楊東偉, 楊永德, 陸丹丹, 史慧珂

(1.海南熱帶海洋學(xué)院 旅游學(xué)院, 海南 三亞 572000; 2.廣西大學(xué) 商學(xué)院, 廣西 南寧 530004)

優(yōu)美健康的生態(tài)環(huán)境是旅游業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，生態(tài)環(huán)境的好壞是決定旅游業(yè)能否可持續(xù)發(fā)展的直接原因。由于旅游業(yè)具有資源消耗的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，隨著中國旅游業(yè)的快速發(fā)展，一些景區(qū)出現(xiàn)了土壤生態(tài)功能退化、土壤侵蝕等土壤生態(tài)問題，嚴(yán)重影響了景區(qū)可持續(xù)發(fā)展。土壤生態(tài)系統(tǒng)是景區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，土壤狀況的優(yōu)劣對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和環(huán)境健康狀況有重要影響，能夠影響植被的生長和演替，進(jìn)而影響整個景區(qū)景觀和生態(tài)系統(tǒng)的變化[1-2]；旅游開發(fā)利用等活動對景區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響最容易反映在土壤與植被上[3]，因而土壤生態(tài)環(huán)境的研究是旅游生態(tài)環(huán)境研究中至關(guān)重要的一環(huán)。

漓江流域擁有發(fā)育完美的濕潤熱帶亞熱帶峰林地貌景觀，是全球分布面積最大、景觀美學(xué)價值最高、最具典型性的喀斯特地貌景觀之一，是極其珍貴的世界自然遺產(chǎn)地。該地區(qū)巖石和礦物易被溶蝕和侵蝕，地形破碎、成土速率慢，生態(tài)環(huán)境脆弱，因而巖溶地區(qū)地貌和土壤更易受到人類活動的影響。近年來漓江風(fēng)景區(qū)一些區(qū)域旅游開發(fā)的規(guī)模和強(qiáng)度都超過了景區(qū)生態(tài)環(huán)境的承載力，旅游活動核心區(qū)表層土壤損失嚴(yán)重，自然生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，阻礙了景區(qū)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，致使一些區(qū)域面臨喪失旅游價值的風(fēng)險[4]，因而系統(tǒng)研究旅游開發(fā)利用對漓江風(fēng)景區(qū)土壤性狀的影響效應(yīng)具有重要意義。

目前關(guān)于景區(qū)土壤生態(tài)環(huán)境的研究已成為世界旅游研究的熱點(diǎn)，國內(nèi)外已有研究表明，旅游干擾對土壤水分、容重、孔隙度、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分、水土流失等方面產(chǎn)生了重要影響[5-14]。然而這些研究主要集中在景區(qū)土壤理化性質(zhì)的一個或幾個方面[11,15]，研究相對籠統(tǒng)，不同環(huán)境指標(biāo)之間關(guān)聯(lián)性研究不足[1,16]，特別是在旅游干擾對喀斯特景區(qū)土壤生態(tài)環(huán)境影響方面缺乏系統(tǒng)研究。本研究以廣西壯族自治區(qū)桂林市漓江風(fēng)景區(qū)(5 A級)內(nèi)土壤為研究對象，采用量化的土壤環(huán)境指標(biāo)，系統(tǒng)評價旅游干擾特別是游客行為對漓江風(fēng)景區(qū)土壤性狀的影響，探索土壤生態(tài)環(huán)境對旅游干擾活動的響應(yīng)規(guī)律，并從技術(shù)和管理等方面提出保護(hù)措施，旨在為實(shí)現(xiàn)漓江風(fēng)景區(qū)旅游資源的合理開發(fā)與保護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

漓江風(fēng)景區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)東北部，規(guī)劃面積1 159.4 km2[17]。該景區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫約為19.1 ℃，氣候溫和，雨量充沛，多年平均降雨1 627 mm，年均日照1 553 h，年均濕度80%。研究區(qū)巖性復(fù)雜，有喀斯特山地、丘陵、臺地，土壤類型主要以紅壤為主，伴隨著黃壤、紫色土和少量裸巖。漓江風(fēng)景區(qū)1982年被評為國家級風(fēng)景名勝區(qū)，2007年被評為國家5 A級風(fēng)景區(qū)，2014年桂林喀斯特入選世界自然遺產(chǎn)名錄。漓江風(fēng)景區(qū)旅游旺季游客峰值明顯，據(jù)統(tǒng)計，2018年春節(jié)期間共接待游客34.35萬人次，同比增長12%。

1.2 土壤樣品采集

在前期調(diào)研基礎(chǔ)上，于2018年7月在漓江風(fēng)景區(qū)的觀光區(qū)、休憩區(qū)、服務(wù)區(qū)等功能區(qū)內(nèi)采集受旅游開發(fā)、游覽、旅游交通等旅游相關(guān)活動影響的表層土壤(0—12 cm)樣品。沿垂直游道方向，在每個樣地設(shè)置樣帶；在每條樣帶內(nèi)，分別設(shè)計距離干擾區(qū)域0.1～1.1 m(旅游活動干擾區(qū))，2～5 m(緩沖區(qū))和6～10 m(背景區(qū))的1 m×1 m的樣方。在每個樣方內(nèi)，按照面積為20 cm×20 cm的小樣方，采集表層土壤(0—12 cm)。每個樣點(diǎn)隨機(jī)設(shè)置5個重復(fù)，進(jìn)行調(diào)查取樣，將5個重復(fù)樣混合而成1個土壤樣品，最終在風(fēng)景區(qū)采集5個系列，15個混合土壤樣品。系列1位于七星巖景區(qū)核心游覽區(qū)及周邊，代表觀光游覽區(qū)；系列2位于七星巖景區(qū)休息凳周邊，代表休憩區(qū)；系列3位于象山景區(qū)游步道附近，代表觀光游覽區(qū)；系列4位于漓江邊停車場及周邊，代表旅游服務(wù)區(qū)；系列5位于漓江邊碼頭及周邊，代表旅游服務(wù)區(qū)。依據(jù)土壤調(diào)查手冊標(biāo)準(zhǔn)對土壤樣品進(jìn)行鑒定、描述和記載。

1.3 土壤測定和數(shù)據(jù)分析

自然含水率采用烘干法測定；顏色鑒定采用芒塞爾土壤標(biāo)準(zhǔn)比色卡法(新版標(biāo)準(zhǔn)土色帖，日本)進(jìn)行比色；土壤pH值采用電位法測定(土液比1∶2.5水浸提)；土壤堅實(shí)度指數(shù)采用堅實(shí)度計測定，查土壤堅實(shí)度換算表得到；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀—硫酸外加熱法測定；全氮采用凱氏定氮法測定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測定；全磷采用NaOH熔融—鉬銻抗比色法測定；速效磷采用0.05 mol/L HCl和0.012 5 mol/L H2SO4提取—鉬銻抗比色法測定；全鉀采用NaOH熔融—火焰光度法測定；速效鉀采用NH4OAc浸提—光焰光度計法測定。具體測定步驟參見文獻(xiàn)[18-19]。

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與作圖，運(yùn)用SPSS 19.0進(jìn)行主成分分析，依據(jù)處理結(jié)果對比干擾區(qū)與背景區(qū)的土壤環(huán)境因子的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 旅游干擾對土壤物理性質(zhì)影響

在漓江風(fēng)景區(qū)的背景區(qū)域，植被保護(hù)較好，地表一般有1～4 cm厚度不等的枯枝落葉層，部分樣地有2 cm左右的腐殖質(zhì)層；而在旅游活動干擾較嚴(yán)重區(qū)域地表裸露，出現(xiàn)石漠化現(xiàn)象，基本看不到植被和枯枝落葉，根系較背景區(qū)明顯減少。在旅游活動干擾區(qū)，植被和枯枝落葉減少，引起土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，致使土壤明度和彩度增加。樣點(diǎn)系列1背景區(qū)表層土壤潤態(tài)時顏色為黑色(7.5 YR2/1)，在旅游活動的干擾下表層土壤顏色轉(zhuǎn)變?yōu)楹诤稚?7.5 YR3/1)和暗褐色(7.5 YR3/3)。

由于游客踩踏等因素的影響，旅游干擾區(qū)較背景區(qū)土壤容重明顯增加，增幅在12.2 %～51.1%之間(見表1)；土壤堅實(shí)度明顯增大，其平均值在背景區(qū)為2.63 kg/cm3，在緩沖區(qū)增加到6.49 kg/cm3，在干擾區(qū)則高達(dá)43.53 kg/cm3，較背景區(qū)增加了15.55倍(見圖1)。對比分析表明，土壤系列2(休憩區(qū))土壤堅實(shí)度的變化最明顯，這與休憩過程中游客反復(fù)踩踏等因素有關(guān)(見圖1)。由于枯枝落葉層和腐殖質(zhì)減少，土壤容重增多，土壤蓄水能力減弱，土壤自然含水率明顯降低(圖1)。在背景區(qū)土壤結(jié)構(gòu)多為團(tuán)塊狀和塊狀結(jié)構(gòu)，直徑主要集中在10—40 mm之間；在干擾區(qū)多呈現(xiàn)大楞塊結(jié)構(gòu)，直徑多分布在60—160 mm之間(見表1)。

注：圖中系列1—5指不同采樣點(diǎn)，詳見表1。下同。

表1 漓江風(fēng)景區(qū)土壤理化性質(zhì)

2.2 旅游干擾對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

在旅游活動干擾下，地表植被和枯枝落葉層明顯減少，土壤無法得到地表動植物殘體等有機(jī)物的補(bǔ)給，致使土壤有機(jī)質(zhì)明顯下降，干擾區(qū)與背景區(qū)相比土壤有機(jī)質(zhì)含量降幅在41.0%～76.3%之間(見圖2)。在旅游活動干擾下，土壤pH值呈現(xiàn)兩種變化趨勢：背景區(qū)偏中性的土壤pH值略微升高；而背景區(qū)偏堿性的土壤pH值略微下降。

背景區(qū)土壤全氮平均含量為1.77 g/kg，在旅游干擾區(qū)下降到0.68 g/kg，平均下降61.58個百分點(diǎn)。背景區(qū)土壤堿解氮、有效磷和有效鉀平均含量分別為69.98，64.54，175.82 mg/kg，在旅游干擾區(qū)分別下降到47.44，18.02，112.07 mg/kg，降幅分別為為32.21%，72.08%和36.26%。在旅游活動干擾下，土壤全磷含量略微降低，全鉀含量變化規(guī)律不明顯(見圖3—5)。

圖2 漓江風(fēng)景區(qū)旅游干擾下土壤pH值和有機(jī)質(zhì)的變化

圖3 漓江風(fēng)景區(qū)旅游干擾下土壤全氮和堿解氮的變化

圖4 漓江風(fēng)景區(qū)旅游干擾下土壤全磷和有效磷的變化

2.3 土壤環(huán)境指標(biāo)主成分分析結(jié)果

主成分PC1，PC2和PC3分別解釋了旅游干擾下50.3%，17.5%和13.8%的土壤環(huán)境因子的變異，它們的累積貢獻(xiàn)率為81.6%。第一主成分與枯枝落葉層厚度、自然含水率、堅實(shí)度、容重、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、有效鉀等因子呈顯著(p<0.05)或極顯著(p<0.01)相關(guān)(見表2)；第二主成分與全磷、有效磷、有效鉀呈顯著(p<0.05)或極顯著(p<0.01)正相關(guān)，第三主成分與pH值和全鉀呈顯著(p<0.05)或極顯著(p<0.01)相關(guān)。由圖6可知，分布在A區(qū)域的5個土壤樣本均為背景區(qū)土壤樣本，分布在B區(qū)域的5個土壤樣本均為旅游干擾緩沖區(qū)土壤樣本，分布在C區(qū)域的5個土壤樣本均為旅游干擾區(qū)土壤。

圖5 漓江風(fēng)景區(qū)旅游干擾下土壤全鉀和有效鉀的變化

注：圖中數(shù)字1—15表示不同的樣品號，詳見表1。A，B，C表示3個區(qū)域。

表2 漓江風(fēng)景區(qū)土壤理化性質(zhì)與主成分的相關(guān)系數(shù)矩陣

3 討 論

3.1 土壤理化指標(biāo)的演變

在旅游活動等因素干擾下，干擾區(qū)土壤變得緊實(shí)，土壤團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀或大楞塊狀結(jié)構(gòu)，土壤水氣平衡遭到破壞，土壤堅實(shí)度增加，植物扎根困難，導(dǎo)致土壤蓄水和滲透能力減弱，地表徑流增加，從而增加了水土流失風(fēng)險。隨著干擾不斷增強(qiáng)，土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性變?nèi)?，抵御干擾的能力減弱。

地表殘落物和地下根系是土壤有機(jī)質(zhì)的重要來源，旅游干擾能夠?qū)Ω迟|(zhì)層與枯枝落葉層造成很大影響，使植物根系減少，土壤進(jìn)一步裸露，致使旅游干擾區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，土壤中儲存的有機(jī)碳含量隨之下降。土壤中氮素主要以有機(jī)態(tài)形式存在，因而土壤氮素含量也隨著有機(jī)質(zhì)含量降低而下降。枯枝落葉為土壤提供了氮磷鉀等養(yǎng)分，在旅游干擾區(qū)枯枝落葉層消失，導(dǎo)致磷素，特別是有效態(tài)的磷素和鉀素含量下降，致使土壤綜合肥力下降，影響植被的生長與演替，進(jìn)而影響風(fēng)景區(qū)景觀的變化。

3.2 土壤環(huán)境因子的主成分分析

在旅游干擾影響下，土壤樣品在排序圖的不同區(qū)域聚集(見圖6)，表明旅游活動對土壤環(huán)境因子產(chǎn)生不同程度的影響。由圖6可知，分布在A區(qū)域的5個土壤樣本均為背景區(qū)土壤樣本，而A區(qū)域土壤樣品較分散，說明背景區(qū)各樣品土壤性質(zhì)差異性較大。A區(qū)域土壤樣本的自然含水率、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、有效鉀等指標(biāo)明顯高于其他區(qū)域土壤，而土壤堅實(shí)度和容重則明顯低于其他區(qū)域土壤。分布在C區(qū)域的5個土壤樣本均為旅游干擾區(qū)土壤，該區(qū)域自然含水率、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮等指標(biāo)明顯低于其他土壤。分布在B區(qū)域的5個土壤樣本均為旅游干擾緩沖區(qū)土壤樣本，其土壤理指標(biāo)的數(shù)值大小總體上介于A區(qū)域和C區(qū)域土壤樣本理化指標(biāo)的數(shù)值之間。區(qū)域B和C內(nèi)樣品相對較集中，說明這兩個區(qū)域內(nèi)土壤性質(zhì)相似度較高，也表明旅游干擾下不同背景區(qū)土壤指標(biāo)逐漸向相同的土壤退化方向演變。區(qū)域B和C之間的距離明顯小于區(qū)域B或C與A的距離，表明背景區(qū)土壤與緩沖區(qū)或干擾區(qū)土壤性質(zhì)的差異性要大于緩沖區(qū)土壤與干擾區(qū)土壤性質(zhì)的差異性，土壤環(huán)境因子發(fā)生階段性變化。主成分1，2與土壤環(huán)境指標(biāo)的相關(guān)性及趨勢，與旅游干擾下土壤環(huán)境因子的變化趨勢基本一致，因而可以推斷出主成分1，2主要與旅游干擾程度有關(guān)；而主成分3主要與土壤類型、母質(zhì)等旅游干擾以外的因素有關(guān)。

3.3 消減旅游干擾對土壤負(fù)面影響的策略分析

3.3.1 采用生態(tài)學(xué)方法，科學(xué)評價景區(qū)環(huán)境承載力 當(dāng)旅游旺季來臨之際，景區(qū)涌現(xiàn)大量游客，會對景區(qū)自然環(huán)境帶來不可逆轉(zhuǎn)的影響[20]。張廣海等[21]在分析旅游環(huán)境承載的生態(tài)含義時指出，旅游環(huán)境承載力反映的是人口與自然環(huán)境之間的關(guān)系，其核心是維持自然資源的完整性和整體性以及提供高質(zhì)量的游憩環(huán)境。目前景區(qū)一般采用面積法和游線法等方法測算環(huán)境承載力，而非從環(huán)境本身出發(fā)評價承載力，定量化研究不足。已有文獻(xiàn)研究表明，景區(qū)土壤環(huán)境、水資源環(huán)境、生物環(huán)境以及污染物的環(huán)境等4部分對一個旅游景點(diǎn)承載力影響較明顯[22]。在分析漓江風(fēng)景區(qū)環(huán)境承載力時，建議采用生態(tài)環(huán)境承載力測算方法[22]，依據(jù)土壤理化等指標(biāo)的變化，對環(huán)境承載力做出更加科學(xué)的判斷，為科學(xué)管理客流提供依據(jù)。

3.3.2 合理規(guī)劃景區(qū)，完善保護(hù)設(shè)施 在旅游規(guī)劃中，在旅游景點(diǎn)布局時應(yīng)充分考慮觀光游覽區(qū)和休憩區(qū)等區(qū)域環(huán)境容量，以及游客集聚和擴(kuò)散特征，通過分析游客流的空間形式，設(shè)計環(huán)線，修建網(wǎng)絡(luò)型游覽步道，避免擁堵，達(dá)到疏散游客，避免游客對局部區(qū)域土壤過度踩踏，造成地表石漠化等不良影響。同時，應(yīng)在游步道上鋪設(shè)竹木、石板等材料，以減少旅游活動對周圍土壤生態(tài)的破壞。

3.3.3 加強(qiáng)環(huán)保宣傳，科學(xué)生態(tài)管理 加強(qiáng)對旅游者和當(dāng)?shù)鼐用竦男麄骱徒逃?，提高其保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境的自覺性，減少對景區(qū)土壤的干擾與破壞。建立完善環(huán)境保護(hù)法律體系，倡導(dǎo)文明旅游，提倡生態(tài)旅游、綠色旅游，減少旅游干擾對土壤生態(tài)環(huán)境的破壞。在旅游旺季，應(yīng)加強(qiáng)旅游者的引導(dǎo)和時空分流，嚴(yán)格控制高峰期游客數(shù)量，以避免游客過度干擾，超出景區(qū)土壤生態(tài)系統(tǒng)的自凈化能力，對土壤生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。

3.3.4 完善環(huán)境治理體系，維護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境 對景區(qū)內(nèi)旅游活動強(qiáng)烈干擾區(qū)的土壤，應(yīng)運(yùn)用改良技術(shù)對土壤進(jìn)行改良與保護(hù)，維護(hù)土壤生態(tài)平衡。目前對土壤進(jìn)行改良的措施主要有水利土壤改良、工程土壤改良、生物土壤改良、耕作土壤改良及化學(xué)土壤改良等方法[23]。

4 結(jié) 論

研究表明，在旅游活動等因素干擾下，漓江風(fēng)景區(qū)土壤含水率、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和有效鉀等土壤環(huán)境指標(biāo)隨著干擾程度的增強(qiáng)而逐漸降低，土壤結(jié)構(gòu)變差，土壤顏色明度和彩度增加，綜合肥力下降，從而對景區(qū)土壤生態(tài)環(huán)境帶來不利影響。主成分分析表明，在旅游干擾下，漓江風(fēng)景區(qū)土壤環(huán)境發(fā)生階段性變化，不同背景區(qū)土壤朝著相同方向退化。因而漓江風(fēng)景區(qū)應(yīng)從管理和技術(shù)等多方面采取措施，以促進(jìn)景區(qū)內(nèi)土壤生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展。