農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)內(nèi)蒙呼倫貝爾草原生態(tài)環(huán)境的影響

汪洪旭

(內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院, 呼和浩特 010071)

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農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)內(nèi)蒙呼倫貝爾草原生態(tài)環(huán)境的影響

汪洪旭

(內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院, 呼和浩特 010071)

研究了農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)呼倫貝爾沙質(zhì)土壤草甸草原植被—土壤等生態(tài)環(huán)境的影響。結(jié)果顯示：1) 農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)顯著降低了植被覆蓋度、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)(p<0.05)，對(duì)植被優(yōu)勢(shì)度指數(shù)沒(méi)有顯著影響(p>0.05)；2) 農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)增加了土壤容重和pH，降低了土壤含水量和電導(dǎo)率；3) 農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)顯著增加了土壤粗沙(p<0.05)，顯著降低了土壤粘粉粒(p<0.05)，對(duì)細(xì)沙和極細(xì)沙沒(méi)有顯著影響(p>0.05)；4) 農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)顯著降低了土壤氮素(全氮和堿解氮)和鉀素(全鉀和有效鉀)(p<0.05)，而土壤磷素(全磷和有效磷)則不受農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)的影響(p>0.05)，其中土壤鉀素(全鉀和有效鉀)變化幅度較大，對(duì)農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)表現(xiàn)較為敏感；5) 相關(guān)性分析表明：農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下植被屬性主要取決于土壤有效養(yǎng)分。

農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā); 呼倫貝爾草原; 土壤; 植被

農(nóng)業(yè)旅游是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)相結(jié)合的一種新型產(chǎn)業(yè)，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為依托，滿足人們精神和物質(zhì)享受而開(kāi)辟的文化性很強(qiáng)、大自然意趣很濃、農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村特色很突出的一種交叉性產(chǎn)業(yè)[1-3]。近年來(lái)，農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游已經(jīng)成為了一種新的旅游形式，它具有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、教育、游憩、保健、文化和環(huán)保等多種功能，是當(dāng)前和今后合理有效利用農(nóng)業(yè)資源、優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)業(yè)效益、增加農(nóng)民收入、加強(qiáng)城鄉(xiāng)交流、促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)的重要新途徑[4-5]。

呼倫貝爾草原占呼倫貝爾市總面積的40%左右，跨越草甸草原、典型草原和半荒漠草原，是構(gòu)成歐亞大陸草原的重要組成部分，是我國(guó)北方重要的生態(tài)屏障和國(guó)家防沙治沙的重點(diǎn)區(qū)域[6-7]，對(duì)維護(hù)東北乃至華北地區(qū)的生態(tài)安全具有重要的戰(zhàn)略意義[6-9]。近年來(lái)，呼倫貝爾草原退化十分迅速，由農(nóng)業(yè)旅游引起的草原沙漠化類型多樣、分布廣泛，具備開(kāi)展農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)引起草原沙漠化機(jī)理研究的緊迫性、典型性和得天獨(dú)厚的優(yōu)越條件[8-11]。作為人類旅游開(kāi)發(fā)活動(dòng)的重要表現(xiàn)形式，迅猛發(fā)展的旅游開(kāi)發(fā)活動(dòng)勢(shì)必會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，其引起的生態(tài)學(xué)效應(yīng)受到廣泛的重視，揭示旅游開(kāi)發(fā)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響成為對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有效保護(hù)的必要前提[10-11]。國(guó)外旅游活動(dòng)對(duì)植物和土壤影響的研究始于20世紀(jì)60年代，主要涉及到踐踏、露營(yíng)等不同類型與不同強(qiáng)度旅游活動(dòng)對(duì)物種多樣性及土壤理化性質(zhì)的影響等[12]；國(guó)內(nèi)旅游活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響研究主要始于20世紀(jì)90年代后期，由于起步較晚，國(guó)內(nèi)旅游生態(tài)影響研究的深度和廣度較為匱乏，涉及的植物群落和區(qū)域環(huán)境也相對(duì)較少，并且研究結(jié)論也不甚一致，無(wú)法滿足旅游活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)及應(yīng)對(duì)措施[10-12]。鑒于此，研究農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)呼倫貝爾沙質(zhì)草甸草原植被—土壤的生態(tài)環(huán)境的影響，分析農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)草原生態(tài)環(huán)境的危害，可為恢復(fù)草原生態(tài)系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)，進(jìn)而為切實(shí)保護(hù)和恢復(fù)呼倫貝爾草原提供科學(xué)的參考依據(jù)，使草原能更好地發(fā)揮生態(tài)屏障作用。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于呼倫貝爾沙質(zhì)草原區(qū)北部(48°48′—50°12′N，118°22′—121°02′E)，研究區(qū)具有半濕潤(rùn)—半干旱的過(guò)渡性特點(diǎn)：冬季嚴(yán)寒而漫長(zhǎng)、夏季溫和而短暫、春季多風(fēng)而干旱、秋季晴朗而涼爽。地處緯度偏高，年平均氣溫-2.5～0℃，絕對(duì)最低氣溫可至-49℃，絕對(duì)最高氣溫40℃，無(wú)霜期90～100 d，年降水280～400 mm，多集中于夏、秋季節(jié)，年蒸發(fā)量1 400～1 900 mm，干燥度1.2～1.5，相對(duì)濕度60%—70%，年大風(fēng)日數(shù)20～40 d，年平均風(fēng)速3～4 m/s，植被類型主要為貝加爾針茅(Stipabaicalensis)群落，土壤主要為栗沙土。

1.2 樣地設(shè)置

采用野外調(diào)查和室內(nèi)化驗(yàn)分析相結(jié)合的方法。于2013年9月呼倫貝爾沙質(zhì)草原區(qū)北部選取農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)的草原(3個(gè)重復(fù))，主要包括農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下的游客踐踏區(qū)、車輛碾軋區(qū)和部分開(kāi)墾區(qū)等，并在臨近選取未開(kāi)發(fā)的草原(CK)，每個(gè)樣地面積為100 m×100 m，在每個(gè)樣地中按“S”型曲線選定8個(gè)1 m×1 m樣方，共完成樣方48個(gè)，調(diào)差各樣地中物種數(shù)的蓋度、高度和密度并計(jì)算其重要值和多樣性指數(shù)，計(jì)算公式如下[12]：

Patrick 豐富度指數(shù)：

Pa=S

(1)

Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H)：

H=-∑PilnPi

(2)

Simpson 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)：

D=1-∑(Pi)2

(3)

Pielou 均勻度指數(shù)(JP)：

JP=-∑PilnPi/lnS

(4)

JP=H/lnS

式中:S——樣方內(nèi)物種數(shù)目；Pi——樣方內(nèi)種的相對(duì)重要值；重要值Pi=(相對(duì)覆蓋度+相對(duì)高度+相對(duì)多度)/3

先讓英格曼神甫去和安全區(qū)的領(lǐng)導(dǎo)們商討如何把女學(xué)生們偷運(yùn)出教堂的乏味枯燥的細(xì)節(jié)吧。也讓少佐去上天入地地尋找他認(rèn)為下午造訪必不可缺的圣誕紅吧。我還要回到教堂墓園，這是早上七點(diǎn)一刻左右，英格曼神甫剛剛出門。

1.3 樣品測(cè)定

每個(gè)樣地分別在不同農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)類型及對(duì)照設(shè)置5個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)土壤0—20 cm表層土，五點(diǎn)取樣法采集0—20 cm土樣混合，最后保留1 kg左右的混合樣品。所取土樣分為2份，一份裝自封袋中，測(cè)定土壤含水量(烘干法，%)；一份自然風(fēng)干(20 d)去除碎片和部分根后過(guò)0.5 mm篩，測(cè)定土壤養(yǎng)分及理化性質(zhì)；環(huán)刀法測(cè)定土壤容重(g/cm3)[13]。

土壤性質(zhì)的測(cè)定：pH采用電極電位法測(cè)定(1∶2.5土水比)；電導(dǎo)率采用P4多功能測(cè)定儀測(cè)定；全氮(g/kg)用凱氏定氮法；堿解氮采用NaOH-H3BO3法測(cè)定；土壤全磷(g/kg)用NaOH熔融—鉬銻抗比色法；有效磷(mg/kg)采用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定；全鉀(g/kg)采用火焰分光光度法；有效鉀(mg/kg)采用乙酸銨浸提—原子吸收分光光度計(jì)法[13]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 15.0和EXCEL 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理，最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行顯著性差異分析，Pearson相關(guān)系數(shù)相關(guān)分析，Origin 8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)草甸草原多樣性的影響

由圖1可知，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)呼倫貝爾沙質(zhì)草甸植被具有較大的影響，在農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下植被豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)均顯著低于對(duì)照(p<0.05)，而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)與對(duì)照沒(méi)有顯著差異(p>0.05)，由此表明，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)沒(méi)有影響植被優(yōu)勢(shì)度指數(shù)。與對(duì)照相比，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下植被豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)分別降低了38.93%，37.10%和34.18%。

2.2 對(duì)草甸草原土壤機(jī)械組成的影響

從圖2可知，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)呼倫貝爾沙質(zhì)草甸土壤機(jī)械組成具有較大的影響，在農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下土壤粘粉粒顯著低于對(duì)照(p<0.05)，粗沙顯著高于對(duì)照(p<0.05)，而細(xì)沙和極細(xì)沙與對(duì)照沒(méi)有顯著差異(p>0.05)。與對(duì)照相比，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下粗沙、細(xì)沙分別增加了74.95%和6.73%，極細(xì)沙和粘粉粒分別降低了6.55%和58.67%。

注：不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(p<0.05)。下同。

圖1 農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)呼倫貝爾沙質(zhì)土壤草甸草原多樣性各指數(shù)

圖2 農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下呼倫貝爾沙質(zhì)土壤草甸草原土壤機(jī)械組成

2.3 對(duì)草甸草原土壤pH、含水量和電導(dǎo)率的影響

由圖3可知，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)土壤理化性質(zhì)具有較大的影響，在旅游開(kāi)發(fā)條件下，土壤理化性質(zhì)具有較大差異。與對(duì)照相比，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下土壤容重和pH分別增加了50.83%和11.89%，土壤含水量和電導(dǎo)率分別降低了16.29%和18.35%。

圖3 農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下呼倫貝爾沙質(zhì)土壤草甸草原土壤理化性質(zhì)

2.4 對(duì)草甸草原土壤養(yǎng)分的影響

由圖4可知，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)呼倫貝爾沙質(zhì)草甸土壤養(yǎng)分具有較大的影響，在農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下土壤全氮、堿解氮、全鉀和有效鉀均顯著低于對(duì)照(p<0.05)，而全磷和有效磷與對(duì)照沒(méi)有顯著差異(p>0.05)。與對(duì)照相比，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下粗沙、細(xì)沙分別降低了50.34%和50.92%，全磷和有效磷分別降低了3.24%和2.08%，全鉀和有效鉀分別降低了36.05%和56.19%。

圖4 農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下呼倫貝爾沙質(zhì)土壤草甸草原土壤養(yǎng)分

2.5 農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)草甸草原植被與土壤相關(guān)分析

由表1可知，植被豐富度指數(shù)與土壤粘粉粒和pH呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)，與極細(xì)沙呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05)，與堿解氮、有效磷和有效鉀呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)，與含水量呈顯著正相關(guān)(p<0.05)；均勻度指數(shù)與土壤容重呈呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)，與黏粉粒和全氮呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05)，與堿解氮和有效鉀呈顯著正相關(guān)(p<0.05)；多樣性指數(shù)與土壤黏粉粒和pH呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)，與含水量、堿解氮、有效磷和有效鉀呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)，與極細(xì)沙、全氮和全鉀呈顯著正相關(guān)(p<0.01)；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)與土壤容重呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)，與黏粉粒呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05)，與有效磷和有效鉀呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)。以上表明，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下植被屬性主要取決于土壤有效養(yǎng)分。

表1 植被與土壤因子之間相關(guān)分析

**p<0.01，*p<0.05。

3 討論與結(jié)論

農(nóng)業(yè)旅游資源在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，不可遏制的對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了一定程度的破壞，造成了對(duì)土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分的破壞，并且隨著農(nóng)業(yè)旅游人數(shù)的增加，人類活動(dòng)頻繁，綜合污染指數(shù)也不斷上升[14-15]。

呼倫貝爾沙質(zhì)土壤草甸草原多樣性與生境緊密相關(guān)，生物因子尤其是人為干預(yù)對(duì)植被多樣性的改變影響頗大[16-17]。本研究中農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)呼倫貝爾沙質(zhì)土壤草甸草原植被多樣性造成了的影響程度不同，而結(jié)果顯示了農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)并沒(méi)有影響植被優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(p>0.05)，由于農(nóng)業(yè)旅游的過(guò)度開(kāi)發(fā)和自然資源的過(guò)度利用，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)顯著降低了植被覆蓋度、枯落物含量、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)(p<0.05)，受生境因子及物種的生存策略，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)并沒(méi)有改變呼倫貝爾草原草原優(yōu)勢(shì)物種。此外，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)可能會(huì)降低群落的穩(wěn)定性，對(duì)此，未來(lái)應(yīng)側(cè)重于研究農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)條件下生物多樣性穩(wěn)定及維持機(jī)制。

農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)增加了呼倫貝爾沙質(zhì)土壤草甸草原土壤容重和pH，降低了土壤含水量和電導(dǎo)率，顯著增加了土壤粗沙(p<0.05)，顯著降低了土壤粘粉粒，對(duì)細(xì)沙和極細(xì)沙沒(méi)有顯著影響(p>0.05)，顯著改變了土壤粒徑組成。主要是由于農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)使土壤變得緊實(shí)，含水量減少，孔隙度變小，隨著農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)，土壤的緊實(shí)度增加導(dǎo)致土壤容重顯著增大。土壤養(yǎng)分不僅能反映土壤“營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”中養(yǎng)分的貯量水平，并且能影響有效養(yǎng)分的供應(yīng)能力[18-19]，本研究中農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)減少了植被枯落物含量，加劇了水土流失和減少了土壤的養(yǎng)分供給，影響土壤微生物的活動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)而對(duì)土壤—植物系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響[19]。綜合圖3可知，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)顯著降低了土壤氮素(全氮、堿解氮)和鉀素(全鉀、有效鉀)(p<0.05)，而土壤磷素(全磷、有效磷)則不受農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)的影響(p>0.05)。受農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)的影響，地面植被破壞較大，導(dǎo)致裸露面積和板結(jié)程度增大，養(yǎng)分歸還量減少，這樣就使得土壤養(yǎng)分含量降低；隨著農(nóng)業(yè)旅游的開(kāi)發(fā)，土壤中的氮素和鉀素被不斷釋放，也不斷被地表植被吸收利用及淋失，植物對(duì)氮素和鉀素不斷的吸收利用及淋溶作用的影響使得土壤內(nèi)部氮素和鉀素急劇降低[20-21]，并且土壤鉀素下降幅度較大，可以作為響應(yīng)農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)的敏感指標(biāo)；土壤中磷素含量的變化并不顯著(p>0.05)，說(shuō)明土壤中磷素對(duì)農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)缺乏響應(yīng)，主要是由于磷素是一種沉積性元素，由母質(zhì)類型和成土條件決定，在土壤中的存在形式較穩(wěn)定、不易流失[20]。雖然磷素不受農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)的影響，但由于人類活動(dòng)的干擾，特別對(duì)下坡土壤和植被的破壞相對(duì)較大，這可能造成下坡土壤磷素流失，導(dǎo)致其含量較低。相關(guān)性分析表明，呼倫貝爾沙質(zhì)土壤草甸草原植被屬性基本與土壤有效養(yǎng)分呈極顯著正相關(guān)，由此表明，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)下植被屬性主要取決于土壤有效養(yǎng)分。此外，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)土壤性質(zhì)的影響與特定干擾效應(yīng)與干擾類型有很大關(guān)系，不同干擾類型同樣會(huì)給土壤的酸堿度帶來(lái)不同的影響，農(nóng)業(yè)旅游開(kāi)發(fā)影響土壤性質(zhì)的原因究竟與干擾類型有關(guān)還是其它因素起作用尚有待于進(jìn)一步探討。

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Effect of Agriculture Tourism Development on Eco-environment of Hulunbuir

WANG Hongxu

(InnerMongoliaVocationalCollegeofChemistryEngineering,Hohhot010071,China)

The effect of agriculture tourism development(ATD) on eco-environment of Hulunbuir was investigated. The results showed that: 1) ATD significantly reduced the vegetation coverage, richness index, evenness index and diversity index (p<0.05), but had no significant influence on the dominance index (p>0.05); 2) ATD increased soil bulk density and pH, reduced soil water content and electrical conductivity; 3) ATD significantly increased coarse sand of soil (p<0.05), reduced the silt and clay in soil (p<0.05), but had no significant influence on the fine sand in soil (p>0.05); 4) ATD significantly reduced soil nitrogen (total nitrogen and alkaline hydrolysis nitrogen) and soil potassium (total potassium and available potassium) (p<0.05), but had no significant influence on soil phosphorus (total phosphorus and available phosphorus) (p>0.05), however, soil potassium (total potassium and effective potassium) was more sensitive to the ATD because of its large change range; 5) correlation analysis showed that vegetation properties mainly depended on the soil available nutrients in Hulunbuir prairie.

agricultural tourism; Hulunbuir prairie; soil; vegatation

2014-11-06

2014-11-26

汪洪旭(1979—),女,內(nèi)蒙古呼和浩特人,講師,研究方向:旅游管理教育教學(xué)及旅游企業(yè)管理。E-mail:nmwangfengxu@163.com

S36

1005-3409(2015)02-0290-05