旅游干扰对关帝山八水沟植物多样性的影响

吴琼　张谨华　武玉珍

摘 要 在野外样带调查研究的基础上，运用物种多样性指数、丰富度指数和均匀度指数，研究旅游对关帝山八水沟草本植物多样性的影响及植物物种变化规律。结果表明：随着游径的增加，各样带主要的物种多样性指标均有所上升；不同样带植物优势种的重要值产生很大变化，距离游径越远，优势种的重要值越大；伴人植物距离游径越远重要值越大，甚至会消失不见；远离游径，植物种类的丰富度和多样性指数有所增加，均匀度指数有先升后降的趋势。

关键词 关帝山八水沟；旅游干扰；植物多样性

中图分类号：Q948.1 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.25.028

随着旅游业的快速发展，旅游干扰成为一种重要的人为干扰，对植物的影响越来越受到研究工作者的重视[1]。近年来，旅游干扰对生态系统的影响的研究已成为生态学的重要课题[2-3]。八水沟由于具有物种特有性和自然生态复杂性等特点，在山地旅游中已成为备受关注的旅游景点，研究关帝山八水沟植物多样性具有重要的理论和实际意义，而目前针对八水沟的研究成果有关于八水沟天然植物群落时空梯度的数量分析[4]，DCCA排序轴分类及其在关帝山八水沟植物群落生态梯度分析中的应用[5]等，关于旅游干扰对八水沟植物多样性的影响尚未见研究报道[6]。本文主要以八水沟草本植物种类为基础，对不同生境中植物优势种的重要值、多样性指数、均匀度指数等进行调查统计，具体分析旅游干扰对八水沟植物多样性的影响，旨在为保护亚高山草甸的生物多样性、进行有效的生态旅游管理和植被恢复提供资料[7-8]。

1 研究区域概况

关帝山位于吕梁山脉中段，地理位置N37°20′～38°20′，E110°18′～111°18′。本区属于暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温3～4 ℃，1月均温-10 ℃，7月均温16.1 ℃，≥10 ℃的年积温2 100 ℃。年降水量600～800 mm，多集中于7—8月。无霜期为100～130 d。该区土壤属于山地土壤类型，主要有棕色森林土、淋溶褐土、亚高山草甸土及粗骨性褐土等[9]。

八水沟位于庞泉沟自然保护区的西南角，海拔在1 887～2 516 m，坡度在5°～80°，阴坡平缓，阳坡陡峭。大部分地区为森林所覆盖，海拔较高处有部分灌丛，山顶平坦处有少量草甸[10]。

2 研究方法

2.1 样方调查

在八水沟进行了样方调查。为使群落生境尽量相似，最大限度地排除生境不同导致群落生长差异给研究结果造成的影响，选取样地都位于海拔基本相同的位置。按受干扰程度由大到小的顺序选取样方位置，共取4条样带（见表1），样带基本平行，距离分别为0 m、5 m、10 m、20 m。在每条样带上每隔100 m取1个样地，共取8个1 m×1 m的草本样方，4条样带共获32个样方。记录每个样方的生态环境，包括经度、纬度、海拔、坡度、坡向、枯枝落叶层厚度、垃圾数、距离游径等；同时记录每个样方内物种种类、植株高度、盖度、株（丛）数，乔木还需记录冠幅、胸径等指标。

2.2 物种多样性计算

重要值是种群在群落中重要性的定量指标之一，它能反映物种在群落中的生态作用和功能地位。为了提高计算的准确性，本文采取抽取32样方的平均值进行计算。

重要值=（相对高度+相对盖度）/2×100%

以相对优势度（采用相对盖度）为原始数据，依据下列公式计算物种多样性各指标：丰富度指数 R用S来表达。

3 结果与分析

3.1 八水沟草本植物主要优势种群组成

经调查统计，关帝山八水沟计有种子植物40种，隶属于18科、33属。其中，含种数最多的科为菊科（9属），其次是豆科（5属）、蔷薇科（4属）和毛茛科（4属），合计占总属数的66.7%；此外，伞形科、蓼科、玄参科、百合科所含种数也较多，说明上述八科植物在该地植物区系中占据重要地位。

3.2 不同旅游干扰对八水沟群落物种重要值的影响

由于不同植物再生能力有差异，随着旅游干扰强度的加剧，群落中原有优势种及伴生种的地位和作用都会受到不同程度的影响。

样带1位于边缘，是游客、放牧人群和牲畜活动最频繁，践踏最严重的地段，其受干扰强度最大（见表1）。从表2可见，样带1中萹蓄的重要值最大，其次是蒲公英、紫羊茅、毛茛，由此可见，这一样带的优势种群及目的牧草的重要值明显降低，苔草数量急剧下降，优质牧草减少，由抗干旱性最强的萹蓄占据优势地位。这说明旅游干扰过强时，如果超过群落的自我调节能力，将会引起群落的性质发生重大改变[12]。从样带1到样带4，紫羊茅的重要值随着干扰强度降低有下降趋势，说明它在干扰强的地段生存较好，主要原因是其根茎再生能力强，耐践踏。在样带2， 3， 4中，苔草的重要值则随着干扰强度的降低而增加。说明旅游干扰对群落多样性的影响主要是改变其优势种群的建群地位，因而使种群的均匀性发生变化。蒲公英作为生态幅度较广的常见植物，其具有适应性强、耐践踏和分布广泛，容易入侵等特点，因此在旅游干扰强度大的区域，蒲公英容易大量繁殖，占据大量的裸地生態位，因此在样带 1中的重要值很大；随着干扰强度降低 （样地3和4），其重要值逐渐减小。

3.3 不同样带主要物种相对密度、相对盖度比较

由表3可知，人为干扰强的地方，优势种的相对密度、相对盖度均呈减小趋势；反之，人为干扰弱的地方，优势种的相对密度、相对盖度呈增长趋势。

3.4 不同旅游距离带主要伴人植物优势度变化

由表4可知，干扰越强的地方，伴人植物的相对盖度、相对高度越大。如萹蓄在样带1中分布较多，在样带2中其分布明显减少，在样带3和4中没有分布。这是因为随着旅游活动的不断加强加大，破坏了植物原有的生态平衡，在样带1处，人类活动及践踏使有些地表已经近乎裸露，影响原有的优势物种存活环境，使伴人植物在适合的生存环境下趁虚而入，占据主导地位。并且由于这些物种多具有喜阳、耐寒、耐贫瘠、耐干扰等特点，易于在裸地上萌发生长，加之它们具有较强的竞争能力，使其他物种的生长受到限制。

3.5 不同的旅游干扰强度对物种多样性影响

4条样带植物物种多样性的测度见图1～图3。由图可见，随着干扰强度的减弱，物种多样性呈上升趋势。随着干扰程度的降低，物种丰富度逐渐增大，这是植物群落发展过程中生境自由发展、种类增加的结果。

均匀度：其与重要值的各种指标在物种中分布的均匀程度有关，它能够较客观地反映物种间个体数量的不同。从图3可以看出，4条样带均匀度指数与丰富度指数的变化趋势相反。

多样性指数是丰富度和均匀度的综合表现。研究表明，一个具有较低物种丰富度指数和较高均匀度指数的群落，其多样性指数可能和一个物种丰富度指数较高而均匀度指数较低的群落相同[13]。

4 讨论

4.1 旅游干扰对八水沟植物多样性的影响

重要值是衡量种群在群落中重要程度的一项有效指标，能够很好地表达植物种群在群落中的功能地位及生态作用[14]。在受到程度各异的旅游干扰之后，八水沟植物种类的重要值有不同程度的退化。例如：在旅游干扰严重的样带1中，苔草消失，取而代之的是抗干扰性强的蒲公英、萹蓄等植物，优质牧草严重退化。这说明旅游干扰过强时，如果超过群落的自我调节能力，将会引起种群在群落中的重要值下降，甚至会使群落的性质发生重大改变。八水沟以耐寒、耐旱的中生植物为主，由于游客践踏、旅游垃圾等因素的影响使旱生植物成分侵入，竞争力较弱的植物被竞争力更强的植物代替，致使一些优势种的重要值发生转变，种间关系动摇，群落的物种组成发生很大变化。群落越复杂，植物多样性越丰富，入侵物种的机遇就越小，群落才越稳定。如果对入侵物种不及时控制，极易造成该区域少数敏感物种的消失，抗旱植物在该区域的扩张，进而导致群落结构简单，最终导致优势种退化。

4.2 对关帝山八水沟实施保护的几点建议

关帝山八水沟的植物物种组成以耐寒、耐旱的中生植物为主，由于自然环境水热条件的关系，适宜在该区生长的物种数量已十分有限，且生长缓慢，植物多样性本来较低，群落生态环境比较脆弱，抗干扰能力也比较低。因此，建议采取有效的手段对关帝山八水沟植物进行管理和保护。

1）限定旅游活动的范围。践踏对草甸植物的破坏比较严重，可以通过加装围栏来控制道路两旁的活动范围，减少旅游人群对草甸的踩踏破坏。

2）建立有效的环境影响监控体系和评价制度。对环境因子，如水、大气、噪声等进行定点例行监测，并利用生物监测来评估旅游干扰程度，监测指标包括植物多样性、群落结构的变化及物种组成的变化、敏感植物的种类和数量的变化、伴人植物的种类和数量的变化等。

3）将社区居民纳入生态旅游管理和开发的主体之一。指导当地居民对旅游资源进行有序利用，有助于地方资源保护和促进当地经济文化发展，增加居民收入。

4）加强全民生态旅游教育和环境教育，普及生态旅游知识。进行多角度的旅游管理和教育，指导游客文明旅游，不乱扔废弃物，尽量保护旅游地的动植物，减小对本土生态环境的影响和破坏，实现经济与生态的协调发展。

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（责任编辑：丁志祥）