趙若曦，劉晶嵐

（北京林業(yè)大學(xué) 生態(tài)與自然保護(hù)學(xué)院，北京100083）

近年來，生態(tài)旅游逐漸為人們所重視，且隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升迅猛發(fā)展[1]。雖然生態(tài)旅游的定義中強(qiáng)調(diào)了對自然環(huán)境的保護(hù)，但發(fā)展任何旅游業(yè)都必然伴隨著旅游設(shè)施開發(fā)建設(shè)和持續(xù)的人類活動，會不可避免地對自然生態(tài)系統(tǒng)造成直接或間接的影響[2-4]。植物在旅游開發(fā)及旅游活動中有重要的價值和地位，是重要的風(fēng)景資源[5]。在生態(tài)系統(tǒng)中，也具有重要的價值，對維護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定有極其重要的作用[6]。植物群落結(jié)構(gòu)的變化還能夠?qū)ν寥览?、動物等產(chǎn)生影響，甚至可能改變整個生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[7-9]。同時，植物群落對外界干擾的反應(yīng)較為快速且明顯，易于觀察[10-11]，是調(diào)查監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能變化的重要因子。因此，在越來越多的研究中，將植物作為探究旅游活動對自然因素的影響的重要指標(biāo)。

自20世紀(jì)70年代起，國外學(xué)者就開始關(guān)注旅游活動對植物高度、蓋度及物種多樣性方面的影響[12-16]。20世紀(jì)90年代，國內(nèi)也逐步開展了關(guān)于旅游活動對自然環(huán)境影響的相關(guān)研究，涉及植被生長[17-18]、植物群落結(jié)構(gòu)[19]、物種多樣性[20-23]、土壤理化特征等諸多方面的影響[24]。然而，在過往研究中，大多數(shù)研究者傾向于選擇遭受嚴(yán)重干擾的區(qū)域和未遭受干擾的自然區(qū)域進(jìn)行對比研究[21,25-26]，這種研究方法往往忽略了不同區(qū)域中微環(huán)境的差異及環(huán)境因子對其的影響，難以準(zhǔn)確地揭示旅游活動對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響，對實際工作中的保護(hù)和恢復(fù)建議缺乏說服力[23]。為避免此類研究偏差，本研究采用樣帶法研究旅游活動對八達(dá)嶺森林公園步自然植物群落的影響，以減少微環(huán)境差異，排除不同區(qū)域中環(huán)境因子差異對觀測指標(biāo)產(chǎn)生的影響，確保旅游活動及其強(qiáng)度差異為受調(diào)查區(qū)域的植物群落變化的主要影響因素，準(zhǔn)確度相對較高[6,10,23]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

北京八達(dá)嶺國家森林公園位于八達(dá)嶺長城腳下，為中國首家通過FSC國際認(rèn)證的生態(tài)公益林區(qū)，地處延慶境內(nèi)，距市區(qū)60km。公園總面積約2940hm2，平均海拔750m，最高峰海拔1238m。園區(qū)內(nèi)有豐富的生物資源，分布植物539種、動物158種。有獨特的天然暴馬丁香林及杏、梨、黃櫨等多種高價值景觀資源，可開展自然教育、森林療養(yǎng)等科教游覽項目，并設(shè)有丁香谷、杏花溝、越野環(huán)線等多條獨具特色的游覽步道。

1.2 樣方設(shè)置

本研究選擇八達(dá)嶺森林公園青龍谷園區(qū)內(nèi)的3條主要游覽步道（丁香谷、杏花溝、越野環(huán)線），于其主段道路兩側(cè)分別設(shè)置3組樣帶。每條樣帶中，垂直于步道設(shè)置3個1m×1m的正方形草本植物樣方，相鄰樣方間距為1m（以相鄰邊計算），各樣方距步道邊緣的距離分別為0，2，4m（以最靠近步道的邊計算），分別標(biāo)記為01，02，03樣方。相鄰樣帶間距為50m。記錄每個樣方內(nèi)植物物種名稱、數(shù)量、蓋度、平均株高等。

取樣方法的設(shè)置考慮到幾個方面：（1）以往研究成果顯示，旅游活動產(chǎn)生的影響主要集中在線狀步道兩側(cè)2～3m（土質(zhì)步道3m），距離超過3m受到旅游活動影響較弱[22-23,27]。（2）八達(dá)嶺森林公園步道兩側(cè)1～5m范圍內(nèi)植被主要為草本及低矮灌木。（3）距離步道5m以內(nèi)坡度差異相對較小，可以最大程度地減少地形對植物群落的影響[23]。（4）5m范圍內(nèi)，步道兩側(cè)的環(huán)境因子如光照、溫度、平均降水等無顯著差異，可以確保旅游開發(fā)和旅游活動是植物群落特征差異的唯一主要影響因素。

1.3 指標(biāo)計算

1.3.1 植物群落多樣性指數(shù) Simpson多樣性指數(shù)：

Shannon-Wiener指數(shù)：

式中：Pi指第i種植物的株數(shù)占群落所有植物總株數(shù)的比例。

計算每條步道各樣方的植物群落多樣性指數(shù)，對相同步道、相同位置的樣方的植物群落多樣性指數(shù)進(jìn)行算術(shù)平均，得出3條步道01，02，對照（03）樣方的平均植物群落多樣性指數(shù)。

1.3.2 植物群落干擾指數(shù) 旅游活動對八達(dá)嶺森林公園植物群落的干擾情況，主要通過植物群落高度、蓋度、區(qū)系組成變異度等指標(biāo)的變化來進(jìn)行判斷。

植物群落蓋度減少率（coverreduction,CR）[28]：

式中：C3為03樣方（對照）的植物群落蓋度；Ci分別為01，02樣方植物群落蓋度。

植物群落高度減少率（heightreduction,HR）[22]：

式中：H3為03樣方（對照）的植被平均高度；Hi分別為01，02樣方植被平均高度。

植物區(qū)系組成變異度是指植物區(qū)系組成在受到干擾后與未受干擾的地區(qū)相比較的變化情況，能夠反映植物區(qū)系受外界干擾的程度。

植物區(qū)系組成變異度（floristic dissimilarity,FD）[28]：

第三道是“旋轉(zhuǎn)門”——民營企業(yè)進(jìn)入某些行業(yè)領(lǐng)域后，由于職能部門的管理、服務(wù)不到位，明規(guī)則放行、潛規(guī)則擋道的狀況使得企業(yè)經(jīng)常要圍著職能部門轉(zhuǎn)圈子，轉(zhuǎn)到最后甚至可能又被轉(zhuǎn)出門外。

式中：Pi1為某種植物i在受干擾樣方的數(shù)量占受干擾樣方植物總數(shù)量的比例；Pi2為該物種在03樣方（對照）的數(shù)量占總數(shù)量的比例。

植物群落干擾指數(shù)（index ofvegetation impact,IVI）[22]：植物群落干擾指數(shù)通常分為5級[22]（表1）。

表1 植被群落干擾強(qiáng)度分級Table 1 The grading standard of vegetation impact intensity

使用SPSS 18.0，以單因素方差分析、獨立樣本T檢驗分析比較不同區(qū)域和干擾程度中植物群落特征差異。在此基礎(chǔ)上，采用LSD開展多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 物種組成

本次研究共調(diào)查到植物40種，隸屬24科38屬。在全部的24科中，菊科（Compositae）是包含物種數(shù)最多的科，包含植物 7 種；其次為禾本科（Poaceae），包含 6 種；再次為豆科（Leguminosae）、堇菜科（Violaceae）、薔薇科（Rosaceae）及?？疲∕oraceae），均包含 2 種植物。

從頻度來看，出現(xiàn)頻率最高的為蛇莓（Duchesnea indica），40.74%；其余分別為錦雞兒（Caragana sinica），37.04%；虎耳草（Saxifraga stolonifera），35.19%；鐵線蓮（Clematis florida）、野艾蒿（Artemisia lavandulaefolia）、稗（Echinochloa crusgali）等 3 種，均為 31.48%。

各樣地的物種數(shù)見表2，可見各步道01樣方物種總數(shù)與對照樣方（03）相比分別減少 6，6，8 種，其中，3條步道對照樣方中出現(xiàn)但在01樣方內(nèi)均消失的物種有1種，為野菊（Dendranthema indicum），01樣方相比對照樣方在兩條步道上均消失的物種為鵝腸菜（Myosotonaquaticum(Linn.)Moench）、錦雞兒、茜草（Rubia cordifolia）、桑（Morus alba）、荊條（Vitexnegundo var.heterophylla）、鱧腸（Eclipta prostrata）等 6 種。

表2 各樣方物種數(shù)Table 2 Species number of sampling quadrats

表3 不同樣方植物群落的平均多樣性指數(shù)Table 3 Index of plant community diversity in different sampling quadrats

2.2 旅游活動對公園植物多樣性指數(shù)的影響

通過與公園管理人員訪談并通過預(yù)調(diào)查觀測人流量得知，3條步道中丁香谷與杏花溝步道旅游活動量相對較大，也是公園各項科教、療養(yǎng)活動會選擇的步道，越野環(huán)線步道路途較遠(yuǎn)，訪問量相對較少，通常只有一些登山愛好者可能會選擇前往。結(jié)果表明，3條步道上隨著樣方與步道邊緣的距離逐漸增加，植物多樣性指數(shù)均呈逐漸增高的趨勢。此外，不同步道間的表現(xiàn)也存在差異，在旅游活動強(qiáng)度相對較大的杏花溝步道，01樣方與對照樣方間的植物多樣性指數(shù)存在顯著差異（p＜0.05）。而在另一條游客活動相對較多的丁香谷步道則不顯著（p＞0.05）。但在越野環(huán)線步道，Simpson多樣性指數(shù)在3個距離的樣方間差異均顯著 （p＜0.05），而Shannon-Wiener指數(shù)差異普遍表現(xiàn)為不顯著，且01，02樣方間差距較小。即不同區(qū)域的旅游活動對植物群落的影響同樣存在差異，但總體上呈現(xiàn)出降低植物群落多樣性的趨勢。

2.3 旅游活動對植物群落性狀的影響

2.3.1 旅游活動對植物群落蓋度的影響 以每條樣帶的03樣方作為對照，分別計算01，02樣方相對于對照樣方的植物群落蓋度減少率（表4）。01樣方的蓋度減少率較大，均超過了50%，且與02樣方間存在顯著差異（p＜0.05）。丁香谷和杏花溝步道是游客活動強(qiáng)度較高的步道，01樣方的蓋度減少率大于越野環(huán)線，且越野環(huán)線中02樣方間的植被蓋度減少率高于其他兩條步道。

2.3.2 旅游活動對植物群落高度的影響 以每條樣帶的03樣方作為對照，分別計算01，02樣方相對于對照樣方的植被高度減少率。由表5可知，3條步道從道路邊緣由近至遠(yuǎn)，植被高度均呈逐漸增高的趨勢。3條步道01樣方的高度減少率均高于40%，02樣方也均超過20%，其中丁香谷步道兩個樣方的高度減少率差異顯著（p＜0.05）。越野環(huán)線01樣方高度減少率在3條步道中相對最低，而02樣方高度減少率相對較高，且兩者差異不顯著。

2.3.3 植物區(qū)系組成變異度 八達(dá)嶺森林公園植物區(qū)系變異度的計算同樣以03樣方為對照，計算01，02樣方的植物區(qū)系組成變異度（表6）。通過對八達(dá)嶺森林公園3條步道的植物區(qū)系組成變異度分析可知，3條步道的植物區(qū)系組成變異情況存在差異。旅游活動強(qiáng)度相對較大的丁香谷和杏花溝步道，對植被組成的影響也表現(xiàn)得比較明顯；游客活動相對較少的越野環(huán)線中，01樣方和02樣方的植物區(qū)系組成變異度水平相近。3條步道的01樣方與02樣方的植物區(qū)系組成變異度均超過50%，且彼此間差異均不顯著（p＞0.05）。

2.3.4 植物群落干擾指數(shù) 八達(dá)嶺森林公園3條步道植物群落受旅游活動影響的干擾指數(shù)計算結(jié)果見表7。對照植物群落干擾指數(shù)的5級分類，可以看出3條步道的01樣方均處于嚴(yán)重干擾狀態(tài)，其中越野環(huán)線的01樣方受干擾程度最輕，比較接近于中度，而丁香谷和杏花溝步道的01樣方的受干擾指數(shù)均在65%，接近“嚴(yán)重”級別的上限69.99%，有達(dá)到“非常嚴(yán)重”的可能。02樣方在丁香谷步道和杏花溝步道的受干擾指數(shù)均處于輕度水平，3條步道中02樣方受干擾最嚴(yán)重的是越野環(huán)線步道，略微超出“輕度”的上限39.99%，處于中度干擾水平。

表4 植物群落蓋度減少率Table 4 Cover reduction of plant community

表5 植物群落高度減少率Table 5 Height reduction of plant community

表6 植物區(qū)系組成變異度Table 6 Change rate of floristic dissimilarity

表7 不同區(qū)域、不同樣方的植物群落干擾指數(shù)Table 7 Index of plant community impacts in different sampling quadrats

3 討論與結(jié)論

研究表明，旅游活動的干擾使步道兩側(cè)的植物種類減少，植物多樣性指數(shù)降低。這可能與步道對地表的硬化和游客的踐踏有關(guān)。過往研究同樣發(fā)現(xiàn)，旅游活動的干擾會使得植物種類減少，多樣性降低，影響步道兩側(cè)植被的自然演替進(jìn)程[22-25]。同時，不同步道中，旅游活動對植物群落多樣性的影響也同樣存在差異，但總體來看植物群落多樣性指數(shù)都隨著植物群落與步道間的距離縮短而下降。

總體而言，植物群落平均蓋度、高度等性狀特征的變化規(guī)律同樣表現(xiàn)為自遠(yuǎn)步道向近步道方向逐漸降低，旅游活動顯著降低近步道地區(qū)自然植物群落的蓋度水平及平均高度。3條步道間的變化情況也存在一定差異，這種差異與步道結(jié)構(gòu)、游客活動情況都有一定的關(guān)系。在游客活動強(qiáng)度較高的丁香谷和杏花溝步道中，01樣方的蓋度減少率大于越野環(huán)線步道，說明旅游活動強(qiáng)度高的地區(qū)步道兩側(cè)植被蓋度所受影響也較為明顯。而在越野環(huán)線步道中，02樣方的蓋度減少率高于其余兩條步道，可能原因是訪問越野環(huán)線的游客更傾向于涉入步道外的區(qū)域進(jìn)行探索，擴(kuò)大了對環(huán)境的影響范圍。在過往研究中，旅游活動對植物群落蓋度的影響往往比較明顯，在一些受旅游活動干擾嚴(yán)重的地區(qū)，植被平均蓋度減少率甚至接近或達(dá)到100%[22,27]；但同樣存在無顯著影響的情況[6]，這可能與不同區(qū)域中植物群落的適應(yīng)能力和人為干擾性質(zhì)或程度有關(guān)[31]。而由于旅游活動對植物最直接的干擾主要是踩踏，植被受到踩踏后容易發(fā)生矮化現(xiàn)象，受干擾的植物群落高度通常都會下降[6,22-24]。

同時，3條步道植物高度的近步道地區(qū)的植物區(qū)系組成同遠(yuǎn)步道相比均出現(xiàn)較大變異，在旅游活動強(qiáng)度較高的地區(qū)植物區(qū)系的變異更加明顯，表明旅游活動干擾了八達(dá)嶺森林公園步道兩側(cè)植物群落的結(jié)構(gòu)組成。3條步道01樣方及02樣方的變異系數(shù)間均不顯著，能夠驗證距離步道3m以內(nèi)，植被受旅游活動影響的程度差異并不明顯這一過往研究結(jié)果[22-23]。與植物群落蓋度變化的原因相似，植物區(qū)系組成的變異也可能與植物的適應(yīng)能力有關(guān)[31]，一些對旅游活動干擾敏感的植物可能逐漸減少至消失，耐受程度較高的植物則會保留[22,27]。

同樣帶中，不同距離的植物群落受旅游活動的影響情況程度存在差異。旅游活動強(qiáng)度較高的丁香谷和杏花溝步道接近步道邊緣的植物群落受干擾嚴(yán)重，并有達(dá)到非常嚴(yán)重的可能，而距離步道邊緣稍遠(yuǎn)的群落受干擾程度則處于輕度水平。旅游活動強(qiáng)度相對較弱的越野環(huán)線步道兩個位置的樣方受干擾程度都表現(xiàn)為中度，與一些登山者會自行開路踩踏植被的現(xiàn)象有關(guān)。綜合分析植物群落受旅游活動影響的指標(biāo)，可見植物群落受影響的范圍相對集中，究其原因，旅游活動對植物群落的主要干擾在于踐踏、攀折、道路開發(fā)與日常維護(hù)等[32-33]。這些活動大多集中于限定范圍，即步道或步道兩側(cè)的游樂活動區(qū)域，但在特殊情況下影響范圍也會改變，如本研究中的越野環(huán)線步道。故此，園區(qū)可以通過加強(qiáng)對游客擅離步道等不文明行為的管控、針對游客偏好合理規(guī)劃、調(diào)整旅游線路及步道設(shè)計，實現(xiàn)步道的最大化利用等管理措施，間接調(diào)控旅游活動的影響程度及范圍，以減少對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響。此外，本研究雖然就游客活動強(qiáng)度對植物群落干擾的影響情況展開了部分討論，但仍缺少精確的量化，在后續(xù)的研究中還需監(jiān)測不同步道中游客數(shù)量及其行為活動特征，以開展更為精確的定量分析。另一方面，本研究僅考察了夏季游客高峰期間，因此在未來需要多角度、精準(zhǔn)量化、長期地考慮旅游活動對植物群落的干擾，為園區(qū)自然植物群落與生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和生態(tài)旅游管理提供更多科學(xué)依據(jù)。

本研究選擇八達(dá)嶺森林公園內(nèi)的三條主要游覽步道開展植物群落調(diào)查，分析旅游活動對八達(dá)嶺森林公園植物群落的影響及其干擾強(qiáng)度變化。結(jié)果表明，旅游活動對步道兩側(cè)植物群落的多樣性、高度、蓋度、變異度等指標(biāo)均產(chǎn)生影響，影響范圍相對集中，且影響程度與植物群落距步道的距離明顯相關(guān)，但不規(guī)范的游客活動會擴(kuò)大影響范圍及程度，可以通過加強(qiáng)管理及合理規(guī)劃等措施間接調(diào)控旅游活動對自然環(huán)境的影響。