全 文 ：生态约束下的湖泊旅游用地布局*
王建英1 摇 李江风1,2**摇 邹利林2 摇 刘世斌2
( 1中国地质大学(武汉)经济管理学院, 武汉 430074; 2中国地质大学(武汉)公共管理学院, 武汉 430074)
摘摇 要摇 为防止不合理的湖泊旅游开发引起湖滨湿地的侵占与破坏、湖泊水体污染等生态问
题,以梁子湖旅游开发用地布局为例,采用 GIS 构建了基于最小累积阻力模型的湖泊景观生
态安全格局,提出优先生态安全格局的湖泊旅游用地空间布局.研究区被划分为 4 类生态功
能区.其中,核心保护区为“源地冶景观区域,区内禁止新增旅游用地,现有的旅游基础设施用
地应大部分拆除,其余需进行升级改造;生态缓冲区的阻力值在 0 ~ 4562,区内禁止新增旅游
用地,原有旅游用地需缩减规模,并尽可能将区内人文环境转换为自然环境,实现人类活动和
“源地冶保护的隔离;生态过渡区的阻力值在 4562 ~ 30797,区内现有旅游用地呈片状分布,可
适度增加旅游用地,重点发展沿湖生态农林观光旅游;人类活动区的阻力值在 30797 ~ 97334,
可作为湖泊旅游用地布局的重点区域.优先考虑景观安全格局的旅游用地布局是湖泊可持续
发展的最佳选择.
关键词摇 湖泊旅游用地摇 生态约束摇 最小累积阻力模型
文章编号摇 1001-9332(2012)10-2871-07摇 中图分类号摇 F592. 1;X37摇 文献标识码摇 A
Land layout for lake tourism based on ecological restraint. WANG Jian鄄ying1, LI Jiang鄄
feng1,2, ZOU Li鄄lin2, LIU Shi鄄bin2 ( 1 School of Economics and Management, China University of
Geosciences, Wuhan 430074, China; 2School of Public Administration, China University of Geosci鄄
ences, Wuhan 430074, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(10): 2871-2877.
Abstract: To avoid the decrease and deterioration of lake wetlands and the other ecological issues
such as lake water pollution that were caused by the unreasonable exploration of lake tourism, a
land layout for the tourism development of Liangzi Lake with the priority of ecological security pat鄄
tern was proposed, based on the minimal cumulative resistance model and by using GIS technology.
The study area was divided into four ecological function zones, i. e. , core protection zone, ecologi鄄
cal buffer zone, ecotone zone, and human activity zone. The core protection zone was the landscape
region of ecological source. In the protection zone, new tourism land was forbidden to be increased,
and some of the existing fundamental tourism facilities should be removed while some of them should
be upgraded. The ecological buffer zone was the landscape region with resistance value ranged from
0 to 4562. In the buffer zone, expansion of tourism land should be forbidden, the existing tourism
land should be downsized, and human activities should be isolated from ecological source by conver鄄
ting the human environment to the natural environment as far as possible. The ecotone zone was the
landscape region with resistance value ranged from 4562 to 30797. In this zone, the existing
tourism land was distributed in patches, tourism land could be expanded properly, and the lake for鄄
estry ecological tourism should be developed widely. The human activity zone was the landscape re鄄
gion with resistance value ranged from 30797 to 97334, which would be the key area for the land
layout of lake tourism. It was suggested that the land layout for tourism with the priority of landscape
ecological security pattern would be the best choice for the lake sustainable development.
Key words: lake tourism land; ecological restraint; minimal cumulative resistance model.
*中国鄄欧盟生物多样性项目(00062998)资助.
**通讯作者. E鄄mail: jfli0524@ 163. com
2011鄄11鄄30 收稿,2012鄄07鄄12 接受.
摇 摇 湖泊不仅具有涵养水源、调节气候、维持生物多 样性等生态功能,还具有供水、防洪和提供各种水产
品等生产功能,以及旅游观光、科普教育等文化功
能[1] .湖泊旅游是利用湖泊富于变化的水文形态、
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 10 月摇 第 23 卷摇 第 10 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2012,23(10): 2871-2877
生动的自然景观、丰富的人文积淀,向旅游者提供全
方位的服务产品[2-3] . 不合理的湖泊旅游开发可能
会引发湖泊水面萎缩、水体污染、生物多样性减少、
地貌与景观破坏等生态风险[1-2,4-5] .近年来,随着城
市居民对新鲜空气和品质生活的追求,湖泊旅游已
经成为城市居民周末缓解疲劳、释放压力的理想选
择.大量人群涌向湖泊景区,导致湖泊所承载的生态
压力不堪重负,湖泊旅游带来的生态风险已经逐渐
暴露出来,并引起社会和学术界的广泛关注.
目前,国内外学者对湖泊旅游开发的研究主要
集中在开发模式、产品开发与营销、湖泊发展对策等
方面[6-11],鲜见湖泊景区旅游用地布局方面的相关
研究.我国湖泊旅游的理论研究起步较晚且可以借
鉴的成功案例十分有限,导致湖泊旅游用地布局被
明显地烙上了规划者和开发者的个人印迹,而人为
因素影响下的旅游用地布局更侧重于湖泊旅游开发
带来的直接或短期经济效益[12-14],这是导致目前我
国湖泊生态问题突出的主要原因之一. 为降低或消
除湖泊旅游开发对湖泊及其周围景观生态过程造成
负面影响,客观地判别湖泊旅游开发用地布局,本文
选取梁子湖流域为研究区,以景观生态理论为基础,
构建了基于最小累积阻力模型的湖泊景观生态安全
格局,以凸显湖泊旅游开发建设的生态约束力和捍
卫物种在旅游开发中的主导地位,为湖泊旅游开发
的可持续发展提供新思路.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
梁子湖(30毅04忆—30毅20忆 N,114毅31忆—114毅42忆
E)位于武汉市、鄂州市、黄石市、咸宁市的交界地
带,总面积 2417郾 24 km2 .梁子湖是大型永久性淡水
湿地湖泊,动植物资源丰富,以盛产武昌鱼而闻名,
是目前全国保护最好的内陆淡水湖之一,具有十分
重要的水文和景观价值. 受自然因素和人类社会活
动的影响,梁子湖水域面积从 1950 年到 2010 年缩
小了 32郾 6% (图 1). 由于沿湖工业较少,入湖工业
污染较轻,再加上湖泊水草丰盛、自净能力较强,湖
泊水质大部分为域和芋类(图 2).目前,该区的旅游
产业仍处于初级开发状态,尽管梁子岛、龙湾度假
村、介子山庄等景点已经具备旅游目的地的雏型,但
由于配套基础设施建设的滞后以及缺乏统一的规划
和管理,尚不具备大规模接待能力,旅游资源也没有
得到充分挖掘和有效利用.
图 1摇 梁子湖水域面积变化
Fig. 1摇 Water area change of Liangzi Lake郾
玉:21 世纪初梁子湖湖面区域 Area of Liangzi lake surface in early 21
century; 域:1980—2010 年梁子湖萎缩区域 Liangzi lake shrinking area
via 1980 to 2010; 芋:1950—1980 年梁子湖萎缩区域 Liangzi lake
shrinking area via 1950 to 1980郾
图 2摇 梁子湖水质分布
Fig. 2摇 Water quality distribution of Liangzi Lake (2009)郾
1郾 2摇 基础数据
本研究的基础数据包括梁子湖区 1 颐 1 万第 2
次全国土地利用调查图(2009 年),来源于黄石市、
江夏区、鄂州市和咸宁市国土资源局;1 颐 1 万地形
图,来源于湖北省测绘局;物种分布、旅游资源空间
布局、旅游资源开发现状等基础资料,来源于黄石
市、江夏区、鄂州市和咸宁市旅游局;相关的社会经
济数据,来源于黄石市、江夏区、鄂州市和咸宁市发
展与改革委员会.数据为 GIS格式,运算过程中栅格
单元大小统一设置为 30 m伊30 m.
1郾 3摇 最小累积阻力模型
最小累积阻力(minimum cumulative resistance,
MCR)模型最早由 Knaapen 等[15]提出,指物种从
2782 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
“源冶出发经不同景观到达目的地所克服的最小阻
力或耗费的最小费用,反映了一种可达性,公式经俞
孔坚[12]修改为:
MCR = fmin移
i = m
j = n
min(Dij 伊 R i)
式中:f为正函数系数,反映空间中任一点的最小阻
力与其所有源的距离和景观基面特征的正相关关
系;Dij为物种从源 j 到某景观 i 所穿越的空间距离;
R i 为景观 i对某物种运动的阻力.
该模型通过计算“源冶到各景观单元所耗费的
费用或加权距离,测算其最小阻力值,判断该单元与
“源冶的连通性和可达性.阻力面反映了景观对物种
空间运动过程的阻力,可通过阻力面构建单元空间
格局,实现用地结构和布局的优化[16] . 具体技术路
线见图 3.
2摇 基于最小累积阻力模型的湖泊景观生态安全
格局
2郾 1摇 源地的识别
“源冶是物种扩散和维持的原点,它具有内部同
质性和向四周扩张或向“源冶本身汇集的能力[17-18] .
本研究以优先生态保护为旅游用地布局的前提,故
研究区中“源地冶为生态功能较强的地区.依据本研
究对象的实际情况,并综合考虑尺度、源斑块数目、
空间位置三方面因素,最终确定研究区面积大于
100 hm2的水域和面积大于 300 hm2的林地为“源
地冶.
2郾 2摇 建立综合耗费阻力面
本研究选取生态系统服务价值、海拔、坡度 3 个
因子评价景观单元的相对阻力.其中,不同土地利用
图 3摇 技术路线图
Fig. 3摇 Technique flow chart郾
类型的生态系统服务价值,依据冉圣宏等[19]所得的
中国土地利用类型单元面积的生态价值计算,得到
生态系统服务价值系数. 评价因子阻力值依据其对
“源地冶景观流运行的阻碍程度而确定.由于各因子
的阻力值和权重并不是绝对的,反映的是相对趋势
的阻力概念,属于半定量行为[20] .本研究设定 10 为
最大阻力值,即景观对物种的阻力为使其不能移动;
设 1 为最小阻力值,即物种自由移动的潜力最大. 3
个评价因子中,生态系统服务价值越高的景观单元,
其水平生态流强度越大,阻力值越高;海拔越高的景
观单元,具有较高的发展源地和水源涵养区的优先
级,阻力值越低;坡度越高的景观单元,具有发展源
地的较高适宜性和较低相对阻力.
依据专家打分法确定单因子权重,专家成员为
《大梁子湖生态旅游度假区总体规划 ( 2011—
2030)》项目组的 9 位专家,涉及土地生态学、旅游
资源开发管理、地理信息系统、艺术设计等专业领
域.通过对 3 个单因子耗费阻力面进行加权求和得
到综合阻力值(表 1),并采用 ArcGIS 9郾 3 中的 cost鄄
weighted模块得出综合阻力耗费图层(图 4).
表 1摇 阻力因子的相对阻力值和权重
Table 1 摇 Resistance assignment and weight of resistance
factors
阻力因子
Resistance factor
权重
Weight
因子分级
Degree
阻力值
Assignment
生态系统服务价值 0郾 6 629096474 ~ 862255139 1
Ecosystem service 167464594 ~ 629096474 2
value 49862637 ~ 167464594 3
(伊104 yuan) 42943727 ~ 49862637 4
32845516 ~ 42943727 5
21430881 ~ 32845516 6
11663914 ~ 21430881 7
8857659 ~ 11663914 8
67071 ~ 8857659 9
0 ~ 67071 10
海拔 0郾 2 651 ~ 950 1
Altitude 537 ~ 651 2
(m) 450 ~ 537 3
369 ~ 450 4
293 ~ 369 5
216 ~ 293 6
143 ~ 216 7
81 ~ 143 8
37 ~ 81 9
坡度 0郾 2 >35 1
Slope 25 ~ 35 2
(毅) 15 ~ 25 3
5 ~ 15 4
3 ~ 5 5
0 ~ 3 6
378210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王建英等: 生态约束下的湖泊旅游用地布局摇 摇 摇 摇 摇
图 4摇 最小累积阻力面
Fig. 4摇 Surface of minimal cumulative resistance郾
2郾 3摇 梁子湖生态功能分区
本研究采用标准方差分类法,对最小阻力耗费
距离进行分类,统计各阻力水平的格点频率,得到离
源地的栅格数与耗费阻力值之间的数量关系,观察
其变化序列上发生明显转折的拐点,并将该拐点对
应的阻力值作为生态功能分区的阈值(图 5). 依此
可将研究区的耗费阻力值划分为 5 个阻力区间. 其
中,玉区对应阻力值在 0 ~ 4562 之间的景观区域;域
区对应阻力值在 4562 ~ 12547 之间的景观区域;芋
区对应阻力值在 12547 ~ 30797 之间的景观区域;郁
区对应阻力值在 30797 ~ 41443 之间的景观区域;吁
区对应阻力值在 41443 ~ 97334 之间的景观区域.
玉区:该区随着耗费成本的增加,栅格数目急剧
减少,可用于发展水域和林地的面积较少.整个玉区
中,低耗费成本所对应的栅格数量较多,阻力值较
低,宜作为生态缓冲区,该区对保护梁子湖不受人类
活动影响具有重要的生态意义.
II区:该区栅格序列的下降趋势较玉区相对缓
和,对“源地冶的生态意义略有下降,是恢复“源地冶
的低效地带,不适应发展为“源地冶. 该区阻力水平
相对较高,可作为生态进展演替区域.
芋区:该区序列的下降趋势仍未改变,波动幅度
较 II区有所降低,但由于耗费水平更高,考虑研究
区域自然属性和社会属性的特征,可用于发展林地、
园地、草地等.
郁区:该区耗费水平很高,不宜发展自然植被,
需要巨大的投入才可进行生态恢复.因此,该区可作
为生态恢复区与人类活动密集区域的隔离带,用于
对生态系统影响较大的人类活动.
吁区:该区序列变化平缓,属景观的高阻力区,
发展自然植被的效率趋近于零,是人类生产生活和
农业耕作的主要集中区. 区内人类活动区和农业耕
作区相互交错,可通过进一步改善交通条件、培育交
流环境等途径加强区间联系.
根据上述分析,以促进区域物质与能量的流通、
维持“源地冶的稳定性、保护生态环境为目的,将“源
地冶和上述 5 个阻力区间归为 4 类生态功能区,即:
“源地冶为核心保护区,玉区为生态缓冲区,域、芋区
为生态过渡区,郁、吁区为人类活动区(图 6).
不同的功能分区土地利用现状不同,用地分布
图 5摇 最小累积阻力面的栅格分布及拐点
Fig. 5摇 Pixels frequency serials and inflexions of the resistance
surface郾
a1 ~ a8:拐点 Inflexions郾
图 6摇 梁子湖生态功能分区
Fig. 6摇 Ecological functional zoning in Liangzi Lake郾
4782 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
特征也形态各异,相应的用地布局措施也需因地
制宜.
梁子湖核心保护区中,土地利用现状以水域和
林地为主,少量的建设用地主要为农村居民点用地、
交通用地和旅游设施用地(图 7). 该区具有极高的
生态发展潜力,是生态系统运行的核心地带,须对该
区域进行重点管护.首先,必须严格禁止任何破坏生
态环境的旅游开发活动,不安排新增建设用地,避免
因建设带来的环境损害;其次,对区内现有的建设用
地应进行选择性拆除或升级改造,提升个别重要旅
游服务基础设施的服务能力;再次,有条件实施和引
导区内农村居民点搬迁,以消除人类行为带来的
影响.
生态缓冲区内土地利用现状主要为耕地和建设
用地.耕地主要在“源地冶周边呈环状分布,建设用
地在研究区北部梁子岛及沿湖地区集中分布(图
8),其中梁子岛建设用地分布极为密集,主要为旅
游用地,旅游开发力度较大,但层次较低. 沿湖建设
用地除码头用地和部分旅游设施用地外,多为农村
居民点用地.由于该区是连接核心保护区与生态过
渡区的重要生态屏障,其生态稳定性直接波及核心
保护区的生态安全,因此该区应禁止任何新增建设
用地,现有的旅游设施用地须合理规划,缩减规模,
并将区内农村居民点、耕地等人文环境逐步转换为
自然环境.另外,区内沿湖岸线应建设湿地公园,以
恢复天然植被和生物多样性,并在生态缓冲区与生
态过渡区之间设置生态隔离带,加强对濒危物种的
保护和维护湖岸生态系统的稳定.
生态过渡区内土地利用现状主要为耕地、林地
和建设用地.耕地主要分布在北部,林地主要分布在
图 7摇 不同生态功能分区内各土地利用类型的面积
Fig. 7摇 Area of land use types in various ecological functional
zoning郾
玉:其他土地类型 Other land type;域:草地 Grassland; 芋:园地 Gar鄄
den plot; 郁:林地 Forest land; 吁:水域 Water; 遇:耕地 Cultivated
land; 喻:建设用地 Construction land. A:核心保护区 Core of protected
area; B:生态缓冲区 Ecological buffer zone; C:生态过渡区 Econtone
area; D:人类活动区 Human activity area. 下同 The same below郾
南部,均在生态缓冲区外呈环状分布.建设用地斑块
面积大且分布集中,主要为城镇用地和旅游建设用
地.梁子湖旅游景点集中分布在该区,主要有楚王墓
群、鄂王城城址、天子山森林公园、澄水洞地下军事
工程、红莲湖高尔夫俱乐部等.该区是生态缓冲区与
人类活动区之间的过渡地带,对生态恢复敏感性有
所降低.结合区内土地利用现状和生态环境特征,该
区北部河流和湖泊两岸耕地需进行综合整治,并合
理规划洪泛区,土地利用仍以保护和发展林地为主;
南部为梁子湖上游集水区,是重要的水源涵养地,旅
游开发应依赖现有旅游资源,发展水源涵养林基地,
建设以生态农业为主要特色的旅游产业,同时可适
度开发有经济收入的工业用材林、特色园地等.
人类活动区内土地利用现状主要为建设用地和
耕地.建设用地主要为各种旅游设施用地,如大型游
客中心、景区基础设施、服务设施和游乐中心等,另
外还有大量城镇和农村居民点用地分布. 该区是景
观阻力的高值区,景观生态服务价值较低,对人类活
动干扰的敏感性很低,并且具有较好的地形条件,适
宜于发展农业耕作和城镇建设,可将其作为人类活
动的核心地带.
2郾 4摇 生态格局组分的构建
在最小累积阻力面中,源地间以最小累积阻力
相联系的路径被称为生态廊道,而以相邻源为中心
的等阻力线的相切点被称为战略点. 生态廊道是研
究区内生态流之间的高效通道和联系途径,其既能
图 8摇 研究区土地利用现状与生态功能分区的对比
Fig. 8摇 Comparison of land use and ecological functional zoning
in the study area郾
578210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王建英等: 生态约束下的湖泊旅游用地布局摇 摇 摇 摇 摇
图 9摇 梁子湖生态格局组分
Fig. 9摇 Elements of ecological patterns in Liangzi Lake郾
维护整个区域的生态连续性,又能以最小的人类利
益损失为代价获取最大生态效益[21] .战略点是连接
生态廊道的重要地段和关键点,其对源内物种的迁
移或扩散过程具有关键作用.由图 9 可以看出,在研
究区“源地冶间,特别是在不同景观类型(如湖泊和
林地)的“源地冶间,以最小耗费阻力相联系的生态
廊道至少有一个或多个,土地利用类型以河流和林
地为主,区域生态流之间的连接度较高,景观生态格
局较安全.旅游开发须对生态廊道进行重点保护,首
先要对河流景观进行综合整治,如改善水质、清理河
道等,构建以河流景观为连通“源地冶的“蓝色生态
廊道冶;其次要对林地景观进行严格管护,构建以林
地景观为连通“源地冶的“绿色生态廊道冶.蓝色生态
廊道与绿色生态廊道的构建既能增强生态流之间的
连通度,又能提高区域旅游开发的价值.每条生态廊
道均由一个战略点进行连接,其对控制研究区生态
流具有积极作用.生态廊道和战略点内应禁止进行
任何旅游开发活动,并且须在战略点周围一定半径
内构建生态缓冲区,从而与生态廊道共同构成研究
区旅游用地的生态安全格局.
3摇 结摇 摇 语
本研究以生态安全格局理论为指导,在明确区
域景观格局优化目标的前提下(即旅游开发用地布
局优先考虑区域生态安全格局),通过提取大面积
水域、林地为“源地冶,构建了以生态系统服务价值、
海拔、坡度表征区域水平生态流运行难易程度的多
因子耗费表面,并利用 ArcGIS 9郾 3 的 cost鄄weighted
模块和空间分析技术,生成了最小累积阻力面,进而
识别出“源地冶间的最小阻力路径作为生态廊道,将
生态工程落实到具体的景观单元,构建了研究区旅
游用地布局的生态安全格局.
基于景观最小累积阻力面的栅格频率序列及拐
点图可以呈现研究区耗费阻力的区间特性,并可以
确定其生态行为轨迹和变化趋势的阈值,进而以此
为依据将其划分为生态核心区、生态缓冲区、生态过
渡区和人类活动区 4 类生态功能区.研究表明,将景
观累积阻力和景观生态规划相结合划定的生态功能
分区能够克服景观功能区段空间定位的不确定性,
并明确其空间范围、形态及边界,从而构建出合理的
湖泊旅游景观生态安全空间格局.
本研究明确了重要生态功能保护区的空间分
布,剔除了影响旅游开发的非生态因素,并通过分析
生态功能分区内土地利用与“源地冶间的生态过程,
确定了旅游用地布局. 研究确定的旅游用地布局较
以往的旅游规划更注重生态效益和更具有客观性,
该方法对湖泊旅游资源的可持续利用有着积极
影响.
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作者简介摇 王建英,女,1984 年生,博士研究生.主要从事土
地利用规划和生态保护研究. E鄄mail: wjy_cug@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
778210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王建英等: 生态约束下的湖泊旅游用地布局摇 摇 摇 摇 摇