旅游活動對公園草地生態(tài)環(huán)境的影響

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1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

香山公園（39°59′24″N，116°10′23″E）位于北京西郊，地勢險峻，占地188hm2左右，植物種類豐富，約391余種，其中野生種類占多數(shù)，主要有黃櫨（香山紅葉）、側(cè)柏等。海拔557m，溫帶大陸性氣候或者季風氣候，四季分明，春季干旱，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷干燥。風向有明顯的季節(jié)變化，冬季盛行西北風，夏季盛行東南風。年降水量1000mm左右，約有75％集中于夏季，年均氣溫11.6℃，最高溫度38.9℃，最低溫度－27.4℃，無霜期180～200d，全年日照數(shù)2700h左右，集中在4—5月。

1.2研究方法

壤和植物采用樣方調(diào)查法，于2013年10月中旬（秋季）進行。以往研究表明，旅游活動對生態(tài)環(huán)境的影響具有高度集中性，大部分局限于幾條游道及游客集中休息點。因此選擇香山公園游客高度集中的步道，所選位置均分布在香山公園東西走向的中垂線兩側(cè)，具一定的代表性。在步道附近的草地選取較為平坦的典型草地（樣地面積為10m×10m）和附近未干擾的自然草地（CK），所選樣地均為香山公園內(nèi)遺留下來的原始景觀草地，干擾區(qū)內(nèi)的草地主要位于游道及游客集中休息點（對原始草地破壞較為嚴重），干擾區(qū)部分圍欄已被嚴重破壞，周邊草地甚至出現(xiàn)裸露狀態(tài)，部分雜草瘋狂生長。主要干擾方式為游人的活動，其他干擾方式（如采伐、采摘等）很少或幾乎沒有，所選樣地保持生境基本一致，樣地之間微地形環(huán)境沒有明顯差別。在每個典型樣地中，不同方向各取1個1m×1m樣方（共4個），沿著步道重復取樣5次。每個樣方內(nèi)按五點法分別取0—5，5—10，10—15cm層土樣，并用環(huán)刀法在樣方對角線中心取土測定容重和含水量，同時記錄各樣方的枯落物厚度。

2結(jié)果與分析

2.1旅游活動對草地多樣性的影響

旅游活動對香山公園草地多樣性具有較大的影響，旅游活動下草地豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)均顯著低于對照（p＜0.05），而優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)與對照沒有顯著差異（p＞0.05），由此表明，旅游活動沒有影響香山公園草地優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)。與對照相比，旅游活動下草地豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)、多樣性指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)分別降低了40.16％，3.08％，41.51％，12.79％。

2.2旅游活動對土壤性質(zhì)的影響

旅游活動對土壤性質(zhì)的影響效應明顯，旅游活動下草地枯落物厚度、土壤含水量均顯著低于對照（p＜0.05），而土壤容重和pH均顯著高于對照（p＜0.05）。旅游活動下草地枯落物厚度、土壤含水量分別為0.8cm和4.53％，對照區(qū)枯落物厚度、土壤含水量分別為3.8cm和8.56％，與對照相比，旅游活動下草地枯落物厚度和土壤含水量分別降低了78.95％，47.08％；旅游活動下草地土壤容重和pH分別為1.386g／cm3和7.96，對照區(qū)土壤容重和pH分別為0.835g／cm3和6.23，與對照相比，土壤容重和pH分別增加了65.99％，27.77％。

2.3旅游活動對土壤養(yǎng)分的影響

旅游活動對土壤養(yǎng)分的影響效應明顯（除土壤全磷），旅游活動下草地土壤有機碳、全氮和全鉀均顯著低于對照（p＜0.05），而土壤全磷與對照沒有顯著差異（p＞0.05），這說明旅游活動對土壤全磷并無顯著影響。旅游活動下草地土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀分別為11.7，0.523，0.302，2.18g／kg，對照區(qū)土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀分別為19.2，0.865，0.356，3.56g／kg，與對照相比，旅游活動下草地土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀分別降低了39.06％，39.54％，15.17％，38.76％。

2.4旅游活動對土壤養(yǎng)分垂直分布的影響

土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀隨土層深度的增加呈下降趨勢，土壤養(yǎng)分均以0—5cm土層（表層）最高，呈現(xiàn)出明顯的“表聚性”，10—15cm土層內(nèi)土壤養(yǎng)分含量最低，5cm土層以下旅游活動區(qū)和對照區(qū)土壤養(yǎng)分急劇下降；相同土層內(nèi)均表現(xiàn)為旅游活動區(qū)＞對照區(qū)。

2.5旅游干擾區(qū)和對照區(qū)土壤養(yǎng)分之間相關(guān)性

由原始數(shù)據(jù)擬合得到的回歸關(guān)系經(jīng)統(tǒng)計學檢驗得到擬合度參數(shù)R2，AdjustR2，顯著值（p值）和F值，并在p＜0.05和p＜0.01水平檢驗相關(guān)系數(shù)的顯著性。統(tǒng)計學檢驗結(jié)果表明：線性回歸均達到極顯著水平（p＜0.01），各線性回歸關(guān)系成立。干擾區(qū)和對照區(qū)土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀之間均存在極顯著的正線性相關(guān)關(guān)系（p＜0.01），由此表明，旅游活動并沒有影響土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)性。

3討論與結(jié)論

物種多樣性變化與生境緊密相關(guān)，多樣性是植物結(jié)構(gòu)和功能復雜性度量的定量指標，表征著生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜性。通過比較旅游活動下植物多樣性可知，旅游活動對香山公園草地生態(tài)環(huán)境影響顯著，其中，游客活動降低了香山公園草地豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)（p＜0.05），但并沒有影響均勻度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)（p＜0.05）。旅游踐踏導致土壤緊實，容重增大，影響到土壤微生物的活動和有機物分解。水分和一些營養(yǎng)物質(zhì)難以從地表滲透到土壤深層，進而影響植物對養(yǎng)分的吸收，導致旅游活動區(qū)植被多樣性指數(shù)降低。此外，旅游活動破壞了土壤膠體狀況，降低了土壤的吸附作用，土壤保水功能減弱，含水量顯著降低。旅游活動顯著降低了土壤含水量（p＜0.05），枯落物對土壤持水能力具有一定的影響，旅游活動嚴重降低了枯落物保水功能，顯著降低了土壤含水量。由于香山公園未干擾區(qū)草地郁閉度較大，因此枯落物厚度較大，干擾區(qū)受游客踩踏等影響，枯落物厚度顯著低于對照區(qū)。而土壤pH值在旅游活動下變化的主要原因，一是游客踩踏改變土壤理化性質(zhì)；另一方面是由于土壤中垃圾成分侵入，干擾類型對土壤pH值的影響機制與影響效應均有所不同。土壤養(yǎng)分能影響有效養(yǎng)分的供應能力。旅游引起的土壤壓實及踐踏等加劇了養(yǎng)分流失，最終將導致土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)的改變及土壤肥力的下降，并且也可能對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生一定的負面影響，對旅游區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。本研究結(jié)果顯示，干擾區(qū)土壤養(yǎng)分含量（除了全磷）均顯著低于未干擾區(qū)（p＜0.05），土壤全磷含量與對照區(qū)并沒有達到顯著差異水平（p＞0.05），干擾區(qū)土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀較對照區(qū)分別下降了39.06％，39.54％，15.17％，38.76％；由此可知，旅游活動嚴重降低了香山公園草地土壤養(yǎng)分，但并沒影響土壤全磷含量，主要是由于磷素是一種沉積性元素，由母質(zhì)類型和成土條件決定，在土壤中的存在形式較穩(wěn)定、不易流失。自然條件下地面草地殘落物和根系是土壤養(yǎng)分的主要來源，旅游活動使枯枝落葉層和腐殖質(zhì)層遭到破壞、植物根系和養(yǎng)分歸還減少是造成土壤養(yǎng)分減少的重要原因。此外，不同干擾類型導致土壤化學性質(zhì)的變化不同，而不同的土壤化學成分對干擾的響應也不同。從目前的研究成果來看，對旅游活動引起的土壤化學性質(zhì)的變化尚無一致性的結(jié)論，這主要是由于目前對旅游活動下土壤系統(tǒng)的變化機制缺乏深入細致的探討，而土壤理化性質(zhì)的改變又與外界及土壤系統(tǒng)內(nèi)部多種因素相關(guān)聯(lián)，在不同的干擾類型、干擾強度、不同環(huán)境條件及不同的土壤類型下會呈現(xiàn)出不同的變化。本研究發(fā)現(xiàn)干擾區(qū)和對照區(qū)土壤養(yǎng)分垂直變化規(guī)律相一致，均隨土層深度的增加而降低，5cm土層以下，旅游活動作用下土壤養(yǎng)分急劇下降，同層相比，土壤養(yǎng)分基本呈現(xiàn)出未干擾區(qū)＞干擾區(qū)，并且二者的差距隨土層深度的增加而降低，15cm土層以下，干擾區(qū)土壤養(yǎng)分基本與未干擾區(qū)達到一致，由此表明，旅游活動對土壤養(yǎng)分的影響主要集中在0—5cm土層。本研究顯示土壤有機碳與全氮間具有很強的相關(guān)性，由此可知有機碳的降低應該是導致土壤全氮含量下降的主要原因。此外，土壤中氮主要來源于生物固氮，嫌氣固氮菌固氮量不到好氣固氮菌的一半，旅游踐踏引起土壤壓實，土壤孔隙減少會導致氧缺乏，會在一定程度上影響好氣固氮菌的數(shù)量，這也可能是土壤全氮含量變化的原因之一。相關(guān)性分析表明旅游活動區(qū)域和對照區(qū)域土壤養(yǎng)分之間均呈極顯著線性正相關(guān)，說明了土壤系統(tǒng)內(nèi)部因子處于動態(tài)變化和平衡中，草地多樣性改變了土壤養(yǎng)分利用策略，在旅游活動下，他們作為相互作用和影響的有機整體表現(xiàn)出統(tǒng)一性和同步性，同時也表明旅游活動對土壤有一定影響，而此影響并沒有改變土壤養(yǎng)分因子之間的互作效應。

就目前旅游生態(tài)影響研究結(jié)果看，旅游活動主要在較小的時空尺度上表現(xiàn)較為顯著，仍然缺乏長期效應，因此這種效應是否能對生態(tài)環(huán)境造成明顯影響在短期內(nèi)無法明確，未來我們應在較大時空尺度上長期定點研究旅游活動對生態(tài)環(huán)境的影響及其影響機制。依據(jù)目前旅游發(fā)展的態(tài)勢，香山公園景區(qū)游客量仍持續(xù)增長，其資源開發(fā)利用強度將進一步加大，旅游活動強度和影響的空間范圍也將隨之擴大，勢必導致生態(tài)影響效應進一步增加，而旅游活動對香山公園景區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響閾值仍值得探索。

作者:陳婷 李國華 王燕銘 單位:云南經(jīng)濟管理學院