旅游干擾對河南云臺山風景區土壤質量的影響

曹麗娟

(洛陽師范學院 國土與旅游學院, 河南 洛陽 471934)

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旅游干擾對河南云臺山風景區土壤質量的影響

曹麗娟

(洛陽師范學院 國土與旅游學院, 河南 洛陽 471934)

以河南云臺山風景區為研究對象，測定山頂、山腰、山腳在不同旅游干擾強度下的土壤理化性質、土壤養分和重金屬含量，探討旅游干擾對云臺山土壤質量的影響。結果表明：土壤含水量、孔隙度、黏粒和土壤養分含量大小均為背景區>緩沖區>核心區，土壤容重、pH值大小均為核心區>緩沖區>背景區，隨著旅游干擾強度的增大，土壤含水量和養分含量降低，土壤容重增大，孔隙度和黏粒減小；山頂土壤有機質、全氮、堿解氮、有效磷含量各干擾強度之間差異顯著(p<0.05)，山腰背景區的土壤養分含量與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，兩者均顯著高于核心區(p<0.05)，山腳背景區的土壤有機質、全氮、全磷、堿解氮、有效磷含量顯著高于緩沖區和核心區，緩沖區與核心區差異不顯著(p>0.05)；山頂土壤全鉻、全鈷、全錳、全鋅含量及山腰土壤全鉻、全鈷、全鐵、全錳、全銅含量大小均為核心區>緩沖區>背景區，其中核心區顯著高于背景區與緩沖區(p<0.05)；山腳核心區土壤中各重金屬含量與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，兩者均顯著高于背景區(p<0.05)；干擾強度與土壤含水量、孔隙度、黏粒、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量呈顯著(p<0.05)或極顯著(p<0.01)負相關，與土壤容重、pH值、全鉻、全鈷、全鐵、全錳、全鋅、全銅含量呈顯著或極顯著正相關。

旅游活動; 土壤理化性質; 云臺山; 重金屬

隨著旅游活動的迅速發展，其對旅游地自然環境產生一定的負面影響，加劇了環境保護與資源利用的矛盾，使旅游干擾成為環境與旅游研究的熱點之一[1-7]。土壤是風景區人類活動直接干擾的主要對象，因此風景區土壤質量問題成為目前旅游業與土壤學研究的重點。國外關于旅游活動對土壤影響的研究始于20世紀60年代，內容主要涉及不同踐踏強度和類型、游徑建設和使用、露營地等對土壤環境的影響[8-10]。有研究表明[11-13]，旅游活動可使地面徑流增加，引起水土流失，可導致景區土壤含水量下降、土壤硬度增大及有機質含量減少。國內關于旅游活動對景區土壤影響的研究始于20世紀90年代，研究內容主要集中在旅游活動對景區土壤的理化性質、肥力及重金屬的影響[14-19]，并且研究結論不甚一致。旅游干擾對土壤的影響效應與干擾類型、強度、處理環境狀況及土壤本身特性等多種因素有關。近年來，云臺山風景區旅游產業規模不斷擴大，經濟效益日漸明顯，但旅游開發對風景區的干擾也不斷增大，對旅游資源、環境質量、生物多樣性等構成了嚴重威脅[20]。本文選取河南云臺山景區為研究對象，在野外調查、采樣和室內分析的基礎上，研究不同旅游干擾強度對山頂、山腰、山腳的土壤理化性質、養分和重金屬含量的影響,探討旅游干擾對土壤的影響效應與機制,旨在為云臺山風景區旅游資源的開發、保護與管理提供科學依據。

1　研究區概況

云臺山風景區地處太行山南麓，位于河南省焦作市修武縣境內，是一處以地質地貌景觀和峽谷溪流為主的生態旅游風景區，被聯合國教科文組織命名為“世界地質公園”。景區面積190 km2，地理坐標為東經113°11′—113°23′，北緯35°25′—35°28′，最高海拔1 359 m，最低海拔90 m，從北至南呈明顯的階梯狀變化，地形復雜，峰谷交錯。云臺山屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫11.4℃，極端最低氣溫-19.9℃，極端最高氣溫43.5℃。年降水量為711～794 mm。6—8月份平均降水量435 mm，占全年降水量的58%，無霜期200 d。云臺山主要由石灰巖和砂巖地層構成了典型的北方喀斯特地貌景觀，景區內存在多種構造形跡，存在大量不穩定斜坡。土壤有棕壤、褐土兩大土類，質地為輕壤，多呈微酸性至中性，土層較厚。

2　研究方法

2.1試驗設計和采樣

土壤樣品采自云臺山主峰茱萸峰，沿著旅游登山的道路將茱萸峰景區劃分為山頂(海拔約1 300 m)、山腰(海拔約900 m)和山腳(海拔約400 m)3個地點。每個地點按照距離旅游道路的遠近，劃分為不同旅游干擾強度的核心區、緩沖區和背景區3個處理。其中：核心區距離游道邊緣1～5 m,旅游干擾最嚴重,地表光滑，雜草與灌木較少，設干擾強度等級為3；緩沖區距離游道邊緣10～20 m，人類活動較少，地表覆蓋枯枝落葉，有少量灌木及雜草，設干擾強度等級為2；背景區距離游道邊緣50～100 m，人極少踏及，地表深覆枯枝敗葉,有較大喬木,布滿雜草及灌木等植物，設干擾強度等級為1。每個試驗處理取0—20 cm表層土壤,各處理采用混合土樣采集方法分別取5個樣品,每個樣品按“四分法”進行縮分，最后保留1 kg左右的混合樣品，用硬質鋁盒帶回實驗室。

2.2測量項目及方法

土壤含水量采用烘干法測定；土壤容重用環刀法實地測定；土壤pH值的測定采用電位計測定法；土壤黏粒(粒徑<0.002 mm)的測定采用比重計法[21]；土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀分別采用重鉻酸鉀外加熱法、半微量凱氏定氮法、氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法、氫氟酸—高氯酸消煮法、堿解擴散法、碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法和醋酸銨—火焰光度法進行測定[21]。土壤全鉻、全鈷、全鐵、全錳、全鋅、全銅含量用原子吸收分光光度法[21]。

2.3數據處理

用Excel軟件進行數據整理；用SPSS 18.0軟件進行方差分析，用Duncan法對各測定數據進行多重比較；利用Pearson相關系數評價干擾強度等級與土壤質量各指標間的相關性。

3　結果與分析

3.1旅游干擾對土壤理化性質的影響

從表1可看出，山頂土壤含水量、孔隙度和黏粒大小均為背景區>緩沖區>核心區，其中土壤含水量、黏粒各干擾強度之間差異顯著(p<0.05)，背景區的土壤孔隙度與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，與核心區差異顯著(p<0.05)。山頂容重、pH值大小均為核心區>緩沖區>背景區，其中核心區與背景區差異顯著(p<0.05)，與緩沖區差異不顯著(p>0.05)。

山腰土壤含水量、孔隙度和黏粒大小均為背景區>緩沖區>核心區，其中背景區的土壤含水量、黏粒與緩沖區差異不顯著，兩者與核心區差異顯著(p<0.05)。背景區的土壤孔隙度與緩沖區差異不顯著，顯著高于核心區(p<0.05)。山腰土壤容重、pH 值大小均為核心區>緩沖區>背景區，其中核心區的土壤容重、pH 值與緩沖區差異不顯著，與背景區差異顯著(p<0.05)。

山腳土壤含水量、黏粒大小為背景區>緩沖區>核心區，背景區顯著高于緩沖區和核心區(p<0.05)，緩沖區與核心區差異不顯著(p>0.05)。土壤容重、pH值大小均為核心區>緩沖區>背景區，其中核心區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，與背景區差異顯著(p<0.05)。土壤孔隙度大小為背景區>緩沖區>核心區，背景區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，與核心區差異顯著(p<0.05)。

表1　不同處理的土壤理化性狀

注：表中同列不同小寫字母表示同一地點不同處理間差異顯著(p<0.05),下同。

3.2旅游干擾對土壤養分的影響

土壤有機質是生態系統健康與否和土壤肥力的重要指標之一，當可降解的垃圾進入土壤后,會使微生物活動減少,土壤有機質含量降低,土壤肥力下降[18,22]。從表2可看出，山頂土壤有機質、全氮、堿解氮、有效磷含量大小均為背景區>緩沖區>核心區，各處理之間差異顯著(p<0.05)。山頂土壤全磷、全鉀含量大小均為背景區>緩沖區>核心區，其中背景區與緩沖區差異不顯著，兩者均顯著高于核心區(p<0.05)。山頂土壤速效鉀含量大小為背景區>緩沖區>核心區，其中背景區與緩沖區差異不顯著，與核心區差異顯著(p<0.05)。

山腰土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量大小順序均為背景區>緩沖區>核心區，其中背景區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，兩者均顯著高于核心區(p<0.05)。山腳土壤有機質、全氮、全磷、堿解氮、有效磷含量大小順序均為背景區>緩沖區>核心區，其中核心區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，兩者均與背景區差異顯著(p<0.05)。山腳土壤全鉀、速效鉀含量大小為背景區>緩沖區>核心區，其中背景區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，與核心區差異顯著(p<0.05)。

3.3旅游干擾對土壤重金屬含量的影響

從表3可看出，山頂土壤全鉻、全鈷、全錳、全鋅含量大小順序均為核心區>緩沖區>背景區，其中核心區顯著高于背景區與緩沖區(p<0.05)，背景區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)。山頂土壤全鐵含量大小為核心區>緩沖區>背景區，各處理之間差異不顯著(p>0.05)。山頂土壤全銅含量大小為核心區>緩沖區>背景區，各處理之間差異顯著(p<0.05)。山腰土壤全鉻、全鈷、全鐵、全錳、全銅含量大小順序均為核心區>緩沖區>背景區，其中核心區顯著高于背景區與緩沖區(p<0.05)，背景區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)；土壤全鋅含量大小均為核心區>緩沖區>背景區，各處理之間差異顯著(p<0.05)。

表2　不同處理的土壤養分含量

山腳土壤全鉻、全鐵、全鋅、全銅含量大小順序均為核心區>緩沖區>背景區，其中核心區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，兩者均顯著高于背景區(p<0.05)。山腳土壤全鈷、全錳含量大小順序均為緩沖區>核心區>背景區，核心區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，兩者均顯著高于背景區(p<0.05)。

表3　不同處理的土壤重金屬含量

3.4干擾強度與土壤質量參數的相關性

從表4可看出，干擾強度與山頂、山腰、山腳的土壤含水量、孔隙度、黏粒、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量呈極顯著(p<0.01)或顯著(p<0.05)負相關，與山頂、山腰、山腳的土壤容重、pH 值、全鉻、全鈷、全鐵、全錳、全鋅、全銅含量呈極顯著(p<0.01)或顯著(p<0.05)正相關。同時可看出，干擾強度與山頂土壤含水量、容重、pH 值、有機質、全氮、堿解氮、有效磷、全銅的相關系數大于山腰和山腳；干擾強度與山腰全鉀、速效鉀、全鉻、全鈷、全鐵、全錳、全鋅的相關系數大于山頂和山腳；干擾強度與山腳土壤黏粒、孔隙度、全磷的相關系數大于山腰和山頂。

表4　干擾強度與土壤質量參數的相關性

4　結論與討論

旅游干擾對核心區土壤理化性狀和養分含量都產生了較大影響，取樣時發現，同一地點距離游道越近，土壤中的植物根系越少，土壤堅實度明顯增加。山頂、山腰、山腳的土壤含水量、孔隙度和黏粒大小均為背景區>緩沖區>核心區，隨著旅游干擾強度的增大土壤含水量降低，孔隙度和黏粒減小。山頂土壤容重、pH 值大小均為核心區>緩沖區>背景區，隨著旅游活動的加強，土壤容重和pH 值增大。多數研究表明[23-24]，旅游干擾強度高的景區土壤pH較強度低的景區要高，這與本試驗的研究結果一致。原因可能是由于游客的踩踏，使土壤堅實度增加，改變了土壤有機質含量和含水量，pH值也隨之發生改變；另一方面可能是由于景區內土壤中廢棄垃圾的侵入，特別是飲料濺灑到土壤，使局部土壤酸堿度發生變化[25]。

山頂、山腰、山腳的土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量大小均為背景區>緩沖區>核心區，其中背景區均顯著高于核心區(p<0.05)。隨著旅游干擾強度的增大，土壤養分含量減小。原因可能是旅游活動使地表植被破壞,土壤裸露面積增大，植物凋落物減少，同時植被破壞后造成水土流失,減少了土壤中的有機質、有機酸和無機酸等[18]。山頂土壤有機質、全氮、堿解氮、有效磷含量大小順序均為背景區>緩沖區>核心區，各處理之間差異顯著(p<0.05)。呂君等研究表明[26]，隨旅游干擾程度的增加，土壤全氮、全磷與全鉀含量均降低，這與本研究的結論相一致。但是，山腰背景區的土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀含量與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，兩處理均顯著高于核心區(p<0.05)。這可能是由于旅游者在山腰停留的時間較短，山腰道路陡峭，使得緩沖區環境保護地較好，而距離道路很近的核心區受到的影響較大。韋大山和陸林等研究發現[16-17]，旅游活動對旅道土壤的影響主要是在距離旅道兩側3～4 m處，這與本研究的結果相似。山腳是旅游開發和游人聚集較多的場所，生態環境承載力較大，其核心區的土壤有機質、全氮、全磷、堿解氮、有效磷含量與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，兩景區均顯著低于背景區(p<0.05)。陸林等[17]研究表明，旅游活動對土壤的影響具有高度集中性，大部分局限在游客集中休息點。本試驗中山腳是大量游客休息聚集的場所，旅游活動對山腳距離游道邊緣20 m以內的土壤養分含量都產生了較大影響。與山頂和山腰相比，旅游活動對山腳土壤和植被的破壞較大，造成山腳緩沖區和核心區的土壤養分含量顯著下降。

山頂土壤全鉻、全鈷、全錳、全鋅含量及山腰土壤全鉻、全鈷、全鐵、全錳、全銅含量大小順序均為核心區>緩沖區>背景區，其中核心區顯著高于背景區與緩沖區(p<0.05)，背景區與緩沖區差異不顯著(p>0.05)。說明在山頂和山腰旅游干擾對緩沖區土壤重金屬含量的影響較小，土壤中多數重金屬含量與背景區無明顯差異(p<0.05)，而對距離游道5 m以內的核心區影響較大。山腳核心區土壤中全鉻、全鈷、全鐵、全錳、全鋅、全銅含量與緩沖區差異不顯著(p>0.05)，兩者均顯著高于背景區(p<0.05)。林躍勝等[4]研究表明，黃山主景區北海景區較其他景區受游客的旅游活動干擾較大，且土壤中鋅含量最高，這與本研究的試驗結果相似。說明旅游活動對游客量較大的山腳緩沖區和核心區影響較大，使土壤重金屬含量增加。

隨著云臺山知名度的提高，旅游干擾對土壤環境的負面影響必將越來越大，應引起旅游和環境保護部門的高度重視。今后更要加強對景區環境的管理，探討修復景區土壤質量的理論和方法，保證云臺山景區健康、和諧地發展。

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Effects of Tourist Disturbance on Soil Quality in Yuntai Mountain Scenic Area, He′nan Province

CAO Lijuan

(College of Territorial Resources and Tourism, Luoyang Normal University, Luoyang, He′nan 471934, China)

We took Yuntai Mountain scenic area of He′nan Province as the research site, and determined the soil physico-chemical properties, soil nutrients and heavy metal content under different intensities of tourist disturbance in order to investigate the effects of tourist disturbance on soil quality. The results showed that the soil moisture, porosity, clay and soil nutrients content decreased in the order: background area>buffer area>core area, and the soil bulk density and pH decreased in the sequence: core area>buffer area> background area. The soil moisture and nutrient contents declined, bulk density increased, porosity and clay declined with the increase of the intensity of the tourist disturbance. The soil organic matter (SOM) , total nitrogen (TN), available nitrogen(AN) and available phosphorus(AP) contents of mountain top had the significant differences between different disturbance intensities (p<0.05). The soil moisture content of mountain side had no significant difference between background area and buffer area (p>0.05). Both were significantly higher than those in the core area (p<0.05). The SOM, TN, total phosphorus(TP), AN and AP contents in the background area of foot of the mountain were significantly higher than those in the core area and buffer area (p<0.05), but those had no significant difference between core area and buffer area (p>0.05).The contents of soil total chromium (Cr), cobalt (Co), manganese (Mn) and zinc (Zn) in mountain top and Cr, Co, Mn, iron(Fe) and copper(Cu) in mountain side decreased in the order: core area>buffer area> background area. Those heavy metal contents in the core area were significantly higher than those in background area and buffer area (p<0.05). The soil heavy metal contents in foot of the mountain had no significant difference between core area and buffer area (p>0.05) and both were significantly higher than those in the background area (p<0.05). The tourist disturbance has significantly (p<0.05) or much significantly (p<0.01) negative correlation with soil moisture, porosity, clay, SOM, TN, TP, total potassium (TK), AN, AP, available K. The tourist disturbance has significantly (p<0.05) or much significantly (p<0.01) positive correlation with soil bulk density, pH, contents of Cr, Co, Fe, Mn, Zn and Cu.

tourist activities; soil physico-chemical properties; Yuntai Mountain; heavy metal

2014-12-22

2015-01-23

曹麗娟(1977—),女,湖南郴州人,講師,碩士,研究方向為旅游資源。E-mail:lysfclj@163.com

S153.6

A

1005-3409(2015)04-0067-05