践踏胁迫对低山丘陵地带森林公园土壤环境的影响

邓雪倩， 夏 奇

(1.吉林农业大学 中药材学院， 吉林 长春 130118；2.长春工业大学 机电工程学院, 吉林 长春 130012)

0 引 言

迄今为止，旅游活动是人类历史上最大规模的异地迁徙活动，在这些被旅游活动冲击影响的诸多环境因素中，土壤是最直接受到影响的因素之一，从上世纪80年代至今，越来越多的专家学者们纷纷将研究视角投向了旅游活动对土壤生态环境影响。

旅游活动对土壤的影响方式有很多，如固定线路长期的游客践踏、旅游线路两侧人工花草树木养护施放的肥料、特定情境区域进行野外露营及篝火晚会等[1-4]，这些活动都会对土壤造成不同程度的破坏，衡量的标准被学者们分别总结归纳为物理指标和化学指标[5-7]。王帅等[8]认为，旅游干扰不仅会导致土壤的含水量减少，土壤容重增加，同时还会使有机质含量有所降低。一些学者[9-11]认为,pH值会随着旅游干扰的增加而变大;而另一些学者则通过实验分析证明了某些条件下旅游干扰的增加反而会使pH值变小[11-12]。旅游对土壤的重金属含量也有着不可忽视的影响。C Mico于2006年评估了欧洲农业土壤重金属来源，证明了人类活动对土壤中重金属镉、铜、铅的含量有着直接关系，这一研究在之后被学者们大量引用[13-14]。Kuss F R等[15]完成了一篇高质量的研究综述，详细地分析了游客活动对景区生态环境的影响，并针对游客带来的负面冲击给出了管理和控制的建议。

文中以长春地区某森林公园旅游践踏干扰对土壤生态安全的影响展开了研究，采用既成事实分析法对园区内森林区域土壤进行实验。在旅游活动对生态环境进行冲击达到平衡状态的过程中，选择旅游活动强度不同的区域，对旅游活动的冲击程度进行实地调查，进一步分析了旅游活动与森林公园生态环境改变之间的相关关系[16-17]。

1 选用方法

所选森林公园处于山地向草原过渡的低山丘陵地带，这对于研究同类自然条件下的地区具有一定的借鉴意义。因所选地区冬季漫长寒冷，森林中树木以抗寒的松树和杨树为主。为更精确地进行实验，避免以偏概全，在该森林公园中选取了森林区域的A、B、C、D四个样区，特点分别是A、B区域松树比杨树略多，C、D区域杨树比松树略多，B区域树木数量比A、C、D区域相对略少，四个样区为游客经常行走的野路，且都在森林区域中，是非常具有代表性的森林公园土壤实验目标。本次所选森林公园践踏干扰影响实验调查研究于2017年8月份进行，之所以选择8月份是因为经历了夏季的马拉松赛事和消暑高峰，游客流量刚好完成一次高峰阶段，在此时的土壤条件基础上进行实验，更能反映出旅游践踏对土壤生态安全的影响。

经过本次在A、B、C、D四个样区内9个1×1 m2样方土壤样品的采集，每个样区包括三个区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，且旅游践踏干扰的程度依次减弱，每个区域在道路垂直方向上间隔5 m，具体采样情况如图1所示。

图1 采样示意图

在每个区域内取三个样方，每个样方在道路长度方向上间隔1 m，使样本能够反映整体情况。在每个样方挖取土壤剖面，分别取0～10 cm和10～20 cm两层土样，将相同区域内三个样方土样混合为一个土样，每层土样分装两份，一份放入有冰块的保温箱低温保存，一份带回实验室风干研磨，同时用环刀在每层取原状土测量土壤容重。带回实验室后，挑出土壤样品中的动植物残体和石砾等杂质，保鲜土放入冰箱中进行保存供分析用，另一份土样在无污染环境下风干、研磨，以备分析用[18]。土样取回后去除杂物自然风干一个月，压碎后用研钵研磨过筛后混合均匀并存放在洁净的磨口玻璃瓶。

土壤pH值测定采用水土比酸度计法(即电位法)；有机质的测定采用重铬酸钾氧化外加热法；有效磷的测定采用双酸浸提钼梯抗比色法；土壤容重采用环刀法测定；含水量采用烘干法测定；土壤重金属Cd、Cr、Pb、Hg采用王水高氯酸消煮法提取，用原子吸收分光光度法测定[19]；土壤重金属As采用二乙基二硫代氨基甲酸银比色法进行测定。

数据记录运用Microsoft Excel 2010处理，数据分析运用IBM SPSS 20.0版本进行处理，不同样区、不同区域之间采用单因素方差分析和多因素相关性方差分析[20]。

2 结果与讨论

2.1 践踏胁迫下森林公园土壤物理性质变化

2.1.1 土壤容重对旅游践踏干扰的响应

通过SPSS分析发现，随着旅游践踏干扰强度的减弱，样品采集分析后得到的数据见表1。

表1 土壤容重对践踏干扰后的响应数据

由表1可知，对于A、B、C、D四个样区，与野路主干道之间距离越远的区域受到的践踏干扰程度越弱，土壤容重越小，即Ⅲ<Ⅱ<Ⅰ(见图1)；A、B、C、D四个样区在10～20 cm深度土壤容重显著大于0～10 cm深度土壤的容重。

2.1.2 土壤含水量对践踏干扰的响应

经过样品采集分析后得到的数据见表2。

表2 土壤含水量对践踏干扰后的响应数据

由表2可以看出，通过SPSS分析，A、B、C、D四个样区0～10 cm深度土壤含水量显著大于10～20 cm的深度土壤含水量，区域Ⅱ、Ⅲ土壤含水量显著大于区域Ⅰ。

2.1.3 土壤孔隙度对践踏干扰的响应

文中只针对土壤的总孔隙度进行了研究，经过样品采集分析后得到的数据分别如图2和图3所示。

图2 0～10 cm深度下土壤孔隙度对践踏干扰后的响应数据

图3 10～20 cm深度下土壤孔隙度对践踏干扰后的响应数据

经过单因素方差分析发现，A、B、C、D四个样区10～20 cm深度土壤孔隙度显著大于0～10 cm深度土层的孔隙度。 通过SPSS分析，在践踏胁迫的干扰下，区域Ⅰ的土壤孔隙度明显小于区域Ⅱ、Ⅲ。

2.1.4 土壤紧实度对践踏干扰的响应

文中经样品采集分析后得到的数据如图4所示。

图4 土壤紧实度对践踏干扰后的响应数据

通过SPSS分析，对于所选A、B、C、D四个样区，在践踏胁迫的干扰下，与野路主干道距离越远的区域受到的践踏程度越弱，土壤紧实度越低，即图中所示的区域Ⅲ<Ⅱ<Ⅰ。

2.2 践踏胁迫下森林公园土壤化学性质变化情况

2.2.1 土壤有机质对践踏干扰的响应

文中经样品采集分析后得到数据见表3。

由表3可知，A、B、C、D四个样区在践踏胁迫的干扰下，土壤有机质含量都产生了不同程度的变化，与野路主干道之间距离越远的区域受到践踏干扰的程度越弱，土壤有机质含量越高，即图中所示的区域Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ；另外，经过单因素方差分析发现，A、B、C、D四个样区0～10 cm深度土壤有机质含量显著大于10～20 cm深度土壤的有机质含量。

表3 土壤有机质对践踏干扰后的响应数据

2.2.2 土壤pH值对践踏干扰的响应

经样品采集分析后得到的数据如图5和图6所示。

图5 0～10 cm深度下土壤pH值对践踏干扰后的响应数据

图6 10～20 cm深度下土壤pH值对践踏干扰后的响应数据

经过单因素方差分析可知，区域Ⅱ土壤pH值在践踏干扰下显著大于区域Ⅰ。

2.2.3 土壤速效磷对践踏干扰的响应

经过样品采集分析后得到数据如图7和图8所示。

图7 0～10 cm深度下土壤速效磷含量对践踏干扰后的响应数据

图8 10～20 cm深度下土壤速效磷含量对践踏干扰后的响应数据

由上图可以看出， A、B、C、D四个样区10～20 cm深度土壤速效磷含量显著大于0～10 cm深度土壤的速效磷含量，经方差分析p<0.05。

2.3 践踏胁迫下森林公园土壤重金属含量变化情况

经过样品采集分析后得到的数据见表4。

对于所选样区，重金属元素Hg、Cd、As、Pb、Cr的含量都很小，低于国家标准限值，但是土壤中Pb、Cr含量随践踏干扰强度变化表现出一定的规律性，干扰强度越高,相应的含量也会越高。

3 结 语

旅游践踏对低山丘陵地带森林公园土壤具有压实作用，践踏增加了土壤的容重和紧实度，土壤含水量减少，有机质含量减少,pH值降低,Pb、Cr重金属元素增加。

表4 土壤重金属含量对践踏干扰后的响应数据

针对旅游践踏干扰对森林公园生态安全产生的影响，应从以下几个方面制定策略：

1)制定相关政策保护生态安全。可将生态安全融入森林生态管理活动中，更好地在生态安全及旅游方面贡献出可持续发展的力量。

2)旅游服务行业完善内部培训体系。通过不断地学习、优化和完善生态环境教育，从而满足社会不断进步带来的更高的生态旅游需求。

3)公民个人养成良好的旅游行为习惯。随着社会的快速发展，人们越来越重视生态旅游区的环保概念，也应该通过更多的方式来不断地提升公民自身的环保知识。针对青少年这一部分人群，应该重点开展特殊的生态环境教育课程。使其深刻地领悟保护生态环境和生物多样性的重要意义，从而激发对生态环境保护的热情。