吐魯番市旅游—經濟—生態協調發展系統動力學研究

楊晉娟++朱怡婷

摘要：運用系統動力學思想，對2001-2030年新疆吐魯番市旅游、經濟、生態之間的反饋關系和相互作用程度進行模擬，構建系統動力學模型。設置旅游人數、旅游收入；GDP及其增加量；“三廢”量分別對旅游、經濟、生態子系統進行模擬和預測分析，以期為吐魯番市旅游資源、設施的合理分配以及旅游業科學規劃提供依據，進而提出了促進吐魯番市旅游-經濟-生態協調發展的對策。

關鍵詞：旅游-經濟-生態；系統動力學；協調發展；吐魯番市

中圖分類號：F590.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）03-0583-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.049

Study on the System Dynamics for the Coordinated Development of Tourism-Economy-Ecology in Turpan Area

YANG Jin-juan1，ZHU Yi-ting2

（1.College of Distance Education，Xinjiang Radio and TV University，Urumqi 830049，China；

2.College of Tourism，Xinjiang University，Urumqi 830046，China）

Abstract： Based on the idea of system dynamics， the mutual feedback and interaction degree of tourism， economy and ecology in Turpan city from 2001 to 2030 were simulated， and the system dynamic model was built. The number of tourists and tourism income， GDP and GDP growth， and the“three wastes” were set up to respectively stimulate and analyze the tourism， economic and ecological subsystems， in order to provide basis for reasonably allocating tourist resources and facilities， and scientifically planning the tourism in Turpan city， and then the countermeasures for promoting the coordinated development of tourism-economy-ecology in Turpan city were put forward.

Key words： tourism-economy-ecology； system dynamics； coordinated development； Turpan city

旅游業的不斷發展以及旅游收入在地區收入中所占的比重越來越大，引起了各地政府對旅游業的重視，因而采取各項優惠政策來促進旅游業的發展。同樣，隨著西部大開發以及絲綢之路經濟帶建設步伐的加快，新疆維吾爾自治區也加大了對旅游業的重視程度，于2010年將旅游業確定為支柱性戰略產業。旅游產業的蓬勃興起、發展以及人們旅游意識的不斷增強，使更多的人選擇外出旅游。人類旅游活動的增多雖然帶動了當地經濟的發展，同時也對旅游目的地的生態環境造成了很大的負面影響[1]，而生態環境反過來又會影響到旅游與經濟，三者漸漸形成一個相互間的反饋系統。國外對旅游、經濟與生態環境之間關系的研究較早，一般是集中在旅游、經濟以及生態環境之間關系的單方面研究。國內對旅游、經濟與生態環境之間關系的研究起步較晚，但對三者關系的研究有所涉及，李陽等[2]利用耦合模型，研究了低碳視角下北京的經濟-旅游-生態環境之間的耦合協調關系；劉定惠等[3]以安徽省為例，利用耦合模型對其經濟-旅游-生態環境之間的關系進行了分析，表明安徽省處于中等水平的勉強協調類型，其中生態環境已經成為制約耦合協調度進一步提高的瓶頸；楊智勇等[4]對內蒙古的旅游、經濟以及生態環境之間的關系進行了定量分析以及綜合評價，并提出了相關的政策建議；鐘霞等[5]借助SPSS和GIS軟件，利用主成分分析法以及耦合協調度函數建模，以廣東省的21個城市為例，對其旅游-經濟-生態環境之間的關系進行了定量的分析，并針對各個市的差距提出了相應的建議。

吐魯番市是新疆旅游的熱點地區，其旅游業在新疆同等旅游目的地中具有明顯的競爭力。同時，吐魯番作為干旱區傳統的旅游城市，具有十分脆弱的生態環境條件，過早開始的旅游活動導致了其旅游、經濟、生態較為不和諧的關系現狀。作為一個自然環境極端、旅游資源特殊的民族地區，吐魯番市的旅游資源基礎和旅游發展環境具有強烈的獨特性。而當前對于旅游地旅游、經濟、生態三者關系的研究雖然較多，但是針對西部干旱區這一典型區域的研究比較少見，在三者相關指標基礎上建立模型進行分析預測的研究更是鮮有。鑒于此，本研究提出以系統動力學作為分析吐魯番旅游、經濟、生態三者關系的方法，建立旅游、經濟、生態系統動力學模型，通過模型的構建，揭示三個子系統模型及其之間的相互關系，并做出預測，從而提出促進吐魯番旅游、經濟、生態協調發展的措施建議。

1 研究區概況

吐魯番市是古絲綢之路上的重鎮，有四千多年的文化積淀，旅游資源豐富。已開發旅游景區16個，其中國家5A級景區1處、4A級景區4處、3A級景區3處；有國家級文物保護單位13處，自治區級文物保護單位36處。交河故城、高昌故城于2014年6月成功申報為世界文化遺產。吐魯番市是新疆開展旅游最早且發展水平較高的地區之一。據統計資料顯示，截至2013年12月，吐魯番市共有星級賓館31家，總床位數5 108個，星級農家樂27家，總床位數483個；2014年全年吐魯番市共接待國內外游客463萬人次，其中國內游客461.8萬人次，全年實現旅游收入44.3億元。隨著近幾年旅游業以及經濟的快速發展，人類的活動超過了生態環境的承載能力，使得吐魯番市生態環境的破壞程度加強，出現了許多人與自然不和諧的現象，這在很大程度上影響了當地經濟的發展[6]。作為干旱區傳統的旅游城市，吐魯番的旅游業已成為其增加經濟收入、改善產業結構、推動區域經濟和社會發展水平的重要支柱產業。然而，旅游與經濟發展造成了的一系列生態環境問題，旅游、經濟、生態三者的不協調已經成為吐魯番市可持續發展的瓶頸。

2 研究方法

2.1 系統動力學概述

系統動力學（System dynamics，簡稱SD）指的是一種運用結構、功能、歷史相結合的系統仿真方法，通過建立DYNAMO模型并借助于計算機仿真、定量地研究高階次、非線性、多重反饋、復雜時變系統的系統分析技術。通過對各種復雜的系統（如社會經濟系統、生態環境系統等）進行建模分析，處理極其復雜的線性和非線性關系及動態變化情況，并進行驗證，為未來的發展提供科學依據[7]。該學科依靠系統理論分析系統的結構和層次，依靠自動控制論的反饋原理對系統進行調節，依靠信息論中信息傳遞原理來描述系統，并采用電子計算機對系統動態行為進行模擬，適合分析和研究動態復雜的社會經濟系統，也同樣適合分析在自然-人工二元模式作用下的環境承載力系統[8]。系統動力學的方法是以系統思考理論為基礎，以計算機仿真技術為手段，用于研究復雜的定量方法，適于處理精度要求不高的、數據不足的復雜的社會經濟問題，借助各主要因素間的因果關系及有限的數據及一定的結構進行推算分析。系統動力學注重策略的長期效果，因為自然界的生態平衡、人的生命周期、經濟和社會中的危機問題等都呈現周期性規律并需要通過較長的歷史階段才能觀察到。系統動力學模型中的描述方程常常是屬于高階、非線性、動態的，應用一般數學方法很難求解，但借助于計算機及仿真技術能獲得主要信息，其專用的軟件有STELLA、iThink、Vensim、Powersim和Anylogic等。本研究選擇STELLA軟件構建所需的旅游環境承載力概念模型。

2.2 過程及描述

通過建立系統動力學模型，掌握研究區旅游、經濟、生態之間的反饋關系和相互作用程度，對模型設置進行模擬和運行得出對未來的預測結果，為研究區旅游資源、設施的合理分配以及旅游業科學規劃提供依據，促進當地旅游業的可持續發展。系統模擬的時間需要界限，選取基準年，確定模擬步長。時間界限選取時需要注意選取一段歷史年，以此對模擬運行的結果進行驗證。由于研究區相關數據獲取難度大以及數據本身的缺失，在此選擇對其簡單的子系統（吐魯番市的旅游人數、旅游收入、GDP、“三廢”量以及之間的關系等）進行模擬，其仿真的時間是2001-2030年，其時間序列是30年。

3 建模與預測

3.1 旅游子系統的仿真與分析

對于旅游子系統的模擬，選定吐魯番市的旅游人數以及旅游收入作為兩個模擬模型。本著簡單、方便以及可操作性的原則，在吐魯番市旅游人數的模擬中，選定旅游人數及其增加量作為輸出變量；在吐魯番市的旅游收入模型中，選定總旅游收入及其增加量作為輸出變量。如圖1所示，在旅游人數以及旅游收入模型中，輸出了吐魯番市2001-2030年的游客總人數以及旅游總收入的變化趨勢。

由圖1的仿真結果可以看出，吐魯番市的游客總人數在當前積極推動新疆旅游業發展的政策下持續緩慢地增長，并且增加的人數幅度有加大的趨勢。這是因為自治區旅游局對新疆的旅游業高度重視，推出各種優惠政策，以吸引游客來疆旅游的結果。同時，隨著來疆旅游人數的增加，其增加幅度也在不斷增長。在將旅游業作為支柱性產業的吐魯番市，旅游人數的不斷增加會在一定程度上超過當地生態環境的承載能力，勢必會給當地的生態環境帶來一定影響，如果當地各項基礎設施滿足不了旅游的需求，就會導致各種難以解決的問題。

由圖2旅游收入的仿真結果可以看出，吐魯番市旅游收入雖然呈現不斷增長的趨勢，但由于受到2008年奧運會以及2009年社會異常事件等的影響而放慢了增長速度。同時旅游收入的增加幅度在2008、2009年受到不可控因素的影響而產生下降的趨勢，使得吐魯番市旅游收入減少。但2013年之后除去不可控因素的影響外，吐魯番市推出各種對旅游產業的優惠政策，如杏花節、桃花節、葡萄節以及一日游等各種活動，這對吐魯番市的旅游產業產生了很大的促進作用，旅游收入的增長幅度穩步上升。

3.2 經濟子系統的仿真與分析

對于經濟子系統的模擬，選定吐魯番市的區域GDP及其增加量作為輸出變量，以減少模型的復雜性。在模型參數不變的情況下，輸出吐魯番市的GDP模擬圖及趨勢圖，輸出變量有GDP以及GDP增加量，其結果如圖3所示。

由圖3可以看出，在吐魯番市目前的經濟政策之下，其總體的GDP水平緩慢增長，但是2011年之前，吐魯番市GDP增加量的波動幅度比較大，其變化在一定程度上受到諸如2003年“非典”、2008年奧運會以及2009年社會異常事件等的影響。通過吐魯番的實地調查發現，吐魯番市是以工業為主的地區，其工業產值不斷增長，但其增長速度高于農業增長速度。

GDP可以反映出一個地區經濟的發展水平和人民生活水平。通常一個地區的發展水平高的話，其區域GDP也會相應高，人均收入水平也就會高，同時它們對周邊地區經濟發展的輻射以及帶動作用就會增大。由圖3可以看出，吐魯番市的GDP及其增加量在目前的經濟政策下會繼續增長，很大一部分與技術進步以及互聯網普及有關，這就在很大程度上提高了固定資產的產出率，以促進經濟子系統實現了正反饋增長。

3.3 生態環境子系統的仿真與分析

對于生態環境子系統的模擬，選定吐魯番市的區域“三廢”情況（工業廢水、工業廢氣以及固體廢棄物）及其增加量、減少量作為輸出變量。其中，在“三廢”減少量，也就是處理量缺少工業廢氣處理量的數據，因此模型處理量只涉及工業廢水的處理量以及固體廢棄物的處理量。在此，對吐魯番市的“三廢”情況進行了模擬，其流程圖以及模擬輸出結果如圖4所示。

由圖4可以看出，吐魯番市的“三廢”情況及其增加量、減少量（處理量）總體上處于增長趨勢。隨著經濟的不斷發展，吐魯番市的工業、農業以及服務業不斷得到發展，其“三廢”的產生量也相應增加。但隨著科學技術的不斷提高，“三廢”產生量的增長幅度逐漸放緩，這在很大程度上說明了吐魯番市的“三廢”情況有改善的趨勢，對旅游產業的發展在一定程度上有促進作用。

3.4 旅游-經濟-生態環境的仿真與分析

對于吐魯番市旅游-經濟-生態環境三者之間的耦合關系，由于系統龐大、繁瑣，涉及的變量巨多，以及在實際調研中存在的難以克服的困難如數據缺失等，無法對其進行詳細的仿真、預測及分析。因此，選擇上述4個模型，分別代表旅游、經濟以及生態環境這三個子系統，并對其進行簡單的耦合分析（圖5）。

由圖5可以看出，吐魯番市的旅游總人數、旅游總收入、“三廢”量以及區域總GDP總體上呈現出增長的趨勢。其中，旅游總人數的增長幅度是最大的，而旅游收入的增長幅度是最緩慢。近年來，國家加大對旅游產業的重視程度，將旅游業作為經濟發展的支柱性產業，同時新疆也高度重視旅游業的發展，推出各種優惠政策，吸引更多的游客來疆旅游。來疆旅游大部分的游客，會跟隨旅行社到吐魯番進行一日游或深入游，這大大帶動了吐魯番市旅游業的發展。同時，游客人數的增加，加劇了對資源的擠占，形成了游客與當地居民搶占資源的矛盾。為了緩解矛盾，政府推出各種政策，如重建景區（新葡萄溝等）、修建賓館及其他各種基礎設施等，這又對當地的生態環境產生了一定的影響。游客人數的增加，餐飲行業大熱，消費品暢銷，各大相關企業加大生產量，以滿足游客的需求，在一定程度上加大的資源的使用與消耗。從長遠方面來說，過多的游客會對吐魯番市的生態環境產生很大的破壞作用。

隨著旅游業的不斷發展，與此相關的其他行業，諸如餐飲、交通、住宿、特產品以及其他相關產業都得到了很大程度的發展，這就促進了吐魯番市經濟的不斷增長。經濟的不斷發展可以為生態環境的保護提供一定的技術支撐，如排污減排技術等，這在某種程度上又降低了經濟發展對生態環境的破壞程度。經濟的不斷發展也為旅游業提供了基礎設施，如景區里的廁所、餐飲處、交通大巴等，進而促進了景區的更好發展。

旅游、經濟以及生態環境三者之間是相互聯系、密不可分的，三者之間組成一個相互影響、相互作用的循環，是一種物質能量之間相互作用轉化的物質圈。旅游業的發展通過資源、人流量等各方面的相互反應來對經濟以及生態環境產生作用；而經濟則通過提供技術支撐、資金等作用于旅游業與生態環境；生態環境則通過資源現狀、空氣質量等向旅游業以及經濟發出警告信號，確保生態環境的可持續發展。

4 旅游、經濟以及生態協調發展的對策

4.1 旅游對策

1）牢固樹立發展的觀念。從長遠角度看待吐魯番市旅游業的發展，對當地的生態環境的承載力進行評估，盡量將游客限制在承載力范圍之內，而不應只顧經濟效益而忽略其對生態環境造成的破壞，這樣才能夠促進吐魯番市旅游業的可持續發展。

2）提倡生態旅游，走旅游、經濟以及生態環境協調發展道路。當地政府和景區相關部門應該大力提倡生態旅游，宣傳生態旅游，保護景區的環境；游客方面，應努力提高自身的素質，做到自覺保護景區的生態環境，遵守環?；径Y節，爭取做一個生態游客。

4.2 經濟對策

1）保持經濟的適度發展。吐魯番市經濟的快速增長引發了一系列的生態環境破壞的問題，制約了吐魯番市旅游、經濟等各個子系統的協調發展。在這種情況之下，吐魯番市的經濟發展速度要根據其實際的情況，保持適中狀態。

2）調整產業結構，大力發展高新技術產業。從總體上協調好經濟與生態環境之間的關系，優化產業結構是重要的途徑之一[9]。由于歷史等諸多方面的原因，吐魯番市的產業結構一直是很單一，自改革開放以來，其趨勢得到了有效改善，到2000年左右，吐魯番市的產業結構已經形成了“三、二、一”型的結構模式[9]。但是，由于第一、第二產業消耗水資源過多，因此很有必要發展高新技術產業，以減少對水資源的過度消耗。

4.3 科學技術對策

1）加強科學技術的建設，并完善科學技術的創新體系[10，11]。進一步的加深科學技術人才的管理培訓機制，堅持人才培養與人才引進并重；加強政策與資金扶持，建設合理的人才隊伍，以保證科技發展對人才的需求。改革科技管理的體制，健全有利于社會進步的科技管理體制，充分保護研發的成果，激勵科研人員的創新能力；加強各大高校、科研院所與企業的合作，以便能將科研成果順利地投入生產，造福社會；形成以企業為主導，各大高校與科研院所積極參與，產學研相結合的模式。

2）鼓勵各大高校、科研院所以及當地的企業與疆外的高水平的院校、科研機構等進行科技交流與合作。加強與各專業協會的合作，及時掌握科學技術發展的前沿動向，以解決吐魯番市的科技難題，更好地為當地旅游、經濟以及生態環境的保護提供技術支撐。

4.4 生態環境保護對策

1）在旅游業的發展過程中，倡導生態旅游，宣傳生態旅游所遵循的可持續發展的規律，并做好獎勵措施，這對于生態旅游的倡導具有一定的推動作用。

2）在農業以及工業發展的過程中，不要片面的追求經濟的發展而忽略生態環境的保護，造成經濟發展的瘸腿。具體的措施諸如減少對水資源的浪費和污染等，因為吐魯番市是一個水資源缺乏的地區，水對其經濟以及其他的發展具有超乎尋常的作用，著重普及水資源的重要性，讓所有居民以及游客提升節水環保意識。

參考文獻：

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