太湖外來植物分布及其入侵風險評價

(合肥工業大學　安徽　合肥　230009)

太湖總面積2338km2，流域面積36985km2，是我國第三大淡水湖泊，承擔著供水、養殖、航運、旅游、生態等多方面功能(秦伯強 等,2004)。水生植被是湖泊生態系統的重要組成部分(Bornette and Puijalon,2011)。作為主要初級生產者之一，為魚類、鳥類、無脊椎動物等提供餌料、活動場所及繁殖場所，在維持健康湖泊生態系統中扮演著關鍵角色，對維護生態系統的結構和功能、改善水環境具有重要作用(Kolada,2010;Kreiling et al.,2011)。

外來入侵植物侵入生態系統后具有較大的生態風險，如迅速占領棲息地，造成原生植被的大量消失，從而造成水生生態系統生態功能的衰退(劉全儒等，2002)。在我國大型湖泊中，云南滇池和武漢東湖都先后發生過大規模外來植物入侵事件，造成巨大生態災難，給水生生態系統造成嚴重傷害(尹發能，2005；羅民波等，2006)。

本研究針對太湖水生植被進行全面調查，分析外來入侵植物的空間分布現狀，為太湖水生植被管理提供理論依據和技術指導。

一、調查方法

植被調查在夏季進行，時間為8月3日至8月14日，此時太湖水生植被生長最為旺盛、生物量最大。普遍踏查各區域內物種分布情況，同時設置環湖踏查路線，記錄所有調查到的維管植物物種組成，同時拍照記錄。不能鑒別的物種通過相片帶回實驗室鑒定，鑒別特征不明顯的物種采集標本。主要植物鑒定依據包括《江蘇植物志》(江蘇省植物研究所,1977;江蘇省植物研究所,1982)和《中國植物志電子版》(http://frps.eflora.cn/)。

船載法調查太湖湖區水生植物群落分布情況。在典型水生植物群落分布區通過水生植物采樣夾(0.15m2)隨機設置樣方進行水生植物群落調查，每個群落中設置的樣方數至少5個，記錄各群落物種組成及生物量組成，收集水生植物分物種稱取干重，80 ℃烘至衡重后稱量干重，沿岸挺水植被樣方大小為1m×1m，收割樣方內所有物種。

二、結果與分析

(一)野外調查航點航跡

船載法調查水生植被，除全湖調查以外，另設一個環湖挺水植被及濕生植被調查路線，便攜式GPS(Garmin venture HC)記錄航跡。在樣方調查地點、典型識別地點(包括典型植物群落起迄點、特殊物種分布地點等)通過GPS打點記錄航點。共記錄野外標記航點483個。

(二)水生植物物種組成

本次調查共記錄到太湖湖區及周邊灘涂、堤壩上有164種植物分布。其中水生植物56種，占總物種數的34.36%；濕生植物58種，占總物種數的35.37%；中生植物50種，占總物種數的30.49%。水生植物中挺水植物、漂浮植物、浮葉植物和沉水植物分別為27種、7種、9種和13種。

從生活型看，草本植物最多，有143種，占總物種數的87.20%。藤本植物有14種，占總物種數的8.54%，全部為草質藤本。喬木7種，占總物種數的4.27%。喬木均分布于灘涂、堤壩及濕地公園中，除腺柳和構樹為野生外，其余物種全為栽培，以垂柳、旱柳、水杉栽培最為廣泛。另有一種攀緣灌木，為茅莓，在環湖各地灘涂零散分布。

(三)外來入侵植物分析

從分布情況來看，所有植物中，野生分布的有131種，外來物種33種。外來物種中，栽培物種16種，歸化種8種，逃逸種4種，入侵種5種。栽培物種大多用于濕地公園構景和湖堤防風，莼菜則被栽培食用。歸化種均為入侵太湖地區50年以上的物種，已參與當地植物區系組成中，包括商陸、美洲商陸、空心蓮子菜、印度蔊菜、土荊芥、伊樂藻。4種逃逸種分別為白花車軸草、牽牛、圓葉牽牛和菊芋，人工栽培后逃逸到灘涂、湖堤等生境中。

入侵種包括粉綠狐尾藻、南美天胡荽、水盾草、加拿大一枝黃花及鳳眼蓮。其中粉綠狐尾藻和南美天胡荽通過園林引種時入侵，主要分布在沿湖濕地公園，目前僅在貢湖東北部濕地公園中有分布，生長較為茂盛，有進一步入侵的潛力。加拿大一枝黃花在湖堤及灘涂分布較為廣泛，主要沿公路分布。水盾草和鳳眼蓮分布在湖區，水盾草為沉水植物，在太湖東部沉水植物分布區有零散分布，尤其以七都、戧港等地碼頭處生長最為旺盛。鳳眼蓮在太湖總體分布較少，常隨水流分布，以太湖各入湖口最為常見，在太湖西部無水草分布區亦有分布。此外，目前在竺山湖有大面積人工栽培的鳳眼蓮，用于水污染治理。

(四)水生植被群落組成

太湖水生植被總體呈西部裸露，東部各湖灣及南部湖區廣泛分布的分布格局。根據水生植物群落物種組成不同，將植物群落劃分成10種類型，各群落分布區見圖1。由西向東以馬來眼子菜群落逐步過渡到荇菜-馬來眼子菜群落，再過渡到其他群落類型，群落物種組成也逐漸變得復雜。

從植物群落組成來看，馬來眼子菜群落分布面積最大，分布最為廣泛，北到貢湖望虞河入湖口，南到湖州長兜港均有分布。其他水生植物群落分布于東部各湖灣中，包括貢湖、鎮湖灣、光福灣、胥口灣及東太湖。

以挺水植物為主要優勢種的群落類型主要分布在東太湖、胥口灣的近岸區，其他湖區的近岸區也有小面積分布，主要優勢種有蘆葦、菰和蓮，挺水植物層片以下常有漂浮植物水鱉、槐葉萍，浮葉植物芡實，沉水植物金魚藻、黑藻等分布。

浮葉植物為主要優勢種的群落類型以荇菜-馬來眼子菜群落最為多見，也是太湖中分布第二廣泛的群落類型，以東太湖和大湖區交接的三山島以南區域有分布面積最大，其余各水生植物分布區也呈大的片狀分布。伴生種種類較豐富，以金魚藻、聚草、伊樂藻等最為多見。

荇菜+菱-聚草+金魚藻群落是生物量組成最大的群落類型之一，分布于東太湖、沖山東面及胥口灣航道北側水域中，適宜淤泥底質的靜水水域。

以沉水植物為主要優勢種的群落類型包括苦草群落、微齒眼子菜群落、微齒眼子菜+黑藻群落、馬來眼子菜-聚草+金魚藻+伊樂藻群落。其中，苦草群落大面積分布區位于東西山之間，適宜底質較硬、水深較大的環境，盡管分布區深度在2m左右，但水體透明度可達1.9m。

微齒眼子菜群落分布區位于貢湖東部，羊灣水廠取水口附近水域，該區域底質堅硬，物種組成較為單一，僅偶見水盾草、聚草、伊樂藻伴生。

微齒眼子菜+黑藻群落及馬來眼子菜+微齒眼子菜群落分布于胥口灣近岸水域，生物量低，且物種組成分布，幾乎所有沉水植物均在此區域有分布，呈現出典型的中度干擾后物種之間競爭激烈的態勢，是該水域高強度水草人工收割的結果。

馬來眼子菜-聚草+金魚藻+伊樂藻群落大面積分布于東太湖及東西山之間水域，生物量可達3853.333g/m2，物種組成也極為豐富，幾乎所有太湖分布的挺水植物以外的水生植物均在此群落中有分布。

太湖水生植被調查結果表明,沉水植被和浮葉植被是該湖水生植被的主要生態類型,分布面積分別占全湖總面積73.6%和18.3%。東太湖水生植被主要有9個群叢,其中沉水植被主要的5個群叢是伊樂藻(外來種)群叢、金魚藻群叢、伊樂藻+微齒眼子菜群叢、莕菜-伊樂藻+微齒眼子菜群叢、苦草+竹葉眼子菜+黑藻群叢,其分布面積分別占東太湖植被總面積的30.7%、17.2%、16.7%、15.8%、9.3%。隨著對東太湖的不斷改造和資源的不斷利用,20世紀60年代東太湖人工種植沼澤植被菰群叢,20世紀80年代初環湖水陸交錯帶被圍墾而蘆葦群叢消失,微齒眼子菜替代竹葉眼子菜而占據東太湖40%的水面。近10a來,東太湖網圍養蟹迅速發展,占全湖總植被面積25.6%的沼澤植物——菰群叢及其占40%的微齒眼子菜群叢被清除,外來種伊樂藻和無根植物金魚藻分布面積達90%的湖區。東太湖水生植被由20世紀50年代的原生演替到現在的次生演替,群落演變激烈,同時東太湖沼澤化進程加劇。

圖1　太湖夏季水生植被分布圖

三、討論

本次調查共記錄外來植物33種，占總物種的25.19%，其中栽培物種占16種，歸化種占8種。栽培植物因其無法在野外生存，因而幾乎不會存在較大入侵風險，歸化種因其已入侵數十年，或度過了入侵期，或已經參與到當地生態系統中，成為當地植物區系的一部分，也不會對生態系統造成較大危害。歸化種中，伊樂藻(Elodea nuttallii)為中科院地湖所1986年從日本引進(楊清心和李文朝,1989)，以增加冬季太湖水生植被生物量，因只引進了雄性植物，因而在野外只能通過無性繁殖，并不具備大規模入侵的潛力。本次野外調查發現，伊樂藻在東太湖和胥口灣水域已經以建群種的角色參與到當地水生植物群落當中，與其他水生植物一起為太湖水生生態系統凈化起到了積極作用。

4種逃逸種分別為白花車軸草、牽牛、圓葉牽牛和菊芋，均為陸生植物，在太湖沿岸濕生植物分布區偶爾有分布，對濕地功能并不會構成較大威脅。

物種入侵植物中，粉綠狐尾藻和南美天胡荽隨沿岸濕地公園人工引種時帶入，存在較大的入侵風險。加拿大一枝黃花在湖濱濕地有少量分布，由于該種為中生植物，因而并不會對濕地植被造成較大危害。鳳眼蓮雖然在我國其他湖泊已經有造成大規模入侵危害的報道，由于太湖地區北緯已達到31°，因而越冬困難，很難造成大規模爆發性生長。水盾草可能隨家庭養魚引入太湖地區，后因人工隨意丟棄而逐漸入侵太湖濕地，近十年來，已在江浙地區大量入侵，造成較大的生態危害(丁炳揚等，2003；曹培健等，2006)。根據本次野外調查，水盾草在貢湖灣及東太湖戧港均有小規模片狀分布，入侵態勢非常嚴峻。根據太湖流域其他部分野外觀察發現，水盾草已經在蘇州的斜塘河、婁江等水體中爆發性生長，因此該種是目前太湖地區入侵風險最大的物種(趙凱等，2015)。

結合太湖整體水生植被分布現狀調查結果，目前，并未發生大規模外來物種入侵現象，主要水生植被分布區僅有伊樂藻以建群種的角色出現，其余外來物種僅有少量零星分布。但水盾草在太湖的發現必須引起相關部門的足夠重視，該種在未來數年中可能會存在較大的入侵風險。

【參考文獻】

[1]劉全儒,于明,周云龍.北京地區外來入侵植物的初步研究[J].北京師范大學學報:自然科學版,2002,38(3):399-404.

[2]尹發能.略論武漢水資源水環境的保護[J].襄樊學院學報,2005,5:018.

[3]羅民波,段昌群,沈新強,等.滇池水環境退化與區域內物種多樣性的喪失[J].海洋漁業,2006,28(1):71-78.

[4]Bornette,G.,Puijalon,S.,2011.Response of aquatic plants to abiotic factors:a review.Aquatic Sciences 73,1-14.

[5]Kolada,A.,2010.The use of aquatic vegetation in lake assessment:testing the sensitivity of macrophyte metrics to anthropogenic pressures and water quality.Hydrobiologia 656,133-147.

[6]Kreiling,R.M.,Richardson,W.B.,Cavanaugh,J.C.,Bartsch,L.A.,2011.Summer nitrate uptake and denitrification in an upper Mississippi River backwater lake:the role of rooted aquatic vegetation.Biogeochemistry 104,309-324.

[7]秦伯強,維平,胡.,偉民,劉.,2004,太湖水環境演化過程與機理.科學出版社.

[8]丁炳揚,于明堅,金孝鋒,等.水盾草在中國的分布特點和入侵途徑[J].生物多樣性,2003,11(3):223-230.

[9]曹培健,于明堅,金孝鋒,等.水盾草入侵沉水植物群落主要種群生態位和種間聯結研究[J].浙江大學學報:農業與生命科學版,2006,32(3):334-340.

[10]楊清心,李文朝,1989.伊樂藻在東太湖的引種.中國科學院南京地理與湖泊研究所集刊 6,84-92.

[11]趙凱,李振國,魏宏農,張靜,馬久遠,王國祥,2015.太湖貢湖灣水生植被分布現狀.湖泊科學.

[12]中國科學院南京地理研究所,1965,太湖綜合調查初步報告.科學出版社.