長(zhǎng)蕩湖水生植物群落組成及分布格局

付言言 趙凱 張響 楊建新 徐俊華 田榮偉

（1 常州市、金壇區(qū)溧陽(yáng)市長(zhǎng)蕩湖水產(chǎn)管理委員會(huì)管理處，江蘇 常州 213224； 2 安慶師范大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，安徽 安慶 246011）

長(zhǎng)蕩湖又名洮湖，位于江蘇省常州市金壇區(qū)東南部，為江蘇省十大淡水湖之一，素有 “一斛水中半斛魚、日出斗金夜斗銀” 之美譽(yù)，是國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)、生態(tài)紅線保護(hù)區(qū)、濕地公園和飲用水源地保護(hù)區(qū)等重要生態(tài)功能區(qū)。近年來(lái)過(guò)度的網(wǎng)圍養(yǎng)殖給長(zhǎng)蕩湖的水生植被分布造成顯著的負(fù)面影響，加之上游、周邊外源污染物的增加，長(zhǎng)蕩湖呈富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)，水生植被覆蓋率大幅度降低，有從草型湖泊向藻型湖泊轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)( 王曉杰, 2009; 姜以才, 2007; 吳峰等, 2005; 王菲菲等, 2011)。

水生植被是湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的重要組成部分，是食物和能量的供給者，在維持濕地生態(tài)系統(tǒng)平衡和生物多樣性穩(wěn)定、控制富營(yíng)養(yǎng)化藻類、吸收重金屬和有機(jī)污染物、凈化水質(zhì)等方面具有重要作用(Ozimek et al, 1990；Kolada et al 2010; Engel, 1998；Bornette et al, 2011)。目前水生植被的恢復(fù)與重建已成為淺水湖泊調(diào)控富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和控制內(nèi)源污染的重要手段( 吳振斌等, 2011)，掌握長(zhǎng)蕩湖水生植被分布現(xiàn)狀，恢復(fù)與重建長(zhǎng)蕩湖水生植被，對(duì)減緩湖泊富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程、增加湖泊生物多樣性和提高濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等具有重要意義。

1 研究地概況與研究方法

1.1 研究地概況

長(zhǎng)蕩湖位于江蘇省南部，跨金壇、溧陽(yáng)兩地，長(zhǎng)蕩湖原面積113 km2，20 世紀(jì)60—80 年代環(huán)湖居民大量圍墾湖泊灘地，累計(jì)建圩22 個(gè)?，F(xiàn)長(zhǎng)蕩湖狀如梨形，長(zhǎng)16 km，最大寬8 km，面積89 km2，正常蓄水位3.49 m，蓄水量0.98×108m3。湖盆地形平坦，無(wú)顯著起伏，最大水深1.31 m，平均水深1.1 m，北半部湖盆水深稍大，南半部水淺，多沼澤性蘆葦淺灘。

1.2 研究方法

1.2.1 野外調(diào)查利用踏查法統(tǒng)計(jì)調(diào)查長(zhǎng)蕩湖全部物種組成，匯總成水生和濕生植物分布名錄。利用樣方法進(jìn)行水生植物群落調(diào)查，在沿岸挺水區(qū)典型生境設(shè)置13 個(gè)挺水植被調(diào)查樣方，樣方大小為1 m2，統(tǒng)計(jì)樣方內(nèi)所有物種組成和群落組成，并收割稱重，測(cè)量生物量組成。設(shè)置7 個(gè)斷面調(diào)查沉水植物、浮葉植物和漂浮植物，斷面設(shè)置情況見(jiàn)圖1。

1.2.2 遙感解譯通過(guò)收集不同年份的TM 影像獲得歷史遙感數(shù)據(jù)，采用landset 8 號(hào)衛(wèi)星拍攝的遙感影像，結(jié)合實(shí)地調(diào)查的植被分布情況進(jìn)行解譯。根據(jù)遙感影像質(zhì)量、野外調(diào)查時(shí)間以及季節(jié)的代表性，選擇8 個(gè)遙感影像進(jìn)行解譯。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

結(jié)合2017 年5 月的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果及2017 年5月18 日遙感衛(wèi)片的解譯結(jié)果，參考《中國(guó)植被》及《中國(guó)濕地植被》的分類系統(tǒng)，劃分長(zhǎng)蕩湖植被型，根據(jù)優(yōu)勢(shì)種的分析結(jié)果，劃分各植被型包含的群落類型，繪制長(zhǎng)蕩湖水生植被空間分布圖，測(cè)量每個(gè)群落的分布面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 水生植物種類組成

本次調(diào)查共記錄到水生維管植物23 科36 屬57種( 表1)，其中蕨類植物3 科3 屬3 種，雙子葉植物8 科10 屬17 種，單子葉植物12 科23 屬37 種。單子葉植物科、屬、種占優(yōu)勢(shì)，分別占總科數(shù)、總屬數(shù)和總種數(shù)的52.17%、63.89%、64.91%。

從生態(tài)類型來(lái)看，挺水植物最多，有25 種，占總物種數(shù)的43.86%；沉水植物次之，有14 種，占總物種數(shù)的24.56%；浮葉植物和漂浮植物各有9 種，各占總物種數(shù)的15.79%。

圖1 長(zhǎng)蕩湖水生植物調(diào)查地點(diǎn)及斷面設(shè)置Fig.1 Distribution of transecls in the field suevery of aquatic vegetationt in Changdanghu lake

從科的組成來(lái)看，物種數(shù)最多的前7 個(gè)科依次為：菱科5 種，莎草科5 種，水鱉科5 種，雨久花科4 種，禾本科4 種，眼子菜科4 種，睡蓮科4 種，這7 個(gè)科共有31 個(gè)種。排名前7 位的優(yōu)勢(shì)科占總科數(shù)的30.43%，占總物種數(shù)的54.39%；而單種科有9種，占總科數(shù)的39.13%，占總物種數(shù)的15.79%。長(zhǎng)蕩湖水生植物物種分布表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)類群和單種科占比較高的特點(diǎn)。

2.2 水生植物群落組成

本次調(diào)查植被面積3 118.89 hm2，占調(diào)查區(qū)總面積(8 915.90 hm2) 的34.98%。從空間分布特征來(lái)看，沿岸基本為蘆葦群落，湖區(qū)廣泛分布有荇菜和菱為主要優(yōu)勢(shì)種的浮葉植被，另有少量沉水植被在養(yǎng)殖塘內(nèi)的靜水水域有分布。浮葉、漂浮和沉水植被面積2 150.24 hm2，占調(diào)查區(qū)總面積的24.12%，占植被分布區(qū)總面積的68.94%。水生植物群落有5種類型，荇菜群落面積1 586.39 hm2、蘆葦群落面積819.45 hm2、水鱉- 菱+ 荇菜群落面積402.53 hm2、金魚藻+ 黑藻+ 苦草群落面積84 hm2、芡實(shí)群落面積77.56 hm2，水生植物分布見(jiàn)圖2。

2.3 長(zhǎng)蕩湖水生植被的變化

2.3.1 水生植被年變化根據(jù)遙感解譯結(jié)果，2014—2017 年長(zhǎng)蕩湖水生植被呈持續(xù)衰退的趨勢(shì)。2014 年7 月，除湖心以外的水域，分布有大量連片的水生植被，2016 年7 月水生植被明顯衰退，2017 年7 月，僅南部圍網(wǎng)區(qū)和西北部灘涂濕地附近水域有連片植被分布( 圖3)。從植被分布區(qū)面積來(lái)看，2014 年7 月湖區(qū)水生植被面積4 534.44 hm2，2016 年7 月 下 降 到1 998.71 hm2， 減 少55.92%，2017 年7 月湖區(qū)水生植被面積僅1 272.15 hm2，減少71.94%( 圖4)。

表1 長(zhǎng)蕩湖水生植物物種組成Table 1 Species composition of macrophyles in Changdanghu lake

圖2 長(zhǎng)蕩湖水生植被分布圖Fig.2 The aquatic vegetation distribution of Changdanghu lake

2.3.2 水生植被季節(jié)變化根據(jù)水生植被12 次的調(diào)查結(jié)果，冬季長(zhǎng)蕩湖水生植被面積最小(720.59 hm2，2017 年1 月)，夏季水生植被面積最大(4 534.44 hm2，2014 年7 月)( 圖4)，這與長(zhǎng)蕩湖的優(yōu)勢(shì)物種均為春季萌發(fā)、秋季枯萎的多年生植物有關(guān)。

圖3 不同時(shí)期長(zhǎng)蕩湖水生植被空間分布Fig.3 The aquatic vegetation distribution of different times in Changdanghu lake

圖4 不同時(shí)期長(zhǎng)蕩湖水生植被分布區(qū)面積Fig.4 The areas of aquatic vegetation distribution in different tines of Changdanghu lake

3 討論與建議

3.1 長(zhǎng)蕩湖水生植被分布現(xiàn)狀

上世紀(jì)90 年代之前，長(zhǎng)蕩湖是以沉水植物為主的淺水草型湖泊，水生植被占全湖面積的90%，沉水植被占全湖面積的84%( 吳曉東等, 2015)。上世紀(jì)末至本世紀(jì)初，因外源污水流入和周邊工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等污染的影響，長(zhǎng)蕩湖水質(zhì)日趨惡化，水草數(shù)量急劇下降( 王曉杰, 2009; 吳峰, 2005)。1999—2009 年，長(zhǎng)蕩湖水生植被覆蓋率已下降至53%( 王曉杰, 2009; 姜以才等, 2009)。吳曉東等(2015) 的調(diào)查表明，長(zhǎng)蕩湖水生植被總覆蓋度已下降至60% 以下，沉水植物覆蓋度下降至30% 以下。而2015 年、2016 年連續(xù)兩年持續(xù)發(fā)生的洪澇災(zāi)害使湖區(qū)水草大量腐爛，水生植物覆蓋面積進(jìn)一步銳減。

本次調(diào)查共記錄水生植物23 科36 屬57 種，其中10 種為人工栽培種，6 種僅見(jiàn)于長(zhǎng)蕩湖周邊養(yǎng)殖塘內(nèi)，常見(jiàn)種為22 種，在長(zhǎng)蕩湖廣泛分布的物種僅有14 種，顯著低于朱清順1983—1984 年的調(diào)查結(jié)果( 朱清順, 1989)。從水生植被分布面積來(lái)看，本次調(diào)查到水生植物分布面積僅占水域總面積的34.98%，比上世紀(jì)80 年代降低了61%，而沉水植物下降幅度更大，僅占水域總面積的0.94%，下降幅度達(dá)98%( 王曉杰, 2009; 朱清順, 1989)。優(yōu)勢(shì)種也由原來(lái)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種微齒眼子菜菜演變?yōu)橐蕴J葦、荇菜、水鱉、菱、芡實(shí)、金魚藻、黑藻、苦草等呈線、片、點(diǎn)狀分布的相對(duì)優(yōu)勢(shì)種。

3.2 長(zhǎng)蕩湖水生植被分布的影響因素

圖5 長(zhǎng)蕩湖2013—2017 年逐日水位變化Fig.5 Everyday water level variation scheme of Changdang lake from 2013 to 2017

水位是影響長(zhǎng)蕩湖水生植物分布的主要因子。根據(jù)2013—2017 年長(zhǎng)蕩湖逐日水位數(shù)據(jù)繪制水文情勢(shì)圖( 圖5)，2013 年和2014 年水位均較低，2015年和2016 年連續(xù)兩年高水位，2016 年最高水位達(dá)6.28 m，遠(yuǎn)高于2014 年的4.82 m 和2013 年的4.06 m。一般而言，高水位不利于水生植被的分布，夏季洪水可能是導(dǎo)致2016 年植被分布區(qū)面積嚴(yán)重下降的主要原因。此外，長(zhǎng)蕩湖水文情勢(shì)還表現(xiàn)出暴漲暴落的特點(diǎn)。如2016 年6 月20 日水位3.57 m，7 月5日增加到6.28 m，15 d 水位增加2.07 m，平均每天增加約14 cm?？焖俚乃蛔兓瘜?duì)于水生植被的生長(zhǎng)極為不利。從圖5 來(lái)看，2015—2017 年連續(xù)3 a 出現(xiàn)多次水位暴漲，這可能是2016 年、2017 年水生植被面積顯著低于2014 年的另一個(gè)原因。

3.3 長(zhǎng)蕩湖水生植被管理及建議

長(zhǎng)蕩湖水生植被面積占水域總面積的34.98%，屬于典型的草—藻過(guò)渡型湖泊(Bai et al, 2009)，水位是影響長(zhǎng)蕩湖水生植物分布的主要因素。在長(zhǎng)蕩湖周邊靜水湖叉、濕地、溝渠及網(wǎng)圍養(yǎng)殖間隙區(qū)，水生植被分布面積大、物種多樣性豐富、群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而在長(zhǎng)蕩湖湖心區(qū)水生植被分布面積少，物種多樣性和群落結(jié)構(gòu)單一。

根據(jù)長(zhǎng)蕩湖水生植被調(diào)查結(jié)果，提出以下水生植被保護(hù)及管理建議：

(1) 開(kāi)展水生植被保護(hù)和恢復(fù)工作，在充分保護(hù)好現(xiàn)有水生植被重要棲息地和關(guān)鍵生境的前提下，循序漸進(jìn)地開(kāi)展水生植被的恢復(fù)工作，盡量減少大規(guī)模的工程建設(shè)、機(jī)械施工等人為擾動(dòng)，以點(diǎn)帶面、從四周向中心輻射的方式，逐步修復(fù)和重建湖區(qū)水生植被群落結(jié)構(gòu)。通過(guò)插網(wǎng)降低風(fēng)浪的小范圍試點(diǎn)的方式，人工移植黑藻、金魚藻、苦草、竹葉眼子菜等長(zhǎng)蕩湖土著沉水水生植物。

(2) 在水生植被有效恢復(fù)的基礎(chǔ)上，逐步構(gòu)建入湖口、沿岸帶、防洪區(qū)、水源區(qū)、湖心區(qū)5 大水生植物群落帶。入湖口可選擇種植具有較強(qiáng)抗沖擊和耐污能力的挺水植物蘆葦、菖蒲等；沿岸景觀帶水生植物群落可種植挺水植物蘆葦、菖蒲、水蔥、蓮，浮葉植物睡蓮以及沉水植物輪葉黑藻、苦草、黃絲草等；在防洪大堤堤頂栽植杞柳等濱水植物，在堤面配置迎春、合子草等，在水體中種植蘆葦、香蒲等挺水植物，同時(shí)搭配金魚藻、輪葉黑藻等沉水植物和菱、荇菜等浮葉植物；在湖心區(qū)重塑水生植物生境，在長(zhǎng)蕩湖國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)的實(shí)驗(yàn)區(qū)種植黃絲草、伊樂(lè)藻、輪葉黑藻、苦草等沉水植物，搭配荇菜、菱等浮葉植物。水生植物生境重塑面積占水域面積的40% 左右，利用水生植被自然繁殖力，配合人工種植，將湖心區(qū)水生植物生境擴(kuò)展至2 500 hm2的保護(hù)區(qū)內(nèi)。在長(zhǎng)蕩湖飲用水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)種植黃絲草、輪葉黑藻、苦草、狐尾藻等沉水植物，搭配莼菜、睡蓮、菱等浮葉植物，采取分片種植模式，使水源區(qū)水生植物群落帶面積達(dá)400 hm2，且呈片狀分布。