基于聚集分形的旅游景区空间结构演化研究——以桂林市为例，本文主要内容关键词为：桂林市论文,空间结构论文,为例论文,旅游景区论文,分形论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
作为我国首批对外开放城市，桂林的旅游业在取得长足发展的同时也面临着旅游产品老化、竞争力不足、市场吸引力下降、旅游效益增长缓慢等问题。多年来，众多的旅游研究者对桂林旅游业发展变化进行了探入的研究，主要集中在：(1)对旅游生命周期的研究，指出桂林旅游业在经历了引入期、成长期后进入了成熟期阶段[1]；(2)对桂林旅游形象的研究，认为桂林旅游旅游形象仍然应围绕“桂林山水”来进行构建[2]；(3)对桂林旅游布局的研究，提出应充分发挥桂林的旅游影响力，构建以桂林为核心建设环城游憩带的设想[3]，进而辐射桂林周边县市形成大桂林旅游圈[4]；(4)对桂林旅游产品结构的研究，认为应结合桂林城市改造的契机发展城市旅游[5]和会展旅游[6]。
作为以自然景观为核心吸引物的旅游目的地，如何认识桂林旅游发展格局现状，合理布局，成为桂林旅游业再上台阶的重要问题。
2 研究方法
旅游地目的地发展变化很早就受到人们的关注，既有整体上的研究，也有对旅游地内部结构演化的研究。巴特勒(Butler)提出了著名的“旅游地生命周期理论”[7]，成为研究旅游地整体发展变化的经典理论。旅游目的地的内部结构发展变化的研究早期多以“点—轴理论”[8]、增长极理论[9]、“核心—边缘理论”[10]等理论基础上进行。研究方法多采用空间分区描述[11]、景观结构分析[12]、空间聚类[13]和旅游流[14]等方法。
采用分形方法研究旅游目的地空间结构始于20世纪80年代末期。布鲁斯(Bruce T.Milne)[15-16]首先在景观空间结构研究中采用了分形方法，指出分形方法能够对传统的统计分析补充完善，并认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(B.B
lviken)等[17]对北芬诺斯坎底亚25万km[2]的景观进行调查后发现自然现象中自我相似性的存在，纳赛尼尔(Nathaniel A.)等[18]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(Isabelle Thomas)等[19]采用分形方法对比利时瓦隆地区的景观空间形成进行了研究。安德斯(Andreas C.W.Baas)[20]采用分形方法对沿海地貌沙丘植被景观环境进行了模拟。随着分形方法在空间结构研究中的引入[21]，国内戴学军[22]、冯淑华[23]、李风华[24]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。
国内学者在采用分形方法进行研究时多集中分析单一时点旅游目的地的空间结构。本文尝试采用分形方法来对比不同时期上旅游目的地的空间结构，寻找其中的发展规律。
2.1 旅游景区空间结构演化模式
旅游资源由自然环境和人文环境综合构成，由于自然环境本身具有分形特性，在其基础上产生的人类活动也同样具有分形特性[25]，从而导致旅游资源，以及以旅游资源为基础开发的旅游景区也相应的具有分形特性[26]。
旅游景区空间结构的演化类似于有限扩散集团凝聚(Diffusion-Limited Cluster Aggregation)模式[27]。在旅游流的作用下，相邻的旅游景区组成旅游景群，随着旅游流的流动和不断地聚集，形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，通过旅游流联系的多层次的空间结构。受自然地理环境和人文环境的影响，旅游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结构，而且各分支之间存在很强的相似性[28]。这种相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旅游研究中运用较多的一种分形研究方法。
按照分形根据旅游景区空间结构演化模式，假定：在景观组团空间范围内，各景区按照某种自相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，同时不考虑边界效应，且景观组团不是一个几何上的多重分形[27]，则可确定作为景区数目N的函数与回转半径R(N)的关系：
这表明，如果假定正确，可以利用回转半径法测算景区（点）系统空间聚集的分维数。考虑到半径R的单位取值影响分维的数值，可将其转化为平均半径[7]，定义平均半径为：
式中，
为平均半径，
为景观组团内第i个景区到中心景区的欧氏距离（重心距），N为景区个数，<…>表示平均，D为分维。D反映的是周边景区围绕中心景区聚集的特征，故称之为聚集维数。
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距离，再转化为平均半径，改变N得到一系列值，把(，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。
聚集维数反映旅游景观组团的分布密度从中心景区向周边不断衰减特征，反映旅游景观组团的聚集性特征。在旅游目的地的演化过程中，如果中心景区的旅游吸引力足够大，在与其相邻的景区的聚集中相互融合，形成一个景观组团。同时在聚集的过程中，中心景区始终会处于景观组团的相对中心的位置，并保持对周围地区的吸引和辐射作用。当旅游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周围腹地是密度衰减的，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，景观组团整体旅游吸引力呈增加态势，体现出规模递增效益；当D＞2时，景区分布密度随着到中心景区的距离的扩大而增加，说明景观组团分布从中心景区向周围腹地是密度递增的，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，景观组团的旅游吸引力是弱化的；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 研究时间的确定
本文选取1973年、1997年和2007年3个时间节点对桂林旅游景区的空间结构进行分析。其中，1973年桂林现代旅游业正式起步，反映桂林旅游产业发展的本底状态，1997年是桂林第一次编制旅游发展规划的基期年，反映桂林旅游产业在无规划指导下的自发发展状态；2007年是桂林市对上轮旅游发展规划修编的基期年，反映桂林旅游产业在旅游发展规划指导下10年来的发展状态。
3.2 研究对象的选取和分组
在对桂林市旅游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》以及对景区的实地走访，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。
根据旅游景区之间的联系性，参考《桂林市旅游发展总体规划(2001-2020)》所确定的“一个中心（桂林市区），两个次中心（阳朔、兴安）”的桂林旅游空间格局[29]，把研究对象划分为3个景观组团进行研究：市区组团，包括桂林市区和临桂、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，包括阳朔、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，包括兴安、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年桂林市旅游发展规划修编过程中所收集的各景区的GPS数据以及根据Google Earth所查询到的数据。采用Mapgis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（表1－表3），然后以(，N)绘成双对数坐标图（图1－图3），通过最小二乘法求出各景观组团的聚集维数值D（见表4）。
3.4.1 市区组团分析
从表4看出，市区组团的聚集维数
明显小于2，说明市区组团存在显著的聚集分形特性，形成了以市区景群为中心的景区聚集格局，空间结构呈聚集发展模式。其原因应在于：(1)在桂林旅游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”桂林旅游精华旅游资源一直是桂林旅游的核心资源，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，景区发展空间受到城市发展各方向上的约束差别不大，从而形成比较明显的聚集发展模式。
总体上呈明显的增长趋势，但在1973-1997年和1997-2007年两个阶段差异较大。(1)在1997年前值一直很小(＜1)，并且增长缓慢，市区组团的发展呈现出紧密围绕中心景群的点状发展模式，对比表1和表2可以看出，1973年时桂林市景区的值都比较小，在1997年前新增加的景区也都分布在中心景群周边较近的空间范围内。其主要原因应在于：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，增长较快，并在2007年时达到一个较高水平(1.4963)，说明市区组团的发展已经由点状发展模式转向以桂林市区景群为中心的聚集发展模式，2007年景区值明显高于1997年值，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旅游中心的地位得到加强；(3)对比表2和表3可以发现，在1997、2007年的10年中，许多位于桂林市中心的很多景区已经不再是桂林市的主要接待景区。通过对这些景区的详细了解，除了青狮潭景区是列入桂林市饮用水水源地受到水资源保护政策的限制外，其他景区都是因为缺乏竞争力和吸引力，接待旅游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）也有自然主题的旅游景区（南溪山、穿山公园）和人文主题的旅游景区（西山公园、虞山公园），说明旅游产品生命周期的现在还是普遍存在的。
3.4.2 阳朔组团分析
从表4看出，阳朔组团的聚集维数
在不同的时期差异较大，并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)由于旅游业发展初期(1973年）阳朔组团景区数量较少，不能体现出中心景群的聚集作用；(2)阳朔组团包括5个县，空间范围较广，但优势旅游资源和旅游流主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，促进了聚集性的增加。
总体上，值呈明显的降低趋势，但在1973-1997年和1997-2007年两个阶段差异较大。(1)在1997年前值一直很大，阳朔组团的发展呈现出背离中心景群的分散发展模式，对比表1和表2可以看出，在1997年前新增加的景区大多分布在距离中心景群较远的空间范围内。其主要原因在于：周边地区在中心景群旅游效益高的影响下，无视旅游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，无法和中心景群形成良好的聚集融合效应。(2)在1997-2007年之间，值进一步下降，并在2007年时达到一个较低水平(＜2)，说明阳朔组团的发展已经由分散发展模式转向以阳朔县城景群为中心的聚集发展模式，对比表2和表3可以发现，在1997年后新增加的景区大多围绕中心景群在1997年半径内分布的，只有两个景区是（红岩新村和金钟山）的分布是超出该范围的，景区值的变化更加平缓，说明中心景群的聚集空间虽然没有较大的扩张，但聚集空间内的聚集程度在不断提高，阳朔在桂林旅游规划中作为桂林旅游业南部中心的设想得到了实现。(3)对比表2和表3可以发现，阳朔组团中在中心景群同样开始出现由于旅游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年时只有灵渠一个景区，呈现单一点状分布，无法进行聚集维数的计算，因此，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
在两个时期差异很大，并且明显增长。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，在旅游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)兴安组团包括5个县，是桂林市最大的旅游组团，各县旅游发展环境差异较大，影响景区结构演化的因素在空间上差别较大，同时由于县域区划格局的存在对旅游聚集形成的屏蔽，导致景区在发展时无法遵守聚集性原则。
总体上，值呈明显的增长趋势，但在1997年和2007年两个时期差异较大。(1)在1997年值较小(＜1)，表现出较高的聚集性。通过计算景区值，发现周边景区的值很高，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模式，由于空间范围太广(＞20)，景区间缺乏有效的联系。虽然值表现出明显的聚集性，但由于周边景区大多距离中心景群较远，超出了旅游流的扩散范围，无法形成良好的聚集融合效应；(2)对比表2和表3可以发现，在1997-2007年之间新增加的景区大多处在远离中心景群的地域空间，只有1/3的景区是聚集在中心景群周边的，景区值在第5和第6景区之间呈现出明显的跳跃性，从而导致值迅速增加，并在2007年时达到一个较高水平(＞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，兴安在桂林旅游规划中作为桂林旅游北部中心的设想在实际发展中没有实现，形成了龙胜、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个不同景观组团聚集维数的分析，发现桂林旅游空间格局中各组团分布的地理空间特性和发展趋势的差别：市区组团以桂林市区为中心，由点状发展模式(＜1)逐步向面状发展模式(1＜＜2)扩展；阳朔组团以阳朔为中心，由分散发展模式(＞2)向面状发展模式(1＜＜2)转变；兴安组团不存在明显的中心，呈分散发展模式(＞2)或者多中心发展模式。分析表明，市区组团和阳朔组团的发展比较符合由中心向周围逐步扩散的单中心的聚集扩散模式，而兴安组团中心还不明确，发展模式有待进一步研究和观察。
形成这种状况的原因主要在于：(1)旅游资源空间分布的差异。市区组团和阳朔组团共同拥有以漓江为代表的桂林核心旅游资源：喀斯特地貌旅游资源。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）—双轴（漓江、桂（林）阳（朔）公路）”发展模式，作为桂林旅游发展的主要区域，两个组团的中心景群对周边地区的辐射聚集作用逐步增强，中心城（县）区的核心地位得到加强；而兴安组团旅游资源多样化，兴安以历史文化旅游资源为主，资源以丹霞地貌为主，龙胜以民族文化为主，三者之间文化差异大，空间距离远，联系松散，难于聚集，兴安虽然规划为组团的核心，但难以聚集周边县区。(2)地理环境和交通状况的影响。市区组团和阳朔组团位于喀斯特丘陵地区，地势相对平坦，分别以桂林、阳朔为中心，形成了放射状的交通网络格局，有利于中心景群和周边景区之间旅游流的流动，从而促进周边景区和中心景群的聚集融合；而兴安组团地处南岭山脉西段，越城岭和都庞岭贯穿其中，地势跌宕起伏，旅游景区之间交通不便，不利于旅游流在组团内的流动。
4 结论
(1)桂林市旅游景区空间结构的演化在不同组团之间存在较大的差异，市区组团和阳朔组团的景区空间结构具有比较明显的聚集分形结构，二者的差别在于市区组团的景区结构是从点状发展向聚集分形结构演化，阳朔组团的景区结构是从面状发展向聚集分形结构演化；兴安组团景区空间结构不具有聚集分形结构。
(2)《桂林市旅游发展总体规划(2000-2020)》所确定的“一个中心，两个次中心”的空间发展格局中，桂林市区作为“中心”和阳朔作为“次中心”的目标已经实现，兴安旅游发展尚未能够实现既定目标。
(3)聚集维数能够从总体上反映旅游目的地空间范围内所有景区的空间结构的静态形态，通过对不同时期的聚集维数进行对比分析，能够揭示出旅游目的地空间结构的发展变化规律，进而指导旅游产业发展。
(4)聚集维数通过利用回转半径来揭示周边景区围绕核心景区聚集的形态，这种方法用来分析景区结构的演化是可行的，但是存在缺陷。仅D值不能完全揭示景区的空间结构，仍需参考景区才能进行准确判断（见3.4.3）。
(5)聚集维数能够对旅游目的地的总体结构及演化进行定量衡量，但无法揭示出单个景区和旅游目的地的质的变化，在利用聚集维数进行定量分析时，还需结合生命周期理论等方法进行定性的描述，才能够对旅游目的地的发展变化进行深刻的揭示。