草原天路沿線生態環境對游客踩踏干擾的響應

魏紅磊,賈巨才,李繼峰,李隴堂,薛晨浩,賈賀男

(1.河北北方學院 法政學院,河北 張家口 075000;2.河北北方學院 生態建設與 產業發展研究中心,河北 張家口 075000;3.河北師范大學 資源與環境科學學院,河北 石家莊 050024;4.寧夏大學 資源環境學院,寧夏 銀川 750021;5.西北民族大學 管理學院,甘肅 蘭州 730030)

美好的環境是開展生態旅游的前提和基礎。近年來隨著生態旅游活動范圍的擴大、內涵的拓展和強度的增加，對生態環境產生了深刻而強烈的影響。尤其是以欣賞和體驗大自然為主要內容的生態旅游持續升溫，越來越多的生態旅游形式在全國各地廣泛開發，其所帶來的生態環境保護、資源可持續發展和當地社區居民被社會性程度等問題日益顯現。

旅游活動對生態環境的影響研究始于20世紀20年代末，美國學者Meinecke[1]研究了旅游活動對美國加利福尼亞州紅杉樹國家公園的影響。Bates[2]的相關研究確定了旅游活動對土壤和植被研究理論和方法，為后續研究奠定了基礎。從20世紀60—70年代開始，有關旅游踩踏對植被影響的研究逐漸增多，研究內容也逐漸深入，20世紀70年代末，Cole[3-4]建立了踐踏試驗的標準方法，構建了關于旅游活動和野外露營對山地型旅游區環境影響知識體系。Sun和Liddle[5-6]以實地試驗為基礎發展和完善了旅游環境影響理論。Cole和Bayfield[7]采用踐踏試驗(控制人類旅游活動行為)對比不同試驗結果的差異。Waston[8]在美國加利福尼亞對the Sierra和Inyo國家森林公園針對徒步旅行和騎馬旅游活動環境影響進行集中試驗研究，以此為基礎提出了能夠管理和預測旅游活動環境影響的動態計量模型。Liddle[9]提出了旅游環境影響理論，認為生態系統對于人類活動的影響存在一定抗干擾能力，并具有一定恢復機制。我國有關旅游活動對植被的影響研究始于20世紀80年代初，劉儒淵、曾家琳[10]對塔山國家公園的觀測試驗研究，形成了較為系統的研究成果。程占紅、張金屯等[11]對蘆芽山自然保護區旅游活動對生態環境影響進行全面研究。席建超、胡傳東等[12]從生態系統響應和游客主觀認知的雙重視角，對六盤山旅游區旅游步道對人類旅游踐踏干擾的響應進行了研究。武國柱[13]基于既成事實法研究了六盤山生態旅游區旅游步道對踐踏干擾的響應，以及基于模擬試驗法研究了不同類型植被對踐踏干擾的響應和典型植被對踐踏干擾的敏感性。黃曉霞、張勇等[14]以香格里拉高寒草甸為研究對象，結合野外踩踏模擬試驗，分析了植物群落對踩踏干擾的響應規律及其耐踩踏能力和恢復力。李隴堂、薛晨浩等[15-16]研究了旅游活動對沙漠生態環境的影響，沙漠型景區游步道沿線生態環境對踩踏干擾的響應以及基于模擬試驗沙漠景區沙丘植被對游客踩踏干擾的響應研究。史坤博、王文瑞等[17]通過樣方調查法，采用因子比較、回歸分析等方法分析了旅游活動對甘南桑科草原旅游點植被的影響程度。金亞征、鄭志新等[18]總結和分析了旅游活動對草原植被及土壤的影響。劉海、黃躍飛等[19]運用空間信息技術方法研究了旅游活動對廬山景區植被變化的影響。丁翃羽[20]研究了旅游活動對額濟納胡楊林保護區植物群落的影響。范寶祥、周忠發等以綏陽大風洞為例研究了短時間高強度旅游活動下洞穴空氣環境變化特征及其影響因素分析[21]。

綜上，目前的相關研究主要集中于自然型旅游景區，對于長線型自駕游旅游區的研究不多。本文研究區域選擇在河北省張家口市草原天路東線，通過既成事實研究法，對草原天路游步道沿線植被的高度、覆蓋度和土壤硬度等指標進行觀測，并結合位置微博數據分析，評價目前旅游活動對于生態環境的干擾程度，根據分析結果提出適合草原天路旅游發展的建議，促進旅游開發與生態環境保護協調發展。

1 研究區概況及研究方法

2022年冬奧會的舉辦地、可再生能源應用綜合創新示范特區和首都“兩區”的功能定位三大歷史機遇齊聚張家口市，使之成為了區域重要的旅游目的地。張家口草原旅游資源豐富而典型，以草原天路、張北中都草原度假區、蔚縣空中草原和沽源五花草甸為代表的草原型旅游區是京津冀乃至全國重要的旅游目的地。

1.1 研究區概況

本研究以張家口市草原天路東線為研究區。草原天路東線西起張北的野狐嶺，東至崇禮的樺皮嶺，沿線分布著古長城遺址、樺皮嶺、野狐嶺、張北草原等眾多人文、生態和地質旅游資源，是京津冀地區乃至全國知名的自駕游旅游目的地。草原天路地處蒙古高原與華北平原的過渡地帶，受區域地理位置和地形的影響，氣候類型表現為溫帶大陸性季風氣候和寒溫帶大陸性季風氣候。草原天路張北段地勢平坦，草原廣闊，海拔在1 300～1 600 m，夏季平均氣溫18 ℃，空氣中負氧離子濃度達3 000～6 000個/cm3，是消夏避暑、草原自駕的理想之地。草原天路的旅游熱吸引了大量的客流，僅2016年張北中都草原音樂節期間(3 d)接待人數達35萬人次，自駕車超10萬輛。如此巨大的游客量持續涌入給景區生態環境、草原保護以及游客旅游的心理體驗都帶來了極大的影響，隨著旅游活動強度的持續加深，也必將會對草原環境產生嚴重的破壞。

1.2 研究方法

根據張家口草原天路旅游資源的特性以及近年來游客量的分布情況，張家口草原旅游旺季為7—9月份，進入9月下旬以后，由于植被和氣候的變化，游客量大量減少，主要集中為當地游客的隨機出行。道路調查研究選在2017年8月，此時正處于學生放暑假期間，以家庭出行為主的自駕游市場火熱，此時也是張家口草原旅游的黃金時期，旅游活動對環境的瞬時壓力也正處在一個高值段。

1.2.1 調查點選擇 依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[15-16]，本研究的調查選在草原天路沿線游客活動強度大的區域。綜合考慮數據的可獲取性、旅游活動的強度和實地情況，研究選取了3個調查點，設計了3條樣帶。樣帶1位于41.03°N，114.8°E，海拔1 595 m，是游客經常停留的地點，道路西北側是停車場、跑馬場、摩托車場和紀念品售賣場地等組成的一個混合功能區域，距離公路10 m之內植被全被破壞。路的東南側2 m處有鐵絲網把沿線生態環境和游客隔開，但是因為緊鄰古長城遺址，很多游客越過鐵絲網站在古長城遺址上拍照，使得鐵絲網柵欄形同虛設。樣帶2和樣帶3位于經度115°E，緯度41.13°N，樣帶2位于坡腳，坡度9°，樣帶3在臨近坡頂，坡度12°，可以俯瞰梯田景觀、地貌景觀，游客經常駐足于此觀賞自然美景、拍照留念，旅游活動的強度較高。樣帶的具體位置如圖1所示。

圖1 草原天路調查樣帶位置

樣帶1由于西北側10 m以內植被全被破壞，形成了裸露的地表用于旅游經營活動，所以樣帶1只做了1側的數據采集，以道路為中心，從距離道路2 m的鐵絲柵欄為始，向東南側延伸，設立5個0.5 m×0.5 m的樣方，在樣區5 m外游客未影響或影響極小的區域設置1個0.5 m×0.5 m的對照樣方(如圖2所示)。

圖2 調查樣區樣帶1設計

樣帶2和3位于同一個斜坡的坡腳和坡中。在調查樣區以游步道為中心，以游步道邊緣為始，向兩側分別設置5處0.5 m×0.5 m對照樣方,每個樣方間隔1 m，分別沿著等高線在每條樣帶邊緣6.5 m外沒有受游客影響或極少影響的同質區域設置1個0.5 m×0.5 m的對照樣方(如圖3所示)。

圖3 調查樣區樣帶2，3設計

1.2.2 評價指標選擇及評價方法 采用既成事實分析法，分別記錄樣區內的植物種類、植被高度等觀測結果，使用微型貫入儀測量土壤硬度值。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植被覆蓋度。使用Colet[22]提出的植被覆蓋度減少率(cover reduction,CR,%)以及植被變異度(floristic dissimilarity,FD,%)參數來計算植被覆蓋度及種類干擾指數。

CR=(C2-C1)×100/C2

(1)

式中：C1為受干擾樣區的植被覆蓋度；C2為未受干擾對照樣區的植被覆蓋度。

(2)

式中：Pi1為某種植物i在受影響區的數量；Pi2為該種植物在未受影響樣區的數量。

數據獲取方法為使用佳能(Canon)EOS70D高清相機對樣帶1，2，3的每個樣方進行拍照，拍照者始終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)，對樣方進行5次植被覆蓋度的測算，取平均值，最終得出各樣方植被覆蓋度。

②植被高度降低率。其計算公式為：

HR=(H2-H1)×100/H2

(3)

式中：H1為所測樣區內植物平均高度；H2為未受干擾對照區植被平均高度。

數據獲取方法為通過測量選區內四角和中間5個位置的植被高度，計算5個測點的平均數確定選區的植被高度，通過樣帶各選區的植被高度分析生態環境對于游客的旅游活動在植被高度上的響應情況。

③土壤硬度值。使用微型貫入儀(mini penetrometer，MPT)測量土壤硬度值。在選區內選擇5個測點測量土壤硬度，通過取平均值方法計算土壤硬度變化情況。

④地表覆蓋度響應指數。綜合調查樣區CR，FD與HR三項地表干擾效應指標加以平均，得出各樣區綜合響應程度：

ILCI=│CF+FD+HR│/3

(4)

按照地表響應程度，將草原天路沿線游客活動對于地表影響程度的級別進行劃分，結果詳見表1。

表1 地表響應程度劃分標準

2 結果與分析

2.1 踩踏干擾效應

2.1.1 踩踏干擾范圍比較 草原天路沿線踩踏干擾范圍遵循由步道邊緣向兩側遞減的規律。從圖4樣區植被高度變化趨勢圖中可看出，樣帶1的植被平均高度整體呈現出越近游步道，植被平均高度越低的變化規律。樣帶2，3處于同一斜坡的不同高度，受坡度和地形的影響，植被平均高度由對照—A1、對照—B1整體表現出趨同性的遞減規律。在A1，B1點位上植被平均高度最低，是因為緊鄰通往山頂的游步道兩側游客量大、活動強度高，踩踏現象比較明顯，對生態環境的響應比較強烈。同時，圍繞山頂形成了環形的活動路線，但由于山頂南側有優美的自然地質風光和合影留念的最佳位置，導致了山頂南部游客量活動比較密集，反映出A1—A5側植被平均高度要高于B1—B5側(表2)。

圖4 各樣帶植被高度變化趨勢

表2 各樣帶平均植被高度數據 cm

從圖5植被覆蓋度變化趨勢圖中可看出，植被覆蓋度在同一條樣帶中呈現出由游步道邊緣向兩側逐漸遞增的關系。樣帶1由游步道邊緣向A1—A5方向逐漸遞增，表現出旅游活動在游步道兩側表現劇烈，越深入，旅游活動的響應越小，植被覆蓋度越大。樣帶2，3植被覆蓋度整體表現出由游步道向兩側遞增趨勢，但局部樣帶3在B1—B4呈現出下降趨勢，是因為樣帶3位于坡中，鄰近坡頂，游客從游步道向山頂游覽過程中傾向于向南側景觀好的地方移動，B1—B5側位于反方向，故在坡中位置游客對B1—B5側影響較小(表3)。

表3 樣區平均植被覆蓋度數據 %

圖5 各樣帶植被覆蓋度趨勢變化

2.1.2 踩踏干擾土壤硬度變化效應 樣帶1(古長城遺址附近)：在草原天路主干道的東側，西側為停車場、紀念品售賣場地、跑馬場和摩托車場，是景區自駕游客經常停留游憩觀光的場地，又因緊鄰古長城遺址，游客經常翻越低矮的圍欄，走近古長城遺址觀光拍照，踩踏了植被，表現在土壤硬度變化上呈現出由A1—A5方向逐漸遞減的規律，說明游客活動對于土壤硬度有較強的影響(見圖6)。

圖6 各樣帶土壤硬度變化趨勢

樣帶2，3位于同一斜坡的不同位置，土壤硬度值呈現出從游步道邊緣向兩側遞減規律，樣帶2，3的B2樣區由于土壤性質呈現出特殊性。樣帶2中A1樣區較對照樣區土壤硬度值相差不多，樣帶3中A1，B1樣區較對照樣區高了近2倍，是因為樣帶二位于坡腳位置，游客活動強度較小，活動的影響范圍小，樣帶3位于臨近坡頂位置，坡頂是游客俯瞰自然風光、拍照留念的絕佳場所，游客在坡頂位置的活動強度大，范圍廣，人流量密集，導致了土壤硬度值較大。同時，在樣帶3位置的A1—A5側比B1—B5側土壤硬度變化程度劇烈，說明A1—A5側由于自然景觀好吸引游客量大，旅游活動強烈(表4)。

表4 各樣帶土壤硬度值數據

2.1.3 踩踏干擾效應程度分析 由表5可以看出，草原天路沿線各樣帶1—6.5 m范圍內干擾變量HR，CR和FD的梯度變化情況。結合表6可以得出，各樣帶地表覆蓋度響應指數(ILCI)整體趨勢差異不大，樣帶1地表覆蓋度響應指數平均值為42.17%，屬于中等程度干擾，而且呈現出了由游步道向一側遞減的規律。

表5 各樣帶1～6.5 m范圍內干擾變量的梯度變化 %

表6 各樣帶地表覆蓋度響應指數(ILCI) %

樣帶2,3游步道1 m范圍內影響較大，屬于中等程度干擾，整體呈現出由游步道向兩側遞減的規律，變化的趨勢表現出了趨同性。

2.2 位置微博數據分析和試驗分析的相關性

編寫程序通過新浪微博接口(購買的商業接口)獲取2012—2017年草原天路游覽線路及兩側的新浪微博位置數據(見圖7)，經分析可知在草原天路東線的起點路段和終點路段，游客發送的位置微博數量較多，不僅集中在草原天路游覽線路上，而且在草原天路兩側分布范圍較廣；從草原天路東線起點及終點到中間路段，位置微博數量逐漸減小，且多集中在草原天路游覽線路上。

游客對草原天路東線的游覽多從京石高速野狐嶺入口進入景區，從樺皮嶺出口離開，在剛進入草原天路景區時，游客對于草原天路景觀感知較為強烈，游客不僅關注于線路上的景觀，同時較多游客對于線路兩側的景觀也有較強的關注度，游客的游覽行為不僅局限在線路之上，線路兩側也是游客經常停留的地點，游客在這一路段線路兩側的活動空間較廣，對線路兩側生態環境的影響較為劇烈。隨著游覽行為在線性單元上的進行，線路兩側的景觀對游客的刺激降低，游客則對線路兩側景觀感知減弱，減少了在線路兩側的停留。

本文的調查點選在了草原天路的前半程。從圖7中，可看出調查點位于游客活動量較大的區域，調查點具有典型性。

圖7 2012-2017年草原天路沿線位置微博分布

3 結論與建議

3.1 結 論

(1) 草原天路沿線自然景觀對于旅游活動的干擾反映比較強烈，主要集中在植物種群變化及土壤硬度變化上，尤其是植被高度的變化，對于游客的旅游體驗影響較大。

(2) 草原天路沿線游步道兩側旅游活動對于環境的響應也遵循著游步道向兩側逐漸遞減的總趨勢，但受自然景觀的影響，在山體兩側影響程度差異較明顯，在自然景觀較好的一側人類活動密集，對環境的影響也較大。

(3) 草原天路旅游活動對于生態環境的響應還處于中等干擾程度，但是在近游步道兩側位置，干擾程度已接近中等程度的極限，隨著時間的變化和游客量的增多，影響程度有加劇的趨勢。

(4) 結合2012—2017年微博位置數據分析顯示在草原天路的起點路段和終點路段，游客發送的位置微博數量較多，不僅集中在草原天路游覽線路上，而且在草原天路兩側分布范圍較廣。

3.2 建 議

(1) 抓住機遇，創新綠色發展之路。2018年11月，河北省構建了“一圈、兩翼、五帶、多點”的全域旅游發展新格局，張家口作為五帶之一的壩上草原旅游帶，要依托壩上地區獨具競爭優勢的生態環境和優美的森林草原景觀，整合提升“國家一號風景道”和“草原天路”旅游產品體系，大力發展生態旅游。2019年7月，確定了張家口首都水源涵養功能區和生態環境支撐區得功能定位，促使張家口要走生態興市、生態強市的綠色發展道路。加上2022年北京聯合張家口舉辦冬奧會、可再生能源應用綜合創新示范特區等歷史機遇齊聚張家口，使之成為了區域重要的旅游目的地。面對難得的發展機遇，當地政府應該積極作為，以綠色發展理念為指導，做強做精做好草原天路這張旅游名牌，大力發展生態旅游，促進旅游開發與環境保護協調發展。

(2) 加強管理，構建生態文明景區。近年來由于大量游客紛至沓來，出現了隨處停車導致道路擁堵嚴重、亂扔垃圾、隨意踩踏莊稼、隨意毀壞樹木等不文明現象，嚴重影響了游客的旅游體驗，景區如何有效引導是保護的關鍵。作為長線型旅游景區，草原天路應該以構建生態旅游景區為目標，凸顯生態旅游景區的環境教育功能，做好旅游導引規劃，構建游客流量監控體系，加強景區的管理，構建生態文明旅游區。

(3) 分流管控，完善景區交通系統。通過完善景區內交通系統，在草原天路沿線分段合理設置游覽區域，搭建生態觀景平臺，減少游客下車的頻次，以此減少旅游活動對生態環境的干擾。此外，積極開發智慧旅游系統，對草原天路高峰時段進行流量實時監測，通過分流管控緩解景區的旅游壓力。