旅游干擾對草原景區土壤線蟲群落的影響

李志美,海 棠,陳 楊

(內蒙古農業大學草原與資源環境學院/草地資源教育部重點實驗室/農業農村部飼草栽培、加工與高效利用重點實驗室/內蒙古自治區草地管理與利用重點實驗室,呼和浩特 010018)

草原旅游是依靠草原和草原生態環境發展起來的一種新的旅游及草地利用形式[1]，20世紀90年代后，我國的草原旅游事業快速發展，以內蒙古自治區為例，2005年旅游業創匯3.52億美元，占我國旅游創匯的1.2%[2]。目前，旅游業已迅速發展成為世界第一大產業，因此旅游活動所引起的生態和環境問題已引起了社會各界的廣泛關注。土壤動物是一種極其重要的生物，尤其是在草原生態系統中發揮著極其重要的作用，包括對有機質進行分解等重要的生態過程有著很好的調控作用。而土壤線蟲是土壤動物非常重要的一部分，在土壤中的分布比較廣泛，數量較多，是評價土壤擾動的重要生物指標[3～5]。胡靜等人[6]在不同城市綠地對線蟲群落進行了研究及其分析，結果表明不同城市綠地改變了土壤中食物網的結構及其功能；張勇群等人[7]研究了氮沉降對土壤線蟲群落的影響，結果表明氮沉降增加可能會使土壤食物網簡化，影響土壤線蟲群落。我國草地土壤動物的研究主要集中在放牧干擾、刈割干擾、氮沉降、施肥對草地土壤動物的影響方面[8～9]，有關旅游干擾對草地土壤小型動物——線蟲種類、數量、營養類群及多樣性的影響有待研究。為此，本試驗以土壤線蟲為生物指標，對呼和諾爾旅游景區的土壤線蟲群落功能以及特征進行了研究，以探索旅游干擾對草地土壤線蟲群落的影響規律，為保護草原旅游景區物種多樣性以及進行有效的生態旅游管理提供依據。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗區概況

本試驗地位于呼倫貝爾市呼和諾爾旅游景區(48°25′～49°34′N、119°18′～119°31′E) ,海拔650～675m，地處內蒙古自治區呼倫貝爾市陳巴爾虎旗境內，屬于中溫帶大陸性氣候，年均氣溫為2.4℃(最高氣溫36.17℃，最低氣溫-48.5℃) ，年積溫大約為1500～1800℃；年平均降水量350～400mm，主要集中在7～9月份。植被類型為羊草草甸草原，主要優勢種為羊草(Leymuschinensis)、貝加爾針茅(Stipabaicalensis)；伴生種有斜莖黃芪(Astragalusadsurgens)、山野豌豆(Viciaamoena)、寸草苔(Carexduriuscula)等；土壤類型為暗栗鈣土。

1.2 研究方法

1.2.1試驗設計

在呼和諾爾旅游景區內，根據旅游活動項目設置以及游客聚集程度取3個景點作為景區內的樣地，分別為敖包周邊、雕像周邊以及成吉思汗帳房周邊，每個景點周邊平均取5個樣方，共15個樣方。在圍封區選擇與景區的植被類型以及土壤類型一致的樣地取樣作為對照。

1.2.2植物取樣

8月初，在景區里的每個處理內隨機取樣(樣方1m×1m)，樣方之間的距離相等，記錄樣方內植物的高度、密度、蓋度以及種類，然后齊地面剪割，在105℃烘箱中烘12h，測其生物量。每個處理5個重復。

1.2.3土壤取樣

采用“十”字法取樣，每個樣方內取兩層土，分別為0～10cm和10～20cm，每層分別取4鉆土，將其混勻，將景區內不同土層的3個景點的重復再混勻，作為景區內一個大的取樣點，共10個土樣。同樣，圍封區5個重復，兩層取樣，共10個土樣，分成2份，一份用于線蟲的分離鑒定，另一份做土壤理化性質實驗。共20個土樣。

1.2.4線蟲的分離鑒定與計數分類

線蟲的分離采用貝爾曼淺盤法[10]。鑒定與計數在顯微鏡下進行：鑒定是根據《中國土壤動物檢索圖鑒》[11]和《植物線蟲分類學(第二版)》(謝輝，2005)將每條線蟲鑒定到屬；計數的原則要將線蟲的數量根據土壤的含水率折合成每100g干土所含線蟲的數量[12]。線蟲的分類要根據其頭部等分為四大營養類群，分別為植物寄生類線蟲 (Plantparasites)、食細菌類線蟲(Bacterivores)、食真菌類線蟲(Fungivores)、雜食/捕食類線蟲(Predators/Omni-vores)[8]。

1.3 數據處理

線蟲多樣性指數(H′)采用以下公式計算:

H′=-ΣPiLn(Pi)[9]

(1)

成熟指數(MI)采用以下公式計算:

MI=Σv(i)f(i)[13]

(2)

式中，v(i)是線蟲中第i類群的Colonizer-persister (c-p) 值；f(i)是第i類自由生活線蟲所占線蟲總數的比例。

線蟲通道比(NCR)采用以下公式計算:

NCR=Ba/(Ba + Fu)[14]

(3)

式中，Ba是食細菌線蟲的條數；Fu是食真菌線蟲的條數。

基礎成分指數(BI)采用以下公式計算:

BI=100 × b/(b + e + s)

(4)

式中，b代表c-p值為2的食細菌線蟲(記作Ba2)和c-p值為2的食真菌線蟲；e代表c-p值為1的食細菌線蟲和c-p值為2的食真菌線蟲；s代表c-p值為3～5的食細菌線蟲、食真菌線蟲、雜食/捕食線蟲。b、e和s值的計算公式分別為b =Σkbnb、e =Σkene、s=Σksns ，其中kb、ke和ks為各類群所對應的加權數(其值在0.8～5.0之間)，ne、nb、ns為各類群所對應的個體數量[8]。

3 結果與分析

3.1 旅游對景區土壤線蟲群落組成及數量的影響

試驗區土壤樣品中共分離得到土壤線蟲4126條，平均密度552條/100g干土。從各個營養類群的組成上看，食細菌線蟲13屬，食真菌線蟲3屬，植物寄生線蟲16屬，雜食捕食類線蟲8屬。不同處理土壤線蟲群落組成不同，旅游區內共分離出125條線蟲/100g干土，17屬，其中真滑刃屬、滑刃屬、麗突屬、擬麗突屬為優勢屬，優勢屬的個體數占總捕獲個體數的70.17%；圍封區共分離出633條線蟲/100g干土，31屬，其中優勢屬有真滑刃屬、鹿角唇屬，優勢屬的個體數占線蟲總捕獲個體數的48.42%。圍封區內土壤線蟲的數量顯著高于旅游區內(P<0.05，圖1)，土壤線蟲的屬數圍封區顯著高于旅游區(P<0.05，圖2)。

不同大寫字母代表不同處理同一土層之間有顯著差異(P<0.05)不同小寫字母代表不同土層同一處理之間有顯著差異(P < 0.05)；下圖同圖1 旅游干擾下對土壤線蟲數量的影響

圖2 旅游干擾對土壤線蟲屬數的影響

3.2 旅游干擾下景區土壤線蟲生態功能指數的變化

從表1看出，圍封區0～10 cm及10～20 cm土層土壤線蟲多樣性(H′)顯著(P<0.05)高于旅游區。成熟度指數(MI)所反映的是線蟲群落結構以及功能，是用來指示外界干擾對線蟲群落所造成的影響，值越低說明外界對其擾動越大，圍封區0～10cm及10～20cm土層的成熟度指數均大于旅游區(P<0.05)。線蟲通道比(NCR)是食細菌線蟲和食真菌線蟲的比值，反映了土壤有機質的分解途徑，旅游干擾區和圍封區的線蟲通道比無顯著差異(P>0.05)，但圍封區大于旅游區的線蟲通道比。基礎成分指數(BI)代表食物網的抵抗能力，值越大說明抵抗力越強，圍封區的基礎成分指數大于旅游區，但差異不顯著(P>0.05)。

表1 旅游干擾下土壤線蟲群落生態功能指數

4 討論

旅游區和圍封區土壤線蟲的數量及屬數存在一定的差異，旅游區共獲得土壤線蟲704條，而圍封區獲得3422條。線蟲屬數旅游區內17屬，圍封區31屬；兩個樣地之間共同的優勢屬是真滑刃屬，旅游區內食細菌線蟲種類較多，而圍封區雜食捕食類線蟲種類較多。研究表明，天然草地放牧、刈割干擾會影響草地土壤線蟲數量及種類[8～9]，本研究線蟲數量及種類旅游區顯著低于圍封區，說明大量游客的觀光旅游干擾降低了景區草地土壤線蟲數量及種類。魯慶彬等人[13]及焦向麗等人[13～14]認為，中度的旅游干擾會促進物種多樣性，隨著干擾強度的增加線蟲多樣性指數減少。本研究物種多樣性指數旅游區顯著低于圍封區，原因可能是旅游區內土壤受人為踩踏嚴重，土壤層次模糊，保水能力減弱，營養物質和土壤含水量的降低都可能導致線蟲多樣性下降[6]，同時也說明旅游區內受干擾強度較大。成熟度指數反映土壤生態系統的穩定性，在草地放牧、刈割干擾中圍欄區的成熟度指數高于放牧區及刈割區[8～9]。本研究成熟度指數圍封區顯著高于旅游區，表明受干擾的旅游區土壤生態系統穩定性低于圍封區。線蟲通道比是食細菌線蟲和食真菌線蟲的比值，所代表的是土壤有機質的分解途徑，當值為1時土壤有機質的分解是以真菌為主，當值為0.5時土壤有機質的分解是細菌和真菌的共同作用[12]。本研究線蟲通道比旅游區在0.5左右，說明旅游區土壤有機質的分解是細菌和真菌的共同作用；而圍封區線蟲通道比在0.8左右，更接近1，說明圍封區土壤有機質的分解主要以真菌為主。基礎成分指數代表食物網的抵抗能力，值越大抵抗力越大。本研究基礎成分指數圍封區大于旅游區，說明圍封區的食物網抵抗能力相對較大，同時也說明旅游區內由于旅游干擾嚴重對食物鏈產生了影響。由于旅游景區受到了旅游干擾的強烈影響，物種相對匱乏，對線蟲指示物的研究有待開展進一步的長期觀測。

5 結論

5.1旅游干擾對土壤線蟲群落所產生的影響，改變了土壤食物網的功能和結構，并且對土壤線蟲群落的組成及多樣性產生顯著影響。

5.2旅游景區由于受到旅游干擾的強烈影響，土壤線蟲群落的物種相對匱乏，但線蟲群落對草地旅游區具有指示意義。