旅游对五大连池南格拉球山土壤及大型土壤动物的影响*

杜 鹃，张丽梅，张雪萍

(黑龙江省普通高等学校地理环境遥感监测重点实验室;哈尔滨师范大学)

干扰在自然界是普遍存在的现象，随着人类活动的加剧，干扰的生态学作用近年来受到广泛的重视［1］，旅游干扰则是人为干扰的重要表现形式之一.国外从上世纪70年代已开始研究由于人类活动践踏对土壤和植被产生的影响［2-3］，我国从20世纪80年代开始研究旅游对土壤对旅游环境的影响［4-5］.黑龙江省共有3个AAAAA级景区，其中五大连池风景区占地面积最广.该文选取五大连池风景区为研究对象，在南格拉球山选取样地，从旅游干扰的不同强度出发，探讨旅游对五大连池风景区的土壤和大型土壤动物方面的影响，为风景区旅游管理提供依据.

1 研究区概况

五大连池风景区位于中国黑龙江省的中北部，在东经 126°00＇-126°25＇，北纬 48°30＇-48°50＇，地处小兴安岭山地向松嫩平原的过渡地带.五大连池火山群是我国著名的第四纪火山，1060平方公里的景区内共矗立着十四座新老期火山，是世界上保存最完整、分布最集中、品类最齐全、状貌最典型的新老期火山地貌，是国内外游客观赏火山地貌的首选景区之一.

五大连池地区年平均气温0～0.5℃左右，1月份最冷，平均气温零下24℃;7月份最热，平均气温21℃.年平均降雨量为500 mm左右，蒸发量为1260 mm，无霜期为121 d，年均相对湿度为68%，属于寒温带大陆性季风气候［6］.选择南格拉球山作为实验样地.自然概况见表1.

2 研究方法

2011年7月在南格拉球山不同海拔高度(山顶、山腰、山脚)分别进行了轻度干扰及重度干扰环境土壤及土壤动物的对比研究:①重度干扰:游径附近，人类践踏严重，土壤板结、植被稀少;②轻度干扰:距游径50～100 m处，人类活动较少，土壤状况良好、植被较多，共选山顶、山腰、山脚3个研究样带即6个研究样地.其中山顶轻度干扰的样地为A，重度干扰的样地为a;山腰轻度干扰的样地为B，重度干扰的样地为b;山脚轻度干扰的样地为C，重度干扰的样地为c.

表1 南格拉球山自然概况

2.1 土壤调查方法

在所调查的样地中随机选取4点，每点在0～10 cm层取土壤分析样，测取土壤样地的理化性质.包括:pH(玻璃电极法)、全氮(重铬酸钾-硫酸消化法)、全磷(SMT方法)、速效磷(0.5 mol/L NaHCO3浸提 -钼锑抗比色法)、速效钾(1 mol·L-1NH4Ac浸提—火焰光度法)几个主要的理化性质指标.

2.2 土壤动物调查方法

在南格拉球山进行大型土壤动物的调查取样，每个样地取4个平行样，每个样取样面积为50 cm×50 cm，并由表层向下分3层取样，分别为凋落物层、0～5 cm、5～10 cm.并依据《中国土壤动物检索图鉴》(尹文英，1998)对土壤动物进行分类鉴定与数量统计.

2.3 数据处理

土壤动物的多样性、均匀度和优势度指数可以较好地反映土壤动物群落在生态结构方面的差异.采用Shanon—wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数分别计算了土壤动物群落的多样性指数、均匀度指数和丰富度指数，其计算公式如下［7-8］:

式中，H'为多样性指数;s为所有类群数;pi为第i类群的个体数比例.E为均匀度指数;C为优势度指数;Ni为每一类群的个体数;N为总个体数.

所有数据均采用SPSS和Excell软件进行统计分析.

3 调查结果

3.1 旅游对土壤理化性质的影响

表2 南格拉球山土壤理化性质

通过对表2南格拉球山理化性质对比分析可知，受旅游干扰较重的样地，土壤的含水量减少，容重增大，pH增大，而有机质、全氮、全磷、速钾随着旅游干扰程度的加重而减少.且在同一山中，由受旅游干扰较重的山脚到受旅游干扰较轻的山腰山顶也同样符合这一变化规律.

土壤含水量与土壤结构、植被覆盖等因素有关，旅游干扰较重的样地土壤裸露、压实程度严重，植被覆盖较少，土壤持水能力较弱，土壤含水量相对较少;受旅游干扰较弱的样地土壤裸露和压实程度较轻，植被覆盖较多，土壤持水能力较强.

土壤容重表明土壤矿物质和有机质的数量和组成，其大小不仅与土壤固体物质成分有关，还与土壤结构和含水量有关［9］.旅游者的践踏会压实土壤，导致土壤孔隙度降低，含水量下降，容重增大.而地表裸露、植被覆盖降低等也会影响到土壤容重.

pH是土壤的基本性质，与气候、母质、环境等密切相关，影响着土壤的形成、养分及土壤生物的生长.旅游干扰对土壤pH产生影响的原因，一方面是旅游干扰使土壤含水量、有机质发生改变，使土壤pH变化;另一方面是由于景区内废弃垃圾侵入，如石灰水泥等碱性建筑材料等，这些都可能使土壤pH变化.

土壤有机质是土壤肥力和环境质量状况的的最重要表征，是制约土壤理化性质的关键因素［10］.游客践踏使地表植被减少，土壤板结，植物凋落物归还量减少且影响植物根系的生长，这些都会使土壤有机质含量减少.而有机质是氮、磷等元素的主要来源，所以氮、磷等元素的变化趋势同有机质一致，呈减少趋势.

3.2 旅游对大型土壤动物组成、数量及生物量的影响

在南格拉球山选取的6块样地共获得大型土壤动物6903只，共44类(见表3).其中线蚓科、蚁科为优势类群(占总个体数10%以上的类群)，占总量的76.16%;而石蜈蚣目、蜘蛛目、蚯蚓、叩甲科幼虫、隐翅甲科、马陆、隐翅甲科为常见类群(占总个体数1% ～10%以上的类群)，占总量的19.36%;其余如步甲科、长足虻科、大蚊科、鹬虻科为稀有类群(占总个体数小于1% 的类群)，占总量的4.48%.它们构成了南格拉球山大型土壤动物群落的主体，对大型土壤动物的群落特征起着决定性作用.

表3 南格拉球山大型土壤动物数量统计

续表

由表3可见，在同一地区受旅游干扰轻的样地的大型土壤动物个体数和类群数均多于受旅游干扰重的样地的大型土壤动物个体数和类群数.受旅游干扰影响严重的样地，由于游客的践踏使土壤板结、水气等状况发生变化，不适于大型土壤动物的生存.

3.3 旅游干扰对大型土壤动物水平分布的影响

同一样带内两个样地由于距游径的距离不同受到的旅游干扰的程度存在差异，进而导致的大型土壤动物也存在差异.通过对3个样带即6个样地的统计，发现由游径向两侧所捕获的大型土壤动物在数量和类群上都存在明显的差异.

由表3可知，3个样带即6个样地的旅游干扰的影响程度由游径向两侧逐渐减弱，而大型土壤动物数量和类群是由游径向两侧逐渐减少.其中B样地大型土壤动物数量和种类最多，而b样地大型土壤动物数量和种类最少，说明b样地受旅游干扰较重，对大型土壤动物的影响也较大，只有耐踩踏、适应板结土壤能力强的大型土壤动物才适应这样的土壤环境.3个样带所受的旅游干扰程度不同，按山顶、山腰、山脚所受的旅游干扰程度逐渐加重，大型土壤动物对此也有一定的响应.即按山顶、山腰、山脚的顺序，大型土壤动物的种类和数量逐渐减少.但由于南格拉球山山顶坡度较大，限制了土壤动物的生存条件，使大型土壤动物种类和数量在一定程度上受到了影响.

3.4 旅游干扰对大型土壤动物垂直分布的影响

研究表明，在自然生态系统中，土壤动物在土壤中的垂直分布具有表聚现象［12-13］，表层集聚现象主要是由土壤动物生存对土壤内的空气、水分、空隙度等基本要素的需求决定的.统计每个样地表层所获取大型土壤动物的数量和种类与样地总体获取的大型土壤动物的数量、种类和生物量(鲜重)的垂直分布(见表5).

表5 南格拉球山大型土壤动物垂直分布

由表5可知，南格拉球山大型土壤动物在垂直分布上有表聚现象，表层大型土壤动物的数量和种类都占了较大的比重，越向土壤深层，大型土壤动物无论数量还是种类都越来越少.且随着旅游干扰程度的加重表聚现象越加明显.受旅游干扰的样地，由于游客的践踏使土壤表层板结严重，影响土壤的水气状况、使土壤的养分含量减少等，导致表层的大型土壤动物的种类和数量减少，只有少数能适应土壤板结、贫瘠的土壤动物生存.而大型土壤动物的生物量也有表聚现象.随着旅游干扰程度的加重，表聚现象愈加明显.

3.5 旅游干扰对大型土壤动物群落特征指数分析

用Shannon-W iener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数分析南格拉秋山每个样地大型土壤动物分布(表4).得出不同样地的多样性指数、均匀度和优势度指数，进而反映出大型土壤动物类群结构的水平变化特征.距游径较远样地的多样性指数、均匀度指数低于距游径较近的样地，而优势度指数则高于距游径较近的样地.通过多样性指数、均匀度和优势度指数反映出旅游活动对土壤动物分布具有一定影响.多样性和均匀度较低，说明能够适应高游憩影响的大型土壤动物种类贫乏，具有适应能力强的土壤动物才能生存、集聚;而优势度高则表明表明大型土壤动物分布的不均匀、种类相对单一.

表4 南格拉球山大型土壤动物主要特征指数

4 结论

南格拉球山旅游干扰对大型土壤影响较显著.随旅游干扰强度的增加，大型土壤动物的类群和数量在水平分布上随着旅游干扰的加重而逐渐减少.而多样性指数(H')、均匀度(E)和优势度(C)随着旅游干扰的加重呈现多样性指数和均匀度指数下降，优势度指数上升的规律.大型土壤动物的类群和数量的表层集聚度随着旅游干扰的加重而逐渐增大.

在五大连池进行旅游干扰对大型土壤动物影响的研究可为风景区旅游管理提供依据.从五大连池土壤分析可知，旅游干扰已经造成土壤的理化性质的变化，进而影响到了大型土壤动物，若干扰强度增大，土壤生态系统的功能会受到严重损害.建议在旅游开发的过程给土壤一个自我恢复的过程，以保护景区土壤质量，促进土壤生态系统的正常发展.

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