基于聚集分形的旅游景区空间结构演化研究

基于聚集分形的旅游景区空间结构演化研究[摘要]根据游览景区空间构造演化形式，采取聚集分形方法对桂林市游览景区在1973年、1997年和2007年的空间构造分组团进行了研究。研究表示清楚，桂林市市区组团和阳朔组团游览景区空间构造的演化符合聚集分形形式，其中，市区组团景区空间构造演化为从点状发展形式到聚集分形发展形式，阳朔组团景区空间构造演化为从面状发展形式到聚集分形发展形式。而兴安组团游览景区空间构造演化不符合聚集分形发展形式，表现出多中心共同发展特征。研究对桂林市游览发展总体规划确定的空间格局进行了分析，指出桂林游览发展格局现在状况和规划目的的差别。研究同时发现，采取聚集维数单一指标来研究游览目的地总体空间构造存在缺陷，与平均半径指标和生命周期方法联合使用更有效。[本文关键词语]聚集分形；聚集维数；空间构造；游览景区1引言作为我们国家首批对外开放城市，桂林的游览业在获得长足发展的同时也面临着游览产品老化、竞争力不足、市场吸引力下降、游览效益增加缓慢等问题。多年来，诸多的游览研究者对桂林游览业发展变化进行了深切进入的研究，重要集中在：(1)对游览生命周期的研究，指出桂林游览业在经历了引入期、成长期后进入了成熟期阶段；(2)对桂林游览形象的研究，以为桂林游览游览形象仍然应围绕“桂林山水〞来进行构建；(3)对桂林游览布局的研究，提出应充足发挥桂林的游览影响力，构建以桂林为核心建设环城游憩带的设想，进而辐射桂林周边县市构成大桂林游览圈；(4)对桂林游览产品构造的研究，以为应结合桂林城市改造的契机发展城市游览和会展游览。作为以天然景观为核心吸引物的游览目的地，怎样认识桂林游览发展格局现在状况，合理布局，成为桂林游览业再上台阶的主要问题。2研究方法游览地目的地发展变化很早就遭到人们的关注，既有整体上的研究，也有对游览地内部构造演化的研究。巴特勒(butler)提出了有名的“游览地生命周期理论〞，成为研究游览地整体发展变化的经典理论。游览目的地的内部构造发展变化的研究早期多以“点—轴理论〞、增加极理论、“核心—边沿理论〞等理论基础上进行。研究方法多采取空间分区描绘叙述、景观构造分析、空间聚类和游览流等方法。采取分形方法研究游览目的地空间构造始于2080年代末期。布鲁斯(bruce)首先在景观空间构造研究中采取了分形方法，指出分形方法能够对传统的统计分析补充完善，并以为结合分形方法进行景观开发布局能够提升景观的审美价值。鲍威肯(en)等对北芬诺斯坎底亚25万km2的景观进行调查后发现天然现象中自我类似性的存在，纳赛尼尔(nathaniela.)等通过研究加利福尼亚圣加布里埃尔山地区景观分布后指出气候、地质等因素导致景观分形特性的产生。依莎贝拉(isabellethomas)等采取分形方法比照利时瓦隆地区的景观空间构成进行了研究。安德斯(andreas)采取分形方法对沿海地貌沙丘植被景观环境进行了模仿。随着分形方法在空间构造研究中的引入，国内戴学军、冯淑华、李风华等人分别对南京市、江西丹霞地貌和吐鲁番的景区空间布局进行了研究。国内学者在采取分形方法进行研究时多集中分析单一时点游览目的地的空间构造。本文尝试采取分形方法来比照不同时期上游览目的地的空间构造，寻找其中的发展规律。2．1游览景区空间构造演化形式游览资源由天然环境和人文环境综合构成，由于天然环境自己具有分形特性，在其基础上产生的人类活动也同样具有分形特性，进而导致游览资源，以及以游览资源为基础开发的游览景区也相应地具有分形特性。游览景区空间构造的演化类似于有限扩散集团凝聚(diffusion-limitedclusteraggregation)形式。在游览流的作用下，相邻的游览景区构成游览景群，随着游览流的流动和不断地聚集，构成空间范围更大的景观组团，在地理空间上表现为以中心景群为中心，通过游览流联络的多条理的空间构造。受天然地理环境和人文环境的影响，游览景区在聚集时存在明显的屏蔽效应，在空间上都呈不规则的分支状构造，而且各分支之间存在很强的类似性。这种类似性决定了分形方法在研究景区空间分布演化方面是可行的。2．2聚集维数研究方法聚集维数研究方法是在游览研究中运用较多的一种分形研究方法。根据分形根据游览景区空间构造演化形式，假定：在景观组团空间范围内，各景区根据某种自类似规则围绕其中心景区呈凝聚态分布，且回转半径与景观组团的半径呈线形比例，即景观组团是各向均匀变化的，同时不考虑界限效应，且景观组团不是一个几何上的多重分形，则可确定作为景区数目n的函数与回转半径r(n)的关系：聚集维数的计算，首先是选定研究区域的中心景区，然后得到景观组团内其他各景区到中心景区的间隔ri，再转化为平均半径rn，改变n得到一系列rn值，把(rn，n)绘成双对数坐标图，通过最小二乘法可求出聚集维数值d。聚集维数反映游览景观组团的分布密度从中心景区向周边不断衰减特征，反映游览景观组团的聚集性特征。在游览目的地的演化经过中，假如中心景区的游览吸引力足够大，在与其相邻的景区的聚集中互相融合，构成一个景观组团。同时在聚集的经过中，中心景区始终会处于景观组团的相对中心的位置，并坚持对四周地区的吸引和辐射作用。当游览目的地的空间范围大于中心景区的吸引范围时，一个景观组团不能涵盖所有的景区时，则会同时存在多个景观组团，每个景观组团都围绕各自中心景区分布。在二维空间上，欧氏维数为2。当d＜2时，说明景观组团分布从中心景区向四周腹地是密度衰减的，中心景区的聚集作用很强，周边景区围绕中心景区呈聚集态分布，景观组团整体游览吸引力呈增长态势，具体表现出出规模递增效益；当d＞2时，景区分布密度随着到中心景区的间隔的扩大而增长，说明景观组团分布从中心景区向四周腹地是密度递增的，周边景区围绕中心景区呈离心态分布，中心景区不具备中心性作用，景观组团的游览吸引力是弱化的；当d=2时，说明各景区在景观组团内的分布是均匀的，既不存在聚集现象，也不存在离心现象。3数据分析3．1研究时间确实定本文选取1973年、1997年和2007年3个时间节点对桂林游览景区的空间构造进行分析。其中，1973年桂林现代游览业正式起步，反映桂林游览产业发展的本底状况，1997年是桂林第一次编制游览发展规划的基期年，反映桂林游览产业在无规划指点下的自觉发展状况；2007年是桂林市对上轮游览发展规划修编的基期年，反映桂林游览产业在游览发展规划指点下10年来的发展状况。3．2研究对象的选取和分组在对桂林市游览景区进行全面了解的基础上，选取桂林市的aa级以上景区和获省级以上称号的景区为研究对象，并通过查阅〔桂林市志〕、〔桂林社会经济统计年鉴〕以及对景区的实地访问，确定各景区的开发开放时间。研究对象确定为：1973年选取了14个景区，1997年选取了35个景区，2007年选取了57个景区。根据游览景区之间的联络性，参考〔桂林市游览发展总体规划(2001－2020)〕所确定的“一个中心(桂林市区)，两个次中心(阳朔、兴安)〞的桂林游览空间格局，把研究对象划分为3个景观组团进行研究：市区组团，包含桂林市区和临桂、灵川两县的景区，以桂林市区景群为中心，以象山景区为代表；阳朔组团，包含阳朔、荔浦、永福、平乐、恭城5县的景区，以阳朔县景群为中心，以阳朔西街为代表；兴安组团，包含兴安、资源、全州、龙胜、灌阳5县的景区，以兴安县景群为中心，以兴安灵渠为代表。3．3数据来源本文数据来自笔者在参与2007年桂林市游览发展规划修编经过中所采集的各景区的gps数据以及根据googleearth所查询到的数据。采取map,s软件对相关数据进行测算。3．4聚集维数的测算和分析根据2.2中介绍的聚集维数计算方法，分别以各景观组团的中心景群的代表景区为中心，计算各景观组团的相关数据，然后以(rn，n)绘成双对数坐标图，通过最小二乘法求出各景观组团的聚集维数值d。3．4．1市区组团分析从表4看出，市区组团的聚集维数d，明显小于2，说明市区组团存在显著的聚集分形特性，构成了以市区景群为中心的景区聚集格局，空间构造呈聚集发展形式。其原因应在于：(1)在桂林游览业漫长的发展历史中，位于桂林市区漓江两岸的以象山景区为代表的“三山两洞一江〞桂林游览精华要髓游览资源一直是桂林游览的核心资源，对桂林城市区域周边的景区具有强大的聚集融合作用；(2)从空间布局上看，市区组团空间范围狭小，由于象山景区处在市区组团的几何中心，景区发展空间遭到城市发展各方向上的约束差异不同不大，进而构成比较明显的聚集发展形式。总体上d1呈明显的增加趋势，但在1973-1997年和1997-2007年两个阶段差别较大。(1)在1997年前d1值一直很小(d1＜1)，而且增加缓慢，市区组团的发展呈现出严密围绕中心景群的点状发展形式，比照表1和表2能够看出，1973年时桂林市景区的rn值都比较小，在1997，年前新增长的景区也都分布在中心景群周边较近的空间范围内。其重要原因应在于：桂林市和桂林地区合并(1998年)之前，地、市行政区划格局的存在产生了较明显的屏蔽作用，制约了中心景群的聚集融合作用和辐射带动作用。(2)在1997-2007年之间，d1增加较快，并在2007年时到达一个较高水平(1.4963)，说明市区组团的发展已经由点状发展形式转向以桂林市区景群为中心的聚集发展形式，2007年景区rn值明显高于1997年rn值，说明中心景群的聚集空间在不断扩大，桂林市区作为桂林市游览中心的地位得到加强；(3)比照表2和表3能够发现，在1997、2007年的10年中，很多位于桂林市中心的许多景区已经不再是桂林市的重要接待景区。通过对这些景区的具体了解，除了青狮潭景区是列入桂林市饮用水水源地遭到水资源保卫政策的限制外，其他景区都是由于缺乏竞争力和吸引力，接待游览者人数大量下降而被淘汰的，其中，既有人造主题公园(民俗风情园)也有天然主题的游览景区(南溪山、穿山公园)和人文主题的游览景区(西山公园、虞山公园)，说明游览产品生命周期的如今还是普遍存在的。3．4．2阳朔组团分析从表4看出，阳朔组团的聚集维数d2在不同的时期差别较大，而且存在明显的减小趋势，其中，在1973年时为当年各组团中最大值(7.4561)，而在2007年时又成为当年各组团中最小值(1.2288)，说明阳朔作为阳朔组团的中心的聚集作用越来越强。产生这种现象的原因可归结为：(1)由于游览业发展初期(1973年)阳朔组团景区数量较少，不能具体表现出出中心景群的聚集作用；(2)阳朔组团包含5个县，空间范围较广，但优势游览资源和游览流重要集中在阳朔县域内，受其影响，中心景群对空间的辐射聚集作用集中在阳朔县域空间内，促进了聚集性的增长。总体上，d2值呈明显的降低趋势，但在1973-1997年和1997-2007年两个阶段差别较大。(1)在1997年前d2值一直很大，阳朔组团的发展呈现出背离中心景群的分散发展形式，比照表1和表2能够看出，在1997年前新增长的景区大多分布在间隔中心景群较远的空间范围内。其重要原因在于：周边地区在中心景群游览效益高的影响下，无视游览流由中心向周边逐步扩散的客观规律，盲目开发远离组团中心景群的景区，无法和中心景群构成良好的聚集融合效应。(2)在1997-2007年之间，d2值进一步下降，并在2007年时到达一个较低水平(d2＜2)，说明阳朔组团的发展已经由分散发展形式转向以阳朔县城景群为中心的聚集发展形式，比照表2和表3能够发现，在1997年后新增长的景区大多围绕中心景群在1997年半径内分布的，只要2个景区是(红岩新村和金钟山)的分布是超越该范围的，景区rn值的变化愈加平缓，说明中心景群的聚集空间固然没有较大的扩张，但聚集空间内的聚集水平在不断提升，阳朔在桂林游览规划中作为桂林游览业南部中心的设想得到了实现。(3)比照表2和表3能够发现，阳朔组团中在中心景群同样开始出现由于游览产品生命周期作用而导致的景区更新。3．4．3兴安组团分析兴安组团在1973年时只要灵渠一个景区，呈现单一点状分布，无法进行聚集维数的计算，因而，对北部景区的分析从1997年开始。从表4看出，兴安组团的聚集维数d3在两个时期差别很大，而且明显增加。其中，在1997年时为当年各组团中最小值(0.5629)，在2007年时为当年各组团中最大值(2.7885)。但在1997年和2007年，兴安组团的rn值始终为各组团中最大，说明兴安作为兴安组团的中心的聚集作用越来越弱。产生这种现象的原因可归结为：(1)兴安作为兴安组团的中心在空间上是成立的，在游览发展早期周边景区围绕中心景群客观存在，表现出一定的聚集性；(2)兴安组团包含5个县，是桂林市最大的游览组团，各县游览发展环境差别较大，影响景区构造演化的因素在空间上差异不同较大，同时由于县域区划格局的存在对游览聚集构成的屏蔽，导致景区在发展时无法遵照聚集性原则。总体上，d3值呈明显的增加趋势，但在1997年和2007年两个时期差别较大。(1)在1997年d3值较小(d3＜1)，表现出较高的聚集性。通过计算景区rn发现周边景区的rn值很高，说明兴安组团的发展呈现出围绕中心景群的大空间范围内的聚集发展形式，由于空间范围太广(rn＞20)，景区间缺乏有效的联络。固然d3值表现出明显的聚集性，但由于周边景区大多间隔中心景群较远，超越了游览流的扩散范围，无法构成良好的聚集融合效应；(2)比照表2和表3能够发现，在1997-2007年之间新增长的景区大多处在远离中心景群的地域空间，只要1/3的景区是聚集在中心景群周边的，景区rn值在第5和第6景区之间呈现出明显的跳跃性，进而导致d3值迅速增长，并在2007年时到达一个较高水平(d4＞2)。说明兴安组团发展呈现出背离中心景群的现象，中心景群对周边景区的聚集性在削弱，兴何在桂林游览规划中作为桂林游览北部中心的设想在实际发展中没有实现，构成了龙胜、资源、兴安多中心共同发展的格局。3．4．4综合分析通过对桂林市3个不同景观组团圆集维数的分析，发现桂林游览空间格局中各组团分布的地理空间特性和发展趋势的差异不同：市区组团以桂林市区为中心，由点状发展形式(d1＜1)逐步向面状发展形式(1＜d，＜2)扩展；阳朔组团以阳朔为中心，由分散发展形式(d2＞2)向面状发展形式(1＜d2＜2)改变；兴安组团不存在明显的中心，呈分散发展形式(d3＞2)或者多中心发展形式。分析表示清楚，市区组团和阳朔组团的发展比较符合由中心向四周逐步扩散的单中心的聚集扩散形式，而兴安组团中心还不明确，发展形式有待进一步研究和观察。构成这种状态的原因重要在于：(1)游览资源空间分布的差别。市区组团和阳朔组团共同拥有以漓江为代表的桂林核心游览资源：喀斯特地貌游览资源。以漓江为廊道，桂林和阳朔各自为节点，构成了典型的“两点(桂林、阳朔)一双轴(漓江、桂(林)阳(朔))〞发展形式，作为桂林游览发展的重要区域。两个组团的中心景群对周边地区的辐射聚集作用逐步加强，中心城(县)区的核心地位得到加强；而兴安组团游览资源多样化，兴安以历史文化游览资源为主，资源以丹霞地貌为主，龙胜以民族文化为主，三者之间文化差别大，空间间隔远，联络松懈，难于聚集，兴安固然规划为组团的核心，但难以聚集周边县区。(2)地理环境和交通状态的影响。市区组