Suitability analysis of ecotourism activities in semi-arid areas based on AHP-PROMETHEE-GIS：A case study of Baijitan Desert Park in Lingwu City， Ningxia， China

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00132

Journal of Desert Research ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (2): 121-133.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00132

Previous Articles Next Articles

Suitability analysis of ecotourism activities in semi-arid areas based on AHP-PROMETHEE-GIS：A case study of Baijitan Desert Park in Lingwu City， Ningxia， China

Siqi Chen(), Yujun Zhang(), Yun Gao, Shuwen Xiao, Jiaojiao Zhang

School of Landscape Architecture，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China

Received:2021-08-15 Revised:2021-09-29 Online:2022-03-20 Published:2022-03-30
Contact: Yujun Zhang

Abstract

Abstract:

It is necessary to fully consider the fragility and particularity of ecological resources for the development of ecotourism in semi-arid areas. The suitability analysis of ecotourism activities can promote the scientific protection and utilization of tourism resources in ecologically fragile areas. A set of AHP-PROMETHEE-GIS suitability analysis framework for eco-tourism activities in semi-arid areas was proposed， and experiments were conducted in the Daquan area of Baijitan Desert Park in Lingwu City， Ningxia. According to the suitability analysis framework， potential areas suitable for various eco-tourism activities were obtained. The results show that in the Baijitan Desert Park in Ningwu City， desert experience and environmental education activities are the types of eco-tourism activities that should be prioritized. At the same time， sightseeing activities and sports adventure activities should be carried out locally according to different ecological environments. The main innovations of the research method are：（1） The use of the PROMETHEE （preference ranking organization methods for enrichment evaluations） breaks through the compensatory limitations of the AHP evaluation method；（2） The 11 types of ecotourism activity suitability ranking results for 418 samples are realized in the R language；（3） Combining the PROMETHEE method and GIS， we superimpoe the evaluation results of eco-tourism activities with the spatial layout of the study area， and put forward specific eco-tourism activities planning optimization suggestions and specific ecological protection measures. Furthermore， it provides a certain reference value for the development of ecotourism in semi-arid areas.

Key words: suitability analysis, ecotourism, semi-arid area, multi-criteria decision analysis, PROMETHEE

CLC Number:

X321

Siqi Chen, Yujun Zhang, Yun Gao, Shuwen Xiao, Jiaojiao Zhang. Suitability analysis of ecotourism activities in semi-arid areas based on AHP-PROMETHEE-GIS：A case study of Baijitan Desert Park in Lingwu City， Ningxia， China[J]. Journal of Desert Research, 2022, 42(2): 121-133.

Figures/Tables 15

References 46

1	Weaver D B， Lawton L J.Twenty years on：the state of contemporary ecotourism research［J］.Tourism Management，2007，28（5）：1168-1179.
2	王瑾，张玉钧，石玲.可持续生计目标下的生态旅游发展模式：以河北白洋淀湿地自然保护区王家寨社区为例［J］.生态学报，2014，34（9）：2388-2400.
3	Kiper T.Role of ecotourism in sustainable development［M］//Özyavuz M.Advances in Landscape Architecture.2013.
4	董瑞杰，董治宝，曹晓仪，等.中国沙漠生态旅游资源及其竞争力分析研究［J］.中国沙漠，2013，33（3）：911-917.
5	Das M， Chatterjee B.Ecotourism：a panacea or a predicament？［J］.Tourism Management Perspectives，2015，14：3-16.
6	Malczewski J.GIS-based land-use suitability analysis：a critical overview［J］.Progress in Planning，2004，62（1）：3-65.
7	Ayhan Ç K， Taşlı T C， Özkök F，et al.Land use suitability analysis of rural tourism activities：Yenice，Turkey［J］.Tourism Management，2020，76：103949.
8	Steiner F.Resource suitability：methods for analyses［J］.Environmental Management，1983，7（5）：401-420.
9	Hopkins L D.Methods for generating land suitability maps：a comparative evaluation［J］.Journal of the American Institute of Planners，1977，43（4）：386-400.
10	钟林生，赵士洞，向宝惠.生态旅游规划原理与方法［M］.北京：化学工业出版社，2003：147-155.
11	刘倩，张超，马立军，等.基于模糊评价：三维魔方的村级生态旅游区划研究［J］.中国农机化学报，2019，40（8）：221-228.
12	卫淑芸，吴明作，赵勇，等.河南省自然禀赋潜力的适宜性评价及其生态旅游GAP分析［J］.河南科学，2018，36（11）：1824-1829.
13	袁维，张杰，谭继强，等.基于GIS的朗乡自然保护区露营旅游地适宜度空间格局［J］.应用生态学报，2015，26（9）：2785-2793.
14	闫丽丽，杨青林，黄中奕，等.山地景区生态旅游适宜性分析及功能区划：以黑竹沟风景名胜区为例［J］.四川师范大学学报（自然科学版），2020，43（1）：123-131.
15	Bunruamkaew K， Murayam Y.Site suitability evaluation for ecotourism using GIS & AHP：a case study of Surat Thani province，Thailand［J］.Procedia-Social and Behavioral Sciences，2011，21：269-278.
16	Dhami I， Deng J， Burns R C，et al.Identifying and mapping forest-based ecotourism areas in West Virginia-incorporating visitors' preferences［J］.Tourism Management，2014，42：165-176.
17	Pan X M， Yang Z P， Han F，et al.evaluating potential areas for mountain wellness tourism：a case study of Ili，Xinjiang Province［J］.Sustainability，2019，11（20）：5668.
18	Rowley H V， Peters G M， Lundie S，et al.Aggregating sustainability indicators：beyond the weighted sum［J］.Journal of Environmental Management，2012，111：24-33.
19	石垚，张微，任景明，等.生态敏感区旅游开发适宜性评价及生态制图方法［J］.生态学报，2015，35（23）：7887-7898.
20	Jelokhani-Niaraki M， Sadeghi-Niaraki A， Choi S M.Semantic interoperability of GIS and MCDA tools for environmental assessment and decision making［J］.Environmental Modelling & Software，2018，100：104-122.
21	Huang I B， Keisler J， Linkov I.Multi-criteria decision analysis in environmental sciences：ten years of applications and trends［J］.Science of the Total Environment，2011，409（19）：3578-3594.
22	Blattert C， Lemm R， Thees O，et al.Management of ecosystem services in mountain forests：review of indicators and value functions for model based multi-criteria decision analysis［J］.Ecological Indicators，2017，79：391-409.
23	Cinelli M， Coles S R， Kirwan K.Analysis of the potentials of multi criteria decision analysis methods to conduct sustainability assessment［J］.Ecological Indicators，2014，46：138-148.
24	Esmail B A， Geneletti D.Multi-criteria decision analysis for nature conservation：a review of 20 years of applications［J］.Methods in Ecology and Evolution，2018，9（1）：42-53.
25	Paul M， Negahban-Azar M， Shirmohammadi A，et al.Assessment of agricultural land suitability for irrigation with reclaimed water using geospatial multi-criteria decision analysis［J］.Agricultural Water Management，2020，231：105987.
26	Kumar A， Sah B， Singh A R，et al.A review of multi criteria decision making（MCDM）towards sustainable renewable energy development［J］.Renewable and Sustainable Energy Reviews，2017，69：596-609.
27	Wu Y N， Tao Y， Zhang B Y，et al.A decision framework of offshore wind power station site selection using a PROMETHEE method under intuitionistic fuzzy environment：a case in China［J］.Ocean & Coastal Management，2020，184：105016.
28	Gigović L， Pamučar D， Lukić D，et al.GIS-Fuzzy DEMATEL MCDA model for the evaluation of the sites for ecotourism development：a case study of “Dunavski ključ” region，Serbia［J］.Land Use Policy，2016，58：348-365.
29	Morteza Z， Reza F M， Seddiq M M，et al.Selection of the optimal tourism site using the ANP and fuzzy TOPSIS in the framework of integrated coastal zone management：a case of Qeshm Island［J］.Ocean & Coastal Management，2016，130：179-187.
30	Luan B， Yin R X， Xu P，et al.Evaluating green stormwater infrastructure strategies efficiencies in a rapidly urbanizing catchment using SWMM-based TOPSIS［J］.Journal of Cleaner Production，2019，223：680-691.
31	Wu L P， Gao H， Wei C.VIKOR method for financing risk assessment of rural tourism projects under interval-valued intuitionistic fuzzy environment［J］.Journal of Intelligent & Fuzzy Systems，2019，37（2）：2001-2008.
32	Baizal Z A， Rahmawati A A， Lhaksmana K M，et al.Generating travel itinerary using ant collony optimization［J］.Telkomnika，2018，16（3）：1208-1216.
33	Çetinkaya C， Kabak M， Erbaş M，et al.Evaluation of ecotourism sites：a GIS-based multi-criteria decision analysis［J］.Kybernetes，2018，47（8）：1664-1686.
34	Lopes A P F， Muñoz M M， Alarcón-Urbistondo P.Regional tourism competitiveness using the PROMETHEE approach［J］.Annals of Tourism Research，2018，73：1-13.
35	Segura M， Maroto C， Belton V，et al.Collaborative management of ecosystem services in natural parks based on AHP and PROMETHEE［M］//Huber S，Geiger M J，de Almeida A T.Multiple Criteria Decision Making and Aiding.Berlin，Germany：Springer International Publishing，2019：231-255.
36	Brans J-P， De Smet Y.PROMETHEE Methods［M］//Greco S，Ehrgott M，Figueira J R.Multiple Criteria Decision Analysis：State of the Art Surveys.New York，USA：Springer，2016：187-219.
37	Behzadian M， Kazemzadeh R B， Albadvi A，et al.PROMETHEE：a comprehensive literature review on methodologies and applications［J］.European Journal of Operational Research，2010，200（1）：198-215.
38	Resce G， Tasiou M， Vidoli F.PROMETHEE Package for R［CP］.（2019-03-6）［2021-08-15］.
39	吴宝清，吴晋峰，刘佳，等.基于网络文本的巴丹吉林沙漠旅游者偏好研究［J］.中国沙漠，2015，35（4）：1041-1047.
40	陈丽红，武法东，王彦洁.干旱半干旱区地质公园低碳旅游开发研究：以巴彦淖尔国家地质公园为例［J］.生态经济，2015，31（9）：137-140.
41	李玲.基于方法-目的链的沙漠型旅游区体验特征分析：以库木塔格沙漠旅游区为例［J］.中国沙漠，2021，41（1）：67-74.
42	刘芳，郑江华，韩林芝.国内外沙漠旅游研究综述［J］.中国沙漠，2021，41（1）：82-92.
43	陈勇，周立华，王伟伟，等.典型沙漠化逆转区人地系统脆弱性及其障碍因子［J］.中国沙漠，2020，40（4）：63-70.
44	吴波.沙质荒漠化土地景观分类与制图：以毛乌素沙地为例［J］.植物生态学报，2000，24（1）：52-57.
45	Li G， Zhang B.Identification of landscape character types for trans-regional integration in the Wuling Mountain multi-ethnic area of southwest China［J］.Landscape and Urban Planning，2017，162：25-35.
46	Ishizaka A， Nemery P.Multi-Criteria Decision Analysis：Methods and Software［M］.New York，USA：John Wiley & Sons，2013：137-160.

MCDM方法	优点	缺点	应用于旅游领域决策的 MCDM代表性文献
AHP	适应性强；不涉及复杂的计算；因为层次结构，每个指标可以更好地集中和透明化；能够利用专家经验；易于使用；有效地测量一致性	可能因为指标间的相关性和可替代性产生错误结论；分配权重更为主观，指标过多易使专家产生反感和混乱	基于GIS-AHP的生态旅游场地适宜性评价^[15] 山区健康旅游的潜在区域评价^[17]
DEMATEL	能够考虑索引交互；数据需求更少；能够确定因果关系的因素	计算过程很复杂；结果缺乏客观性	生态旅游开发地点评估^[28]
ANP	适合构建复杂的指标体系；能够处理影响反馈和指标依赖问题	不能评估单一要素；成对矩阵复杂	海岸带最优旅游点选择^[29]
TOPSIS	对方案可进行选择排序；结合使用所有指标；各指标不必是独立的；易于使用和理解；样本数量和指标数量没有限制	难以表现出决策者的偏好；无法考虑方案相对重要性	绿色雨水基础设施策略效率^[30]
VIKOR	计算正负理想解的比值从而消除影响	很难对实时模型进行更新；未能提供改进方案	旅游项目融资风险评估^[31]
ELECTRE	可处理标准化的定量和定性特征；可处理不同尺度；能够处理指数补偿的问题	通用性较差，特别是在处理定量特征时，要求对目标有很好的理解；计算过程很复杂	乡村旅游活动评估^[7]
MAUT	排序标准的差异性考虑较全；可同时计算多种备选方案顺序；动态更新性能较强	难以获得决策者的准确输入；决策标准的结果尚不确定	制定旅游行程优化方案^[32]
PROMETHEE	无需处理原始数据，减少信息丢失；反映对象的各种属性；涉及小组级别的决策；合并不确定和模糊的信息	计算复杂；取决于决策者来分配权重复杂，忽略决策者的主观性	生态旅游潜在地理位置评估^[33] 区域旅游竞争力^[34]

MCDM方法	优点	缺点	应用于旅游领域决策的 MCDM代表性文献
AHP	适应性强；不涉及复杂的计算；因为层次结构，每个指标可以更好地集中和透明化；能够利用专家经验；易于使用；有效地测量一致性	可能因为指标间的相关性和可替代性产生错误结论；分配权重更为主观，指标过多易使专家产生反感和混乱	基于GIS-AHP的生态旅游场地适宜性评价^[15] 山区健康旅游的潜在区域评价^[17]
DEMATEL	能够考虑索引交互；数据需求更少；能够确定因果关系的因素	计算过程很复杂；结果缺乏客观性	生态旅游开发地点评估^[28]
ANP	适合构建复杂的指标体系；能够处理影响反馈和指标依赖问题	不能评估单一要素；成对矩阵复杂	海岸带最优旅游点选择^[29]
TOPSIS	对方案可进行选择排序；结合使用所有指标；各指标不必是独立的；易于使用和理解；样本数量和指标数量没有限制	难以表现出决策者的偏好；无法考虑方案相对重要性	绿色雨水基础设施策略效率^[30]
VIKOR	计算正负理想解的比值从而消除影响	很难对实时模型进行更新；未能提供改进方案	旅游项目融资风险评估^[31]
ELECTRE	可处理标准化的定量和定性特征；可处理不同尺度；能够处理指数补偿的问题	通用性较差，特别是在处理定量特征时，要求对目标有很好的理解；计算过程很复杂	乡村旅游活动评估^[7]
MAUT	排序标准的差异性考虑较全；可同时计算多种备选方案顺序；动态更新性能较强	难以获得决策者的准确输入；决策标准的结果尚不确定	制定旅游行程优化方案^[32]
PROMETHEE	无需处理原始数据，减少信息丢失；反映对象的各种属性；涉及小组级别的决策；合并不确定和模糊的信息	计算复杂；取决于决策者来分配权重复杂，忽略决策者的主观性	生态旅游潜在地理位置评估^[33] 区域旅游竞争力^[34]

目标层	准则层	指标层	具体分类
生态系统保护的限制性指标	土壤地貌	土壤沙化类型	流动沙丘	半固定沙丘	固定沙丘	露沙地	非退化土地
	土壤地貌	坡度/（°）	0—2	2—6	6—12	12—20	20—30
	动植物保护	野生动物活动分布距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000
生态旅游活动开展的适宜度指标	基本环境	土地利用现状	林地	灌木林	未成林地/宜林地	耕地	水域	建设用地
	基本环境	水体距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000
	基础设施	主要道路距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000
	基础设施	服务设施距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000
	植被覆盖	植被覆盖度/%	<10	10—20	20—30	30—40	40—50	>50
	科普教育	特色植被分布	荒漠植物群落组合	特色沙生植物群落	一般荒漠灌丛	果园	其他
	科普教育	监测设施距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000

目标层	准则层	指标层	具体分类
生态系统保护的限制性指标	土壤地貌	土壤沙化类型	流动沙丘	半固定沙丘	固定沙丘	露沙地	非退化土地
	土壤地貌	坡度/（°）	0—2	2—6	6—12	12—20	20—30
	动植物保护	野生动物活动分布距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000
生态旅游活动开展的适宜度指标	基本环境	土地利用现状	林地	灌木林	未成林地/宜林地	耕地	水域	建设用地
	基本环境	水体距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000
	基础设施	主要道路距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000
	基础设施	服务设施距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000
	植被覆盖	植被覆盖度/%	<10	10—20	20—30	30—40	40—50	>50
	科普教育	特色植被分布	荒漠植物群落组合	特色沙生植物群落	一般荒漠灌丛	果园	其他
	科普教育	监测设施距离/m	<250	250—500	500—750	750—1 000	>1 000

数据分类	原始数据类型	数据来源
高程数据	ASTER GTM 30mdem数据	中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台(http://www.gscloud.cn)
土壤沙化类型	《宁夏灵武大泉国家沙漠公园总体规划》（2015-2020年），结合实地调查	白芨滩国家级自然保护区管理处
土地利用现状类型	森林资源二类调查小斑数据库	白芨滩国家级自然保护区管理处
植被覆盖度	Landsat8影像数据（FILE_DATE=2019-05-20T09:30:13Z），	中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台(http://www.gscloud.cn)
特色植被分布	《宁夏灵武白芨滩自然保护区植被图》	《宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区综合科学考察报告》——白芨滩国家级自然保护区管理处
重点野生动植物	《宁夏灵武白芨滩自然保护区重点保护野生植物分布图》《宁夏灵武白芨滩自然保护区重点保护野生动物分布图》	《宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区综合科学考察报告》——白芨滩国家级自然保护区管理处
保护监测设施	白芨滩国家级自然保护区基础设施数据集	白芨滩国家级自然保护区管理处

Suitability analysis of ecotourism activities in semi-arid areas based on AHP-PROMETHEE-GIS：A case study of Baijitan Desert Park in Lingwu City， Ningxia， China

RichHTML

PDF

Knowledge

Abstract

Cite this article

share this article

Figures/Tables 15

References 46

Related Articles 6

Recommended Articles

Metrics

Comments

土壤沙化类型	面积/hm²	比例/%
合计	2 817.69	100.00
非退化土地	659.95	23.42
露沙地	257.17	9.13
固定沙丘	529.31	18.79
半固定沙丘	893.18	31.70
流动沙丘	466.76	16.57
其他（水体/建筑）	11.32	0.40

用地类型	有林地	疏林地	苗圃地	辅助生产林地	国家特别规定灌木林	宜林荒山荒地	宜林沙荒地	未成林造林地	封育未成林地	农地	水域	建设用地	合计
面积/hm²	260.39	33.51	106.15	9.90	1454.47	17.81	453.75	384.64	10.78	34.24	22.63	29.42	2 817.69
比例/%	9.24	1.19	3.77	0.35	51.62	0.63	16.10	13.65	0.38	1.22	0.80	1.04	100.00

植被覆盖度	百分比/%
合计	100
<10%	10.12
10%—20%	44.77
20%—30%	30.98
30%—40%	8.62
40%—50%	3.06
>50%	2.45

活动		指标
活动		土壤沙化类型	坡度	野生动物活动分布距离	水体距离	土地利用现状	主要道路距离	服务设施距离	植被覆盖度	特色植被分布	监测设施距离	合计
A1	森林游赏	0.0739	0.0298	0.0642	0.047	0.0881	0.0809	0.1273	0.3282	0.1094	0.0513	1
A2	生态科普	0.0875	0.0353	0.2618	0.0556	0.0536	0.0276	0.0482	0.061	0.244	0.1254	1
A3	专业考察	0.0727	0.0182	0.3978	0.0363	0.0544	0.0208	0.0208	0.0334	0.2003	0.1454	1
A4	田园休闲	0.0989	0.0494	0.0698	0.0247	0.2062	0.0491	0.0924	0.3266	0.0653	0.0174	1
A5	野外露营	0.1141	0.1141	0.0464	0.038	0.0727	0.1509	0.2669	0.1395	0.0232	0.0341	1
A6	户外徒步	0.1741	0.0745	0.1207	0.0471	0.105	0.029	0.1159	0.1379	0.1379	0.058	1
A7	沙漠越野	0.2867	0.1337	0.0492	0.0369	0.2108	0.0668	0.1049	0.0313	0.0626	0.0171	1
A8	沙雕挖沙	0.3294	0.0911	0.0483	0.0501	0.1638	0.0663	0.1421	0.0302	0.0604	0.0183	1
A9	滑沙游乐	0.3741	0.1602	0.0639	0.034	0.1697	0.0186	0.0742	0.0341	0.0341	0.0371	1
A10	探险拓展	0.2296	0.132	0.0694	0.0505	0.154	0.0287	0.0652	0.1637	0.0819	0.0251	1
A11	滨水休闲	0.0396	0.0237	0.0395	0.1945	0.5031	0.0711	0.0326	0.0424	0.0424	0.0111	1

[1]	Tongliang Wang, Shaoxiu Ma, Yang Gao, Yulai Gong, Zhishan An. The hybrid of wavelet packet decomposition and machine learning models in wind speed forecasting [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(2): 38-50.
[2]	Xueshang Chang, Guoqiao Chang. Advances in research and prospect on soil moisture in arid and semi-arid areas [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(1): 156-163.
[3]	Shi Lei, Li Longtang, Zhang Guanle, Yang Ping, GaoXiuyan, Zhao Yunpeng. Principal Function Regionalization of Desert Tourism based on Suitability Analysis: A case study in Shapotou, Ningxia, China [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2018, 38(2): 437-443.
[4]	ZHANG Xiao-qin;SHI Pei-ji;PAN Jing-hu;WANGYi-pin;LI Xin. Model of Ecotourism Exploration of Zhangye Wetland in Middle Reaches of Heihe River [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2010, 30(3): 625-632.
[5]	ZHAO Guo-ping;ZUO He-jun;FENG Bing;HU Chun-yuan;ZHANG Ji-ping;SHI Zhi-bao. Fuzzy Assessment on Wind Erosion of Subsidence Area Induced by Coal Mining in Semi-arid Area: A case study in Bulianta Mine area of Shenfu-Dongsheng Coalfield [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2009, 29(6): 1069-1074.
[6]	LI Jing, SUN Hu, XING Dong-xing, WANG Xiang-ge. Characteristics of Wetland and Its Conservation in Arid and Semi-arid Areas in Northwest of China [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2003, 23(6): 670-674.