踩踏干擾對農牧交錯帶風景道沿線植被-土壤 系統的影響評價

中圖分類號：F590.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0435（2025）05-1631-08

Abstract：With thecontinuous improvement of the quality of life of urban and rural residents，suburb tourism activities in the mixed Agricultural-pastoral zone are becoming increasingly popular.Focusing on stampede interference activities along scenic roads，the impact range and degree of stampede interference onthe vegetation-soil system along the mixed Agricultural-pastoral zone are calculated through field investigations，Weibo location analysis，and remote sensing image analysis. The results show that trampling has a strong impact on vegetation height，coverage，and soil hardness. The average Index of Land Cover Impact （ILCI） was 49.58，indicating a moderate level of disturbance overall. Weibo location analysis showed that 80% of trampling activities were concentrated within 800m of the scenic road，with the most concentrated within 250～300m . OpenStreetMap data analysis of NDVI changes in diferent buffer zones showed that trampling disturbance had an interference range of 200m on the vegetation-soil system along the mixed Agricultural-pastoral zone. The research conclusion helps to enhance the scientificity of tourism management.By reasonably formulating the capacity of rural tourism environment，regulating the flow of rural tourism activities，and other measures，the impact of excessive human trampling on the vegetation-soil system along scenic roads can be effectively alleviated.

Key Words：Mixed Agricultural-pastoral zone;Suburb tourism; Vegetation-soil system; Trample interference; Impact assessment

20世紀20年代，有關生態環境對踩踏干擾的響應研究逐漸展開，Lid-dle[1]、Doxy[2]、Cole[3]、Getz[4]Sun5等學者以實驗的方法研究了旅游踩踏對草地、森林和沙丘等生態系統的影響。到了20世紀80年代，國內旅游活動對植被和土壤的影響研究開始起步，主要集中在踩踏對植被和土壤的影響方面。

踩踏對植被影響研究主要聚焦在植被高度、蓋度、植物群落結構、植物多樣性、群落根系及景觀格局等方面。草地植被反映著植物群落的物種組成和草地的自身性狀，在生態系統中具有重要作用[。不同的踩踏強度會對植被產生不同程度的直接影響，通常踩踏強度越大，變化程度也越大[6。聶文龍[、肖光明等8、李隴堂等[9]、王坤[10]等學者分別以興凱湖自然保護區、鼎湖山生物圈保護區、沙漠旅游區、五臺山自然保護區、大九湖濕地為研究對象，探討了旅游活動對森林植被、草甸植被和沙丘植被的影響，發現沙漠景區踩踏干擾集中在道路邊緣 4m 范圍內[9，山地草甸景區踩踏干擾在距游徑 0～5m 處比較嚴重[10]。梁佳寧等[11]、郭子良等[12]程占紅等[13-14]、牛莉芹等[15-16]、李佳成等[17]學者利用雙向指示種分析方法 ?α 多樣性指數、β多樣性指數和雙項軌跡方差法研究了旅游干擾對植物多樣性的影響，發現隨著旅游干擾程度增加，物種替代的變化和群落類型之間的差異越大，物種豐富度指數、均勻度指數和綜合多樣性指數趨于減少[13-14]。牛莉芹等[18]、劉海等[19]、呂曾哲舟等20學者通過野外調查、空間分析、建立評價模型等方法，對植被景觀格局、植被退化評價和生態環境承載力進行了翔實研究，得出旅游干擾集中區的生態系統服務更多受景觀空間結構特征的影響[20]。

踩踏對土壤的影響研究主要集中體現在土壤季節質量變化、土壤理化性質、土壤結皮率、土壤酶活性等方面。唐明艷等[21]、李武陵[22]、王忠君等[23]段亞芳等[24]、馬劍等[25]、李艷等[26]、田云國[27]、馮可等[28]、劉倩倩等[29]、任偉等[30]、關偉濤等[31]學者以滇西北高原、鄱陽湖國家濕地公園、云蒙山國家森林公園、嵩山風景區、祁連山、廬山、天山、萬柏林生態園和松山等為研究對象分析了旅游干擾對土壤變化特征、土壤酶活性、土壤蓄水能力及土壤團聚體穩定性等方面的影響，取得了豐碩成果。

當前研究綜合分析了踩踏對植被高度、蓋度、植物群落變化、植物多樣性、土壤季節變化、理化性質和土壤酶活性等方面的影響程度，對森林公園、地質公園、自然保護區和自然景區的植被-土壤系統保護提出了多方面策略，取得了豐碩成果，但對農牧交錯帶風景道沿線植被-土壤系統對踩踏活動的響應研究比較少。農牧交錯帶是京津冀生態涵養區重要的生態屏障，在維護地區生態平衡、促進冀西北地區旅游業和牧業發展方面具有重要作用。長期以來，張家口市依托當地優良的生態環境和自然資源，以體驗和欣賞大自然、感受農牧交錯帶文化為主的旅游特色吸引了來自全國各地的游客，但旅游活動范圍的不斷擴大、旅游形式的不斷拓寬、旅游強度的不斷增大，也給張家口市生態環境和旅游資源保護帶來了較大壓力。

鑒于此背景，結合位置微博、遙感影像歸一化植被指數（Normalizeddifferencevegetation index，NDVI）分析和實地調查的方法，研究踩踏對冀西北農牧交錯帶風景道沿線植被-土壤系統的影響，有助于識別踩踏干擾范圍和影響程度，為張家口市旅游發展政策制定、景區管理、生態保護等提供理論支撐和決策依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

以冀西北農牧交錯帶上的風景道為研究區域，選定張家口市草原天路風景道東線和西線為研究對象。東線西起張北的野狐嶺，東至崇禮的樺皮嶺；西線西起野狐嶺，東至尚義縣大青山。沿線分布著野狐嶺、天路之眼、大好河山景區、柳條壩營地、布達拉觀景臺、閻片山、樺皮嶺、雞冠山、大疙瘩石柱群、白龍洞、石人背地質公園、大青山等眾多人文、生態、歷史旅游資源，是全國知名自駕旅游目的地。

1. 2 研究方法

沿草原天路風景道設置8條重復樣帶，觀測風景道游覽步道兩側植被高度、蓋度和土壤硬度指標，評價踩踏活動對線性旅游單元植被-土壤系統的干擾程度，結合用戶生成內容（Usergeneratedcount，UGC）數據及遙感數據對游客活動空間評價，提出保護植被-土壤系統的對策。

野外調查時間為2022年8月12日和9月16日，此時，正值家庭自駕游出行高峰期，也是草原天路風景道旅游踩踏活動瞬時壓力高值期。

1.2.1調查點選擇根據草原生物調查樣地選擇的代表性、典型性、均勻性和機制穩定性等原則，在充分考慮農牧交錯帶風景道沿線的植被情況、踩踏強度及可獲取性的基礎上，在敖包、邊墻里馬場、黑腦包馬場、白龍洞景區、明長城正邊臺村3號烽火臺、石人背地質公園設計了8條重復樣帶，見表1。選取的8條樣帶具有同質性特征，均屬于自然景觀優美、游客活動量大的拍照打卡、游憩停車區。

1.2.2樣帶設置在調查點位上，以游步道兩側邊緣為始，按兩個點位之間間隔 1m 標準向兩側設置5處 0.5m×0.5m 樣方，分別記為 A₁，A₂ A₃ ， A₄ ， A₅ B₁ ， B₂ ， B₃ ， B₄ ， B₅ ，距游步道的距離A₁=B₁ ， A₂=B₂ ， A₃=B₃ ， A₄=B₄ ， A₅=B₅ ，在每條樣帶邊緣 6.5m 外沒有受游客影響或極少影響同質區域設置1處 0.5m×0.5m 對照樣方[9]，如下圖1。

1.2.3評價指標選擇及評價方法采用既成事實分析法，記錄樣區內植被高度觀測結果，使用原位測試PS-MPT-A袖珍微型貫人儀測量土壤硬度值。通過高清相機拍攝樣區照片，借助于軟件運算得到植被蓋度。通過受干擾樣區和未受干擾樣區的對比，分析各樣區內植被、土壤遭受干擾后的響應程度。

（1）植被蓋度

使用植被蓋度減少率（Coverreduction，CR）計算草原天路沿線游步道兩側植被蓋度變化情況。

數據獲取方法：使用索尼ILCE-7M3高清相機對8條樣帶的每個樣方進行拍照，拍照時保持正向下垂直拍照，以便獲取最準確的數據，篩選合格的照片，借助于北京師范大學開發的DPVC軟件（數碼照片植被覆蓋度測算系統軟件），對樣方植被蓋度測算5次取平均值，最終得出各樣方植被蓋度。

（2）植被高度降低率

植被高度降低率（Vegetationheightreduction， HR）計算草原天路沿線游步道兩側植被高度變化情況

數據獲取方法：在各樣帶的樣方內確定四周和中間5個測量點位，分別測量高度值，最后取平均值即為該樣方的植被高度值。

（3）土壤硬度

計算草原天路沿線游步道兩側土壤硬度變化情況。

數據獲取方法：使用原位測試PS-MPT-A袖珍微型貫入儀測量土壤硬度值。在各樣帶的樣方內選擇四周和中間5個測點分別測量土壤硬度，通過取平均值方法得到觀測到的數值，乘以相應系數得到最終土壤硬度值。

（4）地表蓋度響應指數

綜合調查樣區CR與HR兩項地表干擾效應指標加以平均，得出各樣區綜合響應程度：

式中：為地表蓋度響應指數； Δγ 為植被蓋度減少率； Δη 為植被高度降低率。

參考席建超等[32]對地表響應程度的劃分，把草原天路沿線游客活動對于地表影響程度的級別劃分如下表2。

（5）PearsonVII函數

通過新浪微博API接口，獲取風景道沿線兩側的位置微博數據，利用PearsonVII函數對微博位置分段統計數量和位置微博數量累計比率進行擬合，PearsonVII函數是一種連續概率密度函數，通常用于描述偏態和尾部厚重的分布，在數學建模、數據擬合、風險評估等領域有著廣泛應用，函數有四個參數，形式如下：

式中： a 是峰的最大高度（或幅度）； b 控制峰的寬度； c 確定峰的中心位置； d 控制峰的形狀，如陡峭、平緩或尾部延展程度，參數 a，b，c 和 d 通過實驗數據來擬合確定。通過該函數構建游客數量在草原天路兩側隨距離增加的衰減模型，識別游客數量在草原天路兩側距離增加的分布特征。

計算草原天路兩側不同距離帶的NDVI值，以0～50m 內NDVI值為參考值，計算草原天路兩側不同距離帶內NDVI值相對于 0～50mNDVI 值的比值，通過該比值隨距離的變化評價旅游行為對植被-土壤生態系統的影響。

（6）單因素方差分析

單因素方差分析（One-wayANOVA）是一種用于檢驗兩個或多個獨立樣本之間單一變量差異的統計方法。運用SPSS26.0軟件進行數據統計分析，將對照組記為CK，顯著水平設為 Plt;0.05 ，采用單因素（One-wayANOVA）方差法進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 踩踏干擾強度識別

2.1.1 踩踏干擾對植被和土壤的影響將每條樣帶的植被高度、植被蓋度和土壤硬度值，按照對應點位（如： A₁ 和 B₁） 觀測值相加之后取平均值，再將8條樣帶獲取的平均值相加取均值，制成樣帶植被高度變化趨勢圖（圖2）植被蓋度變化趨勢圖（圖3）和土壤硬度變化趨勢圖（圖4）。

從圖2可看出：CK組平均值與5個點位平均值差異顯著（ ?Plt;0.05） ，但5個點位之間差異并不顯著。說明踩踏對植被高度的影響強烈，但并沒有呈現出隨距離游步道的遠近發生明顯的規律性變化，說明踩踏活動對植被高度的影響在距游步道 6.5m 范圍內具有同質性。

從圖3可看出：植被蓋度表現出CK組和 A₁ A₂，A₃ 點位之間差異顯著（ .Plt;0.05） ，說明踩踏對植被蓋度的影響在距游步道 3.5m 范圍內表現劇烈。

從圖4可看出：土壤硬度表現出CK組和 A₁ A₂，A₃，A₄ 點位之間差異顯著 ?Plt;0.05） ，說明踩踏對土壤硬度的影響在距游步道 5m 范圍內影響劇烈。

2.1.2地表蓋度響應指數變化由表3可看出，各樣帶 1～6.5m 范圍內干擾變量HR、CR的梯度變化情況，結合表4可得出，樣帶 1～8 的ILCI平均值為49.58，整體處于中等干擾程度，其中樣帶8的ILCI平均值最低為34.41，處于較輕微干擾程度，樣帶4的ILCI平均值最高為66.64，處于嚴重干擾程度，其余樣帶的ILCI平均值均處于中等干擾程度。各樣帶ILCI值呈現出了由 A₁ 到 A₅，B₁ 到 B₅ 逐漸減輕的趨勢，反映出越近游步道，ILCI值越高，尤其是樣帶4部分觀測點位出現了極嚴重干擾情況，在 A₁ 和 A₃ 點位上ILCI值達到了100，說明植被已經完全被破壞。

樣帶1和2的ILCI平均值為57.48和46.48，作者在2017年觀測到該兩條樣帶ILCI平均值42.6和

31. 94^[33] ，反映出踩踏對草原天路沿線植被影響在

2017—2022年間有加劇趨勢，

2.2 踩踏干擾范圍識別

2.2.1基于PearsonVI函數的游客分布特征識別通過新浪微博API接口，獲取冀西北農牧交錯帶風景道沿線兩側 5km 以內2013—2017年的位置微博數據，共獲取微博位置12592條，微博發布位置距離草原天路風景道平均距離為 614.83m ，中位數為 288.42m ，眾數為 288.42m 。利用PearsonVII函數對位置微博分段統計數量和位置微博數量累計比率進行擬合的結果，見圖6。

紅色曲線是根據PearsonVII函數對位置微博數量隨距草原天路不同距離帶增加的概率密度曲線，藍色曲線為位置微博數量隨距草原天路不同距離帶增加的累計概率密度曲線。如圖6所示，游客在草原天路兩側發布的位置微博數量隨距草原天路距增加呈現出先增加后減少分布特征，且存在較長的尾部延伸，根據累計概率密度分布曲線， 80% 的微博位置數據落在了距離草原天路風景道兩側800m 以內。按照 50m 區間分段統計，位置微博數量在 250～300m 之間呈現了最高值，說明在該距離帶內位置微博數量最多。

2.2.2基于NDVI的踩踏干擾范圍評價基于Sentinel-2A數據，利用GEE（Googleearthengine）平臺計算2019—2022年草原天路兩側NDVI值，以50m 為緩沖區半徑，分別計算草原天路兩側 2000m 內不同緩沖區帶NDVI平均值及其相對于 0～50m NDVI值的比值，見圖7。

如圖7所示，隨著距草原天路距離增加，沿線植被覆蓋度呈現出了趨同性規律，在距草原天路沿線200m 范圍內，相對NDVI值變化劇烈，反映出踩踏干擾范圍在 200m 內表現明顯， 201～2000m 范圍內NDVI相對值變化比較平穩，且踩踏對沿線植被-土壤系統干擾相對較小。

草原天路為線性旅游單元，游覽草原天路方式以自駕游為主。游客在草原天路道路或停車場停留下車后，以步行的方式以草原天路為中心線向道路兩側擴散，而草原天路整體游覽線路較長，游客在停車步行游覽過程中，行進的距離相對較短，主要集中在 300m 以內，其中 250～300m 是最常見的活動范圍。因此，在評價線性旅游單元中的游覽行為對農牧交錯帶風景道沿線植被-土壤系統踩踏干擾時，應重點關注該距離帶。

3 討論

3.1 踩踏干擾程度評價

通過實地設計調查樣帶，在微觀層面獲取踩踏對植被-土壤系統的影響程度，主要表現在踩踏對植被高度、蓋度和土壤硬度的影響比較強烈，但并未表現出踩踏對植被高度、蓋度和土壤硬度的影響隨著距離游步道的距離越遠影響越小的規律性變化。踩踏對植被高度的影響在距游步道 6.5m 范圍內比較劇烈。踩踏對植被蓋度的影響在距游步道 3.5m 范圍內強烈。踩踏對土壤硬度的影響在距游步道5m 范圍內影響劇烈。相關研究中，沙漠景區踩踏干擾集中在道路邊緣 4m 范圍內9，山地草甸景區踩踏干擾在距游徑 0～5m 處比較嚴重[10]，也從側面有效說明了本文的研究結論。ILCI平均值為49.58，整體處于中等干擾程度，但是在近游步道兩側位置，干擾程度已達到嚴重或極為嚴重等級。此外，游客遵循游步道游覽，但在草原天路沿線游步道并不具有行動的約束性，使得游客在特定區域范圍內呈現出向風景優美、拍照角度絕佳的方位躍進的行為規律，此時游客往往會踩踏植被，自行選擇游覽路線，使得踩踏對植被高度的影響并沒有呈現出隨距游步道距離越遠影響越小的變化規律。

3.2踩踏干擾影響范圍識別

通過微博位置分析得知微博位置數量隨距草原天路距離呈單峰偏態分布，微博位置數量在250～300m 之間呈現最高值，踩踏在 250～300m 區域表現最劇烈。 80% 的微博位置數據集中在距離草原天路 800m 以內，說明踩踏干擾范圍主要集中于 800m 以內，對該距離內植被-土壤系統影響最為顯著。通過2019—2022年草原天路OSM數據不同緩沖區NDVI變化分析得出踩踏對草原天路植被-土壤系統的干擾范圍在 200m 以內。

本研究在實地調查中缺少了對植被變異度指標的觀測分析，希望在今后的研究中進一步完善。

4結論

踩踏對草原天路沿線植被高度、蓋度以及土壤硬度的干擾比較強烈。實驗分析表明踩踏干擾對植被高度的影響在距游步道 6.5m 范圍內比較劇烈，對植被蓋度影響在距游步道 3.5m 范圍內比較劇烈，對土壤硬度的影響在距離游步道 5m 內比較劇烈。微博位置分析表明踩踏干擾范圍集中在距離草原天路沿線 800m 范圍內，在 250～300m 之間表現集中。NDVI分析表明游客踩踏干擾對植被的影響在 200m 范圍內表現劇烈，在 201～2000m 范圍內表現平穩。建議政府要合理制定郊野旅游環境容量，完善對踩踏干擾活動的科學引導，優化設計合理的郊野旅游線路，規范郊野旅游活動流線，完善趣味性高、體驗性好的游步道體系等措施，將踩踏對植被-土壤系統的干擾降到最小，確保游客的良好體驗和生態環境的保護。

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（責任編輯付宸）