旅游活动对公园草地生态环境的影响

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1材料与方法

1.1研究区概况

香山公园（39°59′24″N，116°10′23″E）位于北京西郊，地势险峻，占地188hm2左右，植物种类丰富，约391余种，其中野生种类占多数，主要有黄栌（香山红叶）、侧柏等。海拔557m，温带大陆性气候或者季风气候，四季分明，春季干旱，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥。风向有明显的季节变化，冬季盛行西北风，夏季盛行东南风。年降水量1000mm左右，约有75％集中于夏季，年均气温11.6℃，最高温度38.9℃，最低温度－27.4℃，无霜期180～200d，全年日照数2700h左右，集中在4—5月。

1.2研究方法

壤和植物采用样方调查法，于2013年10月中旬（秋季）进行。以往研究表明，旅游活动对生态环境的影响具有高度集中性，大部分局限于几条游道及游客集中休息点。因此选择香山公园游客高度集中的步道，所选位置均分布在香山公园东西走向的中垂线两侧，具一定的代表性。在步道附近的草地选取较为平坦的典型草地（样地面积为10m×10m）和附近未干扰的自然草地（CK），所选样地均为香山公园内遗留下来的原始景观草地，干扰区内的草地主要位于游道及游客集中休息点（对原始草地破坏较为严重），干扰区部分围栏已被严重破坏，周边草地甚至出现裸露状态，部分杂草疯狂生长。主要干扰方式为游人的活动，其他干扰方式（如采伐、采摘等）很少或几乎没有，所选样地保持生境基本一致，样地之间微地形环境没有明显差别。在每个典型样地中，不同方向各取1个1m×1m样方（共4个），沿着步道重复取样5次。每个样方内按五点法分别取0—5，5—10，10—15cm层土样，并用环刀法在样方对角线中心取土测定容重和含水量，同时记录各样方的枯落物厚度。

2结果与分析

2.1旅游活动对草地多样性的影响

旅游活动对香山公园草地多样性具有较大的影响，旅游活动下草地丰富度指数和多样性指数均显著低于对照（p＜0.05），而优势度指数和均匀度指数与对照没有显著差异（p＞0.05），由此表明，旅游活动没有影响香山公园草地优势度指数和均匀度指数。与对照相比，旅游活动下草地丰富度指数、均匀度指数、多样性指数和优势度指数分别降低了40.16％，3.08％，41.51％，12.79％。

2.2旅游活动对土壤性质的影响

旅游活动对土壤性质的影响效应明显，旅游活动下草地枯落物厚度、土壤含水量均显著低于对照（p＜0.05），而土壤容重和pH均显著高于对照（p＜0.05）。旅游活动下草地枯落物厚度、土壤含水量分别为0.8cm和4.53％，对照区枯落物厚度、土壤含水量分别为3.8cm和8.56％，与对照相比，旅游活动下草地枯落物厚度和土壤含水量分别降低了78.95％，47.08％；旅游活动下草地土壤容重和pH分别为1.386g／cm3和7.96，对照区土壤容重和pH分别为0.835g／cm3和6.23，与对照相比，土壤容重和pH分别增加了65.99％，27.77％。

2.3旅游活动对土壤养分的影响

旅游活动对土壤养分的影响效应明显（除土壤全磷），旅游活动下草地土壤有机碳、全氮和全钾均显著低于对照（p＜0.05），而土壤全磷与对照没有显著差异（p＞0.05），这说明旅游活动对土壤全磷并无显著影响。旅游活动下草地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾分别为11.7，0.523，0.302，2.18g／kg，对照区土壤有机碳、全氮、全磷和全钾分别为19.2，0.865，0.356，3.56g／kg，与对照相比，旅游活动下草地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾分别降低了39.06％，39.54％，15.17％，38.76％。

2.4旅游活动对土壤养分垂直分布的影响

土壤有机碳、全氮、全磷和全钾随土层深度的增加呈下降趋势，土壤养分均以0—5cm土层（表层）最高，呈现出明显的“表聚性”，10—15cm土层内土壤养分含量最低，5cm土层以下旅游活动区和对照区土壤养分急剧下降；相同土层内均表现为旅游活动区＞对照区。

2.5旅游干扰区和对照区土壤养分之间相关性

由原始数据拟合得到的回归关系经统计学检验得到拟合度参数R2，AdjustR2，显著值（p值）和F值，并在p＜0.05和p＜0.01水平检验相关系数的显著性。统计学检验结果表明：线性回归均达到极显著水平（p＜0.01），各线性回归关系成立。干扰区和对照区土壤有机碳、全氮、全磷和全钾之间均存在极显著的正线性相关关系（p＜0.01），由此表明，旅游活动并没有影响土壤养分之间的相关性。

3讨论与结论

物种多样性变化与生境紧密相关，多样性是植物结构和功能复杂性度量的定量指标，表征着生态系统结构复杂性。通过比较旅游活动下植物多样性可知，旅游活动对香山公园草地生态环境影响显著，其中，游客活动降低了香山公园草地丰富度指数和多样性指数（p＜0.05），但并没有影响均匀度指数和优势度指数（p＜0.05）。旅游践踏导致土壤紧实，容重增大，影响到土壤微生物的活动和有机物分解。水分和一些营养物质难以从地表渗透到土壤深层，进而影响植物对养分的吸收，导致旅游活动区植被多样性指数降低。此外，旅游活动破坏了土壤胶体状况，降低了土壤的吸附作用，土壤保水功能减弱，含水量显著降低。旅游活动显著降低了土壤含水量（p＜0.05），枯落物对土壤持水能力具有一定的影响，旅游活动严重降低了枯落物保水功能，显著降低了土壤含水量。由于香山公园未干扰区草地郁闭度较大，因此枯落物厚度较大，干扰区受游客踩踏等影响，枯落物厚度显著低于对照区。而土壤pH值在旅游活动下变化的主要原因，一是游客踩踏改变土壤理化性质；另一方面是由于土壤中垃圾成分侵入，干扰类型对土壤pH值的影响机制与影响效应均有所不同。土壤养分能影响有效养分的供应能力。旅游引起的土壤压实及践踏等加剧了养分流失，最终将导致土壤结构性质的改变及土壤肥力的下降，并且也可能对植物的生长发育产生一定的负面影响，对旅游区的生态环境质量产生一定影响。本研究结果显示，干扰区土壤养分含量（除了全磷）均显著低于未干扰区（p＜0.05），土壤全磷含量与对照区并没有达到显著差异水平（p＞0.05），干扰区土壤有机碳、全氮、全磷和全钾较对照区分别下降了39.06％，39.54％，15.17％，38.76％；由此可知，旅游活动严重降低了香山公园草地土壤养分，但并没影响土壤全磷含量，主要是由于磷素是一种沉积性元素，由母质类型和成土条件决定，在土壤中的存在形式较稳定、不易流失。自然条件下地面草地残落物和根系是土壤养分的主要来源，旅游活动使枯枝落叶层和腐殖质层遭到破坏、植物根系和养分归还减少是造成土壤养分减少的重要原因。此外，不同干扰类型导致土壤化学性质的变化不同，而不同的土壤化学成分对干扰的响应也不同。从目前的研究成果来看，对旅游活动引起的土壤化学性质的变化尚无一致性的结论，这主要是由于目前对旅游活动下土壤系统的变化机制缺乏深入细致的探讨，而土壤理化性质的改变又与外界及土壤系统内部多种因素相关联，在不同的干扰类型、干扰强度、不同环境条件及不同的土壤类型下会呈现出不同的变化。本研究发现干扰区和对照区土壤养分垂直变化规律相一致，均随土层深度的增加而降低，5cm土层以下，旅游活动作用下土壤养分急剧下降，同层相比，土壤养分基本呈现出未干扰区＞干扰区，并且二者的差距随土层深度的增加而降低，15cm土层以下，干扰区土壤养分基本与未干扰区达到一致，由此表明，旅游活动对土壤养分的影响主要集中在0—5cm土层。本研究显示土壤有机碳与全氮间具有很强的相关性，由此可知有机碳的降低应该是导致土壤全氮含量下降的主要原因。此外，土壤中氮主要来源于生物固氮，嫌气固氮菌固氮量不到好气固氮菌的一半，旅游践踏引起土壤压实，土壤孔隙减少会导致氧缺乏，会在一定程度上影响好气固氮菌的数量，这也可能是土壤全氮含量变化的原因之一。相关性分析表明旅游活动区域和对照区域土壤养分之间均呈极显著线性正相关，说明了土壤系统内部因子处于动态变化和平衡中，草地多样性改变了土壤养分利用策略，在旅游活动下，他们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性，同时也表明旅游活动对土壤有一定影响，而此影响并没有改变土壤养分因子之间的互作效应。

就目前旅游生态影响研究结果看，旅游活动主要在较小的时空尺度上表现较为显著，仍然缺乏长期效应，因此这种效应是否能对生态环境造成明显影响在短期内无法明确，未来我们应在较大时空尺度上长期定点研究旅游活动对生态环境的影响及其影响机制。依据目前旅游发展的态势，香山公园景区游客量仍持续增长，其资源开发利用强度将进一步加大，旅游活动强度和影响的空间范围也将随之扩大，势必导致生态影响效应进一步增加，而旅游活动对香山公园景区生态环境的影响阈值仍值得探索。

作者:陈婷 李国华 王燕铭 单位:云南经济管理学院