梁燕均+李鋼+付瑩+譚然+林依碩

[摘 要]旅游活動(dòng)對(duì)旅游地生態(tài)環(huán)境的影響研究意義重大，當(dāng)前對(duì)旅游環(huán)境效應(yīng)年際及年內(nèi)淡旺季波動(dòng)的連續(xù)高精度的定量評(píng)估開展不足。文章基于旅游地多島效應(yīng)理論尤其是旅游地重金屬島效應(yīng)的原理與方法，以廬山風(fēng)景名勝區(qū)為研究區(qū)，采集區(qū)內(nèi)高暴露度的杉木年輪，分別測(cè)定近10年來淡旺季樹輪早晚材中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn5種重金屬元素含量，在年際與年內(nèi)尺度上與廬山接待游客量及人均旅游收入作相關(guān)分析，將擬合成的本底趨勢(shì)線與統(tǒng)計(jì)線進(jìn)行對(duì)比分析，以探究不同旅游活動(dòng)時(shí)段和強(qiáng)度下的旅游環(huán)境變遷特征與響應(yīng)規(guī)律。結(jié)果表明：（1）研究區(qū)的樹輪中5種重金屬元素平均含量均早材高于晚材，Cr、Cu、Ni元素含量的變異系數(shù)皆早材大于晚材，這表明旅游地重金屬島效應(yīng)強(qiáng)弱與旅游淡旺季活動(dòng)強(qiáng)弱對(duì)應(yīng)良好；（2）相關(guān)分析表明年際尺度與年內(nèi)尺度元素響應(yīng)存在差異：樹輪中Cu、Ni元素的年均含量與游客量以及人均旅游收入呈較強(qiáng)的正相關(guān)，而代表旅游旺季的早材中的Cr、Cu、Ni、Pb元素含量與其呈強(qiáng)正相關(guān)，晚材中的元素含量基本不通過顯著檢驗(yàn)；（3）通過擬合本底趨勢(shì)線，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)景區(qū)的旅游活動(dòng)與5種重金屬年均含量皆以不同程度增加，以及在旅游危機(jī)事件發(fā)生的年份，旅游活動(dòng)與樹輪中部分重金屬的實(shí)際含量與本底值的偏差保持一致；（4）指示旅游地重金屬島效應(yīng)變化的樹輪重金屬元素對(duì)區(qū)內(nèi)旅游活動(dòng)強(qiáng)度變化響應(yīng)明顯且記錄同步，樹輪元素分析方法值得在更大范圍深入推廣與驗(yàn)證。最后，對(duì)旅游與環(huán)境研究、旅游地多島效應(yīng)理論及樹輪分析等實(shí)驗(yàn)方法在旅游研究中的應(yīng)用作了總結(jié)與展望。

[關(guān)鍵詞]旅游活動(dòng)；環(huán)境效應(yīng)；旅游地多島效應(yīng)理論；樹輪重金屬元素；響應(yīng)研究；廬山

[中圖分類號(hào)]F59

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1002-5006（2017）04-0107-10

Doi： 10.3969/j.issn.1002-5006.2017.04.016

引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展與增長，法定假期的增加，節(jié)假日景區(qū)門票降價(jià)以及高速公路免費(fèi)通行等政策的實(shí)施，旅游逐漸成為大眾生活的一部分，并使得眾多著名旅游景點(diǎn)在黃金周假期的游客量普遍出現(xiàn)“爆棚”現(xiàn)象[1]。旅游業(yè)的發(fā)展是以良好的環(huán)境質(zhì)量為前提，過度的旅游開發(fā)與旅游活動(dòng)都有可能對(duì)旅游環(huán)境產(chǎn)生不可逆的影響，這對(duì)迎接正在興起的大眾旅游時(shí)代將是一大挑戰(zhàn)。此前田宏等結(jié)合旅游地生命周期各階段的發(fā)展特點(diǎn)，分析旅游地環(huán)境承載力的動(dòng)態(tài)變化，認(rèn)為在探查、參與階段，游客量逐漸增多，服務(wù)設(shè)施簡單，旅游活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響有限；在發(fā)展、鞏固階段，游客量持續(xù)增加，服務(wù)設(shè)施不斷完善，旅游地的自然面貌改變明顯，旅游活動(dòng)的干擾明顯，環(huán)境問題逐漸凸顯；在停滯階段，游客量不再增加，旅游環(huán)境的承載量接近飽和；在衰退、復(fù)蘇階段，旅游地原有的吸引力不再，需要開發(fā)新的旅游資源，同時(shí)須更關(guān)注旅游環(huán)境保護(hù)的問題[2]。章錦河等為了探討旅游發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系，將環(huán)境庫茲涅茨曲線引入旅游生態(tài)環(huán)境研究中，得出固、液態(tài)的旅游廢棄物的排放量與旅游經(jīng)濟(jì)所擬合而成的環(huán)境庫茲涅茨曲線呈倒U形，即隨著旅游向前發(fā)展排放量先增加后減少[3]。也有張宏等以3個(gè)位于不同生命周期階段的旅游地為研究對(duì)象，通過擬合環(huán)境庫茲涅茨曲線，分析處于不同階段的旅游地旅游發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量間的關(guān)系[4]。隨著大眾旅游時(shí)代的到來，可持續(xù)旅游的提出以及對(duì)旅游環(huán)境污染問題的重視，旅游活動(dòng)對(duì)旅游地環(huán)境影響的研究逐漸成為重要的研究主題。國內(nèi)的旅游環(huán)境研究主要涉及旅游地環(huán)境質(zhì)量及其評(píng)價(jià)、旅游開發(fā)的環(huán)境影響與可持續(xù)發(fā)展、旅游環(huán)境容量與旅游環(huán)境承載力、旅游環(huán)境保護(hù)對(duì)策與旅游環(huán)境管理4個(gè)方面[5-10]。研究方法主要采用野外調(diào)查、問卷調(diào)查以及實(shí)驗(yàn)法[11-12]。

旅游與環(huán)境研究的困局是缺乏理論創(chuàng)新與技術(shù)支撐[13]。為此，李鋼等提出了“旅游地多島效應(yīng)”的概念：從某種程度上來講，只要存在旅游活動(dòng)——旅游者集聚于旅游地并對(duì)旅游地環(huán)境產(chǎn)生影響，在旅游地就應(yīng)存在一種旅游地多島效應(yīng)，即旅游地某類環(huán)境指標(biāo)明顯高于周邊非旅游地的一種局地島效應(yīng)（包括旅游地碳島效應(yīng)、旅游地重金屬島效應(yīng)、旅游地?zé)釐u效應(yīng)、旅游地渾濁島效應(yīng)等）[14]；Li等進(jìn)而構(gòu)建了旅游地多島效應(yīng)理論（destination island effects，DIEs）的基本框架，介紹其研究方法，并展望了自然科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法如樹木年輪分析方法在該領(lǐng)域的應(yīng)用前景，這為旅游環(huán)境研究提供了新的視角[15]。

樹木年輪由于具有時(shí)間跨度長、分辨率高、連續(xù)性強(qiáng)、副本易得等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為自然科學(xué)領(lǐng)域尤其是氣候環(huán)境重建研究方面的重要代用指標(biāo)。已有不少學(xué)者在樹木年輪中的元素含量與環(huán)境污染過程研究方面取得了較大的進(jìn)展，如錢君龍等通過測(cè)定白樺1995年年輪中的元素含量并與根部的暗棕壤對(duì)比分析，得出兩者存在對(duì)數(shù)線性關(guān)系[16]；楊銀科等用濕法消化和ICP法檢測(cè)了西安市云杉樹輪樣品中S和Pb元素的含量，并與地區(qū)的能源消耗及機(jī)動(dòng)車輛保有數(shù)量對(duì)比分析，得出汽車尾氣排放為當(dāng)?shù)卮髿馕廴局饕虻慕Y(jié)論[17]；劉禹等測(cè)定西安市某廢棄鋼鐵廠附近的油松年輪中的多種重金屬元素含量，發(fā)現(xiàn)其含量皆呈上升的趨勢(shì)并與廢棄鋼鐵廠的發(fā)展歷史相一致[18]。此外，蔡云鋒通過測(cè)定重慶市酉陽縣多年重金屬元素含量并與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立環(huán)境庫茲涅茨曲線，分析當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染的變化特征[19]。遺憾的是，借助樹木年輪探討旅游活動(dòng)對(duì)旅游生態(tài)環(huán)境的影響的研究比較欠缺，僅有吳澤民等在黃山景區(qū)解析了黃山松年輪S及重金屬元素含量動(dòng)態(tài)與旅游活動(dòng)的關(guān)系[20]。王瓊在太白山景區(qū)探究了氣候變化與旅游活動(dòng)影響下的樹輪元素響應(yīng)特征[21]。

鑒于此，本文基于旅游地多島效應(yīng)理論，重點(diǎn)考察其中的重金屬島效應(yīng)，即檢測(cè)由旅游相關(guān)活動(dòng)產(chǎn)生的重金屬污染物在旅游地的累積情況。研究思路是借助樹木年輪分析方法，采集測(cè)定研究區(qū)內(nèi)高暴露度樹木年輪的重金屬元素的含量作為環(huán)境響應(yīng)代用指標(biāo)，從年際和年內(nèi)（早晚材或淡旺季）兩個(gè)時(shí)間分辨率來解析重金屬元素含量的變遷特征及其與研究區(qū)旅游接待人數(shù)及人均旅游收入等旅游活動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系，并借助旅游本底趨勢(shì)線理論分析其歷年變化特點(diǎn)，進(jìn)而揭示旅游地重金屬島效應(yīng)的變動(dòng)特征與響應(yīng)規(guī)律，最終厘清旅游活動(dòng)強(qiáng)度變化下的旅游地生態(tài)環(huán)境變遷特征與響應(yīng)關(guān)系，以期進(jìn)一步驗(yàn)證旅游地多島效應(yīng)理論以及樹輪元素分析方法在旅游生態(tài)環(huán)境研究的應(yīng)用，為旅游地環(huán)境保護(hù)與管理提供歷史借鑒與科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 研究區(qū)概況

廬山位于東經(jīng)115°52′～116°08′，北緯29°26′～29°41′，地處江西省九江市廬山區(qū)境內(nèi)，北臨長江，東瀕鄱陽湖，總體面積約為302 km2。1982年廬山成為我國首批國家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)，并且此后相繼獲得“世界文化景觀”“世界地質(zhì)公園”以及“聯(lián)合國CCC/UN優(yōu)秀生態(tài)旅游景區(qū)”等榮譽(yù)[22]。2007年廬山被批準(zhǔn)成為國家5A級(jí)旅游景區(qū)，且在2009年順利舉辦了首屆中國廬山世界名山大會(huì)，成為世界名山協(xié)會(huì)永久注冊(cè)地。廬山自然資源豐富，文化底蘊(yùn)深厚，自然與人文景觀相結(jié)合，吸引了大量的海內(nèi)外游客。2005年，廬山風(fēng)景名勝區(qū)接待游客約154.3萬人次1，2015年約1503.9萬人次2，10年間廬山接待游客量增長近8倍，這使得以廬山作為案例區(qū)研究旅游與環(huán)境之關(guān)系具有代表性的現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 樣品采集

樹木年輪樣品均為2015年8月于廬山景區(qū)內(nèi)采集所得，由于廬山景區(qū)大部分的景點(diǎn)以及道路主要分布在牯嶺鎮(zhèn)的西南部，該區(qū)域的旅游活動(dòng)強(qiáng)度較之其他地段更強(qiáng)，對(duì)環(huán)境影響也更為突出，因此采樣點(diǎn)聚焦于牯嶺鎮(zhèn)西南方向如琴湖一帶，采樣樹種為杉木，采樣海拔在950 m左右（表1）。為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，選擇樣點(diǎn)環(huán)境近似、周圍無枯樹、利于樹木天然生長的地段。使用生態(tài)環(huán)保的生長錐進(jìn)行采樣，在10棵樹木的同一水平面上各采集垂直交叉的兩個(gè)樹芯樣品，分別作為實(shí)驗(yàn)樣品與副本。此外，本文中的旅游數(shù)據(jù)如2006—2014年旅游地接待游客量及人均旅游收入均來自江西省廬山風(fēng)景名勝區(qū)管理局。

1.3 原理與測(cè)試方法

1.3.1 樹輪分析原理

如前所述，本文重點(diǎn)考察旅游地多島效應(yīng)理論中的旅游地重金屬島效應(yīng)，這主要借助樹木年輪分析的原理與方法。樹輪是指在樹木的橫截面上形成的深淺顏色相間的同心環(huán)，每一樹輪可分為早材和晚材，早材形成于水熱條件較好的時(shí)期，細(xì)胞體積大、顏色淺，占據(jù)年輪寬度的主要部分，而晚材形成于水熱條件較差的時(shí)期，細(xì)胞小，顏色較深，寬度較窄。由于廬山的旅游需求主要受自然氣候環(huán)境影響，廬山旅游旺季在夏半年，對(duì)應(yīng)樹輪早材形成期，淡季則在冬半年，對(duì)應(yīng)晚材形成期。由此，可通過對(duì)比分析旅游地樹輪中早晚材的重金屬含量，區(qū)別不同強(qiáng)度的旅游活動(dòng)影響下樹輪重金屬元素含量的響應(yīng)程度，進(jìn)而揭示旅游與環(huán)境之關(guān)系。

樹輪元素分析方法的基本原理是假定年輪中重金屬元素的含量固定不變或者變化不明顯，借助年輪中所記錄每年重金屬的含量反映樹木所在環(huán)境中重金屬元素含量的變化特征[19]。從樹輪中獲取的數(shù)據(jù)普遍認(rèn)為具有時(shí)間跨度長、分辨率高、連續(xù)性強(qiáng)、副本易得等優(yōu)勢(shì)，并且樹輪分析理論與方法已逐漸成熟，已有不少學(xué)者將樹木年輪分析方法應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測(cè)以及環(huán)境污染歷史重建等研究中。本文據(jù)此測(cè)定廬山風(fēng)景名勝區(qū)樹輪中早晚材的重金屬，著重分析旅游活動(dòng)干擾下旅游地環(huán)境中重金屬元素含量的變遷與響應(yīng)。

1.3.2 重金屬測(cè)試方法

在野外完成采樣后，將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)處理與重金屬元素的含量測(cè)定。首先，對(duì)采集的樣品進(jìn)行預(yù)處理，即進(jìn)行固定、磨光、描述，磨光時(shí)要確保年輪分界線清晰，便于判斷樣本的生長情況。然后，采用SKELETON法進(jìn)行逐步交叉定年，采用COFECHA程序控制定年質(zhì)量，確定對(duì)應(yīng)的生長年份以及根據(jù)樹木年輪的形成特征分辨早材與晚材，在顯微鏡下利用雕刻刀將對(duì)應(yīng)年份的早晚材逐輪剝離，將同年季的樣品歸并，最終從10條樹芯得到20份待測(cè)樣品（從2005年的晚材至2015年的早材）。測(cè)定前，對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行烘干與粉碎處理，并采用HNO3?HCIO3對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行消解。消解完全后將樣品溶液轉(zhuǎn)移至比色管中定容待測(cè)。實(shí)驗(yàn)采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）檢測(cè)樣品中Cr、Cu、Ni、Zn元素的含量，采用石墨爐-原子吸收分光光度法檢測(cè)Pb元素含量。所有測(cè)定均在中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所完成。需要指出，由于采樣時(shí)間在2015年8月，2015年年輪晚材并未完全形成，雖然測(cè)定了20份樣品（包括2005年的晚材和2015年的早材），但是考慮到單年數(shù)據(jù)的完整性，這兩個(gè)起止數(shù)據(jù)并未用在計(jì)算單年平均含量時(shí)（因此平均含量的研究時(shí)段為2006—2014），而只是分別用在晚材和早材與旅游活動(dòng)的相關(guān)分析中。

2 樹輪重金屬元素對(duì)旅游活動(dòng)的響應(yīng)

2.1 重金屬元素含量的統(tǒng)計(jì)分析

從表2中可以看出，2006—2014年期間，5種重金屬Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的平均值含量皆早材高于晚材（此處通過獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，結(jié)果表明早晚材中重金屬含量不構(gòu)成顯著性差異，但是通過對(duì)比兩者平均值，仍是存在較明顯差異），且分別高出了7.05%、18.25%、8.92%、5.19%、6.10%，說明了在廬山景區(qū)的旅游旺季，旅游活動(dòng)更為突出，樹輪中積累的重金屬含量明顯高于旅游淡季，也就是說，旅游地重金屬島效應(yīng)旅游旺季高于旅游淡季。其中，樹輪中Cu元素的含量的增幅較其他重金屬元素更大。從樹輪中5種重金屬元素的變異系數(shù)來看，早材中Cu、Ni元素的變異系數(shù)皆大于0.3且相差較小，說明兩者在旅游旺季受外界干擾因素影響較大。除了Pb、Zn元素外，其他重金屬元素的變異系數(shù)晚材小于早材，反映了旅游淡季積累的Cr、Cu、Ni含量年際變動(dòng)小，而在旅游旺季積累元素含量年際變動(dòng)較大。

2.2 重金屬含量與旅游活動(dòng)的相關(guān)分析

2.2.1 年際樹輪重金屬含量與旅游活動(dòng)

由于測(cè)試成本及測(cè)試用量的要求，研究采取的是將10條樹芯同年份的樣本累積到一起去測(cè)試，結(jié)果應(yīng)為反映這些樣本所在區(qū)域的某個(gè)年份（內(nèi)）的平均含量（或狀況）。因此，選取旅游地接待游客量和人均旅游收入來衡量旅游地旅游活動(dòng)的強(qiáng)度，并依次對(duì)廬山景區(qū)樹輪中5種重金屬多年平均含量、早晚材中的重金屬含量與旅游活動(dòng)作相關(guān)分析（表3）。

從表3看出，5種重金屬元素中僅有Cu、Ni的多年平均含量與旅游活動(dòng)的相關(guān)系數(shù)通過置信水平為0.05的顯著性檢驗(yàn)，并且呈現(xiàn)較強(qiáng)的正相關(guān)。其中，Ni含量與旅游地接待游客量及人均旅游收入的相關(guān)系數(shù)分別為0.720、0.709，Cu含量與其相關(guān)系數(shù)依次為0.857、0.870，其多年平均含量與景區(qū)旅游活動(dòng)的相關(guān)性相對(duì)最強(qiáng)。

2.2.2 年內(nèi)早晚材重金屬含量與旅游活動(dòng)

除了晚材中Zn元素含量與接待游客量的相關(guān)性在0.05水平上顯著外，晚材中其他重金屬元素含量與旅游活動(dòng)的相關(guān)性不強(qiáng)，且皆不通過顯著性檢驗(yàn)（表3）。相反，早材中的Cr、Cu、Ni、Pb4種重金屬元素含量與旅游活動(dòng)的相關(guān)系數(shù)皆大于0.75，呈現(xiàn)強(qiáng)的正相關(guān)性，且通過置信水平為0.05的顯著性檢驗(yàn)。

從整體的分析結(jié)果來看，樹輪中積累的重金屬元素含量與旅游地的接待游客量以及人均旅游收入存在一定的相關(guān)關(guān)系，如Cu、Ni元素。對(duì)比早晚材與旅游活動(dòng)相關(guān)性分析結(jié)果可知，在旅游旺季時(shí)段，樹輪中重金屬元素含量與旅游活動(dòng)的相關(guān)性更為顯著，旅游旺季的旅游活動(dòng)對(duì)于樹輪早材中積累的重金屬的貢獻(xiàn)更大。結(jié)合上述5種重金屬含量的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果說明，在旅游旺季，人類旅游活動(dòng)越強(qiáng)，進(jìn)入環(huán)境中的重金屬元素含量越多，樹輪中累積的重金屬污染物含量也隨之增大，旅游地重金屬島效應(yīng)也隨之增強(qiáng)。

3 旅游活動(dòng)與重金屬含量的本底趨勢(shì)線對(duì)比分析

3.1 本底趨勢(shì)線擬合

旅游本底趨勢(shì)線是指在自然條件下，境外及境內(nèi)旅游業(yè)的發(fā)展不受突發(fā)事件的沖擊和干擾下所形成的固有的趨勢(shì)線方程，通過結(jié)合統(tǒng)計(jì)線對(duì)比分析，旅游本底線可揭示地區(qū)旅游業(yè)發(fā)展的固有趨勢(shì)以及具有預(yù)測(cè)未來發(fā)展的功能[23]。旅游業(yè)是一項(xiàng)相對(duì)脆弱的產(chǎn)業(yè)，當(dāng)受到突發(fā)性危機(jī)事件的影響時(shí)，旅游業(yè)發(fā)展受阻，其實(shí)際值會(huì)偏離于理想值。若旅游地樹輪中的重金屬含量與該地域的旅游發(fā)展存在緊密聯(lián)系，則上述的偏離也會(huì)體現(xiàn)在歷年重金屬含量的變遷中。本文對(duì)廬山景區(qū)的接待游客量、人均旅游收入以及樹輪中5種重金屬元素含量進(jìn)行本底趨勢(shì)線擬合，探討旅游地不同年份的旅游活動(dòng)與樹輪重金屬元素含量所指示的旅游地重金屬島效應(yīng)的響應(yīng)程度。

一個(gè)時(shí)間序列是由長期趨勢(shì)T（t）、季節(jié)變動(dòng)S（t）、循環(huán)變動(dòng)C（t）以及不規(guī)則變動(dòng)I（t）綜合作用的結(jié)果[24]。吳曉娟等通過建立時(shí)域組合模型，依次模擬環(huán)境指標(biāo)的時(shí)間序列變化過程中趨勢(shì)項(xiàng)、周期項(xiàng)以及隨機(jī)項(xiàng)，從而對(duì)西安市城區(qū)地下水污染進(jìn)行預(yù)測(cè)[25]。張鐵生等和孫根年等基于多尺度時(shí)域組合建模的思路對(duì)旅游地的客流量及旅游收入進(jìn)行模擬，得出其歷年的變化趨勢(shì)[26-27]。

本文借鑒孫根年的研究結(jié)果進(jìn)行本底趨勢(shì)線的擬合：先對(duì)時(shí)間序列上的異常值進(jìn)行插值，插值公式為[yn=ya+（n-na）×d，][yn]表示需要修正的異常值，[ya]為內(nèi)插的起始值，[n]為需要修正數(shù)據(jù)的年份，a為內(nèi)插起始值的所在年份，d為內(nèi)插的公差，即[d=（yb-ya）/（nb-na），][yb]為內(nèi)插終止值，[nb]為內(nèi)插終止值的所在年份[23]。然后將廬山景區(qū)的接待游客量、人均旅游收入以及5種重金屬元素含量的時(shí)間序列變化過程分為長期趨勢(shì)T（t）、周期波動(dòng)C（t）以及不規(guī)則變動(dòng)I（t），其中，不規(guī)則變動(dòng)包括對(duì)區(qū)域旅游業(yè)發(fā)展帶來嚴(yán)重沖擊及影響的突發(fā)性事件，由于本底線所呈現(xiàn)的是時(shí)間序列天然的固有的發(fā)展變化過程，因此僅對(duì)時(shí)間序列中的T（t）與C（t）進(jìn)行復(fù)合模型模擬（結(jié)果見表4）。長期趨勢(shì)T（t）的模擬，主要采用3種較常用的趨勢(shì)線模型：（1）直線型趨勢(shì)線；（2）指數(shù)型趨勢(shì)線；（3）拋物線型趨勢(shì)線。由于本文研究的時(shí)間序列相對(duì)較短，因此周期波動(dòng)C（t）的模擬采用[T（t）=Aertsin（wt+q）]方程模型[27]。

3.2 廬山景區(qū)旅游本底線及樹輪重金屬含量的本底線對(duì)比分析

本文以時(shí)間為自變量，以修正后的旅游地接待游客量與人均旅游收入為因變量，進(jìn)行復(fù)合曲線的擬合，且與統(tǒng)計(jì)值相比較（圖1），其本底趨勢(shì)線的[R2]分別為0.991、0.996。

從圖1可以看出，2006—2014年廬山景區(qū)接待的游客量以及人均旅游收入呈明顯的上升趨勢(shì)，但是從統(tǒng)計(jì)折線的斜率來看，存在部分增長率較低的年份，如與2009年26.53%的游客量增長率，31.84%的人均旅游收入增長率相比，2010年游客量增長率僅為8.49%，人均旅游收入增長率為13.73%，其增長率皆低于歷年的平均水平；與2013年24.27%的游客量增長率，38.54%的人均旅游收入增長率相比，2012年增長速度也明顯放緩，分別為22.07%與23.54%。此外，通過對(duì)比本底值與統(tǒng)計(jì)值，可看出2008年、2010年以及2012年都存在較大的偏差，在圖中兩曲線出現(xiàn)明顯的“凹形谷”。這是由于2008年的金融危機(jī)、2010年6月我國南方發(fā)生的洪澇災(zāi)害以及2012年夏季持續(xù)的特大暴雨使得廬山旅游業(yè)受挫，游客量減少，人均旅游收入也較往年低。

另外，本文以時(shí)間為自變量，以修正后的Cr、Cu、Ni、Pb、Zn這5種重金屬元素含量為因變量，進(jìn)行復(fù)合曲線的擬合，并與觀測(cè)值相比較（圖1），其本底趨勢(shì)線的R2分別為0.985、0.97、0.972、0.925、0.99。從2006—2014年，Cr、Cu、Ni、Pb這4種重金屬元素的含量呈較明顯上升趨勢(shì)，而Zn元素在2012年以前呈下降趨勢(shì)，在2012年后則逐漸回升。其中，Ni元素的含量雖從整體上看逐年增加，但波動(dòng)變化顯著。

將樹輪重金屬元素的本底值與實(shí)際觀測(cè)值對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)在金融危機(jī)爆發(fā)的時(shí)段（2007—2009年），5種元素含量的觀測(cè)值與本底值都有明顯的偏差，呈現(xiàn)明顯的“凹形谷”；在南方特大暴雨發(fā)生的2010年，除Cr、Ni兩種元素實(shí)際值與本底值的偏差不大外，Cu、Pb、Zn這3種元素含量的觀測(cè)值與本底值都有明顯的偏差；在連續(xù)發(fā)生洪澇災(zāi)害以及受到強(qiáng)臺(tái)風(fēng)侵襲的2012年，Cu、Pb、Zn這3種元素含量的觀測(cè)值與本底值都出現(xiàn)較小的偏差。此外，在爆發(fā)自然災(zāi)害的2010年與2012年，Cr、Ni兩種元素實(shí)際含量與本底值并未在當(dāng)年形成“凹形谷”，反而出現(xiàn)在洪澇災(zāi)害發(fā)生的后一年，說明其對(duì)旅游活動(dòng)干擾的響應(yīng)可能存在滯后性。

綜上所述，不同年份的和不同強(qiáng)度的旅游活動(dòng)與廬山景區(qū)內(nèi)樹輪中的重金屬含量變化也存在明顯的響應(yīng)關(guān)系。在金融危機(jī)、自然災(zāi)害等危機(jī)事件發(fā)生的年份，當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展受阻，旅游活動(dòng)的強(qiáng)度降低，旅游活動(dòng)對(duì)旅游地自然環(huán)境的干擾減弱，從而間接減少旅游環(huán)境中污染物的積累，旅游地重金屬島效應(yīng)減弱。相反，在景區(qū)旅游業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的年份里，旅游活動(dòng)強(qiáng)度和頻度增加，旅游地對(duì)資源的消耗增加，向環(huán)境排放的廢棄物增多，通過分解作用進(jìn)入旅游環(huán)境并且在樹輪中積累的重金屬含量也隨之增加，旅游地重金屬島效應(yīng)增強(qiáng)。

從在廬山的實(shí)證可知，由于受到金融危機(jī)及自然災(zāi)害等突發(fā)事件的影響，廬山景區(qū)旅游活動(dòng)減弱，如2008年、2010年及2012年，旅游地樹輪中的部分重金屬含量相應(yīng)減少。如Cu、Pb、Zn元素的含量變化與旅游活動(dòng)強(qiáng)度的響應(yīng)較明顯，皆在旅游危機(jī)事件發(fā)生的年份，形成不同程度的“凹形谷”。另外，雖2010年、2012年同樣受到自然災(zāi)害而使得旅游活動(dòng)減弱，但是對(duì)比兩年接待游客量與人均旅游收入增長率以及重金屬實(shí)際觀測(cè)值與本底值的偏差程度，可發(fā)現(xiàn)2010年旅游業(yè)發(fā)展速度比2012年的要慢，樹輪中重金屬含量偏差程度比2012年的要大?？赏茰y(cè)這不僅因?yàn)槭艿阶匀粸?zāi)害的影響，而且是由于2010年夏季在上海舉行了由我國舉辦的首屆世博會(huì)，展會(huì)吸引了眾多海內(nèi)外游客，使得在2010年的旅游旺季，世博會(huì)舉辦區(qū)成為國內(nèi)旅游的熱門線路，而廬山等受災(zāi)地區(qū)成為旅游冷點(diǎn)。從而使得廬山景區(qū)內(nèi)旅游活動(dòng)強(qiáng)度降低更明顯，對(duì)旅游地環(huán)境干擾減弱，積累在樹輪的重金屬含量也隨之下降，旅游地重金屬島效應(yīng)也隨之減弱。

4 結(jié)論與展望

4.1 初步結(jié)論

通過測(cè)定廬山景區(qū)內(nèi)杉木年輪中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn這5種重金屬元素含量，解析早晚材中重金屬元素含量與廬山景區(qū)歷年接待游客量及人均旅游收入的相關(guān)關(guān)系，以及借助旅游本底趨勢(shì)線理論分析歷年變化的響應(yīng)關(guān)系，旨在考察旅游地重金屬島效應(yīng)的變動(dòng)特征與響應(yīng)規(guī)律，進(jìn)而揭示旅游活動(dòng)強(qiáng)度變化下的旅游地生態(tài)環(huán)境的變遷與響應(yīng)，得到以下初步認(rèn)識(shí)：

（1）根據(jù)測(cè)定的廬山景區(qū)內(nèi)樹輪樣品中的5種重金屬元素含量的描述性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，5種重金屬元素含量的平均值皆早材高于晚材，說明相對(duì)于旅游淡季，旅游旺季的旅游活動(dòng)強(qiáng)度大，與旅游活動(dòng)相關(guān)的進(jìn)入水土氣的污染物排放增加（如游客到訪與接待服務(wù)使得旅游地廢物、廢氣、廢水排放增加），從而使得樹輪中積累的重金屬元素含量隨之增加，旅游地重金屬島效應(yīng)也隨之增強(qiáng)。此外，Cr、Cu、Ni這3種重金屬元素含量的變異系數(shù)皆早材大于晚材，且Cu、Ni的變異系數(shù)大于0.3，說明Cr、Cu、Ni在旅游旺季積累量的年際變化波動(dòng)較大，而在旅游淡季波動(dòng)較小。

（2）通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)年際尺度與年內(nèi)尺度元素響應(yīng)存在差異：在年際尺度，5種重金屬元素的年均含量與接待游客量以及人均旅游收入的相關(guān)性并不一致，僅有Cu、Ni元素的年均含量與接待游客量以及人均旅游收入呈較強(qiáng)的正相關(guān)。在年內(nèi)尺度，除Zn元素外，其他4種重金屬元素早材中的含量與接待游客量以及人均旅游收入的相關(guān)系數(shù)皆大于0.75，呈強(qiáng)正相關(guān)，而晚材中僅Zn元素與接待游客量呈負(fù)相關(guān)。說明歷年旅游活動(dòng)強(qiáng)度與大部分重金屬的年均含量以及淡季積累的含量的相關(guān)性不強(qiáng)，但其與旺季積累的重金屬含量呈強(qiáng)正相關(guān)。反映了景區(qū)環(huán)境對(duì)于年內(nèi)不同強(qiáng)度的旅游活動(dòng)響應(yīng)差異：在旅游旺季的夏半年，旅游活動(dòng)較強(qiáng)烈，對(duì)旅游環(huán)境的干擾更為深刻，使得旅游地重金屬島效應(yīng)顯著增加；在旅游淡季的冬半年，旅游活動(dòng)強(qiáng)度減弱，對(duì)旅游環(huán)境的干擾相對(duì)輕微，使得旅游地重金屬島效應(yīng)減弱。

（3）通過擬合2006—2014年旅游地接待游客量與人均旅游收入以及5種重金屬元素含量的本底趨勢(shì)線，得出三者在廬山景區(qū)均呈現(xiàn)不同程度上升態(tài)勢(shì)，其中，Zn元素的年均含量出現(xiàn)先降后升。這反映廬山景區(qū)樹輪的重金屬元素含量所指示的旅游地重金屬島效應(yīng)與景區(qū)的旅游活動(dòng)的年際變化基本同步一致，且隨景區(qū)旅游業(yè)的發(fā)展而增強(qiáng)。

（4）通過對(duì)比本底值與實(shí)際值，得出在旅游危機(jī)事件發(fā)生的年份，廬山旅游發(fā)展受阻，樹輪中重金屬含量明顯減少，在對(duì)應(yīng)年份形成較明顯的“凹形谷”。尤其是在2007—2009年發(fā)生的全球金融危機(jī)對(duì)廬山旅游業(yè)造成較大影響，使得廬山游客量減少，旅游活動(dòng)強(qiáng)度減弱，景區(qū)樹輪中的5種重金屬實(shí)際含量與本底值也出現(xiàn)偏差。另外，在2010年、2012年我國南方地區(qū)（涉及廬山旅游客源地）在夏季（旅游旺季）頻繁受到洪澇災(zāi)害的影響，使得客源地的旅游需求減弱，且旅游通道受阻，旅游目的地中部分景點(diǎn)發(fā)生滑坡、塌方等地質(zhì)災(zāi)害，旺季游客量減少，導(dǎo)致Cu、Pb、Zn實(shí)際含量與本底值也發(fā)生明顯的偏差，但Cr、Ni元素的偏差在時(shí)間上存在滯后。這說明年際樹輪重金屬元素含量對(duì)旅游活動(dòng)強(qiáng)度變化存在響應(yīng)關(guān)系：在旅游活動(dòng)較弱的年份，樹輪中的重金屬元素積累減少，旅游地重金屬島效應(yīng)減弱；旅游活動(dòng)較強(qiáng)的年份，樹輪中的重金屬元素積累增加，旅游地重金屬島效應(yīng)增強(qiáng)。

4.2 展望

本文基于旅游地多島效應(yīng)理論特別是旅游地重金屬島效應(yīng)的原理與方法，以廬山風(fēng)景名勝區(qū)為實(shí)證，通過實(shí)測(cè)的樹輪重金屬元素含量，從年際與年內(nèi)的時(shí)間角度探討和檢驗(yàn)不同旅游活動(dòng)強(qiáng)度下旅游地生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)特征與規(guī)律。雖然存在時(shí)間序列短、樹種單一、樣本數(shù)量小及樹輪元素積累與遷移規(guī)律復(fù)雜的局限，但應(yīng)屬于借助自然科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法探究人文社會(huì)干擾下的環(huán)境問題的一次積極嘗試，可為旅游與環(huán)境的深入研究提供判據(jù)，對(duì)樹木年輪分析方法在旅游地生態(tài)環(huán)境研究以及景區(qū)環(huán)境污染監(jiān)測(cè)方面具有參考價(jià)值。此外，對(duì)旅游與環(huán)境研究、旅游地多島效應(yīng)理論及樹輪分析等實(shí)驗(yàn)方法在旅游研究中的應(yīng)用作如下展望：

（1）自然與人文相結(jié)合開展交叉綜合研究是科學(xué)研究重要的方向之一。這不是簡單的自然科學(xué)人文化，也不是社會(huì)科學(xué)的自然化和實(shí)驗(yàn)化，而是倡導(dǎo)兩者的有機(jī)結(jié)合與互補(bǔ)共贏，旅游地多島效應(yīng)理論就是從城市熱島效應(yīng)借鑒演化而來應(yīng)用于旅游研究的一種新結(jié)合。

（2）旅游與環(huán)境研究亟須理論支撐，尤其需要將現(xiàn)有的旅游地生命周期理論（代表時(shí)間過程）、旅游地多島效應(yīng)理論（體現(xiàn)空間格局）、旅游地環(huán)境庫茲涅茨曲線（揭示互動(dòng)機(jī)制）等整合運(yùn)用，以期全面深入的厘清旅游地旅游發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)關(guān)系。

（3）景區(qū)內(nèi)部污染元素的來源解析將是未來旅游與環(huán)境研究的重點(diǎn)方向。誠然，旅游地內(nèi)部的樹輪重金屬元素主要產(chǎn)生自與旅游地相關(guān)的各類旅游活動(dòng)，因此是反映旅游地旅游環(huán)境效應(yīng)的重要代用指標(biāo)，但是如何區(qū)分解析不同元素的來源，以及吃、住、行、游、購、娛等不同旅游環(huán)節(jié)對(duì)元素累積的貢獻(xiàn)將是值得進(jìn)一步探討的重要議題，這也是進(jìn)一步探究旅游地重金屬島效應(yīng)變動(dòng)與響應(yīng)規(guī)律的重要內(nèi)容。

（4）樹木年輪分析具有時(shí)間跨度長、分辨率高、連續(xù)性強(qiáng)、副本易得等優(yōu)勢(shì)，在人文社會(huì)科學(xué)研究領(lǐng)域尤其是人類旅游活動(dòng)的環(huán)境效應(yīng)測(cè)度與評(píng)價(jià)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，值得在不同類型、不同地理格局、不同生命周期階段的旅游地深入開展實(shí)證工作，以提煉和優(yōu)化基于樹輪方法的旅游環(huán)境效應(yīng)分析原則與框架。

（5）可以預(yù)見，未來開展旅游環(huán)境效應(yīng)研究，必須注重理論、方法及實(shí)證創(chuàng)新，除了在大眾旅游地采集分析樹輪外，或可考慮在冰雪旅游地采集分析冰芯，在巖溶洞穴旅游地采集分析石筍，在島嶼濱海旅游地采集分析珊瑚，在湖泊內(nèi)河旅游地采集分析沉積物，將這些曾經(jīng)用于連續(xù)高分辨率氣候環(huán)境重建的代用指標(biāo)應(yīng)用于旅游環(huán)境研究，將是未來值得嘗試和開拓的重要領(lǐng)域。

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Abstract： There is value in studying the influence of tourism activities in various tourist destinations， yet some deficiencies persist in the continuous， precise， and quantitative reconstruction and evaluation of environmental effects of such activities during peak and slack tourism seasons and on the inter-annual time scale. The present research is based on the theory of destination island effects （DIEs； the notion that tourist destinations are expected to undergo effects in which one or more environmental indexes of tourist destinations are significantly higher than those of surrounding non-tourism areas）， especially on the principles and methods of the destination heavy-metal island effect. The concentrations of five heavy metal elements （chromium [Cr]， copper [Cu]， nickel [Ni]， lead [Pb]， zinc [Zn]） were analyzed from 2005 to 2015. These were gathered from the earlywood （corresponding to tourism peak season） and latewood （corresponding to tourism slack season） of the tree rings of high-exposure Cunninghamia trees in Lushan Mountain scenic areas. Then， to explore the characteristics and the laws of how the environment in a tourist destination responds to differing intensities of tourist activities during different periods， we performed correlation analysis gauging the concentrations of heavy metals and tourist arrival amount and per-capita tourism income on the inter-annual and intra-annual time scales， and conducted comparison analysis between background values and actual values. The results showed： 1） The average concentrations of the five heavy metal elements in the earlywood were higher than those in the latewood， and the coefficient of variations of Cr， Cu， and Ni gathered from the earlywood were also higher than those from the latewood. This indicated the intensity of the heavy metal island effect can effectively respond to the intensities of tourist activities. 2） A response difference occurred between different kinds of heavy metal elements and tourist activities on different time scales. The annual averages for Cu and Ni and the concentrations of Cr， Cu， Ni， and Pb accumulated in earlywood （in the peak tourism season） showed strong positive correlations with the amounts of tourist arrivals and with per-capita tourism income， while the concentration accumulated in latewood （in the tourism slack season） showed no correlation with them. 3） The background trend line demonstrated that the tourism development and the heavy metal concentration increased in differing degrees， and that deviation between background values and actual values of tourism development also increased. Heavy metal contents corresponded to the same periods when a tourism crisis resulting from factors such as a financial crisis and natural disasters occurred. 4） The heavy metal content of the tree rings， indicating the change of the destination heavy metal island effect， clearly corresponded to the change in the tourist activity level， so it is possible to generalize and verify the tree ring elemental analysis. Finally， we summarized the findings and provided an outlook for research on tourism and the environment， application of DIEs theory， and an analysis of the use of tree rings in future tourism studies.

Keywords： tourist activities； environmental effect； Destination Island Effects； tree-rings heavy metal elements； response research； Lushan

[責(zé)任編輯： 魏云潔；責(zé)任校對(duì)： 吳巧紅]