如何通过科学研究最大限度减少人类活动对公共土地的影响
研究人员正在探索如何利用科学最大限度地减少人类对公共土地的影响
顶部图片：一名男子在科罗拉多州桑格雷德克里斯托山脉的 Crestone Needle 上攀登一条沟壑。 视觉效果：Rich Crowder/Cavan via Getty Images
作者：Sarah Scoles 2025年4月28日
过去，大多数人认为 Crestone Needle 是无法攀登的，它是科罗拉多州桑格雷德克里斯托山脉中一个锯齿状的山峰。直到1916年，Albert Ellingwood 和 Eleanor Davis 登上了它的顶峰。向下看去，他们看到一个原始的盆地，只有他们自己的营地破坏了它的纯净。Crestone Needle 是有记录的科罗拉多州最后一座被攀登的14er——高于14000英尺的山峰。
今天，Ellingwood 和 Davis 在那里会有同伴。在 Crestone Needle 下方的 South Colony Basin 荒野地区，每年有成千上万的徒步旅行者欣赏高山湖泊和上方突出的岩壁。每年有超过 25 万人尝试登顶科罗拉多州的 50 多座 14er。
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随着人群的到来，随之而来的是大量的徒步人流、篝火场地、垃圾和人类排泄物。面对这些侵占行为，不留下任何痕迹可能是一个崇高的目标。
虽然荒野体验可能看起来很“狂野”，但它们通常由公园和森林服务处的护林员、娱乐专家以及其他控制出入、修建步道等基础设施以及在步道起点安装垃圾桶的人员精心策划。这些专业人士研究并实施政策选择——无论大小——这些政策塑造了荒野的使用地形。这些专业人士必须弄清楚如何最好地平衡强制性保护政策与温和的引导。
从历史上看，这种平衡通常涉及限制游客数量，例如，通过要求预订或许可证，或收取费用。
这些措施曾经是土地管理机构控制人群的首选方法。但现代土地管理者通常认为游客上限（这使得自由的土地变得不那么自由）是最后的手段。毕竟，让更多人能够接触到自然世界可以引导更多人关心这个世界，并且——至少在理论上——应该有助于保护工作。相反，今天的休闲研究人员表示，他们首先关注的是让游客改变他们的行为，从而减少对景观的影响。然而，当行为转变不足以解决问题时，他们仍然必须弄清楚哪种人群控制策略能够最公平地服务于大多数游客，同时最大限度地减少他们对环境的影响。
虽然荒野体验可能看起来很“狂野”，但它们通常由公园和森林服务处的护林员、娱乐专家以及其他控制出入、修建基础设施的人员精心策划。
近年来，人群控制已变得更像是一门科学而不是一门艺术，因为新一代研究人员已推动该领域朝着更基于证据的方法发展。通过调查研究、结构化访谈以及来自无人机等遥感技术的数据，越来越多的研究正在分析政策对生态系统和游客的影响，深入研究限制性较小的规则的有效性，并揭示如何以最公平的方式实施限制。
这项工作对现实世界的影响比许多其他科学更快。“你做一项研究，在五到十年内，你就会看到它在实地实施，并看到数据是如何被使用的，”蒙大拿大学社会与保护系的助理教授 Will Rice 说。“这总是令人兴奋的。”
关于如何最好地管理人群，同时保护豪猪和高山植物等，其辩论并不总是简单或直接的。以 South Colony Basin 为例，为了减少游客的影响，美国森林服务局在 2007 年决定将步道起点向下移动 2.5 英里，限制野外露营地点，并禁止在某些地区生火——所有这些都是直接土地管理策略的例子，这些策略使用强制性规则来改变人们与荒野的互动。
尽管采取了所有这些措施，森林服务局仍然考虑向游客收取费用。公众对费用的反对有助于阻止该提议。
从那时起，森林服务局转而优先考虑更间接的管理方法，这些方法鼓励但不强迫良好行为。他们在高山环境中脆弱、陡峭和多岩石的地区修建步道，以便人们能够留在预设的路线中。例如，周到的步道可能会将徒步旅行者的轨迹引向良好的视野，这样他们就不必为了看到它而脱离步道。
“很多时候人们会说，‘嗯，我想从 A 点到 B 点，所以我只想选择最简单的路径到达那里，’”落基山野外研究所助理项目主任 Otzma-Bie Paz 说，该研究所是一家非营利性保护组织，代表森林服务局开展步道和修复工作。“这并不总是最好的，我们花费大量的时间和资源来寻找最具可持续性的路径，以便它能够尽可能长时间地存在，同时对周围环境造成的损害最小。”
在锡安国家公园的大部分时间里，禁止私人车辆行驶在锡安峡谷风景道上；相反，游客乘坐交通班车前往峡谷的步道起点。视觉效果：iStock Editorial via Getty Images
沿着锡安峡谷风景道，一队徒步旅行者向上攀登前往受欢迎的天使降临点，那里需要许可证。视觉效果：iStock Editorial via Getty Images
环境和自然资源律师 Rebecca Sokol 在一篇引人注目的 2020 年论文中赞成这种间接的行为策略，并同意 Paz 的评估。“在我看来，很多时候归结为是否能让人们留在步道上，”Sokol 在一封发给 Undark 的电子邮件中写道。
但这并不总是森林服务局的惯用做法。从历史上看，该机构一直依靠使用限制来限制休闲者的数量。这个想法与其在资源管理方面的传统相符：弄清楚有多少奶牛可以在给定的平原上放牧，或者在不破坏生态平衡的情况下，可以在森林中砍伐多少树木。
但是，人不是奶牛或树木，使用限制会产生自身的问题：如果面对山峰的在线许可证门户网站，人们可能会选择攀登隔壁的山，从而转移他们的破坏。这也可能导致不安全的行为：如果有人等了一年才赢得许可证的抽奖，他们可能会继续他们的徒步旅行，即使面对着正在形成的雷暴云或高原反应。
他们也不必学习如何在户外表现得更好。
这就是为什么 Sokol 的论文反而提出了一种名为基于社区的社会营销 (CBSM) 的方法，该方法通常用于分析可持续发展倡议的有效性。CBSM 由一位环境心理学家在 20 世纪 90 年代和 21 世纪初开发，它使用调查和实地观察来识别与保护工作背道而驰的特定人类行为，以及阻碍行为改变的障碍。在收集数据后，研究人员可以识别出可以消除或至少减轻障碍的策略——从而产生更环保的行为，这种行为会在整个社区中传播。
“很多时候人们会说，‘嗯，我想从 A 点到 B 点，所以我只想选择最简单的路径到达那里。’”
以徒步旅行为例，如果人们正在抄近路，研究人员可以去观察他们这样做的地点，采访他们为什么这样做，然后计划设计和维护感觉更有效的步道。在致力于采取特定行动之前，该框架规定，研究人员应试行不同的策略并衡量其有效性。理想情况下，更多的徒步旅行者会看到其他徒步旅行者不抄近路，并且会效仿。
CBSM 是一个理论框架，其有效性取决于实施该框架的特定项目。《社会营销季刊》上发表的一篇 2020 年论文呼吁制定更多的定量指标来评估其在特定项目和一般项目中的效用。CBSM 的缺点和挑战反映了其他休闲研究的缺点和挑战：由于它通常涉及人们的自我报告，因此数据比物理科学中的数据更少量化和可预测。
虽然 CBSM 广泛用于可持续发展倡议，但尚未在荒野保护中得到广泛实施。这可能是因为它是一项劳动密集型的工作：必须评估每个地点的每种行为。阻止某人在 South Colony Basin 中切断之字形道路的原因与阻止他们将粪便打包带出石化森林的原因不同。
尽管 Sokol 完全赞成改变行为，反对使用限制，但今天——现在为联邦政府工作——她对实用性有了更细致的看法。“我认为使用限制在某些情况下可能很重要且必不可少，”Sokol 在一封电子邮件回复中写道。“尽管我希望它们不是必需的，但我认为有时它们是保护某些脆弱资源的唯一方法。”
像 Rice 这样的早期户外休闲研究人员倾向于同意容量上限应该是最后的手段。“我们需要关注行为，”Rice 说。“首先，我们能否改变人们的行为，以增加我们在公园中可以容纳的人数？”
如果这还不够，土地管理者不应只是在给定区域内强行实施使用限制：他们应该考虑 哪种方式 来实施它——这是 Rice 现在正在研究的问题。过去，土地管理者没有彻底评估每种方法在实践中的运作方式。
户外休闲管理学者、蒙大拿大学名誉教授 Stephen McCool 在二十多年前撰写了关于这种严谨性的必要性的文章。在为森林服务局撰写的一份 2001 年报告中，他得出结论认为，对政策的有效性、功效和效率的评估“在文献中不存在”。
“我们需要关注行为。首先，我们能否改变人们的行为，以增加我们在公园中可以容纳的人数？”
鉴于这一差距，McCool 呼吁对使用限制的“概念合理性”进行更多研究——例如，调查人群上限是否真的保护了给定的资源——并研究土地限制的伦理。“谁赢了，谁输了？”他的论文问道。
“由于缺乏对这些问题的研究，目前关于这些影响的知识状况具有高度的推测性，”该报告得出结论。
在 2000 年代，对此类研究的呼声越来越高。随着国家公园和森林的游客数量增加，气候变化和人类发展给公共土地带来了更大的压力，因此，基于证据的方法来应对人类影响的需求变得更加明显：最大限度地减少这些影响将使大自然有喘息的空间来应对其他压力。2009 年，国家公园管理局局长聘请了第一位官方科学顾问。2017 年，森林服务局启动了环境分析和决策制定工作，该工作根据其网站的说法，使用“现有最佳科学”来有效地确定保护和土地利用选择。
现在，像 Rice 这样的户外休闲研究人员就是在这种环境中长大的。他们正在努力消除推测，并了解如何公平地实施上限，它们的有效性如何，以及各方对此的感受如何。“我们只是想确保人们可以在户外玩得开心，”Rice 说。
在黄石国家公园，一长排汽车驶近过马路的野牛。视觉效果：iStock Editorial / Getty Images Plus
在黄石国家公园的 Mt. Washburn Trail，工作人员重建“挡土墙”，该墙在结构上支撑着步道。视觉效果：Jacob W. Frank/NPS/Flickr
Rice 目前居住的蒙大拿州是许多农业工人的家园。因此，他思考了分配露营地和背包旅行许可证的不同方法如何可能使这些工人和他们的家庭处于不利地位。例如，需要徒步旅行者提前很久注册的预订系统不适用于种植植物和饲养动物的人。“你无法提前六个月预测你什么时候可以休假，”他说。这同样适用于只能提前一周得到轮班的服务人员。
为了帮助土地管理机构选择哪种监管策略最适合他们所服务的群体，Rice 及其同事去年根据对科学文献的回顾（从分配城市野餐桌到河流运行许可证）出版了一本指南。他们还收集了来自 50 位休闲管理人员的访谈数据，研究人员对这些数据进行了编码和分析；他们的研究构成了两篇学术论文的基础，一篇是今年早些时候发表的论文，另一篇目前正在接受同行评审。
研究的汇编提供了实用的见解：例如，预订系统可能会对当地人、收入较低的人和来自更偏远地区的人不利。但是，管理者可以通过提前半年开放一些预订，提前两个月开放一些预订，并在当天早上开放一些预订来减轻其中一些影响，因此牧场主和酒保可以最后一刻打电话，但来自遥远州的度假者可以计划旅行。普遍不赞成收取许可证费用。其目的是为休闲管理者提供足够的分析来做出明智的决定。
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Rice 说：“我们的科学试图为公园的管理提供信息，以便人们可以继续享受这些地方。”
怀俄明大学专门研究环境与社会互动的博士后科学家 Iree Wheeler 的工作也是如此，她最近研究了游客如何看待拱门国家公园的定时进入要求。Wheeler 的调查研究发现，总的来说，人们会调整以应对这种烦恼——他们在公园不那么拥挤的时候回来，决定去其他地方，或者享受当时的体验，而不是他们认为的体验——并且对这些认知和行为转变感到非常满意。当他们了解到该系统既保护了公园的生态，也保护了他们自己的体验时，他们也支持该系统。
她说：“他们真的对此感到满意。”他们只是希望该系统及其目标能够得到很好的沟通。“就像获得音乐会或其他东西的门票一样，您想提前知道音乐会何时举行，并且您想知道获得门票需要做什么，”她说。根据 Wheeler 的调查工作，支持的最强决定因素是国家公园管理局将所有这些都讲清楚了。
在拱门国家公园入口处的一排汽车，该公园使用定时进入系统。视觉效果：Paola Giannoni/E+ via Getty Images
当 Wheeler 进行这项研究时，她会考虑整个系统，分析一个土地管理机构的行动如何影响另一个机构的领土、游客的体验，甚至当地城镇的旅游收入。例如，她研究了拱门国家公园（国家公园系统的一部分）的定时进入系统是否会将人们转移到由其他机构管理的土地上，例如州立公园系统或土地管理局，从而导致拥堵及其负面影响。（这种情况没有发生。）
橡树岭科学与教育研究所的博士后研究员 Noah Creany 担心人类拼凑之外的另一个部分：生态本身。当然，人类可以调整并在下午 2 点到达公园门口，并学会对此感到高兴。“但是生态系统要复杂得多，”他说。“它们相互交织在一起，发生在许多不同的空间和时间尺度上。因此，了解这种反应可能更困难，更难衡量。”
但是在实施使用限制或行为策略之前和之后获得这种理解，在环境方面非常重要。“无论我们走到哪里，人类都会对事物产生某种影响，”Creany 说。
“我们的科学试图为公园的管理提供信息，以便人们可以继续享受这些地方。”
Creany 的研究发现，游客人数与生态干扰之间的相关性不一定是线性的：“最初的使用会导致比后续使用更大的比例干扰，”他在他的论文中写道。与如何使用步道相比，可持续设计的步道的建设对景观的干扰更大。与那些跟随的人相比，第一个偏离步道的人对生态系统的扰乱更大。
这些发现来自一个项目，在该项目中，他想衡量步道管理的变化——例如，仅允许徒步旅行者或仅允许骑自行车者，或使步道单向——是否真的有助于保护该地区。这些限制是否对步道的宽度、深度或侵蚀产生影响？为了找出答案，Creany 及其合作者使用了一架无人机（飞行高度接近 100 英尺，“以减轻对猛禽和其他敏感鸟类类群的干扰”）拍摄了已更改步道和对照步道的前后图像，总共收集了近 3,000 个测量值。他们使用光谱分析和图像分类来分析大量数据。
他们惊讶地发现，这些限制与环境恶化的程度之间没有显着的关系。它们看起来与根本没有限制的对照步道几乎相同。
他发现，步道本身的设计比步道的管理方式对步道的状况以及侵蚀等过程更为重要。
在一个项目中，Noah Creany 及其合作者分析了无人机拍摄的步道前后图像，以衡量步道限制的影响。使用光谱分析和图像分类来识别步道胎面。步道干扰的测量，例如宽度和深度（右），来自使用无人机图像构建的数字高程模型。左侧，一条步道在分类分析之前显示，在分析之后，步道胎面以红色覆盖。视觉效果：Noah Creany
Creany 及其同事不希望阻止人类使用，也不希望暗示休闲只是一种需要管理的问题，或是一种需要削减的压力源。“我们的目标不是成为破坏者，”他说。但是由于植物、动物、土壤、岩石和水也受到其他变量（如气候变化和城市化加剧）的控制，因此它们特别敏感。
找出如何使公共土地可以访问，实际上是保护的重要组成部分：Creany 指出，如果政府将荒野围起来，它会感觉与人们的生活更加疏远，并且他们可能不会关心到足以保护它。“所有这一切都建立在公共土地是美国人民的利益和信任的基础上的，”他说。“如果它与他们无关，那么它就不会持久。”
Creany 希望更多的人知道像他这样的研究人员的存在，专门是为了确保公共土地能够为每个人持久存在。即使面对党派对公共土地机构的削减，以及对气候变化和包容性研究的压制——这两者都是土地管理的核心——他和他的同事们也在收集数据，以便为户外爱好者提供尽可能好的体验，无论他们是站在铺好的露营地里的烧烤架旁边，还是站在 Crestone Needle 的顶端。
从 Crestone Needle 顶部看到的景色展示了科罗拉多州锯齿状山峰的景色。视觉效果：Mike Skeen/ Flickr
很多人，甚至是极端的户外爱好者，都不知道这一点。最近，Creany 在内华达州的一个偏远地区从事步道维护工作。他和步道团队几天没见过任何人了。然后，他说，当他们登上一个高原时，他们遇到了一个穿着吉利服的人——一种全身伪装服。“这真的吓了我们一跳。我们没想到会见到任何人。”
那个人是一名猎人，他也惊讶地看到了他们，原因不同。“我不知道有人在步道上工作，”Creany 回忆起他说的话。
尽管他自己也是一位狂热的野外使用者，但他从未想过有人管理它——有人投入了思考，并投入到他对伟大户外的体验中。