杜 鵑，張麗梅，張雪萍

(黑龍江省普通高等學(xué)校地理環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;哈爾濱師范大學(xué))

干擾在自然界是普遍存在的現(xiàn)象，隨著人類活動(dòng)的加劇，干擾的生態(tài)學(xué)作用近年來(lái)受到廣泛的重視［1］，旅游干擾則是人為干擾的重要表現(xiàn)形式之一.國(guó)外從上世紀(jì)70年代已開始研究由于人類活動(dòng)踐踏對(duì)土壤和植被產(chǎn)生的影響［2-3］，我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始研究旅游對(duì)土壤對(duì)旅游環(huán)境的影響［4-5］.黑龍江省共有3個(gè)AAAAA級(jí)景區(qū)，其中五大連池風(fēng)景區(qū)占地面積最廣.該文選取五大連池風(fēng)景區(qū)為研究對(duì)象，在南格拉球山選取樣地，從旅游干擾的不同強(qiáng)度出發(fā)，探討旅游對(duì)五大連池風(fēng)景區(qū)的土壤和大型土壤動(dòng)物方面的影響，為風(fēng)景區(qū)旅游管理提供依據(jù).

1 研究區(qū)概況

五大連池風(fēng)景區(qū)位于中國(guó)黑龍江省的中北部，在東經(jīng) 126°00＇-126°25＇，北緯 48°30＇-48°50＇，地處小興安嶺山地向松嫩平原的過(guò)渡地帶.五大連池火山群是我國(guó)著名的第四紀(jì)火山，1060平方公里的景區(qū)內(nèi)共矗立著十四座新老期火山，是世界上保存最完整、分布最集中、品類最齊全、狀貌最典型的新老期火山地貌，是國(guó)內(nèi)外游客觀賞火山地貌的首選景區(qū)之一.

五大連池地區(qū)年平均氣溫0～0.5℃左右，1月份最冷，平均氣溫零下24℃;7月份最熱，平均氣溫21℃.年平均降雨量為500 mm左右，蒸發(fā)量為1260 mm，無(wú)霜期為121 d，年均相對(duì)濕度為68%，屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候［6］.選擇南格拉球山作為實(shí)驗(yàn)樣地.自然概況見表1.

2 研究方法

2011年7月在南格拉球山不同海拔高度(山頂、山腰、山腳)分別進(jìn)行了輕度干擾及重度干擾環(huán)境土壤及土壤動(dòng)物的對(duì)比研究:①重度干擾:游徑附近，人類踐踏嚴(yán)重，土壤板結(jié)、植被稀少;②輕度干擾:距游徑50～100 m處，人類活動(dòng)較少，土壤狀況良好、植被較多，共選山頂、山腰、山腳3個(gè)研究樣帶即6個(gè)研究樣地.其中山頂輕度干擾的樣地為A，重度干擾的樣地為a;山腰輕度干擾的樣地為B，重度干擾的樣地為b;山腳輕度干擾的樣地為C，重度干擾的樣地為c.

表1 南格拉球山自然概況

2.1 土壤調(diào)查方法

在所調(diào)查的樣地中隨機(jī)選取4點(diǎn)，每點(diǎn)在0～10 cm層取土壤分析樣，測(cè)取土壤樣地的理化性質(zhì).包括:pH(玻璃電極法)、全氮(重鉻酸鉀-硫酸消化法)、全磷(SMT方法)、速效磷(0.5 mol/L NaHCO3浸提 -鉬銻抗比色法)、速效鉀(1 mol·L-1NH4Ac浸提—火焰光度法)幾個(gè)主要的理化性質(zhì)指標(biāo).

2.2 土壤動(dòng)物調(diào)查方法

在南格拉球山進(jìn)行大型土壤動(dòng)物的調(diào)查取樣，每個(gè)樣地取4個(gè)平行樣，每個(gè)樣取樣面積為50 cm×50 cm，并由表層向下分3層取樣，分別為凋落物層、0～5 cm、5～10 cm.并依據(jù)《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》(尹文英，1998)對(duì)土壤動(dòng)物進(jìn)行分類鑒定與數(shù)量統(tǒng)計(jì).

2.3 數(shù)據(jù)處理

土壤動(dòng)物的多樣性、均勻度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)可以較好地反映土壤動(dòng)物群落在生態(tài)結(jié)構(gòu)方面的差異.采用Shanon—wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)分別計(jì)算了土壤動(dòng)物群落的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)，其計(jì)算公式如下［7-8］:

式中，H'為多樣性指數(shù);s為所有類群數(shù);pi為第i類群的個(gè)體數(shù)比例.E為均勻度指數(shù);C為優(yōu)勢(shì)度指數(shù);Ni為每一類群的個(gè)體數(shù);N為總個(gè)體數(shù).

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS和Excell軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.

3 調(diào)查結(jié)果

3.1 旅游對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

表2 南格拉球山土壤理化性質(zhì)

通過(guò)對(duì)表2南格拉球山理化性質(zhì)對(duì)比分析可知，受旅游干擾較重的樣地，土壤的含水量減少，容重增大，pH增大，而有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速鉀隨著旅游干擾程度的加重而減少.且在同一山中，由受旅游干擾較重的山腳到受旅游干擾較輕的山腰山頂也同樣符合這一變化規(guī)律.

土壤含水量與土壤結(jié)構(gòu)、植被覆蓋等因素有關(guān)，旅游干擾較重的樣地土壤裸露、壓實(shí)程度嚴(yán)重，植被覆蓋較少，土壤持水能力較弱，土壤含水量相對(duì)較少;受旅游干擾較弱的樣地土壤裸露和壓實(shí)程度較輕，植被覆蓋較多，土壤持水能力較強(qiáng).

土壤容重表明土壤礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的數(shù)量和組成，其大小不僅與土壤固體物質(zhì)成分有關(guān)，還與土壤結(jié)構(gòu)和含水量有關(guān)［9］.旅游者的踐踏會(huì)壓實(shí)土壤，導(dǎo)致土壤孔隙度降低，含水量下降，容重增大.而地表裸露、植被覆蓋降低等也會(huì)影響到土壤容重.

pH是土壤的基本性質(zhì)，與氣候、母質(zhì)、環(huán)境等密切相關(guān)，影響著土壤的形成、養(yǎng)分及土壤生物的生長(zhǎng).旅游干擾對(duì)土壤pH產(chǎn)生影響的原因，一方面是旅游干擾使土壤含水量、有機(jī)質(zhì)發(fā)生改變，使土壤pH變化;另一方面是由于景區(qū)內(nèi)廢棄垃圾侵入，如石灰水泥等堿性建筑材料等，這些都可能使土壤pH變化.

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力和環(huán)境質(zhì)量狀況的的最重要表征，是制約土壤理化性質(zhì)的關(guān)鍵因素［10］.游客踐踏使地表植被減少，土壤板結(jié)，植物凋落物歸還量減少且影響植物根系的生長(zhǎng)，這些都會(huì)使土壤有機(jī)質(zhì)含量減少.而有機(jī)質(zhì)是氮、磷等元素的主要來(lái)源，所以氮、磷等元素的變化趨勢(shì)同有機(jī)質(zhì)一致，呈減少趨勢(shì).

3.2 旅游對(duì)大型土壤動(dòng)物組成、數(shù)量及生物量的影響

在南格拉球山選取的6塊樣地共獲得大型土壤動(dòng)物6903只，共44類(見表3).其中線蚓科、蟻科為優(yōu)勢(shì)類群(占總個(gè)體數(shù)10%以上的類群)，占總量的76.16%;而石蜈蚣目、蜘蛛目、蚯蚓、叩甲科幼蟲、隱翅甲科、馬陸、隱翅甲科為常見類群(占總個(gè)體數(shù)1% ～10%以上的類群)，占總量的19.36%;其余如步甲科、長(zhǎng)足虻科、大蚊科、鷸虻科為稀有類群(占總個(gè)體數(shù)小于1% 的類群)，占總量的4.48%.它們構(gòu)成了南格拉球山大型土壤動(dòng)物群落的主體，對(duì)大型土壤動(dòng)物的群落特征起著決定性作用.

表3 南格拉球山大型土壤動(dòng)物數(shù)量統(tǒng)計(jì)

續(xù)表

由表3可見，在同一地區(qū)受旅游干擾輕的樣地的大型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)和類群數(shù)均多于受旅游干擾重的樣地的大型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)和類群數(shù).受旅游干擾影響嚴(yán)重的樣地，由于游客的踐踏使土壤板結(jié)、水氣等狀況發(fā)生變化，不適于大型土壤動(dòng)物的生存.

3.3 旅游干擾對(duì)大型土壤動(dòng)物水平分布的影響

同一樣帶內(nèi)兩個(gè)樣地由于距游徑的距離不同受到的旅游干擾的程度存在差異，進(jìn)而導(dǎo)致的大型土壤動(dòng)物也存在差異.通過(guò)對(duì)3個(gè)樣帶即6個(gè)樣地的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)由游徑向兩側(cè)所捕獲的大型土壤動(dòng)物在數(shù)量和類群上都存在明顯的差異.

由表3可知，3個(gè)樣帶即6個(gè)樣地的旅游干擾的影響程度由游徑向兩側(cè)逐漸減弱，而大型土壤動(dòng)物數(shù)量和類群是由游徑向兩側(cè)逐漸減少.其中B樣地大型土壤動(dòng)物數(shù)量和種類最多，而b樣地大型土壤動(dòng)物數(shù)量和種類最少，說(shuō)明b樣地受旅游干擾較重，對(duì)大型土壤動(dòng)物的影響也較大，只有耐踩踏、適應(yīng)板結(jié)土壤能力強(qiáng)的大型土壤動(dòng)物才適應(yīng)這樣的土壤環(huán)境.3個(gè)樣帶所受的旅游干擾程度不同，按山頂、山腰、山腳所受的旅游干擾程度逐漸加重，大型土壤動(dòng)物對(duì)此也有一定的響應(yīng).即按山頂、山腰、山腳的順序，大型土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量逐漸減少.但由于南格拉球山山頂坡度較大，限制了土壤動(dòng)物的生存條件，使大型土壤動(dòng)物種類和數(shù)量在一定程度上受到了影響.

3.4 旅游干擾對(duì)大型土壤動(dòng)物垂直分布的影響

研究表明，在自然生態(tài)系統(tǒng)中，土壤動(dòng)物在土壤中的垂直分布具有表聚現(xiàn)象［12-13］，表層集聚現(xiàn)象主要是由土壤動(dòng)物生存對(duì)土壤內(nèi)的空氣、水分、空隙度等基本要素的需求決定的.統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣地表層所獲取大型土壤動(dòng)物的數(shù)量和種類與樣地總體獲取的大型土壤動(dòng)物的數(shù)量、種類和生物量(鮮重)的垂直分布(見表5).

表5 南格拉球山大型土壤動(dòng)物垂直分布

由表5可知，南格拉球山大型土壤動(dòng)物在垂直分布上有表聚現(xiàn)象，表層大型土壤動(dòng)物的數(shù)量和種類都占了較大的比重，越向土壤深層，大型土壤動(dòng)物無(wú)論數(shù)量還是種類都越來(lái)越少.且隨著旅游干擾程度的加重表聚現(xiàn)象越加明顯.受旅游干擾的樣地，由于游客的踐踏使土壤表層板結(jié)嚴(yán)重，影響土壤的水氣狀況、使土壤的養(yǎng)分含量減少等，導(dǎo)致表層的大型土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量減少，只有少數(shù)能適應(yīng)土壤板結(jié)、貧瘠的土壤動(dòng)物生存.而大型土壤動(dòng)物的生物量也有表聚現(xiàn)象.隨著旅游干擾程度的加重，表聚現(xiàn)象愈加明顯.

3.5 旅游干擾對(duì)大型土壤動(dòng)物群落特征指數(shù)分析

用Shannon-W iener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)分析南格拉秋山每個(gè)樣地大型土壤動(dòng)物分布(表4).得出不同樣地的多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，進(jìn)而反映出大型土壤動(dòng)物類群結(jié)構(gòu)的水平變化特征.距游徑較遠(yuǎn)樣地的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)低于距游徑較近的樣地，而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則高于距游徑較近的樣地.通過(guò)多樣性指數(shù)、均勻度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)反映出旅游活動(dòng)對(duì)土壤動(dòng)物分布具有一定影響.多樣性和均勻度較低，說(shuō)明能夠適應(yīng)高游憩影響的大型土壤動(dòng)物種類貧乏，具有適應(yīng)能力強(qiáng)的土壤動(dòng)物才能生存、集聚;而優(yōu)勢(shì)度高則表明表明大型土壤動(dòng)物分布的不均勻、種類相對(duì)單一.

表4 南格拉球山大型土壤動(dòng)物主要特征指數(shù)

4 結(jié)論

南格拉球山旅游干擾對(duì)大型土壤影響較顯著.隨旅游干擾強(qiáng)度的增加，大型土壤動(dòng)物的類群和數(shù)量在水平分布上隨著旅游干擾的加重而逐漸減少.而多樣性指數(shù)(H')、均勻度(E)和優(yōu)勢(shì)度(C)隨著旅游干擾的加重呈現(xiàn)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)下降，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)上升的規(guī)律.大型土壤動(dòng)物的類群和數(shù)量的表層集聚度隨著旅游干擾的加重而逐漸增大.

在五大連池進(jìn)行旅游干擾對(duì)大型土壤動(dòng)物影響的研究可為風(fēng)景區(qū)旅游管理提供依據(jù).從五大連池土壤分析可知，旅游干擾已經(jīng)造成土壤的理化性質(zhì)的變化，進(jìn)而影響到了大型土壤動(dòng)物，若干擾強(qiáng)度增大，土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p害.建議在旅游開發(fā)的過(guò)程給土壤一個(gè)自我恢復(fù)的過(guò)程，以保護(hù)景區(qū)土壤質(zhì)量，促進(jìn)土壤生態(tài)系統(tǒng)的正常發(fā)展.

［1］ 劉曉冰，保繼剛.旅游開發(fā)的環(huán)境影響研究進(jìn)展［J］.地理研究，1996，15(4):91-98.

［2］ Campbell J E，Gibson D J.The effectofseedsofexotic species transported via horse dung on vegetation along trail corridors［J］.Plant Ecology，2001，157:23-35.

［3］ Joselito M A，Sanjay K N.Michael Rutherford Visitor-induced changes in the chemical composition of soils inbackcountry areas of Mt Robson Provincial Park，British Columbia，Canada［J］.Journal of Environmental Manage-ment，2006，79:10-19.

［4］ 汪家棟.北京妙峰山地區(qū)土壤的初步研究［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1987，9(3):309-314.

［5］ 管東生，丁鍵，王林.旅游和環(huán)境污染對(duì)廣州城市公園森林植物和土壤的影響［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2000，20(3):277-280.

［6］ 沈海濱，王小德，董立軍.黑龍江五大連池風(fēng)景區(qū)主要植被類型特征［J］.園林花卉，2011(01):108-111.

［7］ Pielou E C·Ecological Diversity·New York:John Wiley，1975.

［8］ 馬克平，劉玉明.生物群落多樣性的測(cè)度方法Ⅰα多樣性的測(cè)度方法(下).生物多樣性，1994，2:231-239.

［9］ 李梅，楊萬(wàn)勤，肖艷，等.干擾對(duì)畢棚溝生態(tài)旅游區(qū)土壤物理性質(zhì)的影響［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26(14):303-307.

［10］何電源，等.中國(guó)南方土壤肥力與栽培植物施肥［M］.北京:科學(xué)出版社，1994.

［11］殷秀琴，吳東輝，韓曉梅.小興安嶺森林土壤動(dòng)物群落多樣性的研究.地理科學(xué)，2003，23(3):316-322.

［12］葛寶明，程宏毅，鄭祥，等.浙江金華不同城市綠地大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)多樣性［J］.生物多樣性，2005，13(3):197-203.

［13］吳東輝，張柏，陳鵬.長(zhǎng)春市不同土地利用條件下大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與組成［J］.動(dòng)物學(xué)報(bào)，2006，52(2):279-287.