黄硕

定量分析张家界大峡谷景区可持续发展状态，针对景区内旅游生态足迹的现状、构成和特点，为张家界大峡谷旅游可持续发展提供一定的理论基础。本文基于生态足迹三维模型方法，通过计算2011-2019年张家界大峡谷景区人均生态足迹深度、足迹广度，探讨张家界大峡谷景区生态环境可持续发展状态。结果表明，2011-2019年，张家界大峡谷景区旅游生态足迹由6 133.8hm2增长至14 539.2hm2，年均增长9.9%;足迹深度由1增长至1.79，年均增长6.7%;人均足迹广度由120.3m2降至22.4m2，年均降低20.5%，景区自然资本流量不足导致资本存量大幅消耗已成为常态。到2019年，景区需要1.79倍的土地面积才能持续支撑其资源消费量，化石能源消耗成为景区资源消耗的主体。因此，采用绿色交通出行、低碳生活方式是保持景区可持续发展的必要措施。

引言

中国共产党第十八次全国代表大会将生态文明建设纳入国家发展战略，中国共产党第十九次全国代表大会提出“绿水青山就是金山银山”，党和国家越来越重视绿色发展和可持续发展。生态足迹作为一种量化人类对自然资本的需求以及自然资本供给能力的研究方法，由生态经济学家Rees于1992年提出。该方法从土地的生物生产功能入手，用面积大小直观表示人类资源消费和废弃物排放过程中对生态环境的占用程度，视角新颖，思路清晰，方法简便可行，得到了学界的积极响应与普遍认同。旅游生态足迹以生态足迹的理论方法为基础，用来衡量旅游者在区域旅游活动过程中的消费活动对其区域生态环境造成的影响。在游客“吃、住、行、游、购、娱”活動中，都能够用生物生产性土地面积表示游客对消耗的各种资源以及对废弃物的处理数量，可用此面积定量评价景区的可持续发展现状。

经典生态足迹模型的关注重点是自然资本的消费量和流量，而非自然资本存量，然而自然资本存量在维持区域生态系统平衡以及可持续发展方面发挥着关键作用。针对模型的缺陷，很多学者引入新的分析方法或指标改进和完善生态足迹模型。Niccolucci和Wackernagel等引入生态足迹深度和生态足迹广度（以下简称为足迹深度和足迹广度）指标，提出三维生态足迹模型概念，以评价资本流量和资本存量的占用差异。国内专家学者在此方面也进行了诸多研究，方恺等基于改进三维生态足迹模型对全球、中国及各省的自然资本利用情况进行了核算分析;靳相木等通过改进模型，扩大足迹深度的取值范围，对温州市不同土地类型的承载力指数进行研究;马维兢等对福建省九龙江流域不同土地类型的足迹深度和广度进行研究。

张家界市大峡谷景区于2011年成功创建AAAA级景区，2016年跻身张家界市第三大景区，成为湖南省12条旅游精品线路之一。创建至今，年人均游客量167.37万人次，旅游收入18 557.07万元，是张家界市旅游经济的重点支撑景区。张家界大峡谷景区位于张家界市慈利县三官寺乡，总面积56.19km2，距离张家界市区59千米，距离慈利县县城67千米，景区以自然观光为主，是典型的偏远自然观光型风景区，本身产出的资源较少，大量外来游客消耗的资源主要依靠外来进口。张家界大峡谷运营近10年来，景区内资源消耗现状及可持续发展现状研究在科学领域仍是空白。本文采用三维生态足迹模型，对张家界大峡谷景区2011-2019年旅游生态足迹深度、广度进行对比分析，对景区可持续发展现状进行评价，以期为景区可持续发展提供依据。

一、数据来源与研究方法

（一）数据来源

1.基础数据

本文数据主要以2011-2019年张家界大峡谷旅游管理委员会统计资料、2013-2019年张家界市旅游局官方统计数据、《张家界大峡谷风景区旅游总体规划2007-2020》、慈利县三官寺乡政府及三官寺乡工商所统计数据为准。

2.标准数据

标准数据包含各种类型的交通工具的单位平均距离的能源消耗量，全球单位化石燃料生产性土地面积的平均发热量与折算系数值，各种类型旅游住宿设施各个床位的建筑用地面积与能源消耗量等。标准数据资料均来源于相关研究文献以及前人的最终研究成果。

（二）旅游三维生态足迹模型

公式（1）（2）（3）（4）中，EF为旅游生态足迹（hm2）;BC为生态承载力（hm2）;ED为生态赤字（hm2）;EFdepth为足迹深度（无量纲）;EFsize为足迹广度（hm2）;EF3D为三维生态足迹（hm2）;EFclassic为经典生态足迹（hm2），EF餐饮、EF住宿、EF交通、EF观光、EF娱乐、EF消费分别为旅游餐饮、旅游住宿、旅游交通、旅游观光、旅游娱乐、旅游消费生态足迹（hm2）。

资本流量占用率和存量流量利用比根据方恺的方法进行计算。当资本流量未被完全占用时，足迹深度处于自然原长状态，无法表示人类对资本流量的实际占用程度。基于此，本文引入资本流量占用率指标，计算公式如下所示。

当资本流量被完全占用时，存量资本也开始消耗。为此，引入存量流量利用比指标，以表示实际所利用自然资本中存量与流量之间的大小关系，计算公式如下所示。

根据马维兢等计算足迹深度和足迹广度的变化率以及两者的剪刀差，足迹深度和足迹广度变化率运用多项式回归模型计算。

式中自变量t为时间，对EFdepth（t）和EFsize（t）求导，即可得到t时刻足迹深度和足迹广度变化率，反映随时间变化的趋势和速度。本文中令2011年时，t=0;2019年时，t=8，依此类推。其中，剪刀差模型如下所示。

式中EFdepth'（t）和EFsize'（t）为足迹深度和足迹广度在t时刻的变化率;ɑ为二者的夹角，单位为弧度（rad），表示足迹深度和足迹广度的剪刀差，反映某一年份足迹深度和广度变化趋势的差异α越大，说明二者变化趋势之间的差异越大。

偏远自然观光型旅游景区三维旅游生态足迹模型：公式（4）是旅游生态足迹计算的一般模型，偏远地区自然观光型旅游景区有其自身特点，其中，旅游餐饮消耗的食物均来自进口，旅游消费主要为景区内门票消费，旅游娱乐与旅游观光基本重叠，故偏远自然观光型旅游景区的三维生态足迹可简化为以下公式。

二、结果与分析

（一）生态足迹和生态承载力

1.总量变化趋势分析

从图1可知，张家界大峡谷旅游生态足迹呈逐年增长趋势，人均生态足迹逐年下降。旅游生态足迹总量年均增幅为9.9%，其中，2011-2014年生态足迹总量增幅为3.6%;自2015年开始，景区内旅游生态足迹增长速度大幅加快;2015-2017年增幅分别为19.2%、26.1%、39.6%，2017年达到峰值

1 5093.7hm2;2018-2019年变化较小，主要原因在于2016年张家界大峡谷景区玻璃桥项目建成投入使用，旅游人数大幅增加，使旅游生态足迹总量大幅上升。人均生态足迹下降的原因在于：景区内基础设施建设速度与旅游者增长速度差距较大。如张家界大峡谷周边酒店、客栈数量无明显增加，游客住宿在武陵源区或张家界市区消耗的生态足迹并未纳入计算。生态承载力总量基本保持不变，人均生态承载力随着游客人数增加而下降。

2.基于旅游消费结构的旅游生态足迹动态分析

由图2可知，旅游交通生态足迹增长幅度较大，占总生态足迹的比例不断升高，由9.7%上升到38.7%;旅游观光生态足迹总量增长幅度不大，占总生态足迹的比例由2011年的85.3%降至2019年的46.1%。

从人均量看（图3），旅游餐饮、旅游住宿生态足迹人均量总体保持不变。旅游观光生态足迹人均量逐渐减少，原因在于景区近年来新增建筑较少，而近年来旅游的人数剧增，因此，平均分配到每一个游客占用的生態足迹面积有所减少。旅游交通人均量呈上升趋势，这与游客人数增长有关，也与游客出行方式变化有关。

（二）足迹深度和足迹广度

张家界大峡谷景区处于生态平衡状态，依靠自然资本流量基本可以满足自身的资源和生态服务需求。由图4可知，2015年足迹深度明显大于1，标志着大峡谷景区生态赤字时代到来，自然资本流量不足以支撑日益膨胀的消费需求，需要消耗资本存量以维持自身发展;2015-2017年，足迹深度呈明显上升趋势表明资源消费的生态压力持续增大;2017年，足迹深度达1.97，即需要近2倍的土地面积才能持续支撑当前景区的资源消费量;2018-2019年，足迹深度缓慢下降。

2011年，人均足迹广度为120.27m2;2014年生态足迹超过生态承载力，随着旅游人数迅速增长，而生态承载力基本不变，人均足迹广度迅速下降，年均下降20.5%。

（三）三维生态足迹

根据三维模型构建张家界大峡谷景区旅游生态足圆柱体，如图5所示，圆柱体的底面积即人均生态足迹广度不断缩小，而圆柱体高度即人均生态足迹深度不断增加，三维生态足迹呈逐渐减少趋势。但张家界大峡谷景区旅游生态足迹总量呈不断增加趋势，生态足迹广度总量实际呈增加趋势，资本流量与资本存量消耗均不断升高。由此可以看出，圆柱体的底面积不断减小，而高度不断增加，说明景区生态环境所承受的压强越来越大。

（四）足迹深度和足迹广度变化率及两者剪刀差

2011-2019年，足迹深度由1增长至2.3，年均增长11%，足迹广度由134.59m2降至22.41m2，年均降低25.1%。

足迹深度变化多项式公式为：y=0.000 7x6-0.020 4x5+0.236 4x4-1.318 1x3+3.689 5x2-4.827 4x+3.243 9。对上式求导，并将时间带入x，可得出足迹深度变化率。其中，足迹广度变化多项式公式为y=-0.001 8x6-0.071 2x5+2.628 6x4-27.069x3+116.52x2-221.91x+250.48。对上式求导，并将时间带入x，可得出足迹广度变化率，如图6所示。

2011-2019年，足迹深度变化率由0.18上升至9.41，年均增长55%，其中，2015-2019年增长较快，由0.79上升至9.41，年均增长64%，说明足迹深度在此期间不断增长，且增长速度不断加快，主要原因是旅游生态足迹的快速增长。

2011-2015年人均足迹广度变化率由-2.58m2降至-28.84m2，年均下降62%，说明人均足迹广度降低速度不断加快，主要原因是这段时间处于生态盈余状态，人均足迹广度等于人均生态足迹，与上文分析一致;2015-2018年，人均足迹广度变化率由-28.84m2上升至16.46m2，说明足迹广度下降的速度有所降低，2017-2018年有上升趋势，原因是这段时间处于生态赤字状态，人均足迹广度等于人均生态承载力，而2018年游客数量相比2017年有所减少，导致人均生态承载力有所上升;2019年人均足迹深度下降至-10.76m2，原因是游客人数相比2018年有所上升，导致人均生态承载力下降。

1.资本流量占用率和存量流量利用比

张家界大峡谷景区资本流量占用率和存量流量利用比的计算结果如表1所示。2014年景区资本流量占用率已达92.12%，表明资本流量已接近饱和。2015-2017年，存量流量比快速增长，2017年已达0.97，资本存量消耗量已接近资本流量占用量的0.97倍，表明因资本流量不足导致资本存量大幅消耗已成为景区发展的常态。

2.剪刀差

根据公式（7）（8）（9）计算得到足迹深度和足迹广度的剪刀差（图7）。2011-2014年，两者的反向趋势变化相对较慢，剪刀差保持在1.3左右上下波动，主要因为足迹深度一直保持不变，而足迹广度呈缓慢下降趋势;2015-2016年，两者的反向趋势变化明显，2016年剪刀差骤然升至2.59，两者之间的拮抗作用十分明显，表明在自然资本流量急剧减少的背景下，越来越多的存量资本被用以维持自身发展;2017-2019年，剪刀差急剧下降至0.13，表明张家界大峡谷景区足迹深度与足迹广度相对变化接近于0，原因是由于旅游人数保持平稳，导致足迹深度和广度变化较小。

三、讨论

本文系统阐述了生态足迹三维模型的概念和计算方法，重点对张家界大峡谷景区旅游生态足迹、生态承载力、足迹深度和足迹广度等指标进行了计算和分析。

在张家界大峡谷景区的发展过程中，发展初期旅游生态足迹以旅游观光生态足迹为主，中后期则以旅游交通为主。如在张家界大峽谷此类的小型自然风景旅游地，由于地理位置、地区经济发展程度等因素限制，无法在本地区大规模发展酒店、服务等旅游业的衍生产业，游客的住宿、购物等需求释放在景区周边城镇中。而旅游餐饮消耗的物资也可由周边城镇供给，故旅游观光与旅游交通成为景区资本消耗的主体。旅游观光生态足迹占总量比例由2011年的85.3%，下降至2019年的46.1%，其中，大部分消耗为景区用于观光的建成地面积，景区建成后基本未进行大规模改扩建，建成地面积基本不变，其余为游客在景区内观光乘车消耗的化石能源，可与旅游交通消耗相叠加。旅游交通生态足迹占总量的比例由2011年的9.7%上升至2019年的38.7%，直接原因是游客自驾游比例由2011年的13.3%上升至2019的38.2%，直接导致化石能源消费用地增加，同时排放大量的温室气体。由旅游生态足迹土地类型组成可以看出化石能源地成为生态足迹的主体，2019年旅游生态足迹中化石能原地占比已达63.6%。

土地资源禀赋决定了自然资本的利用方式，是区域社会经济可持续发展的重要保障。张家界大峡谷景区2011-2019年生态承载力总量基本保持不变，说明景区建设发展规划比较科学合理。但生产性土地类型之间占比变化较大，其中，耕地生物生产性面积由2011年的3 888.85hm2下降至2019年的2 089.63hm2，年均下降6.7%;林地生物生产性面积由2011年的3 437.48hm2上升至2019年的4 440.37hm2，年均增长2.9%;建成地生物生产性面积由2011年的207.98hm2上升至2019年的515.35hm2，年均增长10.6%。林地成为景区内最丰富的土地资源，自然资本利用一直依赖资本流量，因此，保持林地、耕地，控制建成地规模是景区发展建设的前提。

目前，张家界大峡谷景区发展速度较快，旅游人数由2011年的510 000人上升至2019年的3 600 000人，2017年达到峰值3 713 600人，导致景区旅游生态足迹快速增长，足迹深度不断上升，同时足迹广度不断下降，使景区生态环境在短期内承受了巨大压力。

四、结论

（1）通过对大峡谷景区2011-2019年生态足迹情况的计算表明，9年时间内景区生态由基本平衡到过度消耗。2011-2014年景区足迹深度为1，处于生态平衡状态，2015-2019年足迹深度迅速上升，资源消费的生态压力持续增大，到2019年时，张家界大峡谷景区需要近1.79倍的土地才能持续支撑其资源消费量。主要原因是2016年张家界大峡谷景区玻璃桥建成后，景区游客急剧上升，资源消费急剧增加。

（2）化石能源消耗成为景区资本消耗的主体，是区域生态足迹不同地类贡献率结构改变和生态足迹加速上升的最主要原因。

（3）在旅游业发展的过程中，旅游人数爆炸性增长是推动生态足迹增加的主要驱动因素。为促进景区可持续发展，降低足迹深度，景区需要科学规划用地规模，尽量利用现有自然条件，不进行大面积改造、建设，减少人工设施，以自然风光为主，打造绿色旅游基地;限定旅游人数，不超量接待游客;提倡绿色交通出行，提高能源利用率和使用绿色能源;加强生态环境保护宣传，倡导节约型消费等。

（作者单位：吉首大学旅游与管理工程学院）