1 引言

空间结构是社会、自然现象的组织形式和地理学研究的重要内容。景区和客源地是旅游活动发生发展的物质载体^[1]，也是旅游系统中相互依存的供给要素和需求要素^[2]。客源地人口规模和收入水平影响游客需求，景区质量和地理位置决定供给水平。A级景区是旅游市场主要供给要素和旅游经济发展的物质保障，其等级质量直接影响旅游者的空间行为，深刻影响旅游需求的规模效益^[3]。旅游供需的动态平衡促使旅游系统不断发展和完善，其空间结构特征体现旅游经济活动的属性和状态，是旅游“人地关系”长期互动的结果，决定旅游系统功能的稳定性和旅游经济结构的合理性。然而，需求的多元性与可变性对应供给的固定性与稳定性，导致区域旅游供需关系协调发展愈加复杂。分析旅游供需的空间结构有助于对区域旅游发展水平进行客观判断，并针对性地制定相关策略。

文献检索表明，旅游供需日益受到国内外学者的重视。国外学者较早从供需模型构建研究旅游供需关系。如Leiper从空间结构角度提出包括供给和需求的旅游系统模型^[4]；Pearce强调供需协调对旅游发展的重要影响^[5]；Gunn等认为供需匹配是旅游系统功能实现的前提^[6]。在此基础上，旅游供需平衡^[7]、供给结构调整^[8]、供需指标测算^[9]等亦开始受到国外学者关注。此后耦合协调理论被引入旅游供需关系研究，如Werner等^[10]、Haugland等^[11]分别测度旅游景观与游客活动、旅游资源与需求的耦合协调度。此外，基于供需的旅游发展预测亦是研究的主要内容^[12]。国内研究总体起步较晚，早期成果主要从经济学视角探讨旅游供需，如牛亚菲率先提出供需的互动模式^[13]、戴斌构建供需的数学模型^[14]、吴必虎提出供需的对应模型^[15]、厉新建阐述供需的非均衡性^[16]、郑志刚从全国尺度分析供需动态演变^[17]、魏遐认为交通和目的地服务是国内旅游市场供需矛盾的主要方面^[18]，相关成果奠定了我国旅游供需关系研究的理论基础。随后，研究内容主要集中在供需主体调查^[19]、流域供需格局^[20]、供需空间效应^[21]等方面。供需匹配亦受到越来越多学者的关注，如周永博等分析全域旅游供需错配及其治理^[22]、孙琨等评价大香格里拉地区旅游供需匹配状况和供需失衡的基本特征^[23]。近年来地理学方法被部分学者所采用，如供需耦合协调度的时空定量分析及其演化驱动机制探讨^[24-26]。综上所述，现有旅游供需研究聚焦供给或需求单要素^{[27, 28]}，这些成果为本文提供了丰富的经验借鉴，但还存在一些薄弱环节。首先，视角上偏重于经济学，鲜有学者从地理空间分析旅游供需的格局特征分异；其次，方法上并未顾及区域内需求的市场竞争和供给的机会累积，研究范式呈现不断修正和融合的特点，但缺乏系统性和整体性；最后，研究内容尚未涉及供需系统间的空间联系强度，区域旅游供需矛盾一直较为突出^{[29, 30]}。

高质量的旅游供需平衡对区域旅游经济发展至关重要。当前，我国旅游业快速发展的同时客源饱和与不足并存、高质量景区效益不佳等供需错配现象仍然严重，其深层原因是开发者忽视旅游供需的空间结构。为此，国家《“十三五”旅游业发展规划》明确强调根据需求的空间分布合理安排供给布局与开发时序。在资源禀赋、交通区位和市场发育地域差异驱使下，近年来湖北省旅游业非均衡、不协调发展问题依然突出；根据武昌区2018年国内旅游抽样调查分析报告，省内游客比重占有绝对优势，表明研究省域旅游供需具有现实意义^①。鉴于此，本文以湖北省A级景区和省内客源地为对象，基于空间相互作用思想，利用供给机会累积和需求市场竞争分析旅游供需的空间结构特征，以期为区域旅游发展提供理论依据和决策支撑，帮助确切认知案例区旅游供需问题，提升旅游供需平衡水平。

2 研究区域、数据与方法 2.1 研究区概况

湖北省地处长江经济带中部，地跨北纬29°01′53″—33° 06′ 47″，东经108° 21′ 42″ —116° 07′ 50″，国土面积18.59万km²。湖北地势东、北、西三面环山，中间低平向南敞开，平原湖区、丘陵、山地分别占总面积的20%、24%、56%；省域大部分地区属亚热带季风性湿润气候，动植物种类繁多、地貌类型丰富，加之交通便利、历史悠久，自然和人文旅游资源丰富多彩，其中人文景区离城镇较近、高等级景区分布较为分散（图 1）。全省共辖13个地级行政区（包括12个地级市、1个自治州）和4个省直管县级行政单位（包括3个县级市、1个林区），六普常住人口5723.77万人。2010—2018年接待旅游人数由2.11亿人次增至7.27亿人次，增幅244.55%；旅游业总收入由1460.53亿元增至6344.33亿元，增幅334.39%；占GDP比重由9.06%增长至16.12%，占第三产业产值比重由23.95%增长至33.87%，旅游业已成为湖北经济增长的重要支柱产业。

2.2 数据来源与处理

本文320个A级景区名单来自湖北省旅游政务网（http://lyw.hubei.gov.cn/），其中5A级10个、4A级117个、3A级128个、2A级62个、1A级3个；人文类景区182个，略多于自然类景区。1453个乡镇级旅游客源地名单及其人口数据源于地理国情普查。景区和客源地空间位置参考百度地图拾取坐标系统（http://api.map.baidu.com/），并利用GeoSharp进行纠正。行政区划和地形数据分别来自国家地球系统科学数据中心（http://www.geodata.cn）、地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/）。道路交通网络来源于星球地图出版社2018年版湖北省地图矢量化，根据研究区实际地形并参考已有研究和《中华人民共和国公路工程技术标准（JTGB01-2003）》，确定高铁、普铁、城铁时速分别为300 km/h、90 km/h、120 km/h，平原高速公路、国道、省道、县道时速分别为120 km/h、80 km/h、60 km/h、40 km/ h，山区则分别为100 km/h、70 km/h、50 km/h、30 km/h。相关统计数据源自《湖北省统计年鉴》。基于ArcGIS 10.2构建旅游系统空间数据库，检查和修改道路交通网络拓扑错误，以A级景区、乡镇级客源地为节点进行网络分析确定OD成本矩阵，测度供需双方交通可达时间。

2.3 研究方法 2.3.1 核密度估计

核密度估计是概率论中估计未知的密度函数，属于非参数检验方法之一，最早由Rosenblatt和Emanuel Parzen提出，借助移动的单元格对点或线格局的密度进行估计，能有效刻画空间单元要素的集聚密度态势^[31]。该方法兼顾不同位置聚集强度的差异性和连续性，通过对每个要素点建立平滑圆形表面，计算其到参考位置的距离，然后对参考位置的所有表面值求和，建立这些点的峰值或核来创建平滑的连续表面。核密度值随中心辐射距离的增大而变小，有效测度空间分布的位置与强度关系：

(1)

式中：f(x, y) 为空间位置(x, y) 处的密度估计，为核函数，d_i为位置(x, y) 距第i个观测点的距离，n为样本点数，h为带宽或平滑参数。

2.3.2 旅游供需联系强度

现有旅游供需联系仅计算供需要素的时间成本，尚未顾及区域内的市场竞争和机会累积。本文考虑空间距离衰减规律，利用高斯函数改进传统两步移动搜索模型衡量区域内旅游供需关系。两步移动搜索最早由John Radke和Lan Mu提出^[32]，因分别以供给点和需求点进行两次移动搜索而被命名为两步移动搜索模型（Two-step floating catchment area method，2SFCA），体现了供给和需求的相互作用，可测度旅游供需双方的联系强度。2SFCA给定搜索半径d₀并采用二分法处理距离衰减，认为在d₀以内的区域可达性相同，d₀以外的区域则完全不可达^[33]，未考虑d₀内的空间差异^[34]。现实中往往越靠近旅游景区的客源地越能享受到更多的旅游服务，客观存在距离衰减规律，有必要在2SFCA搜索半径内加入一个距离衰减函数，实现对实际供需联系的科学模拟^[35]。Dai提出基于高斯函数的距离衰减便是较为有效的扩展^[36]，近年来在经济地理领域得到广泛应用，但在旅游供需上尚未出现实证案例。高斯型两步移动搜索法（Gaussian 2SFCA，Ga2SFCA）基本思想为：

第一步，对每个景区j，搜索d₀内的客源地k，形成一个空间作用域（catchment area），利用高斯方程对客源地人口赋以权重并汇总即为j潜在的游客数量，将景区等级数值（或景区规模、游客容量）除以游客数量，得供需比R_j：

(2)

式中：D_k为景区j空间作用域内客源地k的需求规模（人口数量）；d_kj为k到j之间的空间距离（网络分析OD成本矩阵最短耗费时间）；S_j为景区j的供给规模（因数据所限，本文采用旅游景区等级数值）。G(d_kj, d₀) 为考虑距离衰减的高斯方程：

(3)

(4)

第二步，对客源地i，搜索d₀内的旅游景区l，利用高斯函数加权l的供需比R_l并汇总便得到客源地i的旅游供需联系强度A_i^F：

(5)

式中：d_il是客源地i到景区l的最短时间；R_l表示i空间作用域内景区l的供需比。A_i^F值越大表明客源地可获取更多的旅游资源和服务。阈值范围d₀有不同的表征指标，搜索过程如图 2所示。

在图 2a中，搜索半径d₀条件下，景区a向客源地1、2、3提供旅游服务。客源地与景区交通时间通过网络分析OD成本矩阵得到，可根据式（3）建立相应的高斯方程；每个景区的等级与客源地人口数量已知，可利用式（2）求得相应供需比。在图 2b中，d₀范围内客源地2可获得景区a、c的旅游资源和服务，根据式（5）对a、c加权后的供需比率进行累加便得到其旅游供需联系强度。以此类推，可求得所有客源地的旅游供需联系强度。

2.3.3 ESDA空间关联模型

为进一步评价旅游供需联系强度的空间关联格局，在整体上把握其区域分异的内在规律，引入探索性空间数据分析全局Moran'I指数进行定量模拟。联系强度高低值集聚状态由Moran'I值的正负体现，为正表示在空间上显著集聚，反之表明该区域的供需联系水平与周围地区差异显著^[37]。不同空间位置的低值簇和高值簇由Getis-Ord G_i^*识别：

(6)

为便于解释和比较，对G_i^*(d) 进行标准化处理，即：

(7)

式中：w_ij(d) 为空间权重，E(G_i^*) 和Var(G_i^*) 分别为G_i^*的数学期望和方差，旅游供需联系强度冷热点区分布可通过Z (G_i^*)的正负值进行探测。

3 结果与分析 3.1 旅游供需要素空间分布特征

由式（1）得到湖北省旅游供给要素（景区）密度为16.72个/万km²，需求要素（客源地）人口密度302人/km²。天门市和潜江市未有A级景区分布，十堰市、黄冈市、宜昌市和咸宁市A级景区数量最多，分别为52个、42个、37个和32个，分别占全省总数的16.25%、13.13%、11.56%、10.00%，累计超过半数。整体上看，湖北省不同类型旅游供给在空间上呈现显著集聚分布态势，文化遗迹、古建园林等人文类景区集中分布于历史悠久经济发达的沿江、平原城镇地区以及交通干道附近，表现为经济和交通指向，相对靠近客源人口；峡谷洞穴、森林公园等自然类景区则集中分布于秦巴山、武陵山、桐柏山、大别山、幕阜山等外围生态环境良好、自然资源禀赋较高的山区，表现为明显的资源指向。除南襄盆地外，客源人口主要集聚于天门—潜江—仙桃江汉平原腹地和荆州—武汉—黄石沿江地带，西部大部分地区和东部山区客源密度明显较小（图 3）。

3.2 旅游供需联系强度分布特征

为实现对旅游供需空间结构的科学模拟，本文构建湖北省矢量道路交通网络，以A级景区和乡镇（街道）客源地为节点进行网络分析，计算供需OD成本矩阵并以交通时间t代替空间作用域d。根据空间机会累积和竞争思想按1 h、2 h、3 h、4 h四个时间阈值进行空间搜索，评价省域旅游供需要素的空间联系性。采用反距离权重法（inverse distance weight）空间插值展示供需联系强度区域差异（图 4），基于自然间断点分级法（Jenks）将不同时间阻抗t₀下的供需联系强度进行描述统计（表 1）。t₀ =1 h时，有877个客源地2293.08万人处于旅游服务短缺区，其供需强度介于0—0.53之间，占全省常住人口40.06%，仅有197.67万人能够获取良好的旅游服务，占全省3.45%；说明旅游供给与需求的空间分布并未协调，多数人口密集区域旅游景区分布较少，且缺乏高等级旅游景区。t₀ =2 h时，837个客源地共1921.18万人旅游服务短缺，占全省33.56%，良好的旅游服务仅覆盖126.66万人，占全省2.21%。t₀ =3 h时，旅游服务短缺涉及人口降为836.82万人，占全省14.62%，服务优势区覆盖人口增加为498.36万人，占全省8.71%。t₀ =4 h时，旅游服务短缺人口降至652.91万人，占全省11.41%，服务优势区覆盖人口增加至709.81万人，占全省12.40%。可以看到，当搜索半径扩大时，旅游服务短缺涉及的人口规模逐渐缩小，说明在机会累积作用下更多的旅游供给能够被旅游需求所获取；但是，联系强度最大值却表现为先增大后减小的趋势，表明当搜索半径增大时更多的旅游需求人口被予以考虑，在空间竞争作用下旅游供需比逐渐降低，旅游供需联系强度随之降低。

在地理空间上，t₀ =1 h时，联系强度最高值为8.04（十堰市茅箭区五堰街道），有71个乡镇（街道）未能获取旅游服务，如竹溪县向坝乡、房县九道乡、南漳县板桥镇、五峰县采花乡等，涉及127.60万人。供需状况较差的区域主要分布于孝感南部至荆州西南部的江汉平原腹地，以及秦巴山、荆山、武陵山、桐柏山、大别山、幕阜山等山区的边缘地带。江汉平原因为区内人口稠密但旅游资源却较为匮乏，空间竞争激烈；周围边缘山区供需联系强度较低则是因为交通不便、旅游景区分布较少且等级较低所致。联系强度较高的区域主要位于咸宁、宜昌、恩施、十堰等的城镇地区以及神农架、大洪山、大别山等高等级景区密集的区域及其周围地带，这些区域旅游景区集聚且等级较高，空间格局整体上呈现明显的交通、资源指向和人口逆指向。t₀ =2 h时，联系强度低值区范围逐渐压缩和碎化，供需格局发生细微变化，武汉、鄂州、黄冈等沿江地区以及仙桃、天门、襄阳、荆门等地供需得到改善，全省仅有8个客源地未能获取旅游服务，主要位于西部偏远山区，涉及13.85万人，同时高值区范围扩大且在空间上呈现块状相连趋势。t₀ =3 h时，低值区范围进一步压缩，仅有4个客源地未能获取旅游服务，涉及3.69万人，高值区范围进一步扩大且相连性更好，随州、孝感、潜江等地供需状况改善明显，咸宁的联系强度则略为降低。t₀ =4 h时，中部和东部大部分区域旅游供需状况较好，所有客源地均能获取旅游服务，联系强度高值区集中于城镇和交通干道沿线，连片性更强，襄阳—荆门—宜昌等地呈现明显的块状分布（图 4）。总之，随着时间阻抗增加，旅游景区可以服务更多客源地，潜在的游客增多，旅游供需比逐渐降低导致供需联系强度减小，但客源地之间联系强度差距缩小，空间分异性减弱。

3.3 旅游供需联系强度空间关联

反复对比不同尺度空间关联特征，采用10 km×10 km格网并借助ESDA揭示连续变化的旅游供需空间结构演化格局，分析空间关联性和异质性，其本质以关联测度为核心探测供需空间异常和集聚。经测算，4种时间阻抗下供需联系强度Moran's I均为正，分别为0.2488、0.3799、0.3966、0.3879，检验结果较为显著，表明省域内旅游供需存在较强的空间关联，属于强集聚分布格局。为进一步在局部空间上确定供需联系强度集聚位置和区域关联程度，计算旅游供需联系强度的空间关联指数Getis-Ord G_i^*探明内部分异规律（图 5）。空间关联下湖北省旅游供需联系强度空间集聚程度更为显著，4种时间阻抗下供需联系强度热点区域均表现为明显交通和资源指向，由武汉、宜昌、十堰等地向四周衰减，主要分布于高等级景区密集的区域；冷点区域位于江汉平原腹地以及省域四周秦巴山、荆山、武陵山、桐柏山、大别山、幕阜山等边缘山区，与上文分析结果一致。随着时间阻抗增大，更多客源地人口参与旅游资源的空间竞争，热点区域范围亦随之缩小。由此可见，人口规模、旅游资源质量、地理分布以及道路交通状况等因素对旅游供需状况的空间格局产生较大影响。

4 结论与启示 4.1 研究结论

利用GIS空间分析和高斯两步移动搜索模型全面分析湖北省旅游供需的空间分布格局和集聚态势，以机会累积深化时间成本更具科学性，评价结果更为客观、真实。研究得出以下主要结论：

（1）湖北省旅游供需要素总体上呈较强的集聚分布态势，各市州间A级景区非均衡分布，仅十堰、黄冈、宜昌和咸宁4个地级市景区数量就超过全省半数。人文类景区集中于历史悠久、交通便利的城镇地区，相对靠近客源地，自然类景区则多分布在省域外围生态环境良好、自然资源禀赋较高的山区，高等级景区分布较为分散，景区集聚性表现为经济、交通和资源指向。旅游客源人口主要集聚与中东部的江汉平原腹地和沿江地带，十堰、神农架、荆门、宜昌、恩施等西部大部地区客源人口规模普遍较小。

（2）机会累积和市场竞争视角下湖北省旅游供需状况整体表现较差且区域差异显著，影响了区域旅游的协同发展。搜索半径为1 h时，供需状况较差的区域主要位于孝感西南部至荆州西南部人口密集的江汉平原腹地，以及西部秦巴山、荆山、武陵山，北部桐柏山和东部大别山、幕阜山等交通不便、高等级景区稀疏的山区地带。当搜索半径增大时，在机会累积和空间竞争的共同作用下，更多的旅游供给能被需求获取的同时服务的人口亦逐渐增多，导致供需联系强度逐渐降低。旅游供给与需求在空间上尚未协调，多数客源密集的地区缺少高等级景区布局，质量较高的旅游资源却又未能紧密联系旅游市场，旅游供需错配现象较为严重。

（3）湖北省旅游供需的空间格局呈现明显的资源正指向和人口逆指向，高等级景区密集的区域供需联系强度较高，人口稠密区供需联系强度却较低。当搜索半径增大时供需联系强度低值区范围逐渐压缩，高值区则沿城镇和交通干道扩展且呈带状连片趋势，更多的客源地可以获取旅游服务，竞争加剧导致供需状况整体上变差，但空间分异逐渐变小。空间关联分析表明湖北省旅游供需状况自身存在正相关性，呈较强集聚格局。热点区具有稳定性和连续性，人口规模、通行时间、地理分布、资源质量等因素对旅游供需的空间结构具有较大影响，需要根据实际情况对其进行针对性的优化和调整，以提升湖北省旅游业的整体发展水平。

本研究提出的旅游供需测度模型兼顾供给和需求要素，考虑搜索半径内距离衰减的影响，测算结果层次分明、符合实际、科学精确。表明高斯两步移动搜索法是分析旅游供需行之有效的方法，冷热点探测可更好分析区域内部差异，展现空间刻画能力，为深入探究旅游供需演化规律、机制与效应，识别旅游发展的优势和劣势区域提供了案例基础。然而研究并未考虑客源地人口结构、需求差异、出行偏好以及景区接待等因素，有待进一步深入。

4.2 管理启示

本研究从空间计量角度对湖北省旅游供需的空间结构进行了较好刻画，结果表明目前湖北省旅游供需双方的空间联系仍存在诸多问题。伴随游客旅游需求升级与旅游空间的不断拓展，供需错配必将影响湖北省旅游业的高质量发展。因此，必须采取措施不断提高旅游供需的联系强度。

（1）提升旅游供给质量，主动对接需求市场。质量水平和区位条件决定旅游资源开发的经济价值，为应对新的旅游需求形势，湖北省应进行旅游资源的差异化整合，推进国家级、省级生态旅游示范区和旅游度假区建设，打造具有重大影响力和核心竞争力的旅游品牌，实现旅游资源的统一开发和集群式发展。十堰、神农架、恩施、咸宁、宜昌等供需状况较好的区域在开发优势资源、树立特色品牌的同时还应加强服务周边地区旅游需求，提升三峡风光、清江画廊、恩施峡谷、生态神农、十堰武当、咸宁温泉等旅游资源质量，主动承接江汉平原以及省外游客。

（2）完善景区空间布局，增加旅游供给服务。江汉平原腹地天门、潜江、仙桃等供需状况较差的区域，存在资源不足、供不应求等问题，应广泛利用社会旅游资源、深入拓展农业和乡村旅游资源，增加景区布局、提升景区档次、开发特色资源、优化旅游通道，推广专项、特种、休闲、度假系列旅游产品，积极创建4A、5A级旅游景区，大力发展乡村旅游、休闲旅游、水利旅游，建设武汉城市圈乡村休闲旅游目的地，以长江旅游带和汉江国脉探秘旅游廊道为依托对接武汉都市旅游板块和鄂西生态旅游板块。

（3）推进旅游交通建设，加强供需要素联系。旅游通道是连接供给和需求的纽带，湖北省应推进二级及以上公路直通4A级以上景区，将重点景区间道路连接成网，重点建设318国道清江沿线、大别山红色旅游路、武神宜生态旅游公路等风景道，提升交通方式的多元化、便捷化程度。以城市为依托在沿江重要节点城市和襄阳、恩施、十堰等旅游城市建设游客集散中心，以交通为支撑串联武汉都市旅游、鄂东人文旅游、鄂中文化旅游、鄂西生态旅游，努力构建“金带总揽、两极发力、廊道贯通、板块崛起”的开放式空间联系。

（4）优化供需空间结构，促旅游高质量发展。湖北省旅游业发展要充分论证资源质量和供需状况，发挥武汉、宜昌两大旅游发展极带头作用，完善旅游供给、满足旅游需求，大力发展公路交通、整合旅游资源、提高区域旅游合作水平，打造多层次、多种类的旅游体验项目，加强景区与客源地之间的道路建设，按照资源大整合、区域大合作、全域大联动模式有序调整旅游供需的空间结构，引领旅游业从节点到全域实现高质量发展。

注释：

① 相关数据资料详见武昌区2018年国内旅游抽样调查分析报告（https://hb.qq.com/a/20190131/001780.htm）。