旅游干扰对南湾国家森林公园土壤和空气质量的影响

张奇志

(信阳农林学院 旅游管理学院，河南 信阳 464000)

森林旅游作为生态旅游的主体，其发展的核心体现了生态与经济协调可持续发展的时代要求，是现代旅游发展的新趋势[1]。旅游环境是旅游开发利用的基础，是旅游活动的主要作用对象，旅游环境的好坏直接决定旅游者的旅游体验，影响旅游目的地旅游业的健康可持续发展。旅游活动不可避免地会对旅游区的生态环境造成影响，植物、土壤、大气、水体等作为旅游环境的重要组成部分，对维持生态系统的稳定和健康有重要作用，但这些环境因子极易受旅游活动的干扰。旅游干扰程度是确定旅游区生态环境阈值的重要依据，植物、土壤、大气等受旅游活动的变化可反映一定程度上的旅游干扰生态效应。国外对旅游干扰的研究较为全面，涉及旅游活动方式、干扰强度对植物、土壤等的影响[2-3]，国内20世纪90年代开始关注旅游生态干扰影响，但主要集中在旅游活动对植物的影响研究，对土壤、空气等方面的研究较少，且研究的深度和广度有限[4-5]。

南湾国家森林公园自建立以来，旅游业迅速发展，与此同时，公园大规模的建设和超负载游客活动使森林公园环境质量发生了一系列的变化，旅游活动主要区域的植被、土壤、空气等生态因子受到不同程度的干扰，寻求旅游活动与生态环境平衡发展已成为当地旅游业研究的重要课题。长久以来，有关南湾国家森林公园的研究主要集中在对旅游自然资源开发利用、人文旅游资源挖掘和旅游业发展趋势等方面，而对旅游活动与生态环境间的关系、干扰对生态因子变化的作用机理等方面研究缺乏。南湾森林公园的植物物种组成、生长状况、土壤构成、理化性质变化、空气颗粒物、空气质量指数等生态因子受旅游活动而发生的变化，是旅游区环境对生态干扰最直接的反映[6-8]。旅游活动对森林公园植物的影响作为南湾森林公园旅游生态干扰的重要研究内容，已另篇发表[9]。因此，本研究通过对南湾市国家森林公园生态环境因子进行实地调查，重点分析旅游干扰前后南湾国家森林公园土壤、空气等生态因子的变化情况，以期为南湾国家森林公园的旅游规划、资源开发利用、生态环境治理、旅游生态管理提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 样地设置

在明确南湾国家森林公园各景点资源状况和旅游开发利用情况的基础上，采取典型抽样方法，依据均匀布点的原则，选取代表性的景点设置调查样地，在游步道周围1-50m处设置干扰样方，在游步道向外延伸、基本无人为干扰的地带平行设置对照样方，调查旅游活动持续干扰后各景点土壤、空气等环境因子发生的变化。

1.2 调查内容及方法

1.2.1 土壤采样

在南湾国家森林公园的南湾大坝、新码头、贤山和鸟岛4个主要景点的代表性林地设置土壤样地。采取典型抽样法，平行挖取旅游干扰和对照的土壤剖面各1个，观察土壤剖面的结构，记录土层厚度、植物根系深度、侵入体、土壤质地、坚实度等土壤形态特征。按照对角线取土法，在土壤剖面20cm处用环刀取土样，测定鲜土重，带回实验室后在80℃下烘干，测定干土重，计算土壤容重及土壤含水率[10]。土壤容重=干土重/环刀容积；土壤含水率=(鲜土重-干土重)/干土重×100%

1.2.2 空气质量检测

在6月晴朗、无风的天气，选择公园内的南湾大坝、新码头、鸟岛、响水沟瀑布和罗家沟等旅游活动干扰强弱不同的景点进行空气环境质量测定。空气负离子浓度测定采用日本产KEC-900空气负氧离子测量仪。在每个大气检测样地观测相互垂直的4个方向，仪器稳定后，读取3个波峰值，取其平均值作为该点的空气负离子浓度。PM2.5浓度测定用DUSTMATE型手持式环境粉尘检测仪(英国生产)，同时用空气温湿仪测定空气的温度和湿度[11]。

1.2.3 数据处理方法

运用Microsoft Excel和DPS 7.05(Data Processing System)对所采集的数据进行处理、分析。

2 结果与分析

2.1 旅游干扰对南湾国家森林公园土壤的影响

2.1.1 旅游干扰对土壤构成的影响

旅游干扰对南湾国家森林公园土壤构成的影响见表1。

表1 旅游践踏对土壤构成的影响Tab.1 Effect of tourist trampling on soil composition

4个样地的土壤质地均为黄棕壤，森林群落主要以马尾松(Pinusmassoniana)、麻栎(Quercusacutissima)林为主，新码头、贤山、鸟岛3个样地的土壤侵入体以石块为主，南湾大坝土壤中无侵入体。旅游活动强度对土壤存在较大的影响，同时也影响植物根系的生长，贤山旅游活动强度一般，土壤受影响较小，土壤基本保持自然状态，植物根系深度达到70cm；新码头、鸟岛的旅游活动较强，土壤坚实，土壤孔隙变小，植物根系深度较浅，新码头植物根系深度为55cm，鸟岛为65cm；南湾大坝旅游活动极强，加之受大坝附近南湾水厂、游客服务中心等设施建设的影响，土壤受人为干扰严重，土壤变的极为坚实，土壤状况改变最强，植物根系深度为60cm。

2.1.2 旅游干扰对公园土壤容重的影响

土壤容重分析结果(图1)表明,新码头-1和新码头-2两个采样点未受旅游干扰的土壤容重分别为1.28g/cm3、1.41g/cm3；旅游干扰后，土壤容重为1.29g/cm3、1.60g/cm3。其中新码头-1的旅游活动强度弱于新码头-2，说明随着旅游活动的加强，土壤容重逐渐变大。南湾大坝旅游活动极强，未干扰的土壤容重为1.30g/cm3，干扰后为1.57g/cm3，增加了0.27g/cm3，在4个景点中增加最大。鸟岛未干扰的土壤容重为1.35g/cm3，干扰后为1.48g/cm3，土壤容重增加了0.13g/cm3。贤山未受干扰的土壤容重为1.23g/cm3，干扰后增加为1.24g/cm3，该景点受旅游活动影响较小，干扰前后基本保持不变。

图1 旅游干扰前后土壤容重对比Fig.1 Comparison of soil bulk density before and after tourism disturbance

图2 旅游干扰前后土壤含水率对比Fig.2 Comparison of soil water content before and after tourism disturbance

各景点旅游活动强度和土壤坚实度的分析表明，旅游干扰使土壤容重变大，外在表现为土壤坚实度增加，且随着旅游活动的加强，土壤孔隙度越小，土壤越坚实。

2.1.3 旅游干扰对土壤含水率的影响

对4个景点的土壤含水率分析(图2)表明,森林旅游对公园土壤含水率的影响在于旅游干扰使土壤含水率降低，且随着旅游活动的加强，含水率下降幅度增大。新码头-1采样点未干扰的土壤含水率为14.28%，干扰后为14.14%，新码头-2采样点未干扰的土壤含水率为13.09%，干扰后下降到9.74%，新码头-2的旅游活动强于新码头-1，说明旅游活动越强，土壤含水率下降越多。南湾大坝旅游活动极强，未干扰的土壤含水率为17.48%，干扰后下降为15.63%。鸟岛旅游活动较强，未干扰的土壤含水率为15.64%，干扰为14.72%。贤山旅游活动一般，未干扰的土壤含水率为16.6%，干扰为16.3%，干扰前后变化不明显。

2.2 旅游干扰对南湾国家森林公园空气质量的影响

2.2.1 旅游干扰对PM2.5的影响

PM2.5称为空气细颗粒物，其在空气中含量浓度越高，表示空气污染越严重，对人体健康和大气环境质量有较大影响。在5个景点中，旅游活动是影响PM2.5浓度的主要因素。南湾大坝的PM2.5浓度最高，达到244.9μg/m3，依据中国环境保护部发布的《环境空气质量标准》，南湾大坝在测定时刻的空气质量属于重度污染，对人体健康不利。新码头的PM2.5浓度为100μg/m3，属于轻度污染。响水沟瀑布、罗家沟的PM2.5浓度分别为75μg/m3、70.9μg/m3，空气质量二级(良)。鸟岛的PM2.5浓度为41.5μg/m3，空气质量二级(良)，在各景点中空气质量最好。

2.2.2 旅游干扰对空气负离子浓度的影响

相关研究表明，山林、树冠，叶端的尖端放电及雷电、瀑布的冲击，形成较高浓度的空气负离子，使空气清新。南湾国家森林公园5个景点中，南湾大坝负离子浓度最低，为3 000个/cm3，瞬时峰值为10 000个/cm3；新码头负离子浓度为5 200个/cm3，瞬时峰值为15 000个/cm3；响水沟瀑布、罗家沟负离子浓度分别为7 100个/cm3、7 500个/cm3，瞬时峰值达到18 000个/cm3和20 000个/cm3；鸟岛负离子浓度最高，为8 500个/cm3，瞬时峰值高达22 000个/cm3。

表2 采样景点空气质量指数Tab.2 Air quality index of sample sites

对南湾国家森林公园的PM2.5和空气负离子浓度进行相关分析，结果表明两者呈负相关，相关系数为0.945，表明空气质量越好，负离子浓度越高，PM2.5浓度越低。根据相关国家标准，南湾国家森林公园5个景区的空气负离子浓度均高于2 000个/cm3，空气质量等级为一级，空气非常清新，对人体健康极有利。相关研究表明，森林环境中高浓度的负离子浓度可显著降低PM2.5，清除空气中的污染物，对维持健康的森林环境具有较大的促进作用[12]。

3 讨论与结论

从旅游干扰的一般规律来说，在旅游干扰的初期生态因子会表现出明显的生态效应，但在干扰达到一定的时间和强度后，影响效应增加很小，这是生态因子受旅游活动而发生的必然变化。森林公园土壤的变化可能受旅游垃圾分解、表层土壤流失、有机质含量损失、土壤保水能力减弱、植物根系分泌物变化以及土壤微生物活动等一系列因素综合作用，但旅游活动是造成这些影响因素变化的主要原因[13]。孙波、管东生等[14-15]对旅游干扰的研究指出，受旅游活动影响较大的地区，呈现出质地粘重、结构变差、植物根系变少、容重增大、水分含量递减的趋势，本研究旅游干扰对土壤变化的影响得出的结论一致。旅游干扰前后南湾国家森林公园4个景点的土壤构成、土壤容重和含水率对比分析，结果表明，公园的土壤均为黄棕壤，侵入体多为石块，旅游活动强弱为南湾大坝>新码头>鸟岛>贤山。各景点植物根系深度随旅游活动强度不同存在差异。南湾大坝旅游活动极强，土壤容重增加了0.27g/cm3，新码头和鸟岛旅游活动较强，土壤容重分别增加了0.19g/cm3和0.13g/cm3，贤山受影响较小。旅游干扰使土壤容重变大，土壤含水率降低，外在表现为土壤坚实度增加，且随着旅游活动的加强，土壤更加坚实，含水率下降幅度增大。

空气负离子，具有医疗保健、杀菌、清除污染物的功能，一般在水体、森林中的浓度较高，南湾国家森林公园具有大面积的湖面，且生长着众多的马尾松等针叶树种，对空气负离子生成十分有利，在南湾国家森林公园开展森林生态旅游、森林浴等，建设负离子疗养区、“森林医院”和“森林氧吧”，可维持旅游区良好空气质量[16-17]。对公园5个景点的空气负离子、PM2.5浓度进行检测分析，结果表明南湾大坝的PM2.5浓度为244.9μg/m3，受旅游活动影响严重；新码头的PM2.5浓度为100μg/m3，属于轻度影响；响水沟瀑布、罗家沟的PM2.5浓度分别为75μg/m3、70.9μg/m3，空气质量二级(良)；鸟岛的PM2.5浓度为41.5μg/m3，空气质量二级(良)，在各景点中空气质量最好。南湾国家森林公园鸟岛的负离子浓度高达8 500个/cm3，响水沟瀑布、罗家沟达到7 000个/cm3以上，新码头为5 200个/cm3，南湾大坝最低，仅为3 000个/cm3，5个景区的空气负离子浓度均高于2 000个/cm3，空气非常清新。空气中PM2.5浓度受旅游活动时空影响较大，游客集中的区域瞬时PM2.5浓度较高，空气负离子浓度较低，而游客难以到达的区域或限制游客的鸟岛等地的空气质量明显好，说明旅游活动一定程度影响旅游区空气质量。但旅游活动的范围有限，干扰对空气质量的影响是旅游者可直接亲身感受到的体验，对旅游区整体环境质量影响不大。旅游活动对森林公园空气指数的影响可进一步进行长期定位监测，将空气质量变化与旅游者数量、旅游活动时间、旅游活动方式、旅游季节、旅游服务方式等因素结合分析，以确定旅游干扰对空气质量的影响程度。

旅游干扰生态环境的影响效应由影响强度和影响空间范围两方面决定，旅游干扰对环境影响在小时空尺度上表现较为显著，但干扰的影响是循序渐进的长期效应，目前的相关研究多采用时空对比法，缺乏长期定位监测的持续研究，而较大时空尺度的相关研究受社会经济发展水平、区域旅游资源性质、旅游可通达性等因素制约，不具有可比性，因此很难确定旅游活动对环境影响的长期作用机制。本研究对南湾国家森林公园的旅游活动影响生态环境进行了初步的研究分析，明确了不同景点的旅游生态干扰状况，同时，也为森林公园今后进行旅游长期干扰研究提供了方向，对促进南湾国家森林公园的健康持续发展具有重要的现实意义。

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