CN113742918B - 基于系统动力学模型评估国家公园游憩承载力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于系统动力学模型评估国家公园游憩承载力的方法，该系统动力学模型包括有资源空间子系统、生态环境子系统、社会经济子系统、社会心理子系统，在各个子系统的基础上的构建方法包括：计算上述各个子系统的分承载力，并通过比较得出为最小计算值的子系统，以其为限制因子；系统动力学模型参数确定；结果分析：包含有仿真模型校验、原始情景仿真模拟分析、优化模式仿真分析，得出各子系统的发展演化趋势，对国家公园游憩承载力的模拟预测，为国家公园制定适应性改进措施留有缓冲时间，最大程度保障了国家公园生态环境、游憩利用、社会发展的可持续发展，为合理及时调控提供科学参考，有利于国家公园生态保护与游憩质量提升。

Description

基于系统动力学模型评估国家公园游憩承载力的方法

技术领域

本发明涉及国家公园游憩承载力评估及发展预测技术领域，尤其涉及一种基于系统动力学模型评估国家公园游憩承载力的方法。

背景技术

国家公园是重要的自然保护地类型，首要功能是维持生态系统的完整性和原真性，同时兼具公众游憩、环境教育等综合功能。20世纪90年代以来，国家公园逐渐被视为破解国家公园保护与利用矛盾的有效手段，通过国家公园游憩服务提升公众福利并促进国民认同，同时为社区提供生计来源。同时国家公园游客接待量的变化也会给国家公园脆弱的生态环境带来一定的负面影响，如植被与土壤退化、野生动物减少、游客拥挤及冲突等。因此，如何平衡国家公园资源保护与游憩利用的关系，确定适宜公众游憩需求和生态保护协调发展的游憩承载力阈值，是国家公园管理面临的难题之一。应对这一挑战要求从物质环境、社会条件等维度制定科学的游憩承载力评估框架，预测国家公园游憩承载力发展趋势，促进国家公园生态系统可持续利用与管理。

20世纪30年代以来，“承载力”这一概念便被引入到国家公园游憩规划与游客管理中，重点关注游憩活动对荒野区域所产生的生态和社会影响，以确定最佳的游憩利用水平。国家公园游憩承载力是指在不对自然环境和游客体验质量产生不可接受的影响前提下，国家公园区域能够容纳的最大游客数量。游憩承载力主要通过一系列指标来描述生态系统承受的压力及系统状态，用以评估和监测游憩活动的影响。随着对自然保护地游憩利用的深入理解，对游憩承载力的研究从单一角度扩展到对环境、经济、社会、文化以及心理等多层面研究。Shelby和Heberlein将游憩承载力划分为生态承载力、经济承载力、社会承载力、设施承载力；在国家公园游憩承载力定量评估方面，Papageprgiou和Brotherton从生态、知觉和经济三个维度的承载力探讨了国家公园的管理框架，大量实证研究被广泛用于海岸、森林、草地等各类保护地研究中。Prato基于对游憩承载力的综合认识，提出了适应性生态系统管理技术和容量多因素评分检验技术结合的模型，模拟国家公园游憩承载力变化；Salerno等基于管理目标导向，构建了旅游流、固体污染、水污染、能源四个子模型，评估国家公园游憩环境承载力，并提出管理框架；Cupul-Magana等测算了国家公园潜水活动的容量。近年来，国内将承载力研究用于风景名胜区、森林公园、地质公园等各类保护地管理研究中，崔凤军提出环境生态承载量、资源空间承载量、心理承载量和经济承载量四个维度评估了泰山风景区的游憩承载力；贾秀红等采用生态足迹成分法计算了森林公园旅游六要素的生态足迹，计算其旅游生态足迹及生态旅游承载力。

综合来看，游憩承载力的研究方法主要有综合指标评价法、生态足迹法、状态空间法、系统动力学方法等。综合指标评价法包括“驱动力-状态-响应”三类指标体系，该体系指标数量较多，难以在统计不完善的区域开展研究，且指标系统的可操作性存在一定缺陷；生态足迹法通过使用相同生产力的生物生产性土地面积来衡量人类活动的生态负荷和自然系统的承载力，方法较为直观，但模型参数弹性不够，容易忽略游憩利用中其他重要影响因素；状态空间法由三维状态空间轴组成，通过构建指标体系评估系统各要素状态，较难获得游憩承载力的数值，只知其承载力水平高低。与其他研究方法相比，系统动力学法基于对系统各种反馈关系的梳理，构建模型对游憩承载力进行情景模拟，可以得到最佳的游憩利用方案及承载力状态，能够为国家公园游憩利用适应性管理和动态监测提供依据。

因此，本文基于系统动力学方法模拟和预测三江源国家公园游憩利用承载力状况，评估不同情景模式下的游憩承载力各子系统的演化趋势，以期为制定游憩利用的动态管理提供理论参考和借鉴。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种基于系统动力学模型评估国家公园游憩承载力的方法，通过构建系统动力学模型，并具体分割为多个子系统区别分析、计算仿真，并得出不同模式下的发展演化趋势，对国家公园游憩承载力的模拟预测，为合理及时调控提供科学参考，有利于三江源国家公园生态保护与游憩质量提升。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种基于系统动力学模型评估国家公园游憩承载力的方法，所述游憩承载力的系统动力学模型包括资源空间子系统、生态环境子系统、社会经济子系统、社会心理子系统，其特征在于，所述方法包括：

S1、计算上述各个子系统的分承载力，并通过比较得出为最小计算值的子系统，以其为限制因子；

S2、系统动力学模型参数确定；

S3、结果分析：包含有仿真模型校验、原始情景仿真模拟分析、优化模式仿真分析。

优选的，在步骤S1中：

所述资源空间子系统的承载力计算参数包括：选取游憩可利用面积为水平变量；选取新开放面积为速率变量；资源空间最大负荷数、资源空间承载力为辅助变量；合理游客密度、每天开放时间为常量；

所述生态环境子系统的承载力计算参数包括：选取污水量为水平变量；污水排放、污水处理为速率变量；生态环境承载力、水污染率等为辅助变量；污水处理投资、污水处理投资单价为常量；

所述社会经济子系统的承载力计算参数包括：选取游憩基础设施接待能力和游憩服务设施接待能力为水平变量，游憩基础设施接待能力增加、游憩服务设施接待能力增加、游憩服务设施接待能力减少、游憩基础设施接待能力减少为速率变量，游憩基础设施承载力、游憩服务设施承载力、社会经济承载力为辅助变量；

所述社会心理子系统的承载力计算参数包括：选取社区人口为水平变量；出生人口、死亡率为速率变量；游客居民比、拥挤程度、居民心理承载力、游客心理承载力、社会心理承载力为辅助变量。

优选的，各个所述子系统的承载力计算方程如下：

资源空间子系统：

游憩可利用面积y＝INTEG(+新开放面积，游憩可利用面积初始值)；

新开放面积y＝新增道路面积+新增步道面积+新增观景台面积；

资源空间最大负荷数y＝游憩可利用面积*合理游客密度*(每天开放时间/游客平均停留时间)；

合理游客密度、每天开放时间均为常数；

资源空间承载力y＝资源空间最大负荷数；

生态环境子系统：

污水量y＝INTEG(+污水排放-污水处理，污水量初始值)；

污水排放y＝(年接待游客数量*游客平均污水排放量)+(社区人口*居民人均污水排放量)；

污水处理y＝污水处理投资/污水处理投资单价；

水污染率y＝污水量/污水标准排放量；

生态环境承载力y＝(污水处理能力+单位面积污水的自然净化能力)/(游客平均污水排放量+居民人均污水排放量))*水污染对生态环境承载力影响；

污水处理投资、污水处理投资单价均为常数；

社会经济子系统：

游憩基础设施接待能力y＝INTEG(+游憩基础设施接待能力增加-游憩基础设施接待能力减少，游憩基础设施接待能力初始值)；

游憩服务设施接待能力y＝INTEG(+游憩服务设施接待能力增加-游憩服务设施接待能力减少，游憩服务设施接待能力初始值)；

游憩基础设施接待能力增加y＝计划基础设施投资*游憩基础设施投资比/基础设施投资周期；

游憩服务设施接待能力减少y＝游憩服务设施接待能力/服务设施使用寿命；

游憩基础设施接待能力减少y＝游憩基础设施接待能力/基础设施使用寿命；

游憩基础设施承载力y＝游憩基础设施接待能力*(每天开放时间/游客往返时间)；

游憩服务设施承载力y＝游憩服务设施接待能力*(每天开放时间/游客使用时间)；

社会经济承载力y＝MIN(游憩基础设施承载力，游憩服务设施承载力)；

社会心理子系统：

社区人口y＝INTEGE(+出生-死亡，社区人口初始值)；

出生人口y＝社区人口*出生率；

死亡人口y＝社区人口*死亡率；

游客居民比y＝社区人口/平均每天接待游客；

拥挤程度y＝平均每天接待游客/(游憩利用面积*合理游客密度)；

居民心理承载力y＝社区人口*游客能够承受的游客居民比*游客居民比对居民心理承载力的影响系数；

游客心理承载力y＝合理游客密度*游憩利用面积*(每天开放时间/游客平均停留时间时间)*拥挤程度对游客心理承载力影响；

社会心理承载力y＝MIN(居民心理承载力，游客心理承载力)。

优选的，步骤S3中，所述优化模式仿真分析包含模拟有原始情景、社会驱动模式、生态保护优先模式、协调发展模式，及该四种情景模式下各子系统的发展演化趋势。

本发明的有益效果是：该基于系统动力学模型对国家公园游憩承载力的构建方法根据国家公园目前的发展趋势进行仿真分析，得出各子系统的发展演化趋势，对国家公园游憩承载力的模拟预测，为国家公园制定适应性改进措施留有缓冲时间，最大程度保障了国家公园生态环境、游憩利用、社会发展的可持续发展，为合理及时调控提供科学参考，有利于国家公园生态保护与游憩质量提升。

附图说明

图1为本发明国家公园游憩承载力系统动力学模型示意图。

图2为本发明三江源国家公园游憩承载力与年接待游客量仿真结果对比示意图。

图3为本发明三江源国家公园游憩承载力子系统仿真情况示意图。

图4为本发明不同情景模式下三江源国家公园游憩承载力主要变量的变化趋势图。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

本发明采用系统动力学模拟仿真软件VensimPLE，以三江源国家公园的游憩承载力评估为研究对象，对本发明的构建方法进行详细说明。

一、研究区概况、研究方法与模型构建

1、研究区概况

三江源国家公园功能分区划分为核心保育区、生态保育修复区、传统利用区，面积分别为9.06万km2、0.59万km2、2.66万km2。核心保育区实行严格的生态保护，限制开展游憩活动，生态保育区和传统利用区主要用于生态保育修复、提供牧民传统生活、生产空间，是公众游憩利用的主要场所。根据三江源国家公园范围内各县旅游主管部门统计，2015年，三江源国家公园范围内接待游客量约为17.05万人次(更新为2019年数据)。作为青藏高原特有物种的生物多样性、遗传多样性和生态系统多样性保护的重要区域，人类游憩活动对三江源国家公园生态系统产生冲击的风险较大。因此，如何确定游憩承载力水平，合理开展游憩活动，保障国家公园可持续发展至关重要。

2、研究方法和数据来源

系统动力学是一门以控制论、信息论、决策论等有关理论为理论基础，以计算机仿真技术为手段，定量研究非线性、高阶次、多重反馈系统的科学。本文运用系统动力学的专业软件Vensim_PLE进行建模，模型运行时间为2015-2035年，仿真步长为1年。其中，2015-2019年为模型仿真行为、状态和验证模式，为模型仿真的科学性和精准性提供参考借鉴，2020-2035为游憩承载力系统的模拟仿真和未来情景预测，用于模拟预测系统未来发展演变的方向和路径。

系统动力学模型中所涉及的数据主要来自《三江源国家公园总体规划》(2018年)、《三江源国家公园社区发展和基础设施建设专项规划》、《三江源国家公园产业发展与特许经营专项规划》《2011-2019年玉树州国民经济和社会发展统计公报》等，部分指标的参数设置参考《青海省水资源公报(2017)》、《青海省三江源地区生态旅游发展规划(2009-2025年)》以及相关文献研究成果整理得到。

3、游憩承载力系统动力学模型构建

游憩承载力系统动力学模型构建旨在反映国家公园自然环境、社会环境、经济环境系统之间的协调程度。根据国家公园游憩系统间的结构、功能和各变量间的因果关系，遵循科学性、可获取性、代表性等原则，将三江源国家公园游憩承载力系统划分为4个子系统：资源空间子系统、生态环境子系统、社会经济子系统、社会心理子系统，各子系统相关指标选取见表1和图1。本文根据木桶原理法计算国家公园游憩承载力，即最小的评价因子是游憩承载力的限制因子，游憩承载力等于4个子系统承载力的最小值。各分承载力计算模型采用孙根年给出的游憩环境承载力计算方法。

(1)资源空间子系统。游憩资源空间为游憩活动开展提供空间载体，受国家公园游憩活动面积影响。根据《三江源国家公园总体规划》中的功能分区，选取游憩可利用面积为水平变量；由于游憩开放面积受国家公园游步道、观景台面积等影响，选取新开放面积为速率变量，资源空间最大负荷数、道路面积、步道面积等为辅助变量，合理游客密度等为常量。

(2)生态环境子系统。游憩活动对国家公园生态环境带来固体废弃物污染、水体污染、草场退化、干扰生物种群等负面影响。对于固体垃圾、污水而言，生态环境承载力主要取决于生态系统的自我净化能力、污染处理能力、游客与居民产生污染物的数量。由于部分指标量化数据获取存在困难，选取污水量为水平变量，污水排放、污水处理等为速率变量，污水处理能力、水污染率等为辅助变量。

(3)社会经济子系统。社会经济子系统对游憩承载力的影响主要体现在游憩基础设施承载力和游憩服务设施承载力方面，反映社会经济发展条件对国家公园游憩利用的支持度。两个分承载力主要受基础设施接待能力和服务设施接待能力影响。因此，选取游憩基础设施接待能力和游憩服务设施接待能力为水平变量，游憩基础设施接待能力增加、游憩服务设施接待增加等为速率变量，游憩基础设施承载力、游憩服务设施承载力等为辅助变量。

(4)社会心理子系统。社会心理子系统取决于游客心理承载力和居民心理承载力的较小值。游客心理承载力取决于合理游客密度和游客程度，以及拥挤程度对游客心理承载力的影响系数，而拥挤度受游客接待量和国家公园游憩利用面积影响。居民心理承载力取决于游客与社区居民人口比例和居民能够承受的游居比。因此，选取社区人口、年接待游客量为水平变量，人口出生率、死亡率、游客增量等为速率变量，游客居民比、拥挤程度等为辅助变量，建立社会心理子系统的互动关系。

表1国家公园游憩承载力系统主要指标体系及方程

二、结果分析

1.1仿真模型校验

为确保模型的科学性、有效性和精确性，运用历史性检验法对系统动力学模型进行验证。选取社区人口、年接待游客量、游憩服务设施接待能力3个代表性变量进行历史性检验，时间为2015-2019年。检验结果表明，社区人口、年接待游客量、游憩服务设施接待能力模拟值的平均误差分别为1.71％、-1.21％、-7.18％。相关研究认为，检验误差在-10％-15％之间变动均可接受，说明该模型拟合的结果较可靠，能反映国家公园游憩承载力的真实情况。

1.2原始情景仿真模拟分析

对2015年以来三江源国家公园游憩承载力系统状态进行模拟仿真，以2015年为基准值，对应参数借鉴相关研究成果与方法进行估算，分析原始情景下下三江源国家公园社会经济、生态环境、资源空间、社会心理子系统的相互作用情况。从图2可知，按照现有发展趋势，三江源国家公园年接待游客量呈增长趋势，到2035年，将达到287.6万人；按照三江源国家公园规划及各变量发展趋势，游憩承载力将呈上升趋势，其中2015-2022年间，由于三江源国家公园处于规划、建设阶段，各类设施不断完善，游憩承载力增速较快，能够为国家公园游憩利用提供较好的基础；2023-2035年则增速趋向平缓，2031年可能面临超载风险，说明应采取相应措施改善现有趋势，优化国家公园游憩承载力。

国家公园游憩承载力受生态环境、社会心理、社会经济、资源空间四个承载力子系统的影响，由四个子系统的最小值决定。由图3可看出，2015-2017年，生态环境承载力是四个分承载力中最小值，游憩承载力取决于生态环境承载力，这主要由于三江源国家公园建设与管理处于起步阶段，水污染处理投资不足、无法对旅游废弃用水进行及时有效处理而受限较大；2018-2035年期间，国家公园游憩承载力主要受制于社会经济承载力和社会心理承载力两个因素，这主要由于三江源国家公园所在区域经济相对落后，游憩服务产业发育较弱，游憩基础设施和服务设施投入不足，设施容纳能力较低，制约了游憩承载力的提升。2015-2028年间，随着国家公园游憩接待设施的逐步完善，游客体验得到提升，游客心理承载力逐步提升，社区居民整体对国家公园游憩开发持欢迎的态度，因此，社会心理承载力平缓增长；2030年以后，随着游客量的增加，拥挤度系数提升较快，游客拥挤度提升，会导致一定时期内游客体验效用的降低及当地居民的不适心理产生，从而导致社会心理承载力的下降，制约国家公园整体游憩承载力的提升。

1.3优化模式仿真分析

对三江源国家公园游憩承载力系统仿真结果表明，游憩承载力将在2031年达到最大值，尔后呈现下降趋势。如果要使国家公园游憩开发与生态保护相互协调、游憩承载力保持在一定合理水平，实现三江源国家公园可持续发展目标，需要对当前的发展策略方案进行优化调整。本文通过甄别关键要素及可能对国家公园游憩承载力产生的影响，选取三种优化模式，通过改变相关调控参数，来改善系统行为。根据相关文献研究结果，按照25％的比例对初始参数值进行调整是比较适中的比例，这一调整比例有利于测试系统的稳定性和灵敏性，识别不同情景措施干预点的灵敏度及作用效果。结合文献研究和三江源国家公园管理规划实际，不同模拟情景参数设置值见表2。

表2不同情景下调控变量参数表

注：自然增长模式以2020年为基期，各参数以三江源国家公园各类规划、行政区统计数据及相关资料为参考；生态优先保护、社会驱动、协调发展模式的相关参数以自然发展模式中的参数为基准值，根据各方案设计调整所得。

1.3.1社会驱动模式

社会驱动模式指充分利用当地的社会经济条件，加大入口城镇及关键节点的游憩基础设施与配套服务设施在国家公园建设中的比例，拓展游憩活动利用空间，提升游憩设施容量和空间容量。在其他条件不变的前提下，提升三江源国家公园建设与管理投资中游憩基础设施、服务设施的比例，需要合理规划并增加道路建设。由图4可看出，在社会驱动模式下，国家公园游憩服务能力得到较大提升，社会经济承载力快速增长，在2035年，该模式下社会经济承载力比原始情景提升24.09％，资源空间承载力提升2.68％。在社区驱动模式影响下，国家公园游憩承载力在2020-2022年间得到较大提升，但2022-2031年间，对国家公园游憩承载力的提升作用微弱；在2031年，该模式下游憩承载力比原始情景提升0.104％，之后对游憩承载力无影响，仍存在游憩承载力超载的风险。这说明仅提高游憩设施建设能在短时间内提升国家公园游憩承载力，但长期来看无法实现游憩承载力的持续稳定提升。

1.3.2生态保护优先模式

生态保护优先模式是指将国家公园生态环境保护和生物多样性保育放在优先位置，增强生态环境系统回路中的反馈效应，来实现生态优先子系统的优先发展。生态保护优先模式一方面加大水污染处理投资，降低游客污水排放量，改善污水治理；另一方面，适度保持或降低现有设施或道路建设，尽可能减少对国家公园生态空间的占用。设定此模式的污水处理投资由1145.45万元/年增加为1431.82万元/年，对游客增长采取一定措施进行控制，年均游客增长率在原有基础上降低为18.53％，同时采取相应措施减少游客污水排放量，减少游憩基础设施投资和道路建设。由图4可知，在2035年，生态保护优先模式下生态环境承载力和资源空间承载力比原始情景分别提高12.14％和2.06％。与原始情景和社会驱动模式相比，生态优先保护模式的年均游客接待量降低，游客拥挤度降低，游憩承载力增速较平缓，同时，游憩超载的风险由原始情景和社会驱动模式的2031年延迟至2033年。生态优先模式对降低游憩活动的生态负面影响、降低游客拥挤起到了较好的效果，可以使游憩承载力实现更长时间的持续增长。

1.3.3协调发展模式

协调发展模式是指在国家公园游憩利用开发过程中，同时注重社会经济、资源环境和社区协调发展，促进游憩承载力合理增长，使游客接待量处于游憩承载力范围值内，实现系统发展的整体最优。本文通过提升国家公园水污染处理能力、适度控制游客接待量、提升游憩设施投入力度，设计了三江源国家公园游憩承载力协调发展模式，相关参数设置见表2。由表3和图4可知，在协调发展模式下，由于采取了污染能力提升措施和游憩空间优化，生态环境承载力和资源空间承载力缓慢上升，在四种模式中均为最高值，有利于降低游憩活动对生态环境的负面影响；2015-2031年间该模式下社会心理承载力介于社会驱动模式与生态保护优先模式值之间；2032-2035年则增速较快，大于上述两个模式的值。该模式下游客接待量增速放缓，2035年游客接待量为170.10万人，游客拥挤度为0.027，为四种模式中最低值，有利于为游客提供较好的游憩体验；三江源国家公园游憩承载力呈现平稳增长的趋势，在2035年达到177.24万人，此时，游客接待量达到游憩承载力的95.9％，与原始情景相比，游憩承载力超载的风险由2031年延长至2035年以后。

1.3.4四种模式比较分析

比较三江源国家公园游憩承载力系统四种模式发现，按照现有情景发展，游憩承载力前期受社会经济子系统制约，后期受社会心理子系统制约，在2031年存在超载风险。从社会经济发展的角度看，通过加大游憩基础和服务设施的投入，能在短时间内快速提升游憩承载力，但难以实现可持续发展；从生态保护的角度看，生态保护优先模式大大降低了游憩利用对生态环境的负面影响，但较低的游憩管理投入无法满足游憩需求及社区发展诉求。可以发现，协调发展模式的效果最好，它在统筹生态保护和游憩投入的基础上，实现了游憩承载力的可持续提升，虽然游客接待量有所降低，但到2035年，游憩活动尚在承载力范围内，游客拥挤度大幅度降低，为国家公园制定适应性改进措施留有缓冲时间，最大程度保障了国家公园生态环境、游憩利用、社会发展的可持续发展。

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表3 2035年不同情景模式下主要变量预测值

三、结论

本文构建了三江源国家公园游憩承载力系统概念框架及系统动力学模型，并结合相关文献和三江源国家公园发展实际设置不同情景模式，模拟游憩承载力系统演变并进行模式优选。得出如下结论：

国家公园游憩承载力由生态环境、资源空间、社会经济、社会心理4个子系统组成，各个子系统之间通过一个或多个变量相互作用和关联，形成一个有机整体，驱动游憩承载力系统的发展演化。同时结合系统动力学模拟仿真软件VensimPLE，通过科学设置关键变量参数，模拟三江源国家公园游憩承载力系统各变量的演化趋势。在对仿真模型进行检验的基础上，对三江源国家公园游憩承载力系统发展设置了原始情景、社会驱动模式、生态保护优先模式、协调发展模式，对游憩承载力未来发展的情景进行仿真。

不同情景模式对比发现，不采取游憩管理措施优化的原始情景下，国家公园游客接待量平稳增长，但游憩承载力呈现先增后降的趋势，但由于游客接待增速快于游憩承载力增速，将在2031年面临游憩承载力超载风险。社会驱动模式下游憩承载力比原始情景有小幅度提升，但2031年后游憩承载力并无提升，因此，仍需进一步优化。生态优先模式下从提高污染治理能力和适度控制游客规模进行调控，游憩承载力有所提升，并将游憩承载力超载风险由2031年延迟至2033年。协调发展模式下生态环境承载力和资源空间承载力缓慢上升，在四种模式中均为最高值，游憩承载力也达到最大值，与原始情景相比，游憩承载力超载的风险由2031年延长至2035年以后。

本研究建立了国家公园游憩承载力的评估框架，明确了不同发展阶段的生态环境承载力、资源空间承载力、社会经济承载力、社会心理承载力所起到的主导作用和影响作用，为国家公园游憩动态规划与管理提供依据。国家公园游憩承载力评估系统的构建需要大量的数据和信息支持，才能全面反映系统内部变量之间的反馈关系。由于数据获取的限制，本研究对游憩承载力的子系统变量选取有待进一步拓展，在后续的研究中，有待根据国家公园的实际情况对模型进行进一步完善。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.基于系统动力学模型评估国家公园游憩承载力的方法，所述游憩承载力的系统动力学模型包括资源空间子系统、生态环境子系统、社会经济子系统、社会心理子系统，其特征在于，所述方法包括：

S1、计算上述各个子系统的分承载力，并通过比较得出为最小计算值的子系统，以其为限制因子；

S2、系统动力学模型参数确定；

S3、结果分析：包含有仿真模型校验、原始情景仿真模拟分析、优化模式仿真分析；

在步骤S1中：

所述资源空间子系统的承载力计算参数包括：选取游憩可利用面积为水平变量；选取新开放面积为速率变量；资源空间最大负荷数、资源空间承载力为辅助变量；合理游客密度、每天开放时间为常量；

所述生态环境子系统的承载力计算参数包括：选取污水量为水平变量；污水排放、污水处理为速率变量；生态环境承载力、水污染率为辅助变量；污水处理投资、污水处理投资单价为常量；

所述社会经济子系统的承载力计算参数包括：选取游憩基础设施接待能力和游憩服务设施接待能力为水平变量，游憩基础设施接待能力增加、游憩服务设施接待能力增加、游憩服务设施接待能力减少、游憩基础设施接待能力减少为速率变量，游憩基础设施承载力、游憩服务设施承载力、社会经济承载力为辅助变量；

所述社会心理子系统的承载力计算参数包括：选取社区人口为水平变量；出生人口、死亡率为速率变量；游客居民比、拥挤程度、居民心理承载力、游客心理承载力、社会心理承载力为辅助变量；

各个所述子系统的承载力计算方程如下：

资源空间子系统：

游憩可利用面积y＝INTEG(+新开放面积，游憩可利用面积初始值)；

新开放面积y＝新增道路面积+新增步道面积+新增观景台面积；

资源空间最大负荷数y＝游憩可利用面积*合理游客密度*(每天开放时间/游客平均停留时间)；

合理游客密度、每天开放时间均为常数；

资源空间承载力y＝资源空间最大负荷数；

生态环境子系统：

污水量y＝INTEG(+污水排放-污水处理，污水量初始值)；

污水排放y＝(年接待游客数量*游客平均污水排放量)+(社区人口*居民人均污水排放量)；

污水处理y＝污水处理投资/污水处理投资单价；

水污染率y＝污水量/污水标准排放量；

生态环境承载力y＝(污水处理能力+单位面积污水的自然净化能力)/(游客平均污水排放量+居民人均污水排放量)*水污染对生态环境承载力影响；

污水处理投资、污水处理投资单价均为常数；

社会经济子系统：

游憩基础设施接待能力y＝INTEG(+游憩基础设施接待能力增加-游憩基础设施接待能力减少，游憩基础设施接待能力初始值)；

游憩服务设施接待能力y＝INTEG(+游憩服务设施接待能力增加-游憩服务设施接待能力减少，游憩服务设施接待能力初始值)；

游憩基础设施接待能力增加y＝计划基础设施投资*游憩基础设施投资比/基础设施投资周期；

游憩服务设施接待能力减少y＝游憩服务设施接待能力/服务设施使用寿命；

游憩基础设施接待能力减少y＝游憩基础设施接待能力/基础设施使用寿命；

游憩基础设施承载力y＝游憩基础设施接待能力*(每天开放时间/游客往返时间)；

游憩服务设施承载力y＝游憩服务设施接待能力*(每天开放时间/游客使用时间)；

社会经济承载力y＝MIN(游憩基础设施承载力，游憩服务设施承载力)；

社会心理子系统：

社区人口y＝INTEG(+出生-死亡，社区人口初始值)；

出生人口y＝社区人口*出生率；

死亡人口y＝社区人口*死亡率；

游客居民比y＝社区人口/平均每天接待游客；

拥挤程度y＝平均每天接待游客/(游憩可利用面积*合理游客密度)；

居民心理承载力y＝社区人口*游客能够承受的游客居民比*游客居民比对居民心理承载力的影响系数；

游客心理承载力y＝合理游客密度*游憩可利用面积*(每天开放时间/游客平均停留时间)*拥挤程度对游客心理承载力影响；

社会心理承载力y＝MIN(居民心理承载力，游客心理承载力)。

2.根据权利要求1所述的一种基于系统动力学模型评估国家公园游憩承载力的方法，其特征在于：步骤S3中，所述优化模式仿真分析包含模拟有原始情景模式、社会驱动模式、生态保护优先模式、协调发展模式，及该四种模式下各子系统的发展演化趋势。