吐鲁番市旅游—经济—生态协调发展系统动力学研究

杨晋娟++朱怡婷

摘要：运用系统动力学思想，对2001-2030年新疆吐鲁番市旅游、经济、生态之间的反馈关系和相互作用程度进行模拟，构建系统动力学模型。设置旅游人数、旅游收入；GDP及其增加量；“三废”量分别对旅游、经济、生态子系统进行模拟和预测分析，以期为吐鲁番市旅游资源、设施的合理分配以及旅游业科学规划提供依据，进而提出了促进吐鲁番市旅游-经济-生态协调发展的对策。

关键词：旅游-经济-生态；系统动力学；协调发展；吐鲁番市

中图分类号：F590.1 文献标识码：A 文章编号：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

旅游業的不断发展以及旅游收入在地区收入中所占的比重越来越大，引起了各地政府对旅游业的重视，因而采取各项优惠政策来促进旅游业的发展。同样，随着西部大开发以及丝绸之路经济带建设步伐的加快，新疆维吾尔自治区也加大了对旅游业的重视程度，于2010年将旅游业确定为支柱性战略产业。旅游产业的蓬勃兴起、发展以及人们旅游意识的不断增强，使更多的人选择外出旅游。人类旅游活动的增多虽然带动了当地经济的发展，同时也对旅游目的地的生态环境造成了很大的负面影响[1]，而生态环境反过来又会影响到旅游与经济，三者渐渐形成一个相互间的反馈系统。国外对旅游、经济与生态环境之间关系的研究较早，一般是集中在旅游、经济以及生态环境之间关系的单方面研究。国内对旅游、经济与生态环境之间关系的研究起步较晚，但对三者关系的研究有所涉及，李阳等[2]利用耦合模型，研究了低碳视角下北京的经济-旅游-生态环境之间的耦合协调关系；刘定惠等[3]以安徽省为例，利用耦合模型对其经济-旅游-生态环境之间的关系进行了分析，表明安徽省处于中等水平的勉强协调类型，其中生态环境已经成为制约耦合协调度进一步提高的瓶颈；杨智勇等[4]对内蒙古的旅游、经济以及生态环境之间的关系进行了定量分析以及综合评价，并提出了相关的政策建议；钟霞等[5]借助SPSS和GIS软件，利用主成分分析法以及耦合协调度函数建模，以广东省的21个城市为例，对其旅游-经济-生态环境之间的关系进行了定量的分析，并针对各个市的差距提出了相应的建议。

吐鲁番市是新疆旅游的热点地区，其旅游业在新疆同等旅游目的地中具有明显的竞争力。同时，吐鲁番作为干旱区传统的旅游城市，具有十分脆弱的生态环境条件，过早开始的旅游活动导致了其旅游、经济、生态较为不和谐的关系现状。作为一个自然环境极端、旅游资源特殊的民族地区，吐鲁番市的旅游资源基础和旅游发展环境具有强烈的独特性。而当前对于旅游地旅游、经济、生态三者关系的研究虽然较多，但是针对西部干旱区这一典型区域的研究比较少见，在三者相关指标基础上建立模型进行分析预测的研究更是鲜有。鉴于此，本研究提出以系统动力学作为分析吐鲁番旅游、经济、生态三者关系的方法，建立旅游、经济、生态系统动力学模型，通过模型的构建，揭示三个子系统模型及其之间的相互关系，并做出预测，从而提出促进吐鲁番旅游、经济、生态协调发展的措施建议。

1 研究区概况

吐鲁番市是古丝绸之路上的重镇，有四千多年的文化积淀，旅游资源丰富。已开发旅游景区16个，其中国家5A级景区1处、4A级景区4处、3A级景区3处；有国家级文物保护单位13处，自治区级文物保护单位36处。交河故城、高昌故城于2014年6月成功申报为世界文化遗产。吐鲁番市是新疆开展旅游最早且发展水平较高的地区之一。据统计资料显示，截至2013年12月，吐鲁番市共有星级宾馆31家，总床位数5 108个，星级农家乐27家，总床位数483个；2014年全年吐鲁番市共接待国内外游客463万人次，其中国内游客461.8万人次，全年实现旅游收入44.3亿元。随着近几年旅游业以及经济的快速发展，人类的活动超过了生态环境的承载能力，使得吐鲁番市生态环境的破坏程度加强，出现了许多人与自然不和谐的现象，这在很大程度上影响了当地经济的发展[6]。作为干旱区传统的旅游城市，吐鲁番的旅游业已成为其增加经济收入、改善产业结构、推动区域经济和社会发展水平的重要支柱产业。然而，旅游与经济发展造成了的一系列生态环境问题，旅游、经济、生态三者的不协调已经成为吐鲁番市可持续发展的瓶颈。

2 研究方法

2.1 系统动力学概述

系统动力学（System dynamics，简称SD）指的是一种运用结构、功能、历史相结合的系统仿真方法，通过建立DYNAMO模型并借助于计算机仿真、定量地研究高阶次、非线性、多重反馈、复杂时变系统的系统分析技术。通过对各种复杂的系统（如社会经济系统、生态环境系统等）进行建模分析，处理极其复杂的线性和非线性关系及动态变化情况，并进行验证，为未来的发展提供科学依据[7]。该学科依靠系统理论分析系统的结构和层次，依靠自动控制论的反馈原理对系统进行调节，依靠信息论中信息传递原理来描述系统，并采用电子计算机对系统动态行为进行模拟，适合分析和研究动态复杂的社会经济系统，也同样适合分析在自然-人工二元模式作用下的环境承载力系统[8]。系统动力学的方法是以系统思考理论为基础，以计算机仿真技术为手段，用于研究复杂的定量方法，适于处理精度要求不高的、数据不足的复杂的社会经济问题，借助各主要因素间的因果关系及有限的数据及一定的结构进行推算分析。系统动力学注重策略的长期效果，因为自然界的生态平衡、人的生命周期、经济和社会中的危机问题等都呈现周期性规律并需要通过较长的历史阶段才能观察到。系统动力学模型中的描述方程常常是属于高阶、非线性、动态的，应用一般数学方法很难求解，但借助于计算机及仿真技术能获得主要信息，其专用的软件有STELLA、iThink、Vensim、Powersim和Anylogic等。本研究选择STELLA软件构建所需的旅游环境承载力概念模型。

2.2 过程及描述

通过建立系统动力学模型，掌握研究区旅游、经济、生态之间的反馈关系和相互作用程度，对模型设置进行模拟和运行得出对未来的预测结果，为研究区旅游资源、设施的合理分配以及旅游业科学规划提供依据，促进当地旅游业的可持续发展。系统模拟的时间需要界限，选取基准年，确定模拟步长。时间界限选取时需要注意选取一段历史年，以此对模拟运行的结果进行验证。由于研究区相关数据获取难度大以及数据本身的缺失，在此选择对其简单的子系统（吐鲁番市的旅游人数、旅游收入、GDP、“三废”量以及之间的关系等）进行模拟，其仿真的时间是2001-2030年，其时间序列是30年。

3 建模与预测

3.1 旅游子系统的仿真与分析

对于旅游子系统的模拟，选定吐鲁番市的旅游人数以及旅游收入作为两个模拟模型。本着简单、方便以及可操作性的原则，在吐鲁番市旅游人数的模拟中，选定旅游人数及其增加量作为输出变量；在吐鲁番市的旅游收入模型中，选定总旅游收入及其增加量作为输出变量。如图1所示，在旅游人数以及旅游收入模型中，输出了吐鲁番市2001-2030年的游客总人数以及旅游总收入的变化趋势。

由图1的仿真结果可以看出，吐鲁番市的游客总人数在当前积极推动新疆旅游业发展的政策下持续缓慢地增长，并且增加的人数幅度有加大的趋势。这是因為自治区旅游局对新疆的旅游业高度重视，推出各种优惠政策，以吸引游客来疆旅游的结果。同时，随着来疆旅游人数的增加，其增加幅度也在不断增长。在将旅游业作为支柱性产业的吐鲁番市，旅游人数的不断增加会在一定程度上超过当地生态环境的承载能力，势必会给当地的生态环境带来一定影响，如果当地各项基础设施满足不了旅游的需求，就会导致各种难以解决的问题。

由图2旅游收入的仿真结果可以看出，吐鲁番市旅游收入虽然呈现不断增长的趋势，但由于受到2008年奥运会以及2009年社会异常事件等的影响而放慢了增长速度。同时旅游收入的增加幅度在2008、2009年受到不可控因素的影响而产生下降的趋势，使得吐鲁番市旅游收入减少。但2013年之后除去不可控因素的影响外，吐鲁番市推出各种对旅游产业的优惠政策，如杏花节、桃花节、葡萄节以及一日游等各种活动，这对吐鲁番市的旅游产业产生了很大的促进作用，旅游收入的增长幅度稳步上升。

3.2 经济子系统的仿真与分析

对于经济子系统的模拟，选定吐鲁番市的区域GDP及其增加量作为输出变量，以减少模型的复杂性。在模型参数不变的情况下，输出吐鲁番市的GDP模拟图及趋势图，输出变量有GDP以及GDP增加量，其结果如图3所示。

由图3可以看出，在吐鲁番市目前的经济政策之下，其总体的GDP水平缓慢增长，但是2011年之前，吐鲁番市GDP增加量的波动幅度比较大，其变化在一定程度上受到诸如2003年“非典”、2008年奥运会以及2009年社会异常事件等的影响。通过吐鲁番的实地调查发现，吐鲁番市是以工业为主的地区，其工业产值不断增长，但其增长速度高于农业增长速度。

GDP可以反映出一个地区经济的发展水平和人民生活水平。通常一个地区的发展水平高的话，其区域GDP也会相应高，人均收入水平也就会高，同时它们对周边地区经济发展的辐射以及带动作用就会增大。由图3可以看出，吐鲁番市的GDP及其增加量在目前的经济政策下会继续增长，很大一部分与技术进步以及互联网普及有关，这就在很大程度上提高了固定资产的产出率，以促进经济子系统实现了正反馈增长。

3.3 生态环境子系统的仿真与分析

对于生态环境子系统的模拟，选定吐鲁番市的区域“三废”情况（工业废水、工业废气以及固体废弃物）及其增加量、减少量作为输出变量。其中，在“三废”减少量，也就是处理量缺少工业废气处理量的数据，因此模型处理量只涉及工业废水的处理量以及固体废弃物的处理量。在此，对吐鲁番市的“三废”情况进行了模拟，其流程图以及模拟输出结果如图4所示。

由图4可以看出，吐鲁番市的“三废”情况及其增加量、减少量（处理量）总体上处于增长趋势。随着经济的不断发展，吐鲁番市的工业、农业以及服务业不断得到发展，其“三废”的产生量也相应增加。但随着科学技术的不断提高，“三废”产生量的增长幅度逐渐放缓，这在很大程度上说明了吐鲁番市的“三废”情况有改善的趋势，对旅游产业的发展在一定程度上有促进作用。

3.4 旅游-经济-生态环境的仿真与分析

对于吐鲁番市旅游-经济-生态环境三者之间的耦合关系，由于系统庞大、繁琐，涉及的变量巨多，以及在实际调研中存在的难以克服的困难如数据缺失等，无法对其进行详细的仿真、预测及分析。因此，选择上述4个模型，分别代表旅游、经济以及生态环境这三个子系统，并对其进行简单的耦合分析（图5）。

由图5可以看出，吐鲁番市的旅游总人数、旅游总收入、“三废”量以及区域总GDP总体上呈现出增长的趋势。其中，旅游总人数的增长幅度是最大的，而旅游收入的增长幅度是最缓慢。近年来，国家加大对旅游产业的重视程度，将旅游业作为经济发展的支柱性产业，同时新疆也高度重视旅游业的发展，推出各种优惠政策，吸引更多的游客来疆旅游。来疆旅游大部分的游客，会跟随旅行社到吐鲁番进行一日游或深入游，这大大带动了吐鲁番市旅游业的发展。同时，游客人数的增加，加剧了对资源的挤占，形成了游客与当地居民抢占资源的矛盾。为了缓解矛盾，政府推出各种政策，如重建景区（新葡萄沟等）、修建宾馆及其他各种基础设施等，这又对当地的生态环境产生了一定的影响。游客人数的增加，餐饮行业大热，消费品畅销，各大相关企业加大生产量，以满足游客的需求，在一定程度上加大的资源的使用与消耗。从长远方面来说，过多的游客会对吐鲁番市的生态环境产生很大的破坏作用。

随着旅游业的不断发展，与此相关的其他行业，诸如餐饮、交通、住宿、特产品以及其他相关产业都得到了很大程度的发展，这就促进了吐鲁番市经济的不断增长。经济的不断发展可以为生态环境的保护提供一定的技术支撑，如排污减排技术等，这在某种程度上又降低了经济发展对生态环境的破坏程度。经济的不断发展也为旅游业提供了基础设施，如景区里的厕所、餐饮处、交通大巴等，进而促进了景区的更好发展。

旅游、经济以及生态环境三者之间是相互联系、密不可分的，三者之间组成一个相互影响、相互作用的循环，是一种物质能量之间相互作用转化的物质圈。旅游业的发展通过资源、人流量等各方面的相互反应来对经济以及生态环境产生作用；而经济则通过提供技术支撑、资金等作用于旅游业与生态环境；生态环境则通过资源现状、空气质量等向旅游业以及经济发出警告信号，确保生态环境的可持续发展。

4 旅游、经济以及生态协调发展的对策

4.1 旅游对策

1）牢固树立发展的观念。从长远角度看待吐鲁番市旅游业的发展，对当地的生态环境的承载力进行评估，尽量将游客限制在承载力范围之内，而不应只顾经济效益而忽略其对生态环境造成的破坏，这样才能够促进吐鲁番市旅游业的可持续发展。

2）提倡生态旅游，走旅游、经济以及生态环境协调发展道路。当地政府和景区相关部门应该大力提倡生态旅游，宣传生态旅游，保护景区的环境；游客方面，应努力提高自身的素质，做到自觉保护景区的生态环境，遵守环保基本礼节，争取做一个生态游客。

4.2 经济对策

1）保持经济的适度发展。吐鲁番市经济的快速增长引发了一系列的生态环境破坏的问题，制约了吐鲁番市旅游、经济等各个子系统的协调发展。在这种情况之下，吐鲁番市的经济发展速度要根据其实际的情况，保持适中状态。

2）调整产业结构，大力发展高新技术产业。从总体上协调好经济与生态环境之间的关系，优化产业结构是重要的途径之一[9]。由于历史等诸多方面的原因，吐鲁番市的产业结构一直是很单一，自改革开放以来，其趋势得到了有效改善，到2000年左右，吐鲁番市的产业结构已经形成了“三、二、一”型的结构模式[9]。但是，由于第一、第二产业消耗水资源过多，因此很有必要發展高新技术产业，以减少对水资源的过度消耗。

4.3 科学技术对策

1）加强科学技术的建设，并完善科学技术的创新体系[10，11]。进一步的加深科学技术人才的管理培训机制，坚持人才培养与人才引进并重；加强政策与资金扶持，建设合理的人才队伍，以保证科技发展对人才的需求。改革科技管理的体制，健全有利于社会进步的科技管理体制，充分保护研发的成果，激励科研人员的创新能力；加强各大高校、科研院所与企业的合作，以便能将科研成果顺利地投入生产，造福社会；形成以企业为主导，各大高校与科研院所积极参与，产学研相结合的模式。

2）鼓励各大高校、科研院所以及当地的企业与疆外的高水平的院校、科研机构等进行科技交流与合作。加强与各专业协会的合作，及时掌握科学技术发展的前沿动向，以解决吐鲁番市的科技难题，更好地为当地旅游、经济以及生态环境的保护提供技术支撑。

4.4 生态环境保护对策

1）在旅游业的发展过程中，倡导生态旅游，宣传生态旅游所遵循的可持续发展的规律，并做好奖励措施，这对于生态旅游的倡导具有一定的推动作用。

2）在农业以及工业发展的过程中，不要片面的追求经济的发展而忽略生态环境的保护，造成经济发展的瘸腿。具体的措施诸如减少对水资源的浪费和污染等，因为吐鲁番市是一个水资源缺乏的地区，水对其经济以及其他的发展具有超乎寻常的作用，着重普及水资源的重要性，让所有居民以及游客提升节水环保意识。

参考文献：

[1] 傅 桦，张 键，张 锋.新疆旅游资源的基本特征与开发战略[J].首都师范大学学报（自然科学版），2002（3）：67-72.

[2] 李 阳，魏峰群.基于低碳视角下区域经济-旅游产业-生态环境耦合协调度研究——以北京市为例[J].陕西农业科学，2012（5）：199-201.

[3] 刘定惠，杨永春.区域经济-旅游-生态环境耦合协调度研究——以安徽省为例[J].长江流域资源与环境，2011，20（7）：892-896.

[4] 杨智勇，吕 君.内蒙古旅游-生态-经济系统发展综合评价研究[J].北京第二外国语学院，2010（3）：73-78，57.

[5] 钟 霞，刘毅华.广东省旅游-经济-生态环境耦合协调发展分析[J].热带地理，2012，32（5）：568-574.

[6] 张玉萍，瓦哈甫·哈力克，党建华，等.吐鲁番旅游-经济-生态环境耦合协调发展分析[J].人文地理，2014，29（4）：140-145.

[7] 王妙妙，章锦河，张秀玲.系统动力学在旅游研究中的应用[J].云南地理环境研究，2010，22（1）：105-110.

[8] 陈永霞，薛惠锋，王媛媛，等.基于系统动力学的环境承载力仿真与调控[J].计算机仿真，2010，27（2）：294-298.

[9] 依再提·乌斯满.基于卢曼社会理论的吐鲁番绿洲社会-生态系统动态仿真研究[D].乌鲁木齐：新疆大学，2014.

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[11] 王宏伟，张小雷，魏山峰，等.乌鲁木齐市经济发展与生态环境交互耦合的规律性分析[J].中国科学D辑地球科学，2006， 36（增刊Ⅱ）：140-147.