草原天路沿線生態(tài)環(huán)境對游客踩踏干擾的響應(yīng)

魏紅磊,賈巨才,李繼峰,李隴堂,薛晨浩,賈賀男

(1.河北北方學(xué)院 法政學(xué)院,河北 張家口 075000;2.河北北方學(xué)院 生態(tài)建設(shè)與 產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究中心,河北 張家口 075000;3.河北師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,河北 石家莊 050024;4.寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,寧夏 銀川 750021;5.西北民族大學(xué) 管理學(xué)院,甘肅 蘭州 730030)

美好的環(huán)境是開展生態(tài)旅游的前提和基礎(chǔ)。近年來隨著生態(tài)旅游活動范圍的擴(kuò)大、內(nèi)涵的拓展和強(qiáng)度的增加，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了深刻而強(qiáng)烈的影響。尤其是以欣賞和體驗大自然為主要內(nèi)容的生態(tài)旅游持續(xù)升溫，越來越多的生態(tài)旅游形式在全國各地廣泛開發(fā)，其所帶來的生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源可持續(xù)發(fā)展和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)居民被社會性程度等問題日益顯現(xiàn)。

旅游活動對生態(tài)環(huán)境的影響研究始于20世紀(jì)20年代末，美國學(xué)者M(jìn)einecke[1]研究了旅游活動對美國加利福尼亞州紅杉樹國家公園的影響。Bates[2]的相關(guān)研究確定了旅游活動對土壤和植被研究理論和方法，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。從20世紀(jì)60—70年代開始，有關(guān)旅游踩踏對植被影響的研究逐漸增多，研究內(nèi)容也逐漸深入，20世紀(jì)70年代末，Cole[3-4]建立了踐踏試驗的標(biāo)準(zhǔn)方法，構(gòu)建了關(guān)于旅游活動和野外露營對山地型旅游區(qū)環(huán)境影響知識體系。Sun和Liddle[5-6]以實地試驗為基礎(chǔ)發(fā)展和完善了旅游環(huán)境影響理論。Cole和Bayfield[7]采用踐踏試驗(控制人類旅游活動行為)對比不同試驗結(jié)果的差異。Waston[8]在美國加利福尼亞對the Sierra和Inyo國家森林公園針對徒步旅行和騎馬旅游活動環(huán)境影響進(jìn)行集中試驗研究，以此為基礎(chǔ)提出了能夠管理和預(yù)測旅游活動環(huán)境影響的動態(tài)計量模型。Liddle[9]提出了旅游環(huán)境影響理論，認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)對于人類活動的影響存在一定抗干擾能力，并具有一定恢復(fù)機(jī)制。我國有關(guān)旅游活動對植被的影響研究始于20世紀(jì)80年代初，劉儒淵、曾家琳[10]對塔山國家公園的觀測試驗研究，形成了較為系統(tǒng)的研究成果。程占紅、張金屯等[11]對蘆芽山自然保護(hù)區(qū)旅游活動對生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行全面研究。席建超、胡傳東等[12]從生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)和游客主觀認(rèn)知的雙重視角，對六盤山旅游區(qū)旅游步道對人類旅游踐踏干擾的響應(yīng)進(jìn)行了研究。武國柱[13]基于既成事實法研究了六盤山生態(tài)旅游區(qū)旅游步道對踐踏干擾的響應(yīng)，以及基于模擬試驗法研究了不同類型植被對踐踏干擾的響應(yīng)和典型植被對踐踏干擾的敏感性。黃曉霞、張勇等[14]以香格里拉高寒草甸為研究對象，結(jié)合野外踩踏模擬試驗，分析了植物群落對踩踏干擾的響應(yīng)規(guī)律及其耐踩踏能力和恢復(fù)力。李隴堂、薛晨浩等[15-16]研究了旅游活動對沙漠生態(tài)環(huán)境的影響，沙漠型景區(qū)游步道沿線生態(tài)環(huán)境對踩踏干擾的響應(yīng)以及基于模擬試驗沙漠景區(qū)沙丘植被對游客踩踏干擾的響應(yīng)研究。史坤博、王文瑞等[17]通過樣方調(diào)查法，采用因子比較、回歸分析等方法分析了旅游活動對甘南?？撇菰糜吸c植被的影響程度。金亞征、鄭志新等[18]總結(jié)和分析了旅游活動對草原植被及土壤的影響。劉海、黃躍飛等[19]運(yùn)用空間信息技術(shù)方法研究了旅游活動對廬山景區(qū)植被變化的影響。丁翃羽[20]研究了旅游活動對額濟(jì)納胡楊林保護(hù)區(qū)植物群落的影響。范寶祥、周忠發(fā)等以綏陽大風(fēng)洞為例研究了短時間高強(qiáng)度旅游活動下洞穴空氣環(huán)境變化特征及其影響因素分析[21]。

綜上，目前的相關(guān)研究主要集中于自然型旅游景區(qū)，對于長線型自駕游旅游區(qū)的研究不多。本文研究區(qū)域選擇在河北省張家口市草原天路東線，通過既成事實研究法，對草原天路游步道沿線植被的高度、覆蓋度和土壤硬度等指標(biāo)進(jìn)行觀測，并結(jié)合位置微博數(shù)據(jù)分析，評價目前旅游活動對于生態(tài)環(huán)境的干擾程度，根據(jù)分析結(jié)果提出適合草原天路旅游發(fā)展的建議，促進(jìn)旅游開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況及研究方法

2022年冬奧會的舉辦地、可再生能源應(yīng)用綜合創(chuàng)新示范特區(qū)和首都“兩區(qū)”的功能定位三大歷史機(jī)遇齊聚張家口市，使之成為了區(qū)域重要的旅游目的地。張家口草原旅游資源豐富而典型，以草原天路、張北中都草原度假區(qū)、蔚縣空中草原和沽源五花草甸為代表的草原型旅游區(qū)是京津冀乃至全國重要的旅游目的地。

1.1 研究區(qū)概況

本研究以張家口市草原天路東線為研究區(qū)。草原天路東線西起張北的野狐嶺，東至崇禮的樺皮嶺，沿線分布著古長城遺址、樺皮嶺、野狐嶺、張北草原等眾多人文、生態(tài)和地質(zhì)旅游資源，是京津冀地區(qū)乃至全國知名的自駕游旅游目的地。草原天路地處蒙古高原與華北平原的過渡地帶，受區(qū)域地理位置和地形的影響，氣候類型表現(xiàn)為溫帶大陸性季風(fēng)氣候和寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候。草原天路張北段地勢平坦，草原廣闊，海拔在1 300～1 600 m，夏季平均氣溫18 ℃，空氣中負(fù)氧離子濃度達(dá)3 000～6 000個/cm3，是消夏避暑、草原自駕的理想之地。草原天路的旅游熱吸引了大量的客流，僅2016年張北中都草原音樂節(jié)期間(3 d)接待人數(shù)達(dá)35萬人次，自駕車超10萬輛。如此巨大的游客量持續(xù)涌入給景區(qū)生態(tài)環(huán)境、草原保護(hù)以及游客旅游的心理體驗都帶來了極大的影響，隨著旅游活動強(qiáng)度的持續(xù)加深，也必將會對草原環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。

1.2 研究方法

根據(jù)張家口草原天路旅游資源的特性以及近年來游客量的分布情況，張家口草原旅游旺季為7—9月份，進(jìn)入9月下旬以后，由于植被和氣候的變化，游客量大量減少，主要集中為當(dāng)?shù)赜慰偷碾S機(jī)出行。道路調(diào)查研究選在2017年8月，此時正處于學(xué)生放暑假期間，以家庭出行為主的自駕游市場火熱，此時也是張家口草原旅游的黃金時期，旅游活動對環(huán)境的瞬時壓力也正處在一個高值段。

1.2.1 調(diào)查點選擇 依據(jù)草原生物調(diào)查樣地選擇的代表性、典型性、均勻性和機(jī)制穩(wěn)定性等原則[15-16]，本研究的調(diào)查選在草原天路沿線游客活動強(qiáng)度大的區(qū)域。綜合考慮數(shù)據(jù)的可獲取性、旅游活動的強(qiáng)度和實地情況，研究選取了3個調(diào)查點，設(shè)計了3條樣帶。樣帶1位于41.03°N，114.8°E，海拔1 595 m，是游客經(jīng)常停留的地點，道路西北側(cè)是停車場、跑馬場、摩托車場和紀(jì)念品售賣場地等組成的一個混合功能區(qū)域，距離公路10 m之內(nèi)植被全被破壞。路的東南側(cè)2 m處有鐵絲網(wǎng)把沿線生態(tài)環(huán)境和游客隔開，但是因為緊鄰古長城遺址，很多游客越過鐵絲網(wǎng)站在古長城遺址上拍照，使得鐵絲網(wǎng)柵欄形同虛設(shè)。樣帶2和樣帶3位于經(jīng)度115°E，緯度41.13°N，樣帶2位于坡腳，坡度9°，樣帶3在臨近坡頂，坡度12°，可以俯瞰梯田景觀、地貌景觀，游客經(jīng)常駐足于此觀賞自然美景、拍照留念，旅游活動的強(qiáng)度較高。樣帶的具體位置如圖1所示。

圖1 草原天路調(diào)查樣帶位置

樣帶1由于西北側(cè)10 m以內(nèi)植被全被破壞，形成了裸露的地表用于旅游經(jīng)營活動，所以樣帶1只做了1側(cè)的數(shù)據(jù)采集，以道路為中心，從距離道路2 m的鐵絲柵欄為始，向東南側(cè)延伸，設(shè)立5個0.5 m×0.5 m的樣方，在樣區(qū)5 m外游客未影響或影響極小的區(qū)域設(shè)置1個0.5 m×0.5 m的對照樣方(如圖2所示)。

圖2 調(diào)查樣區(qū)樣帶1設(shè)計

樣帶2和3位于同一個斜坡的坡腳和坡中。在調(diào)查樣區(qū)以游步道為中心，以游步道邊緣為始，向兩側(cè)分別設(shè)置5處0.5 m×0.5 m對照樣方,每個樣方間隔1 m，分別沿著等高線在每條樣帶邊緣6.5 m外沒有受游客影響或極少影響的同質(zhì)區(qū)域設(shè)置1個0.5 m×0.5 m的對照樣方(如圖3所示)。

圖3 調(diào)查樣區(qū)樣帶2，3設(shè)計

1.2.2 評價指標(biāo)選擇及評價方法 采用既成事實分析法，分別記錄樣區(qū)內(nèi)的植物種類、植被高度等觀測結(jié)果，使用微型貫入儀測量土壤硬度值。通過受干擾樣區(qū)和未受干擾樣區(qū)的對比，分析各樣區(qū)內(nèi)植被—土壤遭受干擾后的響應(yīng)程度。

①植被覆蓋度。使用Colet[22]提出的植被覆蓋度減少率(cover reduction,CR,%)以及植被變異度(floristic dissimilarity,FD,%)參數(shù)來計算植被覆蓋度及種類干擾指數(shù)。

CR=(C2-C1)×100/C2

(1)

式中：C1為受干擾樣區(qū)的植被覆蓋度；C2為未受干擾對照樣區(qū)的植被覆蓋度。

(2)

式中：Pi1為某種植物i在受影響區(qū)的數(shù)量；Pi2為該種植物在未受影響樣區(qū)的數(shù)量。

數(shù)據(jù)獲取方法為使用佳能(Canon)EOS70D高清相機(jī)對樣帶1，2，3的每個樣方進(jìn)行拍照，拍照者始終保持正向下垂直拍照，以便獲取最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，篩選合格的照片，借助于北京師范大學(xué)開發(fā)的DPVC軟件(數(shù)碼照片植被覆蓋度測算系統(tǒng)軟件)，對樣方進(jìn)行5次植被覆蓋度的測算，取平均值，最終得出各樣方植被覆蓋度。

②植被高度降低率。其計算公式為：

HR=(H2-H1)×100/H2

(3)

式中：H1為所測樣區(qū)內(nèi)植物平均高度；H2為未受干擾對照區(qū)植被平均高度。

數(shù)據(jù)獲取方法為通過測量選區(qū)內(nèi)四角和中間5個位置的植被高度，計算5個測點的平均數(shù)確定選區(qū)的植被高度，通過樣帶各選區(qū)的植被高度分析生態(tài)環(huán)境對于游客的旅游活動在植被高度上的響應(yīng)情況。

③土壤硬度值。使用微型貫入儀(mini penetrometer，MPT)測量土壤硬度值。在選區(qū)內(nèi)選擇5個測點測量土壤硬度，通過取平均值方法計算土壤硬度變化情況。

④地表覆蓋度響應(yīng)指數(shù)。綜合調(diào)查樣區(qū)CR，F(xiàn)D與HR三項地表干擾效應(yīng)指標(biāo)加以平均，得出各樣區(qū)綜合響應(yīng)程度：

ILCI=│CF+FD+HR│/3

(4)

按照地表響應(yīng)程度，將草原天路沿線游客活動對于地表影響程度的級別進(jìn)行劃分，結(jié)果詳見表1。

表1 地表響應(yīng)程度劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 踩踏干擾效應(yīng)

2.1.1 踩踏干擾范圍比較 草原天路沿線踩踏干擾范圍遵循由步道邊緣向兩側(cè)遞減的規(guī)律。從圖4樣區(qū)植被高度變化趨勢圖中可看出，樣帶1的植被平均高度整體呈現(xiàn)出越近游步道，植被平均高度越低的變化規(guī)律。樣帶2，3處于同一斜坡的不同高度，受坡度和地形的影響，植被平均高度由對照—A1、對照—B1整體表現(xiàn)出趨同性的遞減規(guī)律。在A1，B1點位上植被平均高度最低，是因為緊鄰?fù)ㄍ巾數(shù)挠尾降纼蓚?cè)游客量大、活動強(qiáng)度高，踩踏現(xiàn)象比較明顯，對生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)比較強(qiáng)烈。同時，圍繞山頂形成了環(huán)形的活動路線，但由于山頂南側(cè)有優(yōu)美的自然地質(zhì)風(fēng)光和合影留念的最佳位置，導(dǎo)致了山頂南部游客量活動比較密集，反映出A1—A5側(cè)植被平均高度要高于B1—B5側(cè)(表2)。

圖4 各樣帶植被高度變化趨勢

表2 各樣帶平均植被高度數(shù)據(jù) cm

從圖5植被覆蓋度變化趨勢圖中可看出，植被覆蓋度在同一條樣帶中呈現(xiàn)出由游步道邊緣向兩側(cè)逐漸遞增的關(guān)系。樣帶1由游步道邊緣向A1—A5方向逐漸遞增，表現(xiàn)出旅游活動在游步道兩側(cè)表現(xiàn)劇烈，越深入，旅游活動的響應(yīng)越小，植被覆蓋度越大。樣帶2，3植被覆蓋度整體表現(xiàn)出由游步道向兩側(cè)遞增趨勢，但局部樣帶3在B1—B4呈現(xiàn)出下降趨勢，是因為樣帶3位于坡中，鄰近坡頂，游客從游步道向山頂游覽過程中傾向于向南側(cè)景觀好的地方移動，B1—B5側(cè)位于反方向，故在坡中位置游客對B1—B5側(cè)影響較小(表3)。

表3 樣區(qū)平均植被覆蓋度數(shù)據(jù) %

圖5 各樣帶植被覆蓋度趨勢變化

2.1.2 踩踏干擾土壤硬度變化效應(yīng) 樣帶1(古長城遺址附近)：在草原天路主干道的東側(cè)，西側(cè)為停車場、紀(jì)念品售賣場地、跑馬場和摩托車場，是景區(qū)自駕游客經(jīng)常停留游憩觀光的場地，又因緊鄰古長城遺址，游客經(jīng)常翻越低矮的圍欄，走近古長城遺址觀光拍照，踩踏了植被，表現(xiàn)在土壤硬度變化上呈現(xiàn)出由A1—A5方向逐漸遞減的規(guī)律，說明游客活動對于土壤硬度有較強(qiáng)的影響(見圖6)。

圖6 各樣帶土壤硬度變化趨勢

樣帶2，3位于同一斜坡的不同位置，土壤硬度值呈現(xiàn)出從游步道邊緣向兩側(cè)遞減規(guī)律，樣帶2，3的B2樣區(qū)由于土壤性質(zhì)呈現(xiàn)出特殊性。樣帶2中A1樣區(qū)較對照樣區(qū)土壤硬度值相差不多，樣帶3中A1，B1樣區(qū)較對照樣區(qū)高了近2倍，是因為樣帶二位于坡腳位置，游客活動強(qiáng)度較小，活動的影響范圍小，樣帶3位于臨近坡頂位置，坡頂是游客俯瞰自然風(fēng)光、拍照留念的絕佳場所，游客在坡頂位置的活動強(qiáng)度大，范圍廣，人流量密集，導(dǎo)致了土壤硬度值較大。同時，在樣帶3位置的A1—A5側(cè)比B1—B5側(cè)土壤硬度變化程度劇烈，說明A1—A5側(cè)由于自然景觀好吸引游客量大，旅游活動強(qiáng)烈(表4)。

表4 各樣帶土壤硬度值數(shù)據(jù)

2.1.3 踩踏干擾效應(yīng)程度分析 由表5可以看出，草原天路沿線各樣帶1—6.5 m范圍內(nèi)干擾變量HR，CR和FD的梯度變化情況。結(jié)合表6可以得出，各樣帶地表覆蓋度響應(yīng)指數(shù)(ILCI)整體趨勢差異不大，樣帶1地表覆蓋度響應(yīng)指數(shù)平均值為42.17%，屬于中等程度干擾，而且呈現(xiàn)出了由游步道向一側(cè)遞減的規(guī)律。

表5 各樣帶1～6.5 m范圍內(nèi)干擾變量的梯度變化 %

表6 各樣帶地表覆蓋度響應(yīng)指數(shù)(ILCI) %

樣帶2,3游步道1 m范圍內(nèi)影響較大，屬于中等程度干擾，整體呈現(xiàn)出由游步道向兩側(cè)遞減的規(guī)律，變化的趨勢表現(xiàn)出了趨同性。

2.2 位置微博數(shù)據(jù)分析和試驗分析的相關(guān)性

編寫程序通過新浪微博接口(購買的商業(yè)接口)獲取2012—2017年草原天路游覽線路及兩側(cè)的新浪微博位置數(shù)據(jù)(見圖7)，經(jīng)分析可知在草原天路東線的起點路段和終點路段，游客發(fā)送的位置微博數(shù)量較多，不僅集中在草原天路游覽線路上，而且在草原天路兩側(cè)分布范圍較廣；從草原天路東線起點及終點到中間路段，位置微博數(shù)量逐漸減小，且多集中在草原天路游覽線路上。

游客對草原天路東線的游覽多從京石高速野狐嶺入口進(jìn)入景區(qū)，從樺皮嶺出口離開，在剛進(jìn)入草原天路景區(qū)時，游客對于草原天路景觀感知較為強(qiáng)烈，游客不僅關(guān)注于線路上的景觀，同時較多游客對于線路兩側(cè)的景觀也有較強(qiáng)的關(guān)注度，游客的游覽行為不僅局限在線路之上，線路兩側(cè)也是游客經(jīng)常停留的地點，游客在這一路段線路兩側(cè)的活動空間較廣，對線路兩側(cè)生態(tài)環(huán)境的影響較為劇烈。隨著游覽行為在線性單元上的進(jìn)行，線路兩側(cè)的景觀對游客的刺激降低，游客則對線路兩側(cè)景觀感知減弱，減少了在線路兩側(cè)的停留。

本文的調(diào)查點選在了草原天路的前半程。從圖7中，可看出調(diào)查點位于游客活動量較大的區(qū)域，調(diào)查點具有典型性。

圖7 2012-2017年草原天路沿線位置微博分布

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

(1) 草原天路沿線自然景觀對于旅游活動的干擾反映比較強(qiáng)烈，主要集中在植物種群變化及土壤硬度變化上，尤其是植被高度的變化，對于游客的旅游體驗影響較大。

(2) 草原天路沿線游步道兩側(cè)旅游活動對于環(huán)境的響應(yīng)也遵循著游步道向兩側(cè)逐漸遞減的總趨勢，但受自然景觀的影響，在山體兩側(cè)影響程度差異較明顯，在自然景觀較好的一側(cè)人類活動密集，對環(huán)境的影響也較大。

(3) 草原天路旅游活動對于生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)還處于中等干擾程度，但是在近游步道兩側(cè)位置，干擾程度已接近中等程度的極限，隨著時間的變化和游客量的增多，影響程度有加劇的趨勢。

(4) 結(jié)合2012—2017年微博位置數(shù)據(jù)分析顯示在草原天路的起點路段和終點路段，游客發(fā)送的位置微博數(shù)量較多，不僅集中在草原天路游覽線路上，而且在草原天路兩側(cè)分布范圍較廣。

3.2 建 議

(1) 抓住機(jī)遇，創(chuàng)新綠色發(fā)展之路。2018年11月，河北省構(gòu)建了“一圈、兩翼、五帶、多點”的全域旅游發(fā)展新格局，張家口作為五帶之一的壩上草原旅游帶，要依托壩上地區(qū)獨具競爭優(yōu)勢的生態(tài)環(huán)境和優(yōu)美的森林草原景觀，整合提升“國家一號風(fēng)景道”和“草原天路”旅游產(chǎn)品體系，大力發(fā)展生態(tài)旅游。2019年7月，確定了張家口首都水源涵養(yǎng)功能區(qū)和生態(tài)環(huán)境支撐區(qū)得功能定位，促使張家口要走生態(tài)興市、生態(tài)強(qiáng)市的綠色發(fā)展道路。加上2022年北京聯(lián)合張家口舉辦冬奧會、可再生能源應(yīng)用綜合創(chuàng)新示范特區(qū)等歷史機(jī)遇齊聚張家口，使之成為了區(qū)域重要的旅游目的地。面對難得的發(fā)展機(jī)遇，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)該積極作為，以綠色發(fā)展理念為指導(dǎo)，做強(qiáng)做精做好草原天路這張旅游名牌，大力發(fā)展生態(tài)旅游，促進(jìn)旅游開發(fā)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

(2) 加強(qiáng)管理，構(gòu)建生態(tài)文明景區(qū)。近年來由于大量游客紛至沓來，出現(xiàn)了隨處停車導(dǎo)致道路擁堵嚴(yán)重、亂扔垃圾、隨意踩踏莊稼、隨意毀壞樹木等不文明現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了游客的旅游體驗，景區(qū)如何有效引導(dǎo)是保護(hù)的關(guān)鍵。作為長線型旅游景區(qū)，草原天路應(yīng)該以構(gòu)建生態(tài)旅游景區(qū)為目標(biāo)，凸顯生態(tài)旅游景區(qū)的環(huán)境教育功能，做好旅游導(dǎo)引規(guī)劃，構(gòu)建游客流量監(jiān)控體系，加強(qiáng)景區(qū)的管理，構(gòu)建生態(tài)文明旅游區(qū)。

(3) 分流管控，完善景區(qū)交通系統(tǒng)。通過完善景區(qū)內(nèi)交通系統(tǒng)，在草原天路沿線分段合理設(shè)置游覽區(qū)域，搭建生態(tài)觀景平臺，減少游客下車的頻次，以此減少旅游活動對生態(tài)環(huán)境的干擾。此外，積極開發(fā)智慧旅游系統(tǒng)，對草原天路高峰時段進(jìn)行流量實時監(jiān)測，通過分流管控緩解景區(qū)的旅游壓力。