農業旅游開發對內蒙呼倫貝爾草原生態環境的影響

汪洪旭

(內蒙古化工職業學院, 呼和浩特 010071)

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農業旅游開發對內蒙呼倫貝爾草原生態環境的影響

汪洪旭

(內蒙古化工職業學院, 呼和浩特 010071)

研究了農業旅游開發對呼倫貝爾沙質土壤草甸草原植被—土壤等生態環境的影響。結果顯示：1) 農業旅游開發顯著降低了植被覆蓋度、豐富度指數、均勻度指數和多樣性指數(p<0.05)，對植被優勢度指數沒有顯著影響(p>0.05)；2) 農業旅游開發增加了土壤容重和pH，降低了土壤含水量和電導率；3) 農業旅游開發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)，對細沙和極細沙沒有顯著影響(p>0.05)；4) 農業旅游開發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)則不受農業旅游開發的影響(p>0.05)，其中土壤鉀素(全鉀和有效鉀)變化幅度較大，對農業旅游開發表現較為敏感；5) 相關性分析表明：農業旅游開發下植被屬性主要取決于土壤有效養分。

農業旅游開發; 呼倫貝爾草原; 土壤; 植被

農業旅游是現代農業和旅游業相結合的一種新型產業，以農業生產為依托，滿足人們精神和物質享受而開辟的文化性很強、大自然意趣很濃、農業和鄉村特色很突出的一種交叉性產業[1-3]。近年來，農業生態旅游已經成為了一種新的旅游形式，它具有經濟、社會、教育、游憩、保健、文化和環保等多種功能，是當前和今后合理有效利用農業資源、優化農業結構、提高農業效益、增加農民收入、加強城鄉交流、促進農村發展和現代化建設的重要新途徑[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，是構成歐亞大陸草原的重要組成部分，是我國北方重要的生態屏障和國家防沙治沙的重點區域[6-7]，對維護東北乃至華北地區的生態安全具有重要的戰略意義[6-9]。近年來，呼倫貝爾草原退化十分迅速，由農業旅游引起的草原沙漠化類型多樣、分布廣泛，具備開展農業旅游開發引起草原沙漠化機理研究的緊迫性、典型性和得天獨厚的優越條件[8-11]。作為人類旅游開發活動的重要表現形式，迅猛發展的旅游開發活動勢必會對生態環境產生一定的影響，其引起的生態學效應受到廣泛的重視，揭示旅游開發活動對生態環境的影響成為對生態系統有效保護的必要前提[10-11]。國外旅游活動對植物和土壤影響的研究始于20世紀60年代，主要涉及到踐踏、露營等不同類型與不同強度旅游活動對物種多樣性及土壤理化性質的影響等[12]；國內旅游活動對環境的影響研究主要始于20世紀90年代后期，由于起步較晚，國內旅游生態影響研究的深度和廣度較為匱乏，涉及的植物群落和區域環境也相對較少，并且研究結論也不甚一致，無法滿足旅游活動對生態環境的響應及應對措施[10-12]。鑒于此，研究農業旅游開發對呼倫貝爾沙質草甸草原植被—土壤的生態環境的影響，分析農業旅游開發對草原生態環境的危害，可為恢復草原生態系統提供理論基礎，進而為切實保護和恢復呼倫貝爾草原提供科學的參考依據，使草原能更好地發揮生態屏障作用。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區位于呼倫貝爾沙質草原區北部(48°48′—50°12′N，118°22′—121°02′E)，研究區具有半濕潤—半干旱的過渡性特點：冬季嚴寒而漫長、夏季溫和而短暫、春季多風而干旱、秋季晴朗而涼爽。地處緯度偏高，年平均氣溫-2.5～0℃，絕對最低氣溫可至-49℃，絕對最高氣溫40℃，無霜期90～100 d，年降水280～400 mm，多集中于夏、秋季節，年蒸發量1 400～1 900 mm，干燥度1.2～1.5，相對濕度60%—70%，年大風日數20～40 d，年平均風速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 樣地設置

采用野外調查和室內化驗分析相結合的方法。于2013年9月呼倫貝爾沙質草原區北部選取農業旅游開發的草原(3個重復)，主要包括農業旅游開發下的游客踐踏區、車輛碾軋區和部分開墾區等，并在臨近選取未開發的草原(CK)，每個樣地面積為100 m×100 m，在每個樣地中按“S”型曲線選定8個1 m×1 m樣方，共完成樣方48個，調差各樣地中物種數的蓋度、高度和密度并計算其重要值和多樣性指數，計算公式如下[12]：

Patrick 豐富度指數：

Pa=S

(1)

Shannon-Wiener 多樣性指數(H)：

H=-∑PilnPi

(2)

Simpson 優勢度指數(D)：

D=1-∑(Pi)2

(3)

Pielou 均勻度指數(JP)：

JP=-∑PilnPi/lnS

(4)

JP=H/lnS

式中:S——樣方內物種數目；Pi——樣方內種的相對重要值；重要值Pi=(相對覆蓋度+相對高度+相對多度)/3

先讓英格曼神甫去和安全區的領導們商討如何把女學生們偷運出教堂的乏味枯燥的細節吧。也讓少佐去上天入地地尋找他認為下午造訪必不可缺的圣誕紅吧。我還要回到教堂墓園，這是早上七點一刻左右，英格曼神甫剛剛出門。

1.3 樣品測定

每個樣地分別在不同農業旅游開發類型及對照設置5個采樣點，每個采樣點土壤0—20 cm表層土，五點取樣法采集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，測定土壤含水量(烘干法，%)；一份自然風干(20 d)去除碎片和部分根后過0.5 mm篩，測定土壤養分及理化性質；環刀法測定土壤容重(g/cm3)[13]。

土壤性質的測定：pH采用電極電位法測定(1∶2.5土水比)；電導率采用P4多功能測定儀測定；全氮(g/kg)用凱氏定氮法；堿解氮采用NaOH-H3BO3法測定；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法[13]。

1.4 數據分析

采用SPSS 15.0和EXCEL 2003軟件進行數據統計和處理，最小顯著差數法(LSD)進行顯著性差異分析，Pearson相關系數相關分析，Origin 8.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 對草甸草原多樣性的影響

由圖1可知，農業旅游開發對呼倫貝爾沙質草甸植被具有較大的影響，在農業旅游開發下植被豐富度指數、均勻度指數和多樣性指數均顯著低于對照(p<0.05)，而優勢度指數與對照沒有顯著差異(p>0.05)，由此表明，農業旅游開發沒有影響植被優勢度指數。與對照相比，農業旅游開發下植被豐富度指數、均勻度指數和多樣性指數分別降低了38.93%，37.10%和34.18%。

2.2 對草甸草原土壤機械組成的影響

從圖2可知，農業旅游開發對呼倫貝爾沙質草甸土壤機械組成具有較大的影響，在農業旅游開發下土壤粘粉粒顯著低于對照(p<0.05)，粗沙顯著高于對照(p<0.05)，而細沙和極細沙與對照沒有顯著差異(p>0.05)。與對照相比，農業旅游開發下粗沙、細沙分別增加了74.95%和6.73%，極細沙和粘粉粒分別降低了6.55%和58.67%。

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。下同。

圖1 農業旅游開發對呼倫貝爾沙質土壤草甸草原多樣性各指數

圖2 農業旅游開發下呼倫貝爾沙質土壤草甸草原土壤機械組成

2.3 對草甸草原土壤pH、含水量和電導率的影響

由圖3可知，農業旅游開發對土壤理化性質具有較大的影響，在旅游開發條件下，土壤理化性質具有較大差異。與對照相比，農業旅游開發下土壤容重和pH分別增加了50.83%和11.89%，土壤含水量和電導率分別降低了16.29%和18.35%。

圖3 農業旅游開發下呼倫貝爾沙質土壤草甸草原土壤理化性質

2.4 對草甸草原土壤養分的影響

由圖4可知，農業旅游開發對呼倫貝爾沙質草甸土壤養分具有較大的影響，在農業旅游開發下土壤全氮、堿解氮、全鉀和有效鉀均顯著低于對照(p<0.05)，而全磷和有效磷與對照沒有顯著差異(p>0.05)。與對照相比，農業旅游開發下粗沙、細沙分別降低了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 農業旅游開發下呼倫貝爾沙質土壤草甸草原土壤養分

2.5 農業旅游開發對草甸草原植被與土壤相關分析

由表1可知，植被豐富度指數與土壤粘粉粒和pH呈極顯著負相關(p<0.01)，與極細沙呈顯著負相關(p<0.05)，與堿解氮、有效磷和有效鉀呈極顯著正相關(p<0.01)，與含水量呈顯著正相關(p<0.05)；均勻度指數與土壤容重呈呈極顯著負相關(p<0.01)，與黏粉粒和全氮呈顯著負相關(p<0.05)，與堿解氮和有效鉀呈顯著正相關(p<0.05)；多樣性指數與土壤黏粉粒和pH呈極顯著負相關(p<0.01)，與含水量、堿解氮、有效磷和有效鉀呈極顯著正相關(p<0.01)，與極細沙、全氮和全鉀呈顯著正相關(p<0.01)；優勢度指數與土壤容重呈極顯著負相關(p<0.01)，與黏粉粒呈顯著負相關(p<0.05)，與有效磷和有效鉀呈極顯著正相關(p<0.01)。以上表明，農業旅游開發下植被屬性主要取決于土壤有效養分。

表1 植被與土壤因子之間相關分析

**p<0.01，*p<0.05。

3 討論與結論

農業旅游資源在開發的過程中，不可遏制的對生態環境造成了一定程度的破壞，造成了對土壤理化性質和養分的破壞，并且隨著農業旅游人數的增加，人類活動頻繁，綜合污染指數也不斷上升[14-15]。

呼倫貝爾沙質土壤草甸草原多樣性與生境緊密相關，生物因子尤其是人為干預對植被多樣性的改變影響頗大[16-17]。本研究中農業旅游開發對呼倫貝爾沙質土壤草甸草原植被多樣性造成了的影響程度不同，而結果顯示了農業旅游開發并沒有影響植被優勢度指數(p>0.05)，由于農業旅游的過度開發和自然資源的過度利用，導致農業旅游開發顯著降低了植被覆蓋度、枯落物含量、豐富度指數、均勻度指數和多樣性指數(p<0.05)，受生境因子及物種的生存策略，農業旅游開發并沒有改變呼倫貝爾草原草原優勢物種。此外，農業旅游開發可能會降低群落的穩定性，對此，未來應側重于研究農業旅游開發條件下生物多樣性穩定及維持機制。

農業旅游開發增加了呼倫貝爾沙質土壤草甸草原土壤容重和pH，降低了土壤含水量和電導率，顯著增加了土壤粗沙(p<0.05)，顯著降低了土壤粘粉粒，對細沙和極細沙沒有顯著影響(p>0.05)，顯著改變了土壤粒徑組成。主要是由于農業旅游開發使土壤變得緊實，含水量減少，孔隙度變小，隨著農業旅游開發，土壤的緊實度增加導致土壤容重顯著增大。土壤養分不僅能反映土壤“營養庫”中養分的貯量水平，并且能影響有效養分的供應能力[18-19]，本研究中農業旅游開發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分供給，影響土壤微生物的活動強度，進而對土壤—植物系統產生不利影響[19]。綜合圖3可知，農業旅游開發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)則不受農業旅游開發的影響(p>0.05)。受農業旅游開發的影響，地面植被破壞較大，導致裸露面積和板結程度增大，養分歸還量減少，這樣就使得土壤養分含量降低；隨著農業旅游的開發，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，可以作為響應農業旅游開發的敏感指標；土壤中磷素含量的變化并不顯著(p>0.05)，說明土壤中磷素對農業旅游開發缺乏響應，主要是由于磷素是一種沉積性元素，由母質類型和成土條件決定，在土壤中的存在形式較穩定、不易流失[20]。雖然磷素不受農業旅游開發的影響，但由于人類活動的干擾，特別對下坡土壤和植被的破壞相對較大，這可能造成下坡土壤磷素流失，導致其含量較低。相關性分析表明，呼倫貝爾沙質土壤草甸草原植被屬性基本與土壤有效養分呈極顯著正相關，由此表明，農業旅游開發下植被屬性主要取決于土壤有效養分。此外，農業旅游開發對土壤性質的影響與特定干擾效應與干擾類型有很大關系，不同干擾類型同樣會給土壤的酸堿度帶來不同的影響，農業旅游開發影響土壤性質的原因究竟與干擾類型有關還是其它因素起作用尚有待于進一步探討。

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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,內蒙古呼和浩特人,講師,研究方向:旅游管理教育教學及旅游企業管理。E-mail:nmwangfengxu@163.com

S36

1005-3409(2015)02-0290-05