長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、金壇區溧陽市長蕩湖水產管理委員會管理處，江蘇 常州 213224； 2 安慶師范大學資源環境學院，安徽 安慶 246011）

長蕩湖又名洮湖，位于江蘇省常州市金壇區東南部，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，是國家級水產種質資源保護區、生態紅線保護區、濕地公園和飲用水源地保護區等重要生態功能區。近年來過度的網圍養殖給長蕩湖的水生植被分布造成顯著的負面影響，加之上游、周邊外源污染物的增加，長蕩湖呈富營養化趨勢，水生植被覆蓋率大幅度降低，有從草型湖泊向藻型湖泊轉變的趨勢( 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系統結構和功能的重要組成部分，是食物和能量的供給者，在維持濕地生態系統平衡和生物多樣性穩定、控制富營養化藻類、吸收重金屬和有機污染物、凈化水質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與重建已成為淺水湖泊調控富營養狀態和控制內源污染的重要手段( 吳振斌等, 2011)，掌握長蕩湖水生植被分布現狀，恢復與重建長蕩湖水生植被，對減緩湖泊富營養化進程、增加湖泊生物多樣性和提高濕地生態系統的穩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

長蕩湖位于江蘇省南部，跨金壇、溧陽兩地，長蕩湖原面積113 km2，20 世紀60—80 年代環湖居民大量圍墾湖泊灘地，累計建圩22 個?，F長蕩湖狀如梨形，長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 野外調查利用踏查法統計調查長蕩湖全部物種組成，匯總成水生和濕生植物分布名錄。利用樣方法進行水生植物群落調查，在沿岸挺水區典型生境設置13 個挺水植被調查樣方，樣方大小為1 m2，統計樣方內所有物種組成和群落組成，并收割稱重，測量生物量組成。設置7 個斷面調查沉水植物、浮葉植物和漂浮植物，斷面設置情況見圖1。

1.2.2 遙感解譯通過收集不同年份的TM 影像獲得歷史遙感數據，采用landset 8 號衛星拍攝的遙感影像，結合實地調查的植被分布情況進行解譯。根據遙感影像質量、野外調查時間以及季節的代表性，選擇8 個遙感影像進行解譯。

1.3 數據統計

結合2017 年5 月的現場調查結果及2017 年5月18 日遙感衛片的解譯結果，參考《中國植被》及《中國濕地植被》的分類系統，劃分長蕩湖植被型，根據優勢種的分析結果，劃分各植被型包含的群落類型，繪制長蕩湖水生植被空間分布圖，測量每個群落的分布面積。

2 結果與分析

2.1 水生植物種類組成

本次調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、種占優勢，分別占總科數、總屬數和總種數的52.17%、63.89%、64.91%。

從生態類型來看，挺水植物最多，有25 種，占總物種數的43.86%；沉水植物次之，有14 種，占總物種數的24.56%；浮葉植物和漂浮植物各有9 種，各占總物種數的15.79%。

圖1 長蕩湖水生植物調查地點及斷面設置Fig.1 Distribution of transecls in the field suevery of aquatic vegetationt in Changdanghu lake

從科的組成來看，物種數最多的前7 個科依次為：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 個科共有31 個種。排名前7 位的優勢科占總科數的30.43%，占總物種數的54.39%；而單種科有9種，占總科數的39.13%，占總物種數的15.79%。長蕩湖水生植物物種分布表現出優勢類群和單種科占比較高的特點。

2.2 水生植物群落組成

本次調查植被面積3 118.89 hm2，占調查區總面積(8 915.90 hm2) 的34.98%。從空間分布特征來看，沿岸基本為蘆葦群落，湖區廣泛分布有荇菜和菱為主要優勢種的浮葉植被，另有少量沉水植被在養殖塘內的靜水水域有分布。浮葉、漂浮和沉水植被面積2 150.24 hm2，占調查區總面積的24.12%，占植被分布區總面積的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、芡實群落面積77.56 hm2，水生植物分布見圖2。

2.3 長蕩湖水生植被的變化

2.3.1 水生植被年變化根據遙感解譯結果，2014—2017 年長蕩湖水生植被呈持續衰退的趨勢。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，僅南部圍網區和西北部灘涂濕地附近水域有連片植被分布( 圖3)。從植被分布區面積來看，2014 年7 月湖區水生植被面積4 534.44 hm2，2016 年7 月 下 降 到1 998.71 hm2， 減 少55.92%，2017 年7 月湖區水生植被面積僅1 272.15 hm2，減少71.94%( 圖4)。

表1 長蕩湖水生植物物種組成Table 1 Species composition of macrophyles in Changdanghu lake

圖2 長蕩湖水生植被分布圖Fig.2 The aquatic vegetation distribution of Changdanghu lake

2.3.2 水生植被季節變化根據水生植被12 次的調查結果，冬季長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)，這與長蕩湖的優勢物種均為春季萌發、秋季枯萎的多年生植物有關。

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

圖4 不同時期長蕩湖水生植被分布區面積Fig.4 The areas of aquatic vegetation distribution in different tines of Changdanghu lake

3 討論與建議

3.1 長蕩湖水生植被分布現狀

上世紀90 年代之前，長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)。上世紀末至本世紀初，因外源污水流入和周邊工業、農業、生活等污染的影響，長蕩湖水質日趨惡化，水草數量急劇下降( 王曉杰, 2009; 吳峰, 2005)。1999—2009 年，長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) 的調查表明，長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 年連續兩年持續發生的洪澇災害使湖區水草大量腐爛，水生植物覆蓋面積進一步銳減。

本次調查共記錄水生植物23 科36 屬57 種，其中10 種為人工栽培種，6 種僅見于長蕩湖周邊養殖塘內，常見種為22 種，在長蕩湖廣泛分布的物種僅有14 種，顯著低于朱清順1983—1984 年的調查結果( 朱清順, 1989)。從水生植被分布面積來看，本次調查到水生植物分布面積僅占水域總面積的34.98%，比上世紀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98%( 王曉杰, 2009; 朱清順, 1989)。優勢種也由原來的絕對優勢種微齒眼子菜菜演變為以蘆葦、荇菜、水鱉、菱、芡實、金魚藻、黑藻、苦草等呈線、片、點狀分布的相對優勢種。

3.2 長蕩湖水生植被分布的影響因素

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

水位是影響長蕩湖水生植物分布的主要因子。根據2013—2017 年長蕩湖逐日水位數據繪制水文情勢圖( 圖5)，2013 年和2014 年水位均較低，2015年和2016 年連續兩年高水位，2016 年最高水位達6.28 m，遠高于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，夏季洪水可能是導致2016 年植被分布區面積嚴重下降的主要原因。此外，長蕩湖水文情勢還表現出暴漲暴落的特點。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。快速的水位變化對于水生植被的生長極為不利。從圖5 來看，2015—2017 年連續3 a 出現多次水位暴漲，這可能是2016 年、2017 年水生植被面積顯著低于2014 年的另一個原因。

3.3 長蕩湖水生植被管理及建議

長蕩湖水生植被面積占水域總面積的34.98%，屬于典型的草—藻過渡型湖泊(Bai et al, 2009)，水位是影響長蕩湖水生植物分布的主要因素。在長蕩湖周邊靜水湖叉、濕地、溝渠及網圍養殖間隙區，水生植被分布面積大、物種多樣性豐富、群落結構復雜，而在長蕩湖湖心區水生植被分布面積少，物種多樣性和群落結構單一。

根據長蕩湖水生植被調查結果，提出以下水生植被保護及管理建議：

(1) 開展水生植被保護和恢復工作，在充分保護好現有水生植被重要棲息地和關鍵生境的前提下，循序漸進地開展水生植被的恢復工作，盡量減少大規模的工程建設、機械施工等人為擾動，以點帶面、從四周向中心輻射的方式，逐步修復和重建湖區水生植被群落結構。通過插網降低風浪的小范圍試點的方式，人工移植黑藻、金魚藻、苦草、竹葉眼子菜等長蕩湖土著沉水水生植物。

(2) 在水生植被有效恢復的基礎上，逐步構建入湖口、沿岸帶、防洪區、水源區、湖心區5 大水生植物群落帶。入湖口可選擇種植具有較強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；在湖心區重塑水生植物生境，在長蕩湖國家級水產種質資源保護區的實驗區種植黃絲草、伊樂藻、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，將湖心區水生植物生境擴展至2 500 hm2的保護區內。在長蕩湖飲用水源地保護區內種植黃絲草、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，使水源區水生植物群落帶面積達400 hm2，且呈片狀分布。