武汉天兴洲生态旅游环境承载力研究胡晓婉

生态旅游（ｅｃｏｔｏｕｒｉｓｍ）是由国际自然保护联盟（ＩＵＣＮ）特别顾问谢贝洛斯·拉斯喀瑞（Ｃｅｂａｌｌａｓ－Ｌａｓｃｕｒａｉｎ）于１９８３年首次提出，强调以自然生态环境为基础，注重生态环境保护，是一种主张开发与保护相结合的旅游业发展形式。

近年来，生态旅游迅速成为世界各国旅游者的一种时尚和旅游业的一个热点，并且在国内也蓬勃兴起。

武汉市创新性地提出城市“两轴两环、六楔多廊”的生态框架体系，天兴洲位于该生态框架体系中长江生态轴与三环线生态绿环、武湖生态绿楔交汇处，属于城市重要的生态节点。

２０１１年７月，武汉市国土资源和规划局审查通过武汉市天兴洲（主城区Ａ２００１编制单元）控制性详细规划，根据该规划，天兴洲将发展建设为以生态旅游为主题的生态博览园、生态创意园、体育运动园三大休闲园区。

本研究将以生态旅游这一发展方向为基础，探讨天兴洲的生态承载力及生态容量，并核算在改容量下所能承载的最大人口数量，最终得出生态旅游环境承载力，为天兴洲后续的生态旅游发展规模提供依据。

1生态旅游环境承载力理论与计算方法１．１理论概述生态旅游环境承载力概念的提出经历了三个阶段：旅游容量、旅游环境容量→旅游环境承载力生态旅游环境承载力。

对于生态旅游环境承载力，许多学者都提出过自己的看法，其中有代表性的有：孙道玮［１］、李丰生［２］、董巍［３］、曲小溪［４］等。

孙道玮认为，生态旅游环境承载力是指“某一旅游地域单元开展生态旅游活动（包括游览、休闲、认知、探索等），在满足游客游览要求同时对自然生态环境影响最低，甚至保护、改善旅游区生态环境质量并使当地居民从旅游业中充分受益时旅游区所能容纳的游客数量”；李丰生将其描述为“在一定自然地域，以不干扰自然地域、保护生态环境为前提，一是能够给当地带来益处；二是当地的生态和人口得到持续发展为条件，开展有责任的旅行行为时，这一自然地域所能容纳的旅游人数”。

众多学者对生态旅游环境承载力都有各自的定义，但其基本内容是相同的，笔者将其归纳为特定地理区域与生活其中的有机体数量间的函数，即以不干扰自然地域、保护生态环境为前提，在满足游客游览要求同时对自然生态环境影响最低，这一地域所能容纳游客的最大数量。

生态旅游环境承载力分析关注区域旅游业的生态支撑能力［５］，即维持城市人群进行生态旅游活动所需要的生态用地、可用水资源量，其着眼点在于宏观土地、水等生态资源［６］。

本研究中主要针对土地资源、水资源两个方向计算生态旅游环境承载力。

１．２计算方法１．２．１生态用地环境承载力生态用地主要是各类天然和人工植被，以及各类水体和湿地，是城市内部和城市外围整体生态环境最主要的组成部分和最重要的生态实体，起着城市居民生活、生产支撑系统的作用，它们不断同外界进行物质和能量交换，从而影响和改造区域生态环境，在区域尺度上有极为重要的生态服务功能［７］。

据有关研究，土地生态功能多达１５种以上，其中碳氧平衡法研究的对象较为稳定，也普遍运用于各种生态用地［８］。

植物生态系统是固碳重要的“汇”，也是释氧唯一的“源”，区域生态用地通过光合作用和呼吸作用与大气交换ＣＯ２和Ｏ２，从而对维持大气中ＣＯ２和Ｏ２的动态平衡发挥关键作用［９］。

从释碳耗氧角度而言，在人类活动中的化石燃料燃烧、不合理的土地利用、生物生化作用和人类自身的呼吸作用均会释放ＣＯ２，消耗Ｏ２。

根据碳氧平衡和生物量法测算固碳释氧能力，分别有：ＤＣ＝ＣＥ＋ＣＣ＋ＣＰ，ＤＯ＝ＯＥ＋ＯＣ＋ＯＰＭＣ＝ＤＣ×１０００／（３６５×ｎ）ＭＯ＝ＤＯ×１０００／（３６５×ｍ）ＮＣ＝ＳＣ×１０００／（３６５×ｎ）ＮＯ＝ＳＯ×１０００／（３６５×ｍ）式中ＣＥ、ＯＥ—化石燃料燃烧一年释碳、耗氧量（吨／年）；ＣＣ、ＯＣ—生物生化作用一年释碳、耗氧量（吨／年）；ＣＰ、ＯＰ—人类自身呼吸一年释碳、耗氧量（吨／年）；ＭＣ—释碳量等效森林面积（公顷）；ＭＯ—耗氧量等效森林面积（公顷）；ｍ—单位等效森林面积释氧系数，取值５０千克／（公顷·天）；ｎ—单位等效森林面积固碳系数，取值６８千克／（公顷·天）；ＳＣ—生态用地一年固碳量（吨／年）；ＳＯ—生态用地一年释氧量（吨／年）；ＮＣ—生态固碳量等效森林面积（公顷）；ＮＯ—生态释氧量等效森林面积（公顷）。

当碳氧平衡时，Ｎ／Ｍ＝Ｑ０，其中，Ｑ０—大气碳氧平衡贡献率，固定值为６０％。

由此可得：ＣＰ＝ＳＣ／Ｑ０－ＣＥ－ＣＣＯＰ＝ＳＯ／Ｑ０－ＯＥ－ＯＣ１．２．２水环境承载力水环境容量是指在不影响水正常用途的情况下，水体所能武汉天兴洲生态旅游环境承载力研究●胡晓婉赖梅东褚艳玲25容纳的污染物的量或自身调节净化并保持生态平衡的能力。

本研究通过计算天兴洲的水环境容量，进一步测算现有水环境容量能承载的人口规模。

水环境构成污染的主要污染物为ＣＯＤ、ＢＯＤ５、氨氮。

本研究主要计算天兴洲的水环境的ＣＯＤ、ＢＯＤ５、氨氮容量。

天兴洲上由天然降雨汇集而成的两条东西走向的水渠，因此采用地表径流量来计算天兴洲上的河流水量，由于天兴洲污染源主要分布于堤内，堤外地表径流对污染源的自净作用无贡献，因此仅需计算堤内的水环境容量，即：Ｗ＝Ｃ·ψ·Ａ·１０６式中：Ｗ—水环境可承载某污染物的量（吨／年）；Ｃ—某种污染物的水质标准值（毫克／升）；ψ—径流系数；Ａ—降水总量（立方米／年）。

2天兴洲生态旅游环境承载力分析２．１研究区域概况天兴洲位于武汉市中心区的东北方向，处于中心区与新城组群的交接地带。

洲身长约８．５公里，平均宽２．１公里，天兴洲地面高程在２２．８０～２４．１０米之间，堤顶高程２８．５０米，堤防保护面积９．７７平方公里。

天兴洲一切都保持着生态原样，没有受城市工业污染影响，天兴洲垸外是一片纯天然湿地，没有任何人工雕琢，生长的植物主要是耐水性强的意杨和柳树，自成一片，洲上鸟类资源较为丰富，整体生态环境良好。

本研究利用２００９年的中巴Ｏ２Ｂ卫星影像，在Ｅｒｄａｓ８．７、Ａｒ－ｃＧＩＳ９．０等３Ｓ软件的支持下，卫星影像数据经过合成、校正等前处理，结合现场调查确定的地面类型资料进行解译，确定了水域、农田、道路和村庄、滩涂等４个分类系统（土地利用类型）。

图1天兴洲生态用地现状分布图运用ＧＩＳ中栅格数据统计功能，计算得出天兴洲生态系统的各类用地面积如下：表１天兴洲生态系统分类一览表(2009年数据)类型面积（平方公里）比例（％）分布与现状水域０．２７１．１６两条东西走向的水渠和一些洼地，下雨过后或洪水形成的水塘农田５．２８２２．７８绝大多数分布在堤内，有部分零星分布于堤外道路、村庄３．６１１５．５７天兴洲中间及外环，呈扁平“田”字形滩涂湿地１４．０２６０．４８主要分布于堤外，堤内洼地和及河流两侧，现状主要为意杨、芦苇、杂草合计２３．１８１００２．２计算结果与讨论２．２．１生态用地环境承载力26（１）参数取值ＳＣ、ＳＯ———本研究通过天兴洲地区植被净生产力来推算出光合作用与呼吸作用下植被固碳释氧的能力。

结合遥感解译和土地利用现状图综合分析，天兴洲上滩涂湿地总面积达到１４．０２平方公里，耕地面积５．２８平方公里。

长江芦苇带滩涂湿地固碳能力参数１．１１～２．４１千克／（平方米？天），计算天兴洲地区的滩地固碳能力，取均值为４８．２千克／（公顷·天）；以１公顷耕地每日固定ＣＯ２１８．８千克计算。

表２生态用地光合作用固碳能力分析固碳能力面积ＣＯ２释放Ｏ２（千克／公顷·天）（平方公里）（吨／年）（吨／年）滩涂４８．２１４．０２２．４７＊１０４１．８０＊１０４耕地１８．８５．２８３６２３．１４２６４８．７３总值—１９．３２８２８８．４４２０６８０．５６由上表可知，天兴洲上植被总吸收二氧化碳２８２８８．４４吨／年，对应每年释放氧气２０６８０．５６吨／年。

ＣＥ、ＯＥ———天兴洲是个纯农业生态洲，洲上没有第二、第三产业发展，故在分析天兴洲的耗氧量时，可弱化燃烧的部分，只需考虑人呼吸与生物生化量，即ＣＥ＝０，ＯＥ＝０。

ＣＣ、ＯＣ———生化作用主要指有机物降解释放ＣＯ２，不同类型生态用地二氧化碳通量值不同，释放二氧化碳的强度不同。

根据长时间测定研究，可得不同类型生态用地生化作用ＣＯ２排放量，见表３。

表３生态用地生化作用CO 2排放量(C C )农田滩涂湿地单位面积用地ＣＯ２排放量吨／（公顷·年）２．６１８．９面积（公顷）５２８１４０２小计（吨／年）１３７８．０８１２４７７．８合计（吨／年）（ＣＣ）１３８５５．８８根据调查，武汉市的生化耗氧量为１２７．７５万吨／年，其生态用地面积为２２９５平方公里，天兴洲的生态面积为１９．３０平方公里，由此可得天兴洲的生化作用氧气消耗量（ＯＣ）为１０７４３．２５吨／年。

（２）固碳释氧总量计算结果根据（１）与（２）的计算方法和参数，由此可计算得天兴洲生态用地一年可容纳的人类自身呼吸释碳、耗氧量为：ＣＰ＝ＳＣ／Ｑ０－ＣＥ－ＣＣ＝３３２９１．５２（吨／年）ＯＰ＝ＳＯ／Ｑ０－ＯＥ－ＯＣ＝２３７２４．３５（吨／年）（３）生态用地人口承载力根据天兴洲生态用地一年可容纳的人类自身呼吸释碳、耗氧量，可进一步测算天兴洲生态用地承载的极限人口规模。

考虑到天兴洲上不适宜建设大型酒店等住房配套设施，故在此假设游客登岛旅游当天往返。

由碳氧平衡法计算生态旅游发展模式下的生态用地容量的人口承载力：ＸＣ·ａ·ｋＣ·１０－３＝ＣＰＸＯ·ａ·ｋＯ·１０－３＝ＯＰ式中：ＣＰ—人类自身呼吸一年释碳量（吨／年）；ＯＰ—人类自身呼吸一年耗氧量（吨／年）；ａ—游客停留系数（人次／天），取值为１；ＸＣ—天兴洲生态用地碳平衡可承载的极限游客数（人次／年）；ＸＯ—天兴洲生态用地氧平衡可承载的极限游客数（人次／年）；ｋＣ—人均释碳量（千克／人·天），取值１．０千克／（人·天）；ｋＯ—人均耗氧量（千克／人·天），取值０．７５千克／（人·天）。

根据以上计算方法，结合之前计算的ＣＰ、ＯＰ值，可得到天兴洲生态用地的人口承载力ＸＣ＝３３２９．２５万人次／年，ＸＯ＝３１６３．２４万人次／年，故用碳氧平衡法计算的天兴洲生态用地的人口承载力为３１６３．２４万人次／年。

２．２．２水环境承载力（１）参数确定Ｗ＝Ｃ·ψ·Ａ·１０６水质标准值（Ｃ）———根据《武汉市地表水环境功能区类别》，长江武汉市境内段功能为集中式生活饮用水水源地二级保护区，执行的环境质量标准类别为Ⅲ类。

径流系数（ψ）———根据《环境影响评价技术导则—地面水环境》，地表类型为草地、沙质土壤，中等坡度（２％～７％）的区域，径流系数为０．１０～０．１５，本研究按０．１２计算。