱川乡、清华镇，冷点呈条带或斑块辐射状，主要分布于中部紫阳镇、蚺城街道、西南部镇头镇。

（3）20年来婺源县生境退化呈加重趋势，退化等级呈现条带辐射状结构，分布格局表现出异质性特征。生境退化区域以婺源县城、紫阳镇等城区为中心向四周带状辐射，与城镇分布结构、主要旅游集散村镇分布、土地利用变化区域空间一致。

（4）旅游活动是影响生境质量变化的外在动力，生境质量退化区域与旅游要素核密度高值区重合度高，旅游要素核密度值越高，低等级生境质量占比越大，高等级生境质量占比越小，生境质量强退化面积占比整体呈上升趋势，弱退化面积占比下降。旅游活动是次于土地利用变化影响婺源县生境质量的重要因素。

4.2 讨论

生境质量不仅是生物多样性维护与生态系统稳定的基础前提，更是影响区域可持续发展与维系人类福祉的重要因素［19，28］，土地利用的变化作为物种栖息地与生物多样性变化的主要原因之一［33］，同样影响着生境质量的变化。婺源县20年间土地利用的转移主要发生在旱地、其他林地、中覆盖草地向其他建设用地、城镇用地、水库坑塘的转换之间，其他建设用地面积增幅最大，这可能与婺源县逐年增强的旅游产业发展力度有关，随着旅游开发需求大增，农户将宅基地、耕地、林地等用地流转或自营［26］，发展民宿产业以及建设旅游服务配套设施，景区周边地类向建设用地转换速度也相应加快。

土地利用方式转变通过影响生境斑块之间的物质和能量交换、交流、循环过程，从而影响生境质量和生态系统功能［33］。总体上，婺源县以高质量生境为主，这与其本身较为稳定的高森林覆盖率和坚持生态立县发展策略密不可分。生境质量热点分析呈现“北热南冷”的特征，与何庆港［34］等学者在婺源县生態风险研究中得出的“南高北低”的生态风险格局类似，同样暗示了婺源县整体生境北部优于南部。上述分布格局形成的原因，一方面是婺源县东北向西南倾斜的地形特征和海拔差异引起的人口分布、路网建设密度差异［35］，另一方面是旅游强度的南强北弱。不得不提的是，婺源县生境质量呈加速下降趋势，后10年（2010—2020年）的下降速率较前10年（2000—2010年）大，下降区域主要为婺源县城区、乡镇临近区，这与上述研究发现的土地利用转换频繁区域具有较高的一致性。2001年江泽民视察婺源为婺源带来旅游发展机遇，婺源旅游开始进入高速发展阶段，2006年景婺黄（常）高速公路建成通车，2010年婺源县获评全国旅游标准化试点县、全国低碳旅游实验区［26］，2011年国家首个乡村旅游度假实验区在婺源揭牌，随着《婺源旅游产业发展总体规划》编制完成，婺源全域旅游的发展势头愈发猛烈，旅游活动的显著增加引起后10年生境质量下降速率加大。

生境退化度反映了生境受胁迫因子的影响程度，指数越高表明生境退化越严重［32］。婺源县生境退化分布格局表现出异质性特征，其等级呈现条带辐射状结构，这与婺源县城镇地理分布特征以及主要旅游集散村镇空间分布一致，说明城镇化建设在一定程度上会造成生境质量的下降，这与刘春芳［18-19］在对三大自然区过渡带以及榆中县生境质量研究中指出的城镇扩张对生境质量的影响一致。此外，20年来生境质量中等退化面积明显扩大，暗示婺源县生境质量有向强退化转变的趋势，需对中等生境退化区域重点关注。

旅游要素的空间聚集一定程度上影响着生境质量。旅游景区、宾馆和餐饮企业核密度值与高生境质量呈逆向关系，随着核密度增加，区域低生境质量占比增大，而高生境质量占比减小，说明旅游要素的持续聚集会增大婺源县生境质量较低区域的占比。就旅游对生境变化的影响而言，一定旅游要素核密度区间内生境退化表现出放缓的趋势，但随着密度的持续增大，强退化区域扩大，退化趋势加剧。一方面，旅游要素适度聚集可能有利于旅游用地集中性开发和发挥旅游管理效应，从而相对减缓生境退化趋势；另一方面，旅游资源禀赋的空间差异影响旅游节点要素流动和空间分布密度［36］，持续增大的旅游要素密度将导致区域旅游吸引力和旅游强度的不同，生境质量等级分布和退化程度受到直接影响。刘军［1］等学者就神农架旅游业对生态系统服务价值（ESV）的影响研究中证实了适度生态旅游建设表现出旅游开发与环境保护的共赢格局，对ESV有正向作用，即有利于维护生境质量。何庆港［34］等学者对婺源县生态风险研究中也肯定了旅游景区空间聚集对生态风险加重的影响。

作为典型旅游地，婺源县的生境质量研究可为其他同类型旅游地的开发与规划提供理论基础和借鉴经验。优质生境不仅是绿色经济发展的前提，更是乡村生态旅游发展的重要基础。为保证婺源县稳定的高质量生境，避免生境退化加剧，提出以下建议：一是严格设置城镇建设开发边界，限制非农建设对周围生境的破坏；二是加强低海拔地区的生态缓冲区建设，优化土地利用结构；三是重视优化县域、乡镇、村落的旅游规划空间配置，把控旅游发展强度；四是针对性保护高生境质量区域，加强中生境质量区域监管，格外关注生态敏感区域，如生境质量低值区珍珠山乡、江湾镇、秋口镇等，适时构建生境质量恢复制度。此外，本研究尚存在一些不足之处，一方面，InVEST模型已得到了较为广泛的应用，但其中部分关键参数的设定主要借鉴于前人研究经验，具有一定的主观性，需进一步结合野外调查数据和各类官方监测数据等对各参数进行优化设定，以提高生境质量评估精度。另一方面，受限于数据获取，在婺源县旅游要素空间的分析中采用反映旅游资源和相应旅游服务设施的空间点位置与分布密度的POI数据欠缺精细，后续可考虑按景点和服务设施等级赋权影响程度，更综合地分析旅游活动对生境质量的影响力大小。

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Spatio-Temporal Evolution Characteristics of Habitat Quality in Typical Tourist Destination： A Case Study of Wuyuan County

CAI Mei-fang1，2， ZHOU Jun-xin1，2， HUANG Zhi-qiang1，2， ZHAI Jian-cheng1，2

（1.School of Earth Sciences，East China University of Technology，Nanchang  330013，China；2.Planning and Research Institute of Nature Reserves，East China University of Technology，Nanchang  330013，China）

Abstract：Taking Wuyuan County， a typical tourist destination， as the research object， this study quantitatively evaluates the spatiotemporal evolution characteristics of habitat quality and its spatial relationship with tourism elements from 2000 to 2020 using multi-source data such as land use， statistical yearbooks， and Gaode maps， combined with InVEST model， hotspot analysis， and kernel density analysis methods. The results indicate that： （1） The main types of land use in Wuyuan County are forest land， cultivated land and grassland. From 2000 to 2020， the area of dry land， other forest land and medium coverage grassland decreased significantly， while other construction land， urban land and reservoir ponds all increased in varying degrees. （2）The overall quality of the habitat in Wuyuan County is good， with a slight and accelerated decline in the average value. The decline in the latter ten years is significantly greater than that in the first ten years. Low value areas are distributed in bands or patches along densely populated areas with human activities， while high value areas are most prominent in the northern hills and central plains. Hot spot analysis shows that "the north is hot and the south is cold". The change in land use structure is the main reason for the increase in the proportion of low habitat quality and the decrease in high habitat quality in Wuyuan County as a whole. （3）Tourism activity is the external driving force that affects the change of habitat quality. Areas with high kernel density of tourism elements are spatially consistent with areas with degraded habitat quality. The higher the kernel density， the greater the proportion of low-grade habitat quality; The aggregation of high-level tourism resources， flat terrain， and convenient transportation make the habitat degradation more significant.

Key words：habitat quality; spatial pattern; evolutionary characteristics; tourist city; Wuyuan County

（責任编辑：巩 劼）

收稿日期：2023-06-12

基金项目：东华理工大学博士科研启动基金项目（DHBK2018017）.

作者简介：蔡梅芳（1998—），女，江西赣州市人，硕士研究生；通信作者：黄志强（1975—），男，江西抚州市人，博士，高级工程师，主要从事自然保护地及生态研究.

引用格式：蔡梅芳，周俊鑫，黄志强，等.典型旅游地生境质量时空演化特征——以婺源县为例［J］.安徽师范大学学报（自然科学版），2024，47（1）：52-62.