旅游干擾下太平湖國(guó)家濕地公園草本植物多樣性研究

李夢(mèng)蝶 王立龍 夏強(qiáng)

（1. 安徽師范大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院, 安徽 蕪湖 241000 ； 2. 安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 安徽 蕪湖 241000）

在旅游干擾下，植物是人為因素影響下的主要承受者，影響范圍更深更廣。多數(shù)自然環(huán)境破壞案例的源頭都離不開人類活動(dòng)，所以對(duì)旅游時(shí)伴隨的人為活動(dòng)進(jìn)行了大量的實(shí)地案例調(diào)查。游人的干擾踩踏對(duì)本地植物生長(zhǎng)具有長(zhǎng)期和深遠(yuǎn)的影響[2]。學(xué)者關(guān)于旅游干擾對(duì)植物的影響進(jìn)行過(guò)大范圍系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)研究，發(fā)現(xiàn)受威脅的植物種類的數(shù)量與游客數(shù)量相關(guān)，旅游業(yè)的發(fā)展更易增加受威脅植物的種類與數(shù)量[3]。對(duì)山岳地形旅游勝地內(nèi)人為活動(dòng)對(duì)植物的影響進(jìn)行過(guò)大量調(diào)查研究[4-8]，研究發(fā)現(xiàn)草本層受到影響的程度最高[12]。對(duì)森林公園和濕地保護(hù)區(qū)等這類地區(qū)的旅游干擾也進(jìn)行過(guò)大量案例的研究[20，22]，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)旅游干擾只造成草本層植物的物種豐富度、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的顯著降低，對(duì)喬木層和灌木層并未有顯著的影響差異[23]。

本研究采用野外采樣調(diào)查法對(duì)太平湖濕地公園植物物種的多樣性進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查，選擇釣場(chǎng)、龍窯寨、八卦島三處旅游景點(diǎn)作為研究樣地，運(yùn)用樣帶法和樣方法結(jié)合進(jìn)行野外采樣。距離游徑邊緣的1、3、6m處作為不同強(qiáng)度的干擾組，調(diào)查三處樣地內(nèi)的植物種類、數(shù)量、平均高度。運(yùn)用植物多樣性指數(shù)的測(cè)定方法進(jìn)行分析，探究不同人為干擾強(qiáng)度下太平湖濕地公園植物物種多樣性的變化趨勢(shì)。

1 研究區(qū)域自然概況

太平湖國(guó)家濕地公園的主要旅游活動(dòng)觀賞區(qū)是龍窯寨、八卦島和猴島，太平湖釣場(chǎng)是未進(jìn)行特別規(guī)劃的生態(tài)觀賞點(diǎn)，因?yàn)轱L(fēng)景優(yōu)美，所以吸引很多附近游客自駕游至此處進(jìn)行釣魚、觀賞風(fēng)景等一些野外活動(dòng)，是重要的旅游區(qū)域之一?？紤]到各地不同的旅游干擾程度和采樣的可實(shí)施性程度，挑選了釣場(chǎng)、龍窯寨、八卦島作為研究旅游干擾對(duì)區(qū)域植物多樣性的不同干擾程度的采樣點(diǎn)（圖1）。

圖1 取樣地地理位置

A釣場(chǎng)：位于太平湖風(fēng)景區(qū)的西南處，風(fēng)景開闊，位置優(yōu)越，適合釣魚和野餐等一些野外活動(dòng)，所處方位稍偏僻，植物種類豐富，生態(tài)環(huán)境較自然，地形平坦；B龍窯寨：位于太平湖風(fēng)景區(qū)的中心湖區(qū)，三面環(huán)水。生態(tài)環(huán)境保存自然，地形起伏較大；C八卦島：位于太平湖風(fēng)景區(qū)的中部，是一處絕佳的觀景島嶼，觀景距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到16800m。島上因?yàn)橛忻詫m，與八八六十四卦相巧合，故得名八卦島。自然植物較少，人工建筑和鋪裝面積較大。

自從1970年太平湖建成為始至今50多年歷史過(guò)程中，依據(jù)巴特勒（Butler）旅游地生命周期理論[1]，太平湖旅游地區(qū)的發(fā)展可以分成探索階段（1970～1990年）、參與階段（1991～2005年）和發(fā)展階段（2006年～至今）[11]。在三個(gè)階段演化發(fā)展過(guò)程中，旅游者的數(shù)量、收入、旅游節(jié)點(diǎn)及旅游地功能處于不斷增加完善的狀態(tài)，與周圍城鎮(zhèn)的發(fā)展互相推動(dòng)。

2 材料與方法

2.1 材料與工具

皮尺、調(diào)查記錄表、文件板夾、筆。

2.2 野外采樣調(diào)查法

2020年11月赴黃山太平湖濕地公園進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，選擇釣場(chǎng)、龍窯寨、八卦島三種不同人為干擾程度的旅游開發(fā)地區(qū)，選取游徑一側(cè)較為平坦的典型地段作為樣地，盡量挑選植物豐富度較高的地段，從游徑邊緣開始沿著垂直游徑方向連續(xù)設(shè)置6個(gè)1m×1m的樣方。距離游徑邊緣由近及遠(yuǎn)的順序選擇1、3、6m處的樣方進(jìn)行調(diào)查測(cè)量，1m處樣方作為強(qiáng)干擾組，3m處樣方作為中干擾組，6m處樣方作為對(duì)照組（圖2）。每個(gè)類型地區(qū)做3次重復(fù)，3個(gè)地區(qū)，一共9塊樣地，27塊樣方。調(diào)查樣方內(nèi)植物的種類、平均高度和數(shù)量，對(duì)不同類型區(qū)域植物的整體概況進(jìn)行初步數(shù)據(jù)調(diào)查分析，隨機(jī)選取不同生長(zhǎng)狀況的樣地。

圖2 樣方布置圖

2.3 植物多樣性測(cè)定與統(tǒng)計(jì)分析

(1)Shannon多樣性指數(shù)(H)

式中，N為所有物種的個(gè)體數(shù)之和為第個(gè)種的個(gè)體數(shù)量為第種的相對(duì)多度。

(2)Pielou均勻度指數(shù)(J)

H為Shannon多樣性指數(shù)；Hmax為最大的物種多樣性；S為群體的物種數(shù)。

(3)Simpson多樣性指數(shù)(D)

式中，N為所有物種的個(gè)體數(shù)之和為第個(gè)種的個(gè)體數(shù)量；為第種的相對(duì)多度。

(4)Margalef豐富度指數(shù)(d)

式中，S為群體的物種數(shù)；N為所有物種的個(gè)體數(shù)之和。

使用SPSS 22.0分析軟件、EXCEL 2016及GraphPad Prism 8對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以及作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 調(diào)查樣地內(nèi)植物基本概況

釣場(chǎng)樣地共記錄下24種植物，以植物多度進(jìn)行排名，前六的植物依次是狗牙根(Cynodondactylon)、畫眉草(Eragrostis pilosa)、牛筋草(Eleusine indica)、雞眼草(Kummerowia striata)、鼠尾粟(Sporobolus fertilis)、鐵莧菜(Acalypha australis)，狗牙根占總植物數(shù)量的54.79%。除了雞眼草和鐵莧菜分別屬于豆科和大戟科以外，其他四種優(yōu)勢(shì)植物都屬于禾本科（表1）；龍窯寨樣地共記錄下27種植物，植物多度排名前六的依次是狗牙根、馬唐(Digitaria sanguinalis)、爵床(Rostellularia procumbens)、狗尾草(Setaria viridis)、紅馬蹄草(Hydrocotyle nepalensis)、風(fēng)輪菜(Clinopodium chinense)，狗牙根占總植物數(shù)量的49.29%。其中爵床、紅馬蹄草、風(fēng)輪菜分別屬于爵床科、傘形科、唇形科，剩下的3種植物都屬于禾本科（表2）；八卦島樣地共記錄下20種植物，植物多度排名前六的依次是狗牙根(Cynodon dactylon)、車前(Plantago asiatica)、酢 漿 草(Oxalis corniculata)、狗尾草(Setaria viridis)、蛇莓(Duchesnea indica)、風(fēng)輪菜(Clinopodium chinense)，狗牙根占總植物數(shù)量的60.08%。其中狗牙根和狗尾草都屬于禾本科，車前、酢漿草、蛇莓、風(fēng)輪菜分別屬于車前科、酢漿草科、薔薇科、唇形科（表3）。在三個(gè)樣地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，狗牙根是太平湖風(fēng)景區(qū)草本植物中的優(yōu)勢(shì)物種，禾本科的植物較占優(yōu)勢(shì)。

表1 釣場(chǎng)樣地草本植物統(tǒng)計(jì)

表2 龍窯寨樣地草本植物統(tǒng)計(jì)

續(xù)表

表3 八卦島樣地草本植物統(tǒng)計(jì)

續(xù)表

3.2 不同旅游干擾強(qiáng)度對(duì)樣地植物物種數(shù)的影響

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，三處樣地中龍窯寨的物種數(shù)較為豐富，釣場(chǎng)樣地次之，八卦島樣地最少。在三處樣地中都呈現(xiàn)6m處樣方物種數(shù)最多，3m次之，1m最少的趨勢(shì)，且每處樣地內(nèi)的6m處與1m處樣方的物種數(shù)差異顯著（p＜0.05）（圖3）。

圖3 不同強(qiáng)度的旅游干擾下各樣地植物的物種

釣場(chǎng)不是固定景點(diǎn)，受到的人為干擾強(qiáng)度較低；龍窯寨的人為干擾強(qiáng)度中等，是旅游景點(diǎn)線路之一，但樣地中自然環(huán)境狀況較好，場(chǎng)地面積較大，人為鋪裝范圍不大；八卦島的場(chǎng)地面積較小，鋪裝面積較大，島上人工建筑的痕跡較多，自然區(qū)域的保存較少，且因其地勢(shì)較高，成為了游客的一處絕佳觀景點(diǎn)，客流量較其他兩處的樣地較多。結(jié)果表明，中等干擾會(huì)增加樣地內(nèi)植物的物種數(shù)，輕度干擾會(huì)使得樣地的物種較為單一，樣地內(nèi)的其他植物競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)某些優(yōu)勢(shì)物種，容易被生命力強(qiáng)，耐踩踏的物種所替代。重度干擾會(huì)導(dǎo)致樣地內(nèi)的物種數(shù)下降，場(chǎng)地內(nèi)存活下來(lái)的都是耐踩踏、耐干旱的物種。

3.3 不同旅游干擾強(qiáng)度對(duì)樣地植物物種多樣性的影響

三處樣地的Shannon多樣性指數(shù)均為6m處最高，1m處最低（圖4A）。不同樣地內(nèi)均呈現(xiàn)一定的規(guī)律，6m處至1m處樣方的干擾強(qiáng)度不斷增大，樣方內(nèi)草本植物的Shannon多樣性指數(shù)也逐漸降低，其中八卦島的Shannon多樣性指數(shù)均略低于其他兩處樣地，且三處樣地中6m處與1m處的Shannon多樣性指數(shù)差異性顯著（p＜0.05）。

三處樣地的Pielou均勻度指數(shù)均為6m處最高，1m處最低（圖4B）。三處樣地都是隨著6m處至1m處樣方的人為干擾強(qiáng)度逐漸增加，樣方內(nèi)植物的Pielou均勻度指數(shù)逐漸降低，釣場(chǎng)的Pielou均勻度指數(shù)均略高于其他兩處樣地。除了釣場(chǎng)樣地中3處不同距離樣方差異性不顯著（p＞0.05），龍窯寨和八卦島樣地均為6m與1m處樣方的Pielou均勻度指數(shù)差異性顯著（p＜0.05）。

三處樣地的Simpson多樣性指數(shù)呈現(xiàn)6m處至1m處逐漸降低的規(guī)律（圖4C），人為旅游干擾強(qiáng)度越強(qiáng)，樣方內(nèi)的Simpson多樣性指數(shù)就越低。三處樣地的Simpson多樣性指數(shù)差距不大，且都是6m處與1m處樣方的Simpson多樣性指數(shù)差異性顯著（p＜0.05）。

三處樣地的Margalef豐富度指數(shù)6m處最高，3m處最低（圖4D）。隨著旅游干擾強(qiáng)度的增大，6m處至1m處樣方內(nèi)植物的豐富度指數(shù)逐漸下降。其中八卦樣地的Margalef豐富度指數(shù)略低于其他兩處，三處樣地都是6m處與1m處樣方的Margalef豐富度指數(shù)差異性顯著（p＜0.05）。

圖4 旅游干擾下各樣地植物的多樣性指數(shù)

太平湖濕地公園中選取的三處不同樣地內(nèi)植物物種的Shannon多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，隨著旅游干擾強(qiáng)度的增大，三處樣方內(nèi)植物的4種物種多樣性指數(shù)均呈現(xiàn)逐漸下降的規(guī)律，且除釣場(chǎng)樣地的Pielou均勻度指數(shù)以外，其他樣地內(nèi)4種物種多樣性指數(shù)都是6 m處樣方與1m處樣方差異性顯著（p＜0.05）。說(shuō)明旅游強(qiáng)度的干擾會(huì)導(dǎo)致植物物種多樣性的變化，干擾的強(qiáng)度越大，樣方內(nèi)物種多樣性的數(shù)值越低。

4 討論與小結(jié)

由于國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)黃山太平湖濕地公園的關(guān)注度和研究文章不多，主要研究對(duì)象多為黃山風(fēng)景區(qū)內(nèi)的動(dòng)植物多樣性。本文通過(guò)對(duì)黃山太平湖濕地公園內(nèi)釣場(chǎng)、龍窯寨、八卦島三處樣地內(nèi)的草本植物受人為旅游干擾的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行調(diào)查研究，填補(bǔ)草本植物響應(yīng)太平湖濕地公園受到國(guó)家政策開發(fā)扶持后，區(qū)域內(nèi)植物多樣性變化狀況研究領(lǐng)域的內(nèi)容。實(shí)地調(diào)查后發(fā)現(xiàn)禾本科植物的抗干擾能力較強(qiáng)，其中狗牙根植物是三處樣地的優(yōu)勢(shì)物種，具有很強(qiáng)的環(huán)境干擾適應(yīng)性。且中度干擾有利于加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)植物的多樣性，這與已有的研究結(jié)果一致[10,16]。推測(cè)太平湖濕地公園內(nèi)植物物種多樣性變化主要受到旅游干擾下的設(shè)施建設(shè)、人群活動(dòng)、生物入侵和自然環(huán)境改變等因素的影響：

（1）太平湖濕地公園發(fā)展中設(shè)施的修建對(duì)植物多樣性的影響。植物是太平湖濕地公園內(nèi)不可缺少的重要組成部分，也是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，具有十分重要的影響地位。如今，太平湖濕地公園由于旅游需求量的增加，為了提供便捷道路和吸引更多游客的需要，政府部門進(jìn)行了大規(guī)模的公路修建、開發(fā)[17]。推測(cè)太平湖內(nèi)植物可能因?yàn)槭┕げ牧系挠绊憣?dǎo)致植物多樣性降低，且開發(fā)過(guò)程中草本的植物種子和花容易遭到破壞，后期無(wú)法進(jìn)行授粉擴(kuò)散，使得區(qū)域內(nèi)植物無(wú)法完成正常大的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，因此推測(cè)設(shè)施的修建可能對(duì)草本植物的多樣性和物種數(shù)造成了嚴(yán)重的影響。

（2）太平湖濕地公園旅游人群活動(dòng)時(shí)的人為干擾對(duì)植物多樣性的影響。隨著旅游活動(dòng)強(qiáng)度的增大，某些脆弱的生態(tài)環(huán)境區(qū)更易受到外來(lái)行為的影響[18]。旅游者的踐踏、穿越道路和旅游過(guò)程中的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)草原植被的干擾使得群落結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重的變化，而且草原的觀賞功能也受到一定程度的影響[6,9]；南灣國(guó)家森林公園內(nèi)旅游帶來(lái)的人為干擾造成園區(qū)內(nèi)喬、灌、草三個(gè)層次的植物種類減少，植物多樣性受到顯著影響[19]。所以太平湖濕地公園內(nèi)三處樣地內(nèi)草本植物的多樣性的變化可能與旅游人群的干擾有一定的聯(lián)系，不同景點(diǎn)的客流量會(huì)導(dǎo)致不同樣地內(nèi)草本植物的多樣性狀況的不同，草本植物的多樣性對(duì)外界干擾具有直接響應(yīng)。

（3）外來(lái)物種的入侵對(duì)太平湖濕地公園植物多樣性的影響。王金亮等發(fā)現(xiàn)某些外來(lái)物種的入侵也會(huì)影響植物生態(tài)結(jié)構(gòu)變化，前期有意或者無(wú)意的引入外來(lái)物種，后期對(duì)環(huán)境具有潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，極易導(dǎo)致環(huán)境內(nèi)物種失衡[15]。外來(lái)物種若沒(méi)有天敵，氣候環(huán)境適宜，無(wú)法控制其生長(zhǎng)速度，也無(wú)法完全去除，則會(huì)帶來(lái)一系列的生態(tài)問(wèn)題。如三裂葉牽牛作為外來(lái)物種，容易攀附其他植物，嚴(yán)重影響到被攀附植物的正常生長(zhǎng)，造成潛在的生態(tài)安全破壞[13]。黃山太平湖濕地公園旅游建設(shè)開發(fā)時(shí)期可能會(huì)引入新的植物物種，為了塑造出不同于本土條件的景觀效果，有些也是為配合景區(qū)旅游活動(dòng)的開展，這樣易使得濕地公園內(nèi)本身的植物多樣性狀況受到影響。

（4）太平湖濕地公園內(nèi)自然環(huán)境條件的改變對(duì)植物多樣性的影響。外來(lái)旅游人群帶來(lái)的干擾，容易引起太平湖濕地公園內(nèi)植物生存環(huán)境條件的變化。比如，在東大河林區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于后期自然環(huán)境條件的改變，當(dāng)?shù)厍嗪Ｔ粕嫉纳L(zhǎng)受到了影響，種群的穩(wěn)定性下降，整個(gè)區(qū)域面臨種群老齡化的局面。太平湖濕地公園內(nèi)人為活動(dòng)會(huì)影響原生植物所需的光照、雨水、濕度等自然環(huán)境因素，從而導(dǎo)致環(huán)境內(nèi)植物生長(zhǎng)趨勢(shì)的改變，物種組成發(fā)生變化，有的甚至直接導(dǎo)致某些植物在原有環(huán)境內(nèi)無(wú)法生存，逐漸滅絕，致使整個(gè)太平湖濕地公園物種多樣性明顯下降。八卦島樣地可能就是因?yàn)榭土髁窟^(guò)大，人工環(huán)境程度較重，導(dǎo)致樣地內(nèi)的植物種類最少。

4.2 小 結(jié)

狗牙根是三處調(diào)查樣地中共同的優(yōu)勢(shì)物種，且植物多度排名前六的植物中禾本科植物較多。說(shuō)明禾本科植物是人為干擾下的優(yōu)勢(shì)科。龍窯寨樣地是三處樣地中物種數(shù)最豐富的樣地，釣場(chǎng)次之，八卦島最低，且6m處的物種數(shù)最高，3m處次之，1m處最低，三處樣地的6m處與1m處的樣點(diǎn)差異顯著。太平湖濕地公園中選取的三處不同樣點(diǎn)內(nèi)植物物種的Shannon多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)隨著旅游干擾強(qiáng)度的增大，三處樣方內(nèi)植物的4種物種多樣性指數(shù)均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，說(shuō)明旅游強(qiáng)度的干擾會(huì)導(dǎo)致物種多樣性的變化，干擾的強(qiáng)度越大，樣點(diǎn)內(nèi)物種多樣性的數(shù)值越低。

因此，國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)增加區(qū)域內(nèi)植物多樣性的保護(hù)措施。加強(qiáng)太平湖濕地公園內(nèi)生態(tài)游步道的建設(shè)，減少旅游活動(dòng)對(duì)太平湖濕地公園物種多樣性的影響。對(duì)于濕地公園內(nèi)生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，要加大保護(hù)力度，劃分為生態(tài)恢復(fù)區(qū)域。