旅游干擾對羊草草甸植物多樣性的影響*

李志美,海 棠，*,陳 楊，烏仁其其格

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院/草地資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼草栽培、加工與高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/內(nèi)蒙古自治區(qū)草地管理與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，呼和浩特 010018;2.呼倫貝爾學(xué)院農(nóng)林學(xué)院，內(nèi)蒙古 海拉爾 021009)

草原旅游是指以草原自然景觀和少數(shù)民族風(fēng)俗習(xí)慣為主體，以具民族特色的歌舞、餐飲、體育觀賞等為主要內(nèi)容的旅游活動[1]。良好的生態(tài)環(huán)境是旅游業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，因此生態(tài)環(huán)境的好壞對于旅游業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用[2]。我國草地總面積約4.0億hm2，約占國土面積的2/5[3]，是我國陸地最大的畜牧業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)基地，未來具有一定的商業(yè)前景、經(jīng)濟(jì)以及社會價(jià)值，是“草牧業(yè)”經(jīng)濟(jì)的新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向[4]。近年來，隨著草原旅游業(yè)的快速發(fā)展，游客數(shù)量以及旅游設(shè)施大量增加，對于草原植物的物種多樣性造成了一定的影響[5]，其中研究者分別對關(guān)帝山八水溝[6]、南灣國家公園[7]以及喀納斯景區(qū)[8]等地的植被群落進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。目前，物種多樣性研究已經(jīng)成為群落生態(tài)學(xué)研究的重要課題[9～10]。由于游客對呼和諾爾景區(qū)在旅游時(shí)間以及空間上的集中性，使其植被受到了一定程度的干擾，因此為探明旅游干擾對羊草草甸旅游區(qū)造成的影響，本研究以呼和諾爾旅游景區(qū)為研究對象，分析不同程度的旅游干擾對其植被所產(chǎn)生的影響，進(jìn)而揭示旅游景區(qū)游客活動對草地植被所產(chǎn)生的影響，為景區(qū)進(jìn)行有效的生態(tài)管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

呼和諾爾草原旅游景區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市陳巴爾虎旗境內(nèi)，地處呼倫貝爾草原國家公園區(qū)域。其地理位置為48°25′～49°34′N、119°18′～119°31′E，海拔高度為650～675m。該地區(qū)屬于中溫帶大陸性氣候，年均氣溫2.4℃，極端最低、最高溫度分別為-48.5℃和36.17℃，年積溫1500～1800℃，無霜期90d；年平均降水量350～400mm，多集中在7～9月份。植被類型為羊草草甸草原，建群種為羊草(Leymuschinensis)，亞優(yōu)勢種為貝加爾針茅(Stipabaicalensis)，伴生種有斜莖黃芪(Astragalusadsurgens)、山野豌豆(Viciaamoena)、寸草苔(Carexduriuscula)等，土壤類型為暗栗鈣土。

1.2 樣地設(shè)置及取樣方法

通過對景區(qū)內(nèi)游客的聚集程度及草地植被狀況的初步調(diào)查，將旅游干擾樣地劃分為重度干擾樣地、中度干擾樣地、輕度干擾樣地和圍封樣地(對照)四級：(1)重度干擾樣地是游客高度聚集的主要景點(diǎn)，踐踏明顯，植被蓋度低，植株矮小，樣地距離景點(diǎn)100～300m之間；(2)中度干擾樣地是部分游人到達(dá)，植被蓋度高于重度干擾區(qū)，樣地距離景點(diǎn)300～500m之間，有踐踏痕跡；(3)輕度干擾樣地是游客極少到達(dá)，樣地距離景點(diǎn)500～800m之間，基本無踩踏痕跡；(4)對照樣地是景區(qū)外圍植被類型及地形一致的圍封區(qū)，植被蓋度高，游客無法進(jìn)入。各樣地土壤理化性質(zhì)見表1。

表1 呼和諾爾旅游區(qū)旅游干擾樣地土壤理化性質(zhì)

8月初，在試驗(yàn)樣地的每個處理內(nèi)隨機(jī)選取作1m×1m的樣方，分別記錄樣方內(nèi)植物的高度、蓋度、多度以及種類。高度用米尺進(jìn)行測量；密度采用的是計(jì)數(shù)法；蓋度則采用目測估計(jì)法。

1.3 指標(biāo)計(jì)算

物種多樣性是功能復(fù)雜性與群落結(jié)構(gòu)度量，目前主要采用優(yōu)勢度指數(shù)、多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)以及均勻度指數(shù)，計(jì)算公式如下[11]:

(1)重要值=(相對蓋度+相對密度+相對高度)/3

相對高度=某-植物種高度/各植物種高度之和×100

相對蓋度=某-植物種蓋度/各植物種分蓋度之和×100

相對密度=某-植物種個體數(shù)/全部植物種個體數(shù)×100。

(2)Sinpson優(yōu)勢度指數(shù)：D=1-Σ(Pi)2

(3)Shannon-wiener多樣性指數(shù)：

H′=-∑PiLn(Pi)

(4)Margalef豐富度指數(shù)：

Ma=(S-1) / ln(N)

(5)Pielou均勻度指數(shù)：E=H’/lnS

上式中:Pi為IV/ΣIV(IV為重要值);S為物種數(shù)目;N為所有物種個體數(shù)目。

1.4 統(tǒng)計(jì)與分析

用Excel 2010軟件整理數(shù)據(jù)、計(jì)算以及繪圖，用SAS9.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 旅游干擾對植物群落組成的影響

重要值通過物種的高度、密度、蓋度特征，用數(shù)值的大小來反映某物種在群落中所占的地位和作用。對景區(qū)旅游干擾下重要值的調(diào)查分析結(jié)果(表2)表明：羊草作為群落的建群種，其重要值為重度干擾區(qū)>圍封區(qū)>中度干擾區(qū)>輕度干擾區(qū)；貝加爾針茅的重要值重度干擾區(qū)最高，中度干擾區(qū)次之，輕度干擾區(qū)最低；寸草苔的重要值變化趨勢與羊草相同；糙隱子草的重要值圍封區(qū)最高，重度干擾區(qū)最低。經(jīng)調(diào)查呼和諾爾旅游景區(qū)共有植物41種，其中重度干擾區(qū)有16種，中度干擾區(qū)與輕度干擾區(qū)各有21種，圍封區(qū)有19種；羊草、貝加爾針茅、寸草苔、冷蒿和糙隱子草在各樣地中均有出現(xiàn)(見表2)。冷蒿、草地麻花頭、星毛委陵菜等退化植物的出現(xiàn)，表明草地發(fā)生了輕微程度的退化，但主體植物并沒有發(fā)生改變；有20種植物只在某一樣地群落中出現(xiàn)，盡管這20種植物的重要值并不是很高，但也說明植物對游客在不同活動區(qū)內(nèi)干擾的耐受性及種間的競爭力存在一定差異。

表2 呼和諾爾旅游區(qū)旅游干擾樣地的植物群落組成(%)

2.2 旅游干擾對植物群落α-多樣性的影響

旅游干擾下α-多樣性變化顯著(表3)，Margarlef豐富度指數(shù)重度干擾區(qū)均與中度干擾區(qū)、輕度干擾區(qū)和圍封區(qū)有顯著差異(P<0.05)；Pielou均勻度指數(shù)各樣地之間并無顯著差異(P>0.05)；Shannon-wiener多樣性指數(shù)重度干擾區(qū)與中度干擾區(qū)和輕度干擾區(qū)之間均有顯著差異(P<0.05),與圍封區(qū)之間的差異不顯著(P>0.05)；Simpson優(yōu)勢度指數(shù)重度干擾區(qū)與中度干擾區(qū)、輕度干擾區(qū)、圍封區(qū)均有顯著差異(P<0.05)，而中度干擾區(qū)、輕度干擾區(qū)、圍封區(qū)之間并無顯著差異(P>0.05)。

表3 旅游干擾對呼和諾爾旅游區(qū)植物群落α-多樣性的影響

3 討論與結(jié)論

草原植物群落的物種組成是評價(jià)植物群落性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及功能的重要指標(biāo)，物種多樣性與生境的變化具有很大的相關(guān)性。目前，對于物種多樣性影響因子的研究主要集中在環(huán)境因子與生物因子方面，在生物因子方面主要是人為活動的干擾對于植物群落多樣性的影響頗大[12～13]。馮學(xué)鋼、包浩生[14]對安徽省馬山采石風(fēng)景區(qū)旅游活動對植被影響的研究結(jié)果表明，活動區(qū)增加的植被種類數(shù)最多，緩沖區(qū)次之。此結(jié)論與本文有所出入，本文是中度干擾區(qū)與輕度干擾區(qū)的植物種類數(shù)最多，圍封區(qū)次之，重度干擾區(qū)最少。由于重度干擾區(qū)人為踩踏較為嚴(yán)重，而中度干擾區(qū)雖有干擾但游客不會直接對地上植被進(jìn)行踩踏，這主要是草原景區(qū)多處于生態(tài)脆弱地帶，抗干擾的能力較差。

草地的不同利用方式對于植物所產(chǎn)生的影響會受多方面因素的制約，而水分和溫度對于牧草的生長起著至關(guān)重要的作用[14～15]。重度干擾區(qū)的游客活動量較大，踩踏相對嚴(yán)重，造成物種比較單一，但由于重度干擾區(qū)靠近湖邊而水分條件優(yōu)越，因此重度干擾區(qū)所有物種的重要值相對較高。史坤博[16]等人認(rèn)為，旅游活動對?？撇菰闹参锷L和物種多樣性已經(jīng)造成了明顯的干擾,而本研究重度干擾區(qū)的Margarlef豐富度指數(shù)、Shannon-wiener多樣性指數(shù)以及Simpson優(yōu)勢度指數(shù)均顯著低于中度干擾區(qū)、輕度干擾區(qū)及圍封區(qū)，與史坤博等人的研究類似。

本研究調(diào)查的呼和諾爾旅游區(qū)物種中有冷蒿、星毛委陵菜、草地麻花頭等退化指示植物出現(xiàn)，說明此旅游區(qū)在旅游活動的干擾下已發(fā)生了輕微程度的退化，雖然草原優(yōu)勢種沒有發(fā)生改變，但也應(yīng)該對此景區(qū)進(jìn)行一定的生態(tài)修復(fù)，并對物種多樣性以及群落組成進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和進(jìn)一步研究，因?yàn)椴煌潭鹊穆糜胃蓴_會改變植物群落的組成、重要值以及物種多樣性。由于旅游景區(qū)受到了不同程度的旅游干擾，所以物種相對匱乏；而圍封區(qū)有利于退化草原的恢復(fù)，重度干擾區(qū)需要進(jìn)行相關(guān)的管控及恢復(fù)措施。本研究是一年的數(shù)據(jù)，有關(guān)大尺度范圍內(nèi)旅游干擾對植物群落的影響還不明確，長期的動態(tài)監(jiān)測與進(jìn)一步研究有待進(jìn)行，有關(guān)部門也應(yīng)積極探索景區(qū)修復(fù)技術(shù)與管理對策[17]。