基于多智能體建模的旅游目的地碳平衡壓力研究

關(guān)鍵詞：多智能體；建模仿真；旅游碳平衡；碳平衡壓力

中圖分類號(hào)：F590 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2024.06.008

旅游業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展一直面臨經(jīng)濟(jì)、自然、社會(huì)等多方壓力，尤其在新時(shí)代高質(zhì)量發(fā)展階段，此壓力更加突出。盡管受新冠疫情沖擊，全球旅游業(yè)仍在2023年穩(wěn)步復(fù)蘇。與產(chǎn)業(yè)重振并行的是其環(huán)境影響，旅游業(yè)向來不是“零碳產(chǎn)業(yè)”，全球旅游碳足跡在2018年已占全球碳排放量的8%［1-2］，據(jù)預(yù)測(cè)至2035年旅游碳足跡還將增加一倍［3］。

面對(duì)環(huán)境壓力，2021年聯(lián)合國(guó)世界旅游組織做出了全球旅游業(yè)碳排放量2030年減半、2050年中和的承諾［4］。目前旅游業(yè)的快速發(fā)展依賴于大量能源消耗和碳排放，且能源消費(fèi)量級(jí)呈指數(shù)增長(zhǎng)。旅游業(yè)建立面向多方利益相關(guān)者的碳減排響應(yīng)和行為干預(yù)機(jī)制迫在眉睫［5］。為加快碳中和步伐，旅游業(yè)不僅要減少碳排放，還要增加碳吸收［6］。具體來講，為提高旅游碳足跡與目的地碳承載力間的平衡潛力，需要更精準(zhǔn)識(shí)別旅游碳排放與碳吸收的影響因素，評(píng)估碳源與碳匯之間的關(guān)系，在實(shí)現(xiàn)目的地資源充分利用的前提下，加快構(gòu)建旅游業(yè)主客共享的可持續(xù)發(fā)展路徑。自上世紀(jì)90年代起，旅游碳排放和碳吸收的影響因素逐漸被國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。關(guān)于旅游碳排放，其被認(rèn)為受游客規(guī)模和消費(fèi)水平影響較深［7-8］，其中游客規(guī)模是主要誘因［9］，并依目的地發(fā)達(dá)程度而影響表現(xiàn)不同［10］。另一個(gè)重要因素是旅游收入結(jié)構(gòu)，在國(guó)內(nèi)旅游中，收入結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)與碳排放存在線性相關(guān)［11］，而在入境旅游中，收入結(jié)構(gòu)則與碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)出非線性特征［10］。從產(chǎn)業(yè)部門參與角度來看，旅游碳排放的95%來自交通業(yè)［12］，各地運(yùn)輸工具的碳排規(guī)模受主要客源地距離、旅游者偏好表現(xiàn)出區(qū)域差異化［13］。除此之外，住宿業(yè)也會(huì)因游客規(guī)模和滯留時(shí)間提升而增加碳排放。總的來說，旅游目的地設(shè)施依賴能源運(yùn)行，其碳排強(qiáng)度普遍較高。在碳吸收方面，清潔能源技術(shù)、可持續(xù)管理方法和自然資源是影響碳吸收的主要因素［14］。我國(guó)目前的碳吸收主要依賴自然資源。據(jù)預(yù)測(cè)，2020—2050 年間森林植被將吸收燃燒化石燃料所產(chǎn)生碳排放的22.14%［15］。但近年旅游相關(guān)建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，景區(qū)植被覆蓋率下降將威脅旅游碳系統(tǒng)的良性循環(huán)。綜上，本文認(rèn)為影響旅游碳排放和目的地碳吸收的因素有：游客規(guī)模、旅游者消費(fèi)行為、旅游收入、旅游相關(guān)行業(yè)的能源消費(fèi)和目的地自然環(huán)境。

學(xué)者提出碳平衡壓力（carbon balance pressure）來衡量碳排放與碳吸收間的平衡狀況，它能直接客觀地反映碳中和水平。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于碳平衡的研究成果集中在城市群和生態(tài)系統(tǒng)，使用凈值法和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型等探討碳平衡的生態(tài)補(bǔ)償、演變路徑以及外部影響。近些年，學(xué)者多從“源-匯”角度測(cè)度旅游業(yè)碳平衡壓力，通過分析自然型景區(qū)碳源、估算碳匯和碳中和系數(shù)來建立低碳旅游發(fā)展路徑［16-18］。程占紅等［19］以太原為例構(gòu)建了旅游業(yè)碳排放與生態(tài)系統(tǒng)碳吸收模型。Xu等［20］為珠峰旅游區(qū)建立了碳中和計(jì)算框架。朱海等［21］預(yù)測(cè)了江西省的旅游業(yè)碳達(dá)峰時(shí)間，并認(rèn)為政策影響下旅游業(yè)有望達(dá)到碳中和?？梢娫谘芯康赜蛏?，多數(shù)研究是基于具體地域，其普適性有待證實(shí)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者為精準(zhǔn)測(cè)算旅游碳平衡壓力，雖已探索了旅游碳平衡的影響因素，但較少考慮旅游者和本地居民的偏好和態(tài)度，而目的地的游客、居民和環(huán)境涉及多次互動(dòng)和反復(fù)博弈，是一個(gè)自組織、自適應(yīng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，因此碳足跡與碳匯之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系也需更深探討。

本文旨在根據(jù)研究共識(shí)建立目的地碳平衡壓力仿真模型，以人地互動(dòng)視角，探索不同初始條件下目的地碳平衡壓力的變化，為此采用多智能體建模方法，借助Netlogo 軟件實(shí)現(xiàn)。Netlogo 是一種基于個(gè)體的建模方法，適用于模擬復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)多主體模型、網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜動(dòng)力系統(tǒng)的先進(jìn)模擬軟件之一［22-23］。與傳統(tǒng)分析碳平衡影響因素的方法相比，本研究利用多智能體仿真，能在不同參數(shù)情境下動(dòng)態(tài)、持續(xù)地模擬目的地碳排放和碳吸收的變化趨勢(shì)，可為旅游管理部門提供更加普遍、客觀的決策依據(jù)，促進(jìn)目的地的碳平衡。

1 仿真模型構(gòu)建

1.1 模型概述

碳平衡是指某系統(tǒng)或活動(dòng)在特定時(shí)空尺度內(nèi)的溫室氣體排放量與環(huán)境吸收量相等。碳平衡壓力表示碳排放與碳吸收間的平衡狀態(tài)，其數(shù)值等于碳足跡總量與環(huán)境碳承載力的比值。本研究旨在建立旅游目的地碳平衡壓力仿真系統(tǒng)，模擬目的地內(nèi)各行為主體的碳足跡和環(huán)境碳承載力，并通過調(diào)整模型參數(shù)來探索不同條件下目的地碳平衡壓力的動(dòng)態(tài)變化，為此采取以下建模思路：（1）提取參與旅游碳循環(huán)的主體作為模型中的異構(gòu)智能體；（2）根據(jù)現(xiàn)有研究確定各主體的行為事實(shí)和特征，確定智能體的屬性和活動(dòng)規(guī)則；（3）建立智能體之間的交互關(guān)系和邏輯，形成統(tǒng)一而復(fù)雜的智能體系統(tǒng)；（4）驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

1.2 智能體定義與行為規(guī)則設(shè)定

在NetLogo中，“智能體”被定義為一個(gè)能夠自我調(diào)整和適應(yīng)環(huán)境的實(shí)體，該實(shí)體會(huì)對(duì)其他實(shí)體做出適應(yīng)和反饋。智能體可以是現(xiàn)實(shí)中人或物的抽象映射，本模型設(shè)定了旅游者、本地居民（包含普通居民和旅游從業(yè)者）和目的地環(huán)境三類智能體。

1.2.1 旅游者智能體

旅游者是目的地內(nèi)主要的碳足跡生產(chǎn)者，在前往目的地和在目的地停留時(shí)會(huì)進(jìn)行碳排放。依托前人研究，在模型中賦予旅游者以下屬性。

①滿意度：指游客對(duì)目的地環(huán)境和所接受旅游服務(wù)質(zhì)量的滿意程度，此外在一定范圍內(nèi)對(duì)每個(gè)旅游者設(shè)置最大滿意度值，作為游客“滿意而歸”且向外推介目的地的條件。當(dāng)旅游者智能體所游覽環(huán)境的資源吸引力和接受服務(wù)的質(zhì)量達(dá)到一定閾值時(shí)，其自身的滿意度值加1，滿意度達(dá)到最大值，離開目的地，并帶來兩名新游客。此設(shè)定的依據(jù)為Kim［24］、馬慧強(qiáng)等［25］和吳江等［26］的研究，其發(fā)現(xiàn)游客總體滿意度直接影響其重游意愿和推薦行為。同時(shí)，劉巧輝等［27］研究證明滿意度會(huì)影響旅游者的環(huán)境行為。當(dāng)游客滿意度水平達(dá)到最大值六成以上時(shí)，其在目的地新產(chǎn)生碳足跡量會(huì)隨滿意度的增加而減少，且顯著減少對(duì)游經(jīng)環(huán)境的破壞效果；

②體力：旅游者具有體力上限，且在游覽中消耗體力，體力耗盡時(shí)返回最近的“旅館”停留以恢復(fù)體力；

③視野：旅游者能夠掌握視野內(nèi)目的地環(huán)境的資源吸引力情況，并選擇吸引力最大的方向行進(jìn)；

④金錢：各旅游者智能體擁有一定范圍內(nèi)的金錢，在“旅館”停留和與從業(yè)者交互會(huì)消耗金錢，當(dāng)金錢耗盡，旅游者離開目的地。游客人均金錢數(shù)量和旅館過夜價(jià)格依據(jù)《2019年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》與《2019年度全國(guó)星級(jí)飯店統(tǒng)計(jì)報(bào)告》設(shè)定；

⑤碳足跡：按通用計(jì)算方法，旅游者智能體的碳足跡分為交通碳足跡、住宿碳足跡和游覽碳足跡。交通碳足跡為游客旅途交通能耗產(chǎn)生的二氧化碳總量，秉著學(xué)界通行的“誰消費(fèi)誰負(fù)責(zé)”原則，將到達(dá)前碳足跡和行中碳足跡一并算入目的地旅游者的交通碳足跡中，計(jì)算公式為：

⑥O-D距離：距目的地距離不同的旅游者會(huì)選擇不同方式前往目的地，本模型中旅游者到達(dá)前交通方式的選擇規(guī)則參考石曉騰等［29］的研究，以O(shè)-D距離為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定不同交通工具的使用比例，距離目的地300km內(nèi)首選汽車，1300km內(nèi)首選火車，1300km外首選飛機(jī)。

⑦目的地內(nèi)交通選擇偏好：此屬性集中體現(xiàn)在旅游者于目的地的行中碳足跡。模型設(shè)定游客在目的地移動(dòng)的每公里每人碳足跡根據(jù)出行工具選擇偏好按汽車、公交車和步行（0kg）三檔計(jì)算，當(dāng)設(shè)定偏好為某一交通工具時(shí)，過半的旅游者會(huì)在目的地內(nèi)選擇該方式出行。

1.2.2 本地居民類智能體

本地居民是目的地社區(qū)的原住民，包含普通居民和旅游從業(yè)者兩類智能體。其屬性設(shè)置如下：

①體力：與旅游者“體力”設(shè)定類似，當(dāng)體力耗盡時(shí)返回“居民社區(qū)”休息以恢復(fù)體力；

②收入：從業(yè)者與旅游者交互會(huì)增加自身收入，當(dāng)從業(yè)者的平均收入水平達(dá)到一定水平將會(huì)助益目的地環(huán)境改善，李衛(wèi)兵等［30］和曹和平等［31］研究發(fā)現(xiàn)居民收入水平與居民環(huán)境意識(shí)明顯正相關(guān)，并通過影響環(huán)境偏好程度間接作用于邊際環(huán)境支付意愿。這表明居民的收入水平越高，其對(duì)環(huán)境治理的助力越大；

③視野：普通居民隨機(jī)移動(dòng)，從業(yè)者“趨利移動(dòng)”，即選擇視野內(nèi)旅游者最多的方向移動(dòng)以進(jìn)行交互獲取金錢；

④服務(wù)質(zhì)量：隨著從業(yè)者與旅游者交互即提供服務(wù)的次數(shù)越多，經(jīng)驗(yàn)得到積累，服務(wù)質(zhì)量提高。同時(shí)服務(wù)質(zhì)量與服務(wù)價(jià)格成正比，即在目的地整體發(fā)展過程中旅游產(chǎn)品價(jià)格呈上升趨勢(shì)；

⑤環(huán)境意識(shí)：指居民在感知環(huán)境變化的前提下，所表現(xiàn)出的對(duì)環(huán)境現(xiàn)狀及未來境況的態(tài)度。當(dāng)環(huán)境意識(shí)較強(qiáng)時(shí)，居民會(huì)展現(xiàn)更強(qiáng)烈的環(huán)境保護(hù)態(tài)度，而當(dāng)環(huán)境意識(shí)薄弱時(shí)，居民往往無視環(huán)境惡化和縱容環(huán)境破壞行為；

⑥容忍度：此屬性與旅游者滿意度和居民收入相關(guān)，當(dāng)游客與容忍度很低的普通居民交互時(shí)，其滿意度下降，而與容忍度很低的從業(yè)者交互時(shí)，服務(wù)價(jià)格較高，可理解為被加征環(huán)境稅。容忍度的變化受居民的環(huán)境感知和環(huán)境意識(shí)決定。此規(guī)則依據(jù)肖林等［32］的研究設(shè)置，目的地居民能夠很好感知旅游發(fā)展所帶來的環(huán)境變化，居民容忍度被設(shè)置為與目的地碳足跡量成反比，其中從業(yè)者的容忍度設(shè)定與普通居民略有差異。存在差異的證據(jù)來自李志飛［33］的調(diào)研，他認(rèn)為旅游從業(yè)者由于在旅游業(yè)發(fā)展中得到的經(jīng)濟(jì)利益超越了其承受的社會(huì)文化和環(huán)境成本，因而對(duì)旅游活動(dòng)的態(tài)度較一般居民更為寬容。故在本模型中，從業(yè)者的容忍度水平較普通居民高且下降較慢。普通居民和從業(yè)者的容忍度初始值以70為中心上下浮動(dòng)，象征對(duì)旅游活動(dòng)較友好的態(tài)度；

⑦碳足跡：居民碳足跡由交通碳足跡和日常活動(dòng)碳足跡組成，計(jì)算公式如下：

以上屬性中，滿意度最大值、體力、視野、金錢和容忍度初始值在固定范圍內(nèi)隨機(jī)給定，O-D距離、目的地內(nèi)交通選擇偏好和環(huán)境意識(shí)通過初始設(shè)置給定。

1.2.3目的地環(huán)境智能體

環(huán)境智能體是旅游者和本地居民智能體活動(dòng)的場(chǎng)所，也是模型的“地塊”，具有以下屬性：

①類別：分為綠地、景區(qū)、居民社區(qū)、旅館和其他用地，其中綠地和景區(qū)貢獻(xiàn)碳中和能力；

②資源吸引力：為“綠地”和“景區(qū)”專屬，景區(qū)具體數(shù)值的給定根據(jù)旅游者滿意閾值上下浮動(dòng)，而對(duì)綠地則賦予一個(gè)基礎(chǔ)值；

③生長(zhǎng)速率：指“綠地”和“景區(qū)”的NEP 值增加速率，即固碳能力的實(shí)時(shí)增長(zhǎng)速度，通過初始設(shè)置給定。當(dāng)居民收入達(dá)到一定水平時(shí)，可加速綠地的生長(zhǎng)和恢復(fù)；

④碳承載力：本模型將旅游碳承載力（tourismcarbon capacity）界定為一定的時(shí)空條件下，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)凈吸收旅游業(yè)CO₂排放的最大能力。依建模需要，分為原始碳承載力和現(xiàn)時(shí)碳承載力，原始碳承載力為模型初始化時(shí)地塊的碳承載力，現(xiàn)時(shí)碳承載力為隨著模型運(yùn)行，受游客活動(dòng)、碳足跡總量和恢復(fù)速率影響而實(shí)時(shí)變化的碳承載力。計(jì)算思路如下：碳承載力是指綠色植被的固碳能力，在森林、農(nóng)田、草地三種植被類型中，森林的固碳量最大，占總固碳量的98%，占絕對(duì)地位［34］，故參考肖玲等［35］和涂瑋等［36］對(duì)碳承載力的計(jì)算公式，在植被碳匯中主要考慮森林和草地的固碳能力。目的地旅游碳承載力的測(cè)算方法為：

1.3 模型運(yùn)行流程

本仿真模型的核心由兩大部分構(gòu)成：一是碳足跡的生產(chǎn)者，即旅游者和目的地居民智能體，二是碳承載力的來源，即目的地環(huán)境智能體中的“綠地”和“景區(qū)”。具體運(yùn)行流程見圖1。

第一步：初始化目的地環(huán)境。生成具有資源吸引力和碳中和能力的“綠地”“景區(qū)”及其他地塊。具有碳中和能力地塊的生成遵循現(xiàn)實(shí)目的地植被覆蓋率的一般實(shí)際，依據(jù)國(guó)家全域旅游示范區(qū)中三個(gè)有典型代表性目的地的植被覆蓋率：北京懷柔區(qū)（92.1%）、青島嶗山區(qū)（65.6%）和桂林陽朔縣（87.7%），將其設(shè)置為60%～90%。同時(shí)依據(jù)曹云等［37］的研究，將單位時(shí)間內(nèi)植被NEP增長(zhǎng)率限定在0.2%～0.8%。

第二步：初始化旅游者和本地居民智能體。出于聚焦旅游系統(tǒng)的考慮，本地居民中普通居民和旅游從業(yè)者的比例設(shè)置于3：7。旅游者與普通居民智能體的行動(dòng)均以體力大于零為前提，以碳足跡和碳承載力的變化為結(jié)果。

第三步：旅游者與本地居民的交互。首先是社會(huì)交互，此交互影響游客滿意度；然后是消費(fèi)交互，結(jié)果一般是消費(fèi)者金錢的失去和從業(yè)者收入的增加（服務(wù)價(jià)格服從以從業(yè)者服務(wù)質(zhì)量乘物價(jià)系數(shù)的積為參數(shù)的泊松分布，旨在模擬以價(jià)值為核心上下浮動(dòng)的市場(chǎng)價(jià)格現(xiàn)狀）。

第四步：旅游者、本地居民與目的地環(huán)境的交互。環(huán)境破壞方面，鑒于CO2施肥效應(yīng)和碳排放污染環(huán)境現(xiàn)象的共存，本模型僅考慮碳足跡增加對(duì)碳承載力的直接影響，即旅游者會(huì)對(duì)所經(jīng)綠地和景區(qū)地塊的碳中和能力造成小程度損害。當(dāng)?shù)貕K的碳中和能力低于原始值三成時(shí)，喪失資源吸引力。環(huán)境助益方面，旅游者的滿意度接近于期望滿意度時(shí)會(huì)產(chǎn)生環(huán)境責(zé)任行為，本地居民收入達(dá)到一定閾值時(shí)會(huì)協(xié)助環(huán)境治理，表現(xiàn)在模型中是綠地地塊NEP增長(zhǎng)率的提高。

第五步：旅游者智能體的新增判斷。當(dāng)旅游者的滿意度達(dá)到預(yù)期值且金錢未耗盡而離開目的地時(shí)，會(huì)產(chǎn)生推薦和重游行為，表現(xiàn)在模型中為旅游者智能體的新增。

第六步：模型的終止判斷。當(dāng)模型內(nèi)旅游者智能體的實(shí)時(shí)數(shù)量為零或碳承載力為零時(shí)，模型終止，輸出7個(gè)結(jié)果：“從業(yè)者人均收入（R1_MN）”“居民人均容忍度（R01_TLRC）”“ 碳足跡歷史總和（ALLCFP，每個(gè)時(shí)間步碳足跡總量的加總）”“碳承載力歷史總和（ALLCNC，每個(gè)時(shí)間步碳承載力總量的加總）”“碳平衡壓力指數(shù)（CBPI，為碳足跡歷史總和與碳承載力歷史總和的比值）”“瞬時(shí)最大游客量（MAX_TN，目的地在各單位時(shí)間步內(nèi)游客量的最大值）”和“ 游客總?cè)舜危ˋLLT）”。

2 模型測(cè)試與驗(yàn)證

２.1 平穩(wěn)性檢驗(yàn)

隨機(jī)設(shè)定3套初始條件，分別運(yùn)行模型1 000次，每次運(yùn)行時(shí)間步最長(zhǎng)限制為500步（耗時(shí)約1min），總耗時(shí)50h左右。對(duì)各條件下的輸出結(jié)果進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)p 值均小于顯著性水平0.05，即數(shù)據(jù)平穩(wěn)，說明已有條件參數(shù)能夠充分解釋模型結(jié)果，模型內(nèi)不存在未被設(shè)置的參數(shù)。模型中可供調(diào)整的初始條件：（1）目的地環(huán)境變量，包括目的地植被覆蓋率（GR）和目的地植被NEP 自然增長(zhǎng)率（GS）；（2）目的地社會(huì)變量，包括居民整體環(huán)境意識(shí)（EC，作用于居民容忍度變化和旅游產(chǎn)品定價(jià)，取值范圍為0～10，值越高環(huán)境意識(shí)越強(qiáng)）和目的地物價(jià)指數(shù)（P，作用于居民收入積累和旅游產(chǎn)品定價(jià)，設(shè)置1=低物價(jià)，2=一般物價(jià)，3=高物價(jià)）；（3）旅游者變量，包括主要客源地距離（OD，單位為km）和旅游者目的地內(nèi)交通選擇偏好（VP，0=步行，1=公共交通，2=私家車或出租車）。模型中默認(rèn)初始設(shè)置見表1。

2.2 模型驗(yàn)證

目的地系統(tǒng)要素龐雜，難以運(yùn)用完全定量的方法去模擬驗(yàn)證其碳平衡壓力演變。故本模型基于研究共識(shí)和普遍規(guī)律對(duì)目的地的旅游碳循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行抽象，力求做到映射真實(shí)世界。同時(shí)，模型驗(yàn)證應(yīng)用定性方法［38］，以胡斌等［39］的模擬系統(tǒng)驗(yàn)證框架為參考，設(shè)計(jì)出樸素有效的驗(yàn)證方案，即將模型輸入-輸出與一般規(guī)律比較，符合常理則有效，反之無效。兩套驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下：

2.2.1 實(shí)驗(yàn)一

考察植被覆蓋率和植被NEP增長(zhǎng)率對(duì)目的地碳平衡壓力的影響。在控制變量的前提下分別運(yùn)行模型，然后對(duì)比其輸出結(jié)果。

輸入條件1：最小的植被覆蓋率（60%）和NEP增長(zhǎng)率（0.002）；輸入條件2：最大的植被覆蓋率（90%）和NEP增長(zhǎng)率（0.008）。其余保持默認(rèn)設(shè)置。兩種條件下各運(yùn)行100次，每次時(shí)長(zhǎng)300時(shí)間步。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2實(shí)驗(yàn)1部分。就研究共識(shí)和常理而言，目的地植被覆蓋率和NEP 增長(zhǎng)率的提高能增強(qiáng)目的地的碳中和能力，從而可在保持環(huán)境條件不變的前提下容納更多碳足跡，即容許更多的旅游活動(dòng)。在模型中，條件2的各項(xiàng)輸出結(jié)果均值皆高于條件1。具體來看，居民的環(huán)境感知溫和化，對(duì)旅游活動(dòng)更為寬容，平均容忍度從1.42陡增至33.53；環(huán)境方面，碳平衡壓力指數(shù)從0.67下降至0.55，說明環(huán)境壓力緩和；居民收入方面，更大規(guī)模的旅游活動(dòng)（總?cè)舜翁嵘?7%）帶來了更多收入（提升71%）。可見演示結(jié)果基本反映了客觀規(guī)律。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)二

考察居民整體環(huán)境意識(shí)的提升對(duì)目的地旅游活動(dòng)規(guī)模和碳承載力的影響。輸入條件1：居民整體環(huán)境意識(shí)為0；輸入條件2：居民整體環(huán)境意識(shí)最大化。其他設(shè)置不變。運(yùn)行次數(shù)與時(shí)長(zhǎng)同上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2實(shí)驗(yàn)2部分。當(dāng)調(diào)高居民環(huán)境意識(shí)后，其旅游活動(dòng)容忍度隨之下降，由條件1下在初始值左右的72.53驟降至條件2下的-215.78。由于“好客氛圍”的消失，游客人次也隨之減少22%，從業(yè)者人均收入下降18%。目的地碳承載力方面，由于旅游活動(dòng)規(guī)模的縮小，碳足跡和來自旅游系統(tǒng)的環(huán)境破壞行為相應(yīng)減少，碳承載力歷史總和獲得了0.2%的小幅提升，而碳平衡壓力指數(shù)顯著下降34%，環(huán)境壓力大幅減輕。據(jù)此可知，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與主流研究觀點(diǎn)相符，居民環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)有助于約束過量旅游，從而減輕目的地旅游碳循環(huán)壓力。

綜上，本模型通過了兩個(gè)樸素實(shí)驗(yàn)方案的檢驗(yàn)，輸入-輸出結(jié)果與公識(shí)規(guī)律相符，可認(rèn)為其能夠良好反映現(xiàn)實(shí)目的地的旅游碳平衡系統(tǒng)。

3 模型運(yùn)行與分析

模型驗(yàn)證后將結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，探索不同因素與目的地碳平衡壓力變化的關(guān)系。首先對(duì)每套實(shí)驗(yàn)的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)以確保其可信，然后依據(jù)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)變量間的偏相關(guān)系數(shù)及輸出數(shù)據(jù)的三維散點(diǎn)圖來分析目的地碳平衡的影響因素。在本模型的未來實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)目的地的實(shí)際情況設(shè)定各項(xiàng)參數(shù)，以針對(duì)性模擬和預(yù)測(cè)目的地旅游碳平衡壓力的演變態(tài)勢(shì)。

3.1 單類參數(shù)調(diào)整的影響識(shí)別

3.1.1 環(huán)境參數(shù)變化對(duì)旅游目的地碳平衡壓力的影響

考察環(huán)境變量（植被覆蓋率與植被NEP增長(zhǎng)率）調(diào)整對(duì)目的地碳平衡的影響。利用NetLogo中的“行為空間”設(shè)置模擬實(shí)驗(yàn)：植被覆蓋率調(diào)整范圍［0.6，0.9］（跨度為0.1），植被NEP增長(zhǎng)率調(diào)整范圍［0.002，0.008］（跨度為0.001），共28種排列組合。實(shí)驗(yàn)設(shè)定為每組合運(yùn)行10次，每次最高時(shí)間步限制為300步（下文均同）。對(duì)模型結(jié)果穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)，即信度檢驗(yàn)中的重測(cè)/再測(cè)檢驗(yàn)，流程如下：從各條件組合下隨機(jī)抽取運(yùn)行次數(shù)50%的輸出結(jié)果作為第一組樣本，其余構(gòu)成第二組樣本；對(duì)兩組樣本做相關(guān)系數(shù)估計(jì)，所得相關(guān)系數(shù)即信度系數(shù)。測(cè)得輸出結(jié)果的Pearson 相關(guān)系數(shù)大于0.7，且在1%水平上顯著，故可認(rèn)為模型試驗(yàn)結(jié)果信度水平較高。

對(duì)輸出數(shù)據(jù)與受調(diào)整的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行偏相關(guān)估計(jì)（結(jié)果見表3 中GR 和GS 部分），可知碳平衡壓力指數(shù)（CBPI）、居民人均容忍度（R01_TLRC）、碳足跡歷史總和（ALLCFP）、碳承載力歷史總和（ALLCNC）、瞬時(shí)最大游客量（MAX_TN）和游客總?cè)舜危ˋLLT）與環(huán)境變量明顯相關(guān)。具體來講，目的地植被覆蓋率與ALLCNC 和R01_TLRC，植被NEP 增長(zhǎng)率與ALLT 和MAX_TN 相關(guān)程度最高。重點(diǎn)觀察CBPI 與各參數(shù)調(diào)整間的關(guān)聯(lián)（見圖2）。據(jù)圖2a可知，碳平衡壓力與目的地植被覆蓋率負(fù)相關(guān)，而與植被NEP增長(zhǎng)率正相關(guān)，這說明在目的地植被覆蓋率不變的情況下，提高目的地植被NEP 增長(zhǎng)率所增加的碳匯不能抵消旅游活動(dòng)強(qiáng)度加大所帶來的額外碳排放量，只有在優(yōu)化目的地植被品種，提高單位面積固碳能力的同時(shí)，擴(kuò)大目的地植被覆蓋面積，才能有效緩解旅游碳平衡壓力。

3.1.2 社會(huì)參數(shù)變化對(duì)旅游目的地碳平衡壓力的影響

考察社會(huì)變量“居民整體環(huán)境意識(shí)”與“目的地物價(jià)指數(shù)”對(duì)目的地旅游經(jīng)濟(jì)及旅游碳平衡的影響。行為空間實(shí)驗(yàn)設(shè)置為：居民整體環(huán)境意識(shí)調(diào)整范圍［0，10］（跨度為2），物價(jià)指數(shù)調(diào)整范圍［1，3］（跨度為1），共18種排列組合。對(duì)實(shí)驗(yàn)輸出結(jié)果的信度檢驗(yàn)測(cè)得兩組樣本間Pearson 相關(guān)系數(shù)大于0.75，且在5%水平上顯著。

將輸出數(shù)據(jù)與受調(diào)整的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行偏相關(guān)估計(jì)（結(jié)果見表3中EC 和P 部分），可知CBPI 與居民環(huán)境意識(shí)和物價(jià)水平成反比，除此之外，ALLCFP、MAX_TN 和ALLT 也與社會(huì)變量相關(guān)明顯，并均呈負(fù)相關(guān)。即說明居民環(huán)境意識(shí)和物價(jià)水平的提升會(huì)限制旅游活動(dòng)規(guī)模，使目的地碳足跡總量減少和環(huán)境壓力減輕。結(jié)合圖2b和圖3b進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)物價(jià)水平對(duì)碳足跡總量和碳平衡壓力的制約作用隨著居民環(huán)境意識(shí)的提升而逐漸減弱，整體上，居民環(huán)境意識(shí)對(duì)于碳足跡總量及碳平衡壓力的限制作用較物價(jià)水平更明顯。值得關(guān)注的是，從業(yè)者人均收入與目的地物價(jià)水平間偏相關(guān)系數(shù)顯著為負(fù)，結(jié)合圖3a進(jìn)一步說明，盡管在模型設(shè)定中已將其環(huán)境意識(shí)作為決定旅游服務(wù)定價(jià)的參數(shù)之一，但居民環(huán)境意識(shí)與其從旅游活動(dòng)中獲取的收入并未表現(xiàn)出明顯關(guān)聯(lián)，反而是物價(jià)水平在一定程度上決定了從業(yè)者收入。即當(dāng)目的地物價(jià)處于一般水平時(shí)，從業(yè)者獲取了最多收入，而隨著物價(jià)水平的提高超出一般水平時(shí)，從業(yè)者收入水平由之降低。此現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能歸結(jié)于物價(jià)指數(shù)與“瞬時(shí)最大游客量”及“游客總?cè)舜巍钡姆聪蜿P(guān)系上，對(duì)于大眾旅游者來講，昂貴的旅游成本會(huì)使其行程縮短、整體滿意水平下降并減少重游與推薦行為，進(jìn)而導(dǎo)致旅游交易次數(shù)減少和從業(yè)者收入降低。

3.1.3 旅游者參數(shù)變化對(duì)旅游目的地碳平衡壓力的影響

考察旅游者變量“主要客源地距離”與“目的地內(nèi)交通選擇偏好”對(duì)目的地旅游碳平衡的影響。行為空間實(shí)驗(yàn)設(shè)置為：主要客源地距離調(diào)整范圍［100，2 100］（跨度為200），目的地內(nèi)交通選擇偏好調(diào)整范圍［1，3］（跨度為1），共33種排列組合。實(shí)驗(yàn)輸出結(jié)果信度檢驗(yàn)測(cè)得兩組樣本間Pearson相關(guān)系數(shù)大于0.6，且在5%水平上顯著。

測(cè)算輸出數(shù)據(jù)與被調(diào)整參數(shù)間的偏相關(guān)系數(shù)（結(jié)果見表3中OD 和VP 部分），可知ALLCFP 和MAX_TN 與旅游者變量相關(guān)程度較為顯著，其中ALLCFP 與旅游者兩變量成正比，MAX_TN 與主要客源地距離成正比，與目的地內(nèi)交通選擇偏好成反比。而碳平衡壓力（CBPI）則僅與主要客源地距離成正比。結(jié)合圖2c進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)交通選擇偏好對(duì)碳平衡壓力的影響雖然存在但比較微弱，目的地旅游碳平衡壓力的走高主要取決于主要客源地距離的擴(kuò)大所造成的游客行前碳足跡的增加。當(dāng)客源地距離較近（0，300 km］時(shí)，游客大多選擇自駕或乘大巴前往，碳排放系數(shù)較高，碳足跡攀升較快；而當(dāng)客源地距離中等（300，1 300 km］時(shí)，游客首選火車出行，碳排放系數(shù)低，此時(shí)碳平衡壓力與碳排放總量呈現(xiàn)出先下降后緩慢提高的特征；當(dāng)客源地距離較遠(yuǎn)（gt;1 300 km）時(shí)，飛機(jī)成為交通方式首選，其碳排放系數(shù)雖然較自駕低，但由于里程數(shù)很大，故碳足跡總量與碳平衡壓力值起點(diǎn)值最高。此外，目的地內(nèi)交通偏好在目的地瞬時(shí)最大游客量上發(fā)揮了明顯作用，兩者呈負(fù)相關(guān)，即綠色低碳的出游方式會(huì)減輕目的地旅游碳平衡壓力，而能容納更多旅游活動(dòng)。

3.2 多類參數(shù)調(diào)整的影響識(shí)別

以上單一參數(shù)調(diào)整的實(shí)驗(yàn)表明，目的地植被覆蓋率GR、居民環(huán)境意識(shí)EC 和主要客源市場(chǎng)距離OD 與旅游目的地碳平衡壓力相關(guān)性最為明顯，后續(xù)實(shí)驗(yàn)以此為基礎(chǔ)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。對(duì)各實(shí)驗(yàn)的輸出結(jié)果進(jìn)行信度檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)皆可能通過信度檢驗(yàn)，且其樣本數(shù)據(jù)組間的Pearson 相關(guān)系數(shù)分別在1%、5%和1%水平上顯著。

3.2.1 GR和EC變化對(duì)旅游目的地碳平衡壓力的影響

考察環(huán)境變量“目的地植被覆蓋率”與社會(huì)變量“居民整體環(huán)境意識(shí)”對(duì)目的地旅游碳平衡的影響。行為空間實(shí)驗(yàn)設(shè)置為：目的地植被覆蓋率調(diào)整范圍［0.6，0.9］（跨度為0.1），居民整體環(huán)境意識(shí)調(diào)整范圍［0，10］（跨度為2），共24種排列組合。

將輸出數(shù)據(jù)與受調(diào)整的參數(shù)進(jìn)行偏相關(guān)估計(jì)（結(jié)果見表4組合1），可知碳平衡壓力、居民容忍度、碳足跡歷史總和和游客總?cè)舜闻c受調(diào)整的兩變量顯著相關(guān)。觀察圖4各輸出數(shù)據(jù)的散點(diǎn)分布，可發(fā)現(xiàn)居民容忍度和游客總?cè)舜蔚氖冀K與居民整體環(huán)境意識(shí)反向變化，而僅在環(huán)境意識(shí)處于極高水平時(shí)與目的地植被覆蓋率呈正向線性相關(guān)；碳平衡壓力指數(shù)變化則同時(shí)表現(xiàn)出與兩參數(shù)的顯著反向相關(guān)。

3.2.2 GR和OD變化對(duì)旅游目的地碳平衡壓力的影響

考察環(huán)境變量“目的地植被覆蓋率”與旅游者變量“主要客源市場(chǎng)距離”對(duì)目的地旅游碳平衡的影響。行為空間實(shí)驗(yàn)設(shè)置為：目的地植被覆蓋率調(diào)整范圍［0.6，0.9］（跨度為0.1），主要客源地距離調(diào)整范圍［100，2 100］（跨度為200），共44種排列組合。

對(duì)輸出數(shù)據(jù)與受調(diào)整的參數(shù)進(jìn)行偏相關(guān)估計(jì)（見表4組合2），發(fā)現(xiàn)在此調(diào)節(jié)情境下，僅碳平衡壓力與碳足跡歷史總和與兩參數(shù)的調(diào)整同時(shí)存在顯著關(guān)聯(lián)。參照?qǐng)D5a可知主要客源地距離與碳平衡壓力指數(shù)的相關(guān)性始終較大，且當(dāng)其處在［250，500］區(qū)間時(shí)，與碳平衡壓力指數(shù)間存在非線性相關(guān)的特征。而目的地植被覆蓋率與碳平衡壓力指數(shù)的關(guān)聯(lián)程度高低因主要客源地距離變化而變化，客源地距離越遠(yuǎn)目的地植被覆蓋率與碳平衡壓力指數(shù)的反比關(guān)系越明顯。

3.2.3 EC和OD變化對(duì)旅游目的地碳平衡壓力的影響

考察社會(huì)變量“居民整體環(huán)境意識(shí)”與旅游者變量“主要客源市場(chǎng)距離”對(duì)目的地旅游碳平衡的影響。行為空間實(shí)驗(yàn)設(shè)置為：居民整體環(huán)境意識(shí)調(diào)整范圍［0，10］（跨度為2），主要客源地距離調(diào)整范圍［100，2 100］（跨度為200），共66種排列組合。

測(cè)算輸出數(shù)據(jù)與被調(diào)整參數(shù)之間的偏相關(guān)系數(shù)（見表4組合3），可知僅有碳平衡壓力指數(shù)和碳足跡歷史總和兩變量與被調(diào)整參數(shù)顯著相關(guān)。通過觀察圖5b可發(fā)現(xiàn)，碳平衡壓力指數(shù)隨OD 值變化的幅度大于EC值。當(dāng)OD值較低時(shí)，不論EC 取值高低，碳平衡壓力指數(shù)均維持在較穩(wěn)定水平，而當(dāng)OD值大于1200時(shí)，EC與碳平衡壓力指數(shù)的相關(guān)性逐漸明顯。但此時(shí)兩者并非同步變化，碳平衡壓力指數(shù)的下降速度隨EC 值的增加而逐漸放緩，說明在此情境下，居民整體環(huán)境意識(shí)提高對(duì)減輕目的地旅游碳循環(huán)系統(tǒng)壓力的貢獻(xiàn)存在上限。

4 結(jié)論與展望

通過建立基于多智能體的旅游目的地碳平衡壓力仿真模型，在虛擬目的地環(huán)境中對(duì)影響旅游目的地碳平衡的因素進(jìn)行了探索。研究發(fā)現(xiàn)：

（1）旅游目的地碳承載力的提升和碳平衡壓力的減輕主要依賴于目的地植被覆蓋率。單位面積植被固碳能力的增強(qiáng)盡管從一定程度上能夠緩解目的地旅游碳平衡壓力，但其作用效果弱于植被覆蓋率的提升。據(jù)此目的地管理者可加強(qiáng)植被保護(hù)和恢復(fù)工作，開展植樹活動(dòng)，提高植被覆蓋率，并通過政策扶持等鼓勵(lì)旅游從業(yè)者發(fā)展環(huán)保周邊產(chǎn)業(yè)，增加經(jīng)濟(jì)收益。

（2）居民環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)和物價(jià)水平的提高均能明顯限制目的地內(nèi)旅游碳足跡的增長(zhǎng)，但其作用并非等效。物價(jià)水平對(duì)碳足跡總量和碳平衡壓力的抑制作用隨著居民環(huán)境意識(shí)的提升而逐漸減弱，而環(huán)境意識(shí)在此方面則始終影響明顯。此外，提升物價(jià)水平對(duì)于目的地經(jīng)濟(jì)社會(huì)來講或得不償失，其雖能減輕旅游碳平衡壓力，但也很可能造成目的地旅游從業(yè)者的收入下降。目的地可加強(qiáng)社區(qū)環(huán)保宣傳教育，提高居民環(huán)境意識(shí)，推廣低碳生活方式。同時(shí)合理控制物價(jià)水平，避免過高物價(jià)對(duì)目的地經(jīng)濟(jì)造成負(fù)面影響。

（3）主要客源市場(chǎng)的距離在很大程度上決定了目的地旅游碳足跡總量和碳平衡壓力指數(shù)大小，整體上兩者呈正比關(guān)系。旅游者在目的地內(nèi)交通選擇的偏好與目的地旅游容量呈現(xiàn)出了較明顯的關(guān)系，當(dāng)游客多選擇綠色低碳的出游方式時(shí)，目的地在既定時(shí)段內(nèi)往往能夠容納更多旅游活動(dòng)。在目的地規(guī)劃和管理中應(yīng)推行旅游綠色交通，提升公共交通線路密度和運(yùn)輸效率。此外還可多面向國(guó)內(nèi)近鄰市場(chǎng)展開營(yíng)銷推廣和產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以吸引更多鄰近游客，減輕本地旅游碳平衡壓力。

（4）當(dāng)綜合調(diào)整多類參數(shù)時(shí)，目的地植被覆蓋率和主要客源地距離依然與旅游目的地碳平衡壓力指數(shù)保持了高度關(guān)聯(lián)?？驮吹鼐嚯x越遠(yuǎn)，植被覆蓋率調(diào)整和居民整體環(huán)境意識(shí)大幅提高所造成的目的地旅游碳平衡壓力減輕效果越明顯。

本研究雖以較充分的理論共識(shí)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一套自洽仿真模型，但仍具有一些局限：其一，鑒于目的地碳平衡實(shí)現(xiàn)過程的復(fù)雜性，抽象模型在建立中不可避免會(huì)忽視一些實(shí)際情況，故本研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析結(jié)論僅能反映現(xiàn)實(shí)的某個(gè)側(cè)面。其二，本模型聚焦在一種旅游目的地類型上，即以自然資源，尤其是森林資源為核心吸引力的目的地，因此對(duì)于其他類型的目的地，如人文歷史型目的地，模型可能需要進(jìn)一步探討和修正。

在下一階段，除將本模型應(yīng)用于具體旅游目的地的碳平衡壓力預(yù)測(cè)和管理外，還可考慮在以下方面對(duì)模型進(jìn)行拓展：①擴(kuò)充智能體類別和行為規(guī)則，如對(duì)旅游者按收入水平、出游目的和年齡結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分類，更細(xì)致地設(shè)定智能體差異化行為從而更貼合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的復(fù)雜性；②增添新的輸入?yún)?shù)，如地方旅游經(jīng)濟(jì)水平、旅游容量管理措施等，從更多角度考慮影響目的地旅游碳平衡的因素；③在目的地環(huán)境中引入生態(tài)環(huán)境以外的其他旅游吸引物，如城市建筑或村落等以更趨近于目的地實(shí)際情況。