旅游干擾下太平湖國家濕地公園草本植物多樣性研究

李夢蝶 王立龍 夏強

（1. 安徽師范大學生態(tài)與環(huán)境學院, 安徽 蕪湖 241000 ； 2. 安徽師范大學生命科學學院, 安徽 蕪湖 241000）

在旅游干擾下，植物是人為因素影響下的主要承受者，影響范圍更深更廣。多數(shù)自然環(huán)境破壞案例的源頭都離不開人類活動，所以對旅游時伴隨的人為活動進行了大量的實地案例調(diào)查。游人的干擾踩踏對本地植物生長具有長期和深遠的影響[2]。學者關(guān)于旅游干擾對植物的影響進行過大范圍系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)研究，發(fā)現(xiàn)受威脅的植物種類的數(shù)量與游客數(shù)量相關(guān)，旅游業(yè)的發(fā)展更易增加受威脅植物的種類與數(shù)量[3]。對山岳地形旅游勝地內(nèi)人為活動對植物的影響進行過大量調(diào)查研究[4-8]，研究發(fā)現(xiàn)草本層受到影響的程度最高[12]。對森林公園和濕地保護區(qū)等這類地區(qū)的旅游干擾也進行過大量案例的研究[20，22]，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)旅游干擾只造成草本層植物的物種豐富度、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)的顯著降低，對喬木層和灌木層并未有顯著的影響差異[23]。

本研究采用野外采樣調(diào)查法對太平湖濕地公園植物物種的多樣性進行數(shù)據(jù)調(diào)查，選擇釣場、龍窯寨、八卦島三處旅游景點作為研究樣地，運用樣帶法和樣方法結(jié)合進行野外采樣。距離游徑邊緣的1、3、6m處作為不同強度的干擾組，調(diào)查三處樣地內(nèi)的植物種類、數(shù)量、平均高度。運用植物多樣性指數(shù)的測定方法進行分析，探究不同人為干擾強度下太平湖濕地公園植物物種多樣性的變化趨勢。

1 研究區(qū)域自然概況

太平湖國家濕地公園的主要旅游活動觀賞區(qū)是龍窯寨、八卦島和猴島，太平湖釣場是未進行特別規(guī)劃的生態(tài)觀賞點，因為風景優(yōu)美，所以吸引很多附近游客自駕游至此處進行釣魚、觀賞風景等一些野外活動，是重要的旅游區(qū)域之一。考慮到各地不同的旅游干擾程度和采樣的可實施性程度，挑選了釣場、龍窯寨、八卦島作為研究旅游干擾對區(qū)域植物多樣性的不同干擾程度的采樣點（圖1）。

圖1 取樣地地理位置

A釣場：位于太平湖風景區(qū)的西南處，風景開闊，位置優(yōu)越，適合釣魚和野餐等一些野外活動，所處方位稍偏僻，植物種類豐富，生態(tài)環(huán)境較自然，地形平坦；B龍窯寨：位于太平湖風景區(qū)的中心湖區(qū)，三面環(huán)水。生態(tài)環(huán)境保存自然，地形起伏較大；C八卦島：位于太平湖風景區(qū)的中部，是一處絕佳的觀景島嶼，觀景距離最遠可以達到16800m。島上因為有迷宮，與八八六十四卦相巧合，故得名八卦島。自然植物較少，人工建筑和鋪裝面積較大。

自從1970年太平湖建成為始至今50多年歷史過程中，依據(jù)巴特勒（Butler）旅游地生命周期理論[1]，太平湖旅游地區(qū)的發(fā)展可以分成探索階段（1970～1990年）、參與階段（1991～2005年）和發(fā)展階段（2006年～至今）[11]。在三個階段演化發(fā)展過程中，旅游者的數(shù)量、收入、旅游節(jié)點及旅游地功能處于不斷增加完善的狀態(tài)，與周圍城鎮(zhèn)的發(fā)展互相推動。

2 材料與方法

2.1 材料與工具

皮尺、調(diào)查記錄表、文件板夾、筆。

2.2 野外采樣調(diào)查法

2020年11月赴黃山太平湖濕地公園進行實地調(diào)查，選擇釣場、龍窯寨、八卦島三種不同人為干擾程度的旅游開發(fā)地區(qū)，選取游徑一側(cè)較為平坦的典型地段作為樣地，盡量挑選植物豐富度較高的地段，從游徑邊緣開始沿著垂直游徑方向連續(xù)設(shè)置6個1m×1m的樣方。距離游徑邊緣由近及遠的順序選擇1、3、6m處的樣方進行調(diào)查測量，1m處樣方作為強干擾組，3m處樣方作為中干擾組，6m處樣方作為對照組（圖2）。每個類型地區(qū)做3次重復(fù)，3個地區(qū)，一共9塊樣地，27塊樣方。調(diào)查樣方內(nèi)植物的種類、平均高度和數(shù)量，對不同類型區(qū)域植物的整體概況進行初步數(shù)據(jù)調(diào)查分析，隨機選取不同生長狀況的樣地。

圖2 樣方布置圖

2.3 植物多樣性測定與統(tǒng)計分析

(1)Shannon多樣性指數(shù)(H)

式中，N為所有物種的個體數(shù)之和為第個種的個體數(shù)量為第種的相對多度。

(2)Pielou均勻度指數(shù)(J)

H為Shannon多樣性指數(shù)；Hmax為最大的物種多樣性；S為群體的物種數(shù)。

(3)Simpson多樣性指數(shù)(D)

式中，N為所有物種的個體數(shù)之和為第個種的個體數(shù)量；為第種的相對多度。

(4)Margalef豐富度指數(shù)(d)

式中，S為群體的物種數(shù)；N為所有物種的個體數(shù)之和。

使用SPSS 22.0分析軟件、EXCEL 2016及GraphPad Prism 8對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析處理以及作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 調(diào)查樣地內(nèi)植物基本概況

釣場樣地共記錄下24種植物，以植物多度進行排名，前六的植物依次是狗牙根(Cynodondactylon)、畫眉草(Eragrostis pilosa)、牛筋草(Eleusine indica)、雞眼草(Kummerowia striata)、鼠尾粟(Sporobolus fertilis)、鐵莧菜(Acalypha australis)，狗牙根占總植物數(shù)量的54.79%。除了雞眼草和鐵莧菜分別屬于豆科和大戟科以外，其他四種優(yōu)勢植物都屬于禾本科（表1）；龍窯寨樣地共記錄下27種植物，植物多度排名前六的依次是狗牙根、馬唐(Digitaria sanguinalis)、爵床(Rostellularia procumbens)、狗尾草(Setaria viridis)、紅馬蹄草(Hydrocotyle nepalensis)、風輪菜(Clinopodium chinense)，狗牙根占總植物數(shù)量的49.29%。其中爵床、紅馬蹄草、風輪菜分別屬于爵床科、傘形科、唇形科，剩下的3種植物都屬于禾本科（表2）；八卦島樣地共記錄下20種植物，植物多度排名前六的依次是狗牙根(Cynodon dactylon)、車前(Plantago asiatica)、酢 漿 草(Oxalis corniculata)、狗尾草(Setaria viridis)、蛇莓(Duchesnea indica)、風輪菜(Clinopodium chinense)，狗牙根占總植物數(shù)量的60.08%。其中狗牙根和狗尾草都屬于禾本科，車前、酢漿草、蛇莓、風輪菜分別屬于車前科、酢漿草科、薔薇科、唇形科（表3）。在三個樣地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，狗牙根是太平湖風景區(qū)草本植物中的優(yōu)勢物種，禾本科的植物較占優(yōu)勢。

表1 釣場樣地草本植物統(tǒng)計

表2 龍窯寨樣地草本植物統(tǒng)計

續(xù)表

表3 八卦島樣地草本植物統(tǒng)計

續(xù)表

3.2 不同旅游干擾強度對樣地植物物種數(shù)的影響

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，三處樣地中龍窯寨的物種數(shù)較為豐富，釣場樣地次之，八卦島樣地最少。在三處樣地中都呈現(xiàn)6m處樣方物種數(shù)最多，3m次之，1m最少的趨勢，且每處樣地內(nèi)的6m處與1m處樣方的物種數(shù)差異顯著（p＜0.05）（圖3）。

圖3 不同強度的旅游干擾下各樣地植物的物種

釣場不是固定景點，受到的人為干擾強度較低；龍窯寨的人為干擾強度中等，是旅游景點線路之一，但樣地中自然環(huán)境狀況較好，場地面積較大，人為鋪裝范圍不大；八卦島的場地面積較小，鋪裝面積較大，島上人工建筑的痕跡較多，自然區(qū)域的保存較少，且因其地勢較高，成為了游客的一處絕佳觀景點，客流量較其他兩處的樣地較多。結(jié)果表明，中等干擾會增加樣地內(nèi)植物的物種數(shù)，輕度干擾會使得樣地的物種較為單一，樣地內(nèi)的其他植物競爭不過某些優(yōu)勢物種，容易被生命力強，耐踩踏的物種所替代。重度干擾會導致樣地內(nèi)的物種數(shù)下降，場地內(nèi)存活下來的都是耐踩踏、耐干旱的物種。

3.3 不同旅游干擾強度對樣地植物物種多樣性的影響

三處樣地的Shannon多樣性指數(shù)均為6m處最高，1m處最低（圖4A）。不同樣地內(nèi)均呈現(xiàn)一定的規(guī)律，6m處至1m處樣方的干擾強度不斷增大，樣方內(nèi)草本植物的Shannon多樣性指數(shù)也逐漸降低，其中八卦島的Shannon多樣性指數(shù)均略低于其他兩處樣地，且三處樣地中6m處與1m處的Shannon多樣性指數(shù)差異性顯著（p＜0.05）。

三處樣地的Pielou均勻度指數(shù)均為6m處最高，1m處最低（圖4B）。三處樣地都是隨著6m處至1m處樣方的人為干擾強度逐漸增加，樣方內(nèi)植物的Pielou均勻度指數(shù)逐漸降低，釣場的Pielou均勻度指數(shù)均略高于其他兩處樣地。除了釣場樣地中3處不同距離樣方差異性不顯著（p＞0.05），龍窯寨和八卦島樣地均為6m與1m處樣方的Pielou均勻度指數(shù)差異性顯著（p＜0.05）。

三處樣地的Simpson多樣性指數(shù)呈現(xiàn)6m處至1m處逐漸降低的規(guī)律（圖4C），人為旅游干擾強度越強，樣方內(nèi)的Simpson多樣性指數(shù)就越低。三處樣地的Simpson多樣性指數(shù)差距不大，且都是6m處與1m處樣方的Simpson多樣性指數(shù)差異性顯著（p＜0.05）。

三處樣地的Margalef豐富度指數(shù)6m處最高，3m處最低（圖4D）。隨著旅游干擾強度的增大，6m處至1m處樣方內(nèi)植物的豐富度指數(shù)逐漸下降。其中八卦樣地的Margalef豐富度指數(shù)略低于其他兩處，三處樣地都是6m處與1m處樣方的Margalef豐富度指數(shù)差異性顯著（p＜0.05）。

圖4 旅游干擾下各樣地植物的多樣性指數(shù)

太平湖濕地公園中選取的三處不同樣地內(nèi)植物物種的Shannon多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，隨著旅游干擾強度的增大，三處樣方內(nèi)植物的4種物種多樣性指數(shù)均呈現(xiàn)逐漸下降的規(guī)律，且除釣場樣地的Pielou均勻度指數(shù)以外，其他樣地內(nèi)4種物種多樣性指數(shù)都是6 m處樣方與1m處樣方差異性顯著（p＜0.05）。說明旅游強度的干擾會導致植物物種多樣性的變化，干擾的強度越大，樣方內(nèi)物種多樣性的數(shù)值越低。

4 討論與小結(jié)

由于國內(nèi)學者對黃山太平湖濕地公園的關(guān)注度和研究文章不多，主要研究對象多為黃山風景區(qū)內(nèi)的動植物多樣性。本文通過對黃山太平湖濕地公園內(nèi)釣場、龍窯寨、八卦島三處樣地內(nèi)的草本植物受人為旅游干擾的動態(tài)變化進行調(diào)查研究，填補草本植物響應(yīng)太平湖濕地公園受到國家政策開發(fā)扶持后，區(qū)域內(nèi)植物多樣性變化狀況研究領(lǐng)域的內(nèi)容。實地調(diào)查后發(fā)現(xiàn)禾本科植物的抗干擾能力較強，其中狗牙根植物是三處樣地的優(yōu)勢物種，具有很強的環(huán)境干擾適應(yīng)性。且中度干擾有利于加強區(qū)域內(nèi)植物的多樣性，這與已有的研究結(jié)果一致[10,16]。推測太平湖濕地公園內(nèi)植物物種多樣性變化主要受到旅游干擾下的設(shè)施建設(shè)、人群活動、生物入侵和自然環(huán)境改變等因素的影響：

（1）太平湖濕地公園發(fā)展中設(shè)施的修建對植物多樣性的影響。植物是太平湖濕地公園內(nèi)不可缺少的重要組成部分，也是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，具有十分重要的影響地位。如今，太平湖濕地公園由于旅游需求量的增加，為了提供便捷道路和吸引更多游客的需要，政府部門進行了大規(guī)模的公路修建、開發(fā)[17]。推測太平湖內(nèi)植物可能因為施工材料的影響導致植物多樣性降低，且開發(fā)過程中草本的植物種子和花容易遭到破壞，后期無法進行授粉擴散，使得區(qū)域內(nèi)植物無法完成正常大的生長發(fā)育過程，因此推測設(shè)施的修建可能對草本植物的多樣性和物種數(shù)造成了嚴重的影響。

（2）太平湖濕地公園旅游人群活動時的人為干擾對植物多樣性的影響。隨著旅游活動強度的增大，某些脆弱的生態(tài)環(huán)境區(qū)更易受到外來行為的影響[18]。旅游者的踐踏、穿越道路和旅游過程中的生產(chǎn)活動對草原植被的干擾使得群落結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴重的變化，而且草原的觀賞功能也受到一定程度的影響[6,9]；南灣國家森林公園內(nèi)旅游帶來的人為干擾造成園區(qū)內(nèi)喬、灌、草三個層次的植物種類減少，植物多樣性受到顯著影響[19]。所以太平湖濕地公園內(nèi)三處樣地內(nèi)草本植物的多樣性的變化可能與旅游人群的干擾有一定的聯(lián)系，不同景點的客流量會導致不同樣地內(nèi)草本植物的多樣性狀況的不同，草本植物的多樣性對外界干擾具有直接響應(yīng)。

（3）外來物種的入侵對太平湖濕地公園植物多樣性的影響。王金亮等發(fā)現(xiàn)某些外來物種的入侵也會影響植物生態(tài)結(jié)構(gòu)變化，前期有意或者無意的引入外來物種，后期對環(huán)境具有潛在的生態(tài)風險，極易導致環(huán)境內(nèi)物種失衡[15]。外來物種若沒有天敵，氣候環(huán)境適宜，無法控制其生長速度，也無法完全去除，則會帶來一系列的生態(tài)問題。如三裂葉牽牛作為外來物種，容易攀附其他植物，嚴重影響到被攀附植物的正常生長，造成潛在的生態(tài)安全破壞[13]。黃山太平湖濕地公園旅游建設(shè)開發(fā)時期可能會引入新的植物物種，為了塑造出不同于本土條件的景觀效果，有些也是為配合景區(qū)旅游活動的開展，這樣易使得濕地公園內(nèi)本身的植物多樣性狀況受到影響。

（4）太平湖濕地公園內(nèi)自然環(huán)境條件的改變對植物多樣性的影響。外來旅游人群帶來的干擾，容易引起太平湖濕地公園內(nèi)植物生存環(huán)境條件的變化。比如，在東大河林區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于后期自然環(huán)境條件的改變，當?shù)厍嗪Ｔ粕嫉纳L受到了影響，種群的穩(wěn)定性下降，整個區(qū)域面臨種群老齡化的局面。太平湖濕地公園內(nèi)人為活動會影響原生植物所需的光照、雨水、濕度等自然環(huán)境因素，從而導致環(huán)境內(nèi)植物生長趨勢的改變，物種組成發(fā)生變化，有的甚至直接導致某些植物在原有環(huán)境內(nèi)無法生存，逐漸滅絕，致使整個太平湖濕地公園物種多樣性明顯下降。八卦島樣地可能就是因為客流量過大，人工環(huán)境程度較重，導致樣地內(nèi)的植物種類最少。

4.2 小 結(jié)

狗牙根是三處調(diào)查樣地中共同的優(yōu)勢物種，且植物多度排名前六的植物中禾本科植物較多。說明禾本科植物是人為干擾下的優(yōu)勢科。龍窯寨樣地是三處樣地中物種數(shù)最豐富的樣地，釣場次之，八卦島最低，且6m處的物種數(shù)最高，3m處次之，1m處最低，三處樣地的6m處與1m處的樣點差異顯著。太平湖濕地公園中選取的三處不同樣點內(nèi)植物物種的Shannon多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)隨著旅游干擾強度的增大，三處樣方內(nèi)植物的4種物種多樣性指數(shù)均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，說明旅游強度的干擾會導致物種多樣性的變化，干擾的強度越大，樣點內(nèi)物種多樣性的數(shù)值越低。

因此，國家相關(guān)部門應(yīng)當增加區(qū)域內(nèi)植物多樣性的保護措施。加強太平湖濕地公園內(nèi)生態(tài)游步道的建設(shè)，減少旅游活動對太平湖濕地公園物種多樣性的影響。對于濕地公園內(nèi)生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，要加大保護力度，劃分為生態(tài)恢復(fù)區(qū)域。