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摘要：中國(guó)地下河洞穴并非都適宜旅游開(kāi)發(fā)，需要確定適宜的評(píng)價(jià)因素對(duì)其資源條件進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究選取洞穴規(guī)模、景觀資源、區(qū)位、水量、地下河規(guī)模形態(tài)、水質(zhì)作為影響巖溶地下河旅游開(kāi)發(fā)的主要影響因素，建立旅游開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重。通過(guò)模糊數(shù)學(xué)法對(duì)5個(gè)巖溶地下河洞穴評(píng)價(jià)因子進(jìn)行隸屬度判斷，并確定最終得分。結(jié)果表明：在巖溶地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)過(guò)程中，首要考慮的因素為洞體規(guī)模。19個(gè)評(píng)價(jià)因子中洞底面積、交通條件、地下河流量較為重要，分別占總分的12.96%、11.14%、11.11%。建立模型對(duì)5個(gè)實(shí)例進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)與前人研究成果對(duì)比，評(píng)價(jià)體系模型和方法客觀、合理、有效。

關(guān)鍵詞：地下河洞穴開(kāi)發(fā);影響因素;隸屬度判斷;層次分析法;模糊數(shù)學(xué)法

中圖分類(lèi)號(hào)：[S-9]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200115054

收稿日期：2019-11-12

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“中國(guó)西南巖溶區(qū)旱澇災(zāi)害演變機(jī)理及水安全”（項(xiàng)目編號(hào)：41172230/D0213）;桂林“1020”創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)計(jì)劃重點(diǎn)應(yīng)用項(xiàng)目“基于人地耦合的漓江流域生態(tài)保護(hù)及修復(fù)技術(shù)研究示范”（項(xiàng)目編號(hào)：20170214）;“南寧市巖溶發(fā)育規(guī)律及其對(duì)地鐵建設(shè)影響研究”（項(xiàng)目編號(hào)：NNGD-00-JF00-201602）

作者簡(jiǎn)介：張文婷（1991-），女，碩士，工程師。研究方向：水文與水資源、礦山水文地質(zhì)與工程地質(zhì);通訊作者郭純青（1955-），男，教授。研究方向：巖溶環(huán)境地質(zhì)、巖溶水文。

引言

地下河洞穴是指現(xiàn)今仍發(fā)育的充水或半充水的巖溶洞穴，也包括由旱洞與地下河相連形成的洞穴系統(tǒng)[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球巖溶旅游洞穴總數(shù)約1000個(gè)，其中中國(guó)巖溶旅游洞穴總數(shù)超過(guò)743個(gè)[2]，在中國(guó)的旅游事業(yè)中占有重要的地位。中國(guó)多數(shù)巖溶旅游洞穴為旱洞或以旱洞為主的游覽，如中國(guó)最美的6個(gè)洞穴：芙蓉洞、織金洞、騰龍洞、黃龍洞、雪玉洞、本溪水洞，其中本溪水洞是典型的巖溶地下河游覽。單純的以巖溶地下河洞穴或以其為主的“混合型洞穴”所占的比例不高，因?yàn)椴⒎撬械膸r溶地下河洞穴都適宜旅游開(kāi)發(fā)，不僅要具備洞穴開(kāi)發(fā)的一般性美學(xué)特征，還要滿足適宜的水利開(kāi)發(fā)條件。因此，必須對(duì)巖溶地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定適宜的評(píng)價(jià)因素[3]，研究各因素的權(quán)重值，以中國(guó)典型地下河洞穴為實(shí)例，建立評(píng)價(jià)體系。

1地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)實(shí)例選取

據(jù)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所提供的已探明并具有一定開(kāi)發(fā)潛力的1173個(gè)巖溶洞穴資料，巖溶地下河洞穴有209個(gè)，主要分布在西南8省碳酸鹽巖連片分布區(qū)，共164個(gè)，占總數(shù)的78.47%。全國(guó)已開(kāi)發(fā)的巖溶地下河洞穴共37個(gè)，開(kāi)發(fā)率為17.7%。

在實(shí)例的選取過(guò)程中，必須考慮不同自然分區(qū)和不同行政分區(qū)這2個(gè)因素。因此，選取了不同氣候分區(qū)和不同區(qū)位的5個(gè)典型地下河洞穴作為實(shí)例研究（表1），具有典型性和代表性。

2地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)方法

基于層次分析法和模糊數(shù)學(xué)法開(kāi)展地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)，總體的思路為結(jié)合層次分析法和模糊數(shù)學(xué)法各自的特點(diǎn)，通過(guò)層次分析法構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，專(zhuān)家打分法確定判斷矩陣，計(jì)算得出各影響因素的權(quán)重，通過(guò)模糊數(shù)學(xué)理論計(jì)算各影響因素的隸屬度，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[4]。

2.1地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)影響因子選取

地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)影響因素選取一般應(yīng)遵循的原則有科學(xué)性[5]、全面性、代表性。影響因素的選取方法有3種[5]，理論法、專(zhuān)家詢問(wèn)法、頻度法[6，7]。

地下河洞穴旅游資源由于其特殊性，包涵了2種地下巖溶地貌形態(tài)，巖溶洞穴及地下河。因此，對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)時(shí)，不僅需要考慮一般的巖溶洞穴影響因素，還需考慮地下河影響因素。根據(jù)影響因素在旅游影響的作用和功能，選取6個(gè)主要因素作為影響地下河旅游開(kāi)發(fā)的主要影響因素（表2）。

2.2層次分析法

2.2.1建立評(píng)價(jià)體系層次結(jié)構(gòu)模型

層次分析法是將決策問(wèn)題按總目標(biāo)層、評(píng)價(jià)綜合層、評(píng)價(jià)因素層的順序分解為不同的層次結(jié)構(gòu)。

2.2.2構(gòu)造判斷矩陣

構(gòu)建層次模型后，將同一層中各因素相對(duì)于上一層的影響力或重要性兩兩進(jìn)行比較以確定相對(duì)重要性的程度數(shù)值，通過(guò)專(zhuān)家調(diào)查問(wèn)卷，綜合各專(zhuān)家的打分求出其幾何平均值，確定判斷矩陣。

2.2.3評(píng)價(jià)因子權(quán)重的計(jì)算

常用求解判斷矩陣的方法有特征根法、方根法和和積法。一般矩陣向量、最大特征向量和最大特征值所需精度無(wú)需太高，故使用求解方根法判斷矩陣。

2.2.4一致性檢驗(yàn)

確定下層各指標(biāo)對(duì)于上層某一指標(biāo)相對(duì)權(quán)重，通過(guò)對(duì)層次單排序的一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)果相對(duì)權(quán)重值是否準(zhǔn)確。通過(guò)層次總排序一致性檢驗(yàn)，評(píng)價(jià)體系中同一層上的所有指標(biāo)對(duì)體系總目標(biāo)的相對(duì)重要性的權(quán)重值過(guò)程。

2.3模糊數(shù)學(xué)法

2.3.1計(jì)算評(píng)價(jià)因子的隸屬度向量

根據(jù)評(píng)價(jià)因子可分為顯性因子和非顯性因子。地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)因子的顯性因子包括洞穴規(guī)模、地下河水量、地下河水質(zhì)、河道規(guī)模形態(tài);非顯性因子包括景觀資源、區(qū)位。

根據(jù)數(shù)學(xué)模糊理論，將各評(píng)價(jià)因子劃分“好”“較好”“一般”“較差”“差”5個(gè)等級(jí)。對(duì)“好”級(jí)的隸屬度采用“升半梯形”分布函數(shù)，對(duì)“較好”“一般”“較差”級(jí)采用“金字塔形”分布函數(shù)，對(duì)“差”級(jí)采用“降半梯形”分布函數(shù)。

2.3.2模糊綜合評(píng)價(jià)

模糊綜合評(píng)價(jià)就是利用模糊變換原理和最大隸屬度原則，考慮被評(píng)價(jià)事物相關(guān)的各個(gè)因素，對(duì)其所做的綜合評(píng)價(jià)。其步驟包括確定權(quán)重向量、確定隸屬矩陣，最終得到評(píng)價(jià)結(jié)果。

3地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)

3.1基于層次分析法的評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

基于層次分析法構(gòu)建地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)體系（圖1），構(gòu)造地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)適宜性判斷矩陣（表3）。

對(duì)巖溶地下河系統(tǒng)旅游開(kāi)發(fā)影響因素權(quán)重值的一致性檢驗(yàn)（表4、表5），各判斷矩陣的權(quán)重值符合一致性檢驗(yàn)。說(shuō)明通過(guò)層次分析法建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定指標(biāo)體系中各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，并對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行的一致性檢驗(yàn)分析，結(jié)果滿足一致要求。所建立的指標(biāo)體系具有應(yīng)用性和可操作性。

影響地下河洞穴的影響因素按權(quán)重排序，依次為規(guī)模結(jié)構(gòu)因素、地下河水量因素、景觀資源因素和區(qū)位因素、河道規(guī)模形態(tài)因素和水質(zhì)因素。結(jié)果表明，在地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)過(guò)程中，首要考慮的因素為洞體規(guī)模;對(duì)于評(píng)價(jià)因子，前3個(gè)重要評(píng)價(jià)因子依次為洞底面積、交通條件、地下河流量，其占總分的12.96%、11.14%、11.11%。

為確定地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)屬性，需從地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)的一般性影響因素和地下河影響因素2個(gè)維度對(duì)巖溶地下河洞穴進(jìn)行評(píng)價(jià)。等級(jí)附加值判定為：95分為“好”，85分為“較好”，75分為“一般”，65分為“較差”，55分為“差”。運(yùn)用計(jì)算方法可得典型地下河洞穴旅游資源開(kāi)發(fā)得分值（表7），并建立一般影響因素和地下河影響因素二維圖（圖2）。

3.2基于模糊數(shù)學(xué)法的綜合評(píng)價(jià)

基于模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)選取的5個(gè)旅游開(kāi)發(fā)實(shí)例進(jìn)行隸屬度計(jì)算，結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表6。利用數(shù)學(xué)模型對(duì)5個(gè)旅游開(kāi)發(fā)實(shí)例進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，通過(guò)構(gòu)建地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)影響因素評(píng)價(jià)因子的權(quán)重矩陣、隸屬度矩陣。

本溪水洞、隱水洞、冠巖3個(gè)地下河洞穴隸屬得分都屬于“較好”等級(jí)，地下大峽谷和神龍宮屬“一般”等級(jí)。本溪水洞、地下大峽谷、隱水洞、冠巖的一般影響因素的隸屬等級(jí)為“較好”，神龍宮一般影響因素的隸屬等級(jí)為“一般”。本溪水洞地下河影響因素隸屬等級(jí)為“較好”，地下河大峽谷為“較差”，隱水洞、神龍宮、冠巖為“一般”。

一般影響因素得分結(jié)果為冠巖排名最高，隱水洞、本溪水洞次之，神龍宮得分最少;地下河影響因素得分結(jié)果為本溪水洞排名最高，隱水洞、冠巖次之，地下大峽谷得分最少。總得分從高到低依次為冠巖、本溪水洞、隱水洞、神龍宮、地下大峽谷。

3.3評(píng)價(jià)結(jié)果討論

張遠(yuǎn)海學(xué)者[1]對(duì)本溪水洞、冠巖進(jìn)行評(píng)分，結(jié)果是冠巖最好，本溪水洞次之，神龍宮最小。與本文建立體系所得最終分值吻合。劉傳華[8]對(duì)中國(guó)30個(gè)巖溶洞穴的旅游資源綜合評(píng)判，其中包括本溪水洞和冠巖，其通過(guò)資源稟賦和市場(chǎng)條件2方面進(jìn)行評(píng)分，資源稟賦得分與本文中的一般影響因素類(lèi)似，其得分情況與本文中的得分一致，冠巖分值多于本溪水洞的分值，間接證明了本文建立的評(píng)價(jià)體系和對(duì)巖溶地下河洞穴模糊評(píng)價(jià)模型的合理性。

4結(jié)論與建議

地下河洞穴開(kāi)發(fā)影響因素可分為一般影響因素和地下河影響因素。以往的研究成果均集中于對(duì)一般影響因素研究，未針對(duì)巖溶地下河特點(diǎn)。在今后對(duì)巖溶地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)過(guò)程中，地下河的水量、地下河規(guī)模形態(tài)和水質(zhì)影響因素不容忽視。

依據(jù)層次分析法建立的地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)體系，確定權(quán)重值。6個(gè)主要評(píng)價(jià)因素（洞穴規(guī)模因素、景觀資源因素、區(qū)位因素和地下河水量因素、河道規(guī)模形態(tài)因素、水質(zhì)因素）中，首要考慮的因素為洞體規(guī)模。19個(gè)評(píng)價(jià)因子中洞底面積、交通條件和地下河流量占的權(quán)重值較大，對(duì)地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)的影響較大。

地下河洞穴影響因素評(píng)價(jià)本身屬于模糊的概念，而評(píng)價(jià)對(duì)象因素較多，且模糊性較強(qiáng)。利用層次分析法建立地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)體系，確定各影響因子的權(quán)重，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)法確定中國(guó)5個(gè)典型地下河洞穴旅游資源的隸屬等級(jí)和評(píng)分，評(píng)價(jià)體系客觀、適用、合理，為地下河洞穴旅游開(kāi)發(fā)實(shí)踐提供了技術(shù)支撐。

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（責(zé)任編輯木易）