长荡湖水生植物群落组成及分布格局

付言言 赵凯 张响 杨建新 徐俊华 田荣伟

（1 常州市、金坛区溧阳市长荡湖水产管理委员会管理处，江苏 常州 213224； 2 安庆师范大学资源环境学院，安徽 安庆 246011）

长荡湖又名洮湖，位于江苏省常州市金坛区东南部，为江苏省十大淡水湖之一，素有 “一斛水中半斛鱼、日出斗金夜斗银” 之美誉，是国家级水产种质资源保护区、生态红线保护区、湿地公园和饮用水源地保护区等重要生态功能区。近年来过度的网围养殖给长荡湖的水生植被分布造成显著的负面影响，加之上游、周边外源污染物的增加，长荡湖呈富营养化趋势，水生植被覆盖率大幅度降低，有从草型湖泊向藻型湖泊转变的趋势( 王晓杰, 2009; 姜以才, 2007; 吴峰等, 2005; 王菲菲等, 2011)。

水生植被是湖泊湿地生态系统结构和功能的重要组成部分，是食物和能量的供给者，在维持湿地生态系统平衡和生物多样性稳定、控制富营养化藻类、吸收重金属和有机污染物、净化水质等方面具有重要作用(Ozimek et al, 1990；Kolada et al 2010; Engel, 1998；Bornette et al, 2011)。目前水生植被的恢复与重建已成为浅水湖泊调控富营养状态和控制内源污染的重要手段( 吴振斌等, 2011)，掌握长荡湖水生植被分布现状，恢复与重建长荡湖水生植被，对减缓湖泊富营养化进程、增加湖泊生物多样性和提高湿地生态系统的稳定性等具有重要意义。

1 研究地概况与研究方法

1.1 研究地概况

长荡湖位于江苏省南部，跨金坛、溧阳两地，长荡湖原面积113 km2，20 世纪60—80 年代环湖居民大量围垦湖泊滩地，累计建圩22 个。现长荡湖状如梨形，长16 km，最大宽8 km，面积89 km2，正常蓄水位3.49 m，蓄水量0.98×108m3。湖盆地形平坦，无显著起伏，最大水深1.31 m，平均水深1.1 m，北半部湖盆水深稍大，南半部水浅，多沼泽性芦苇浅滩。

1.2 研究方法

1.2.1 野外调查利用踏查法统计调查长荡湖全部物种组成，汇总成水生和湿生植物分布名录。利用样方法进行水生植物群落调查，在沿岸挺水区典型生境设置13 个挺水植被调查样方，样方大小为1 m2，统计样方内所有物种组成和群落组成，并收割称重，测量生物量组成。设置7 个断面调查沉水植物、浮叶植物和漂浮植物，断面设置情况见图1。

1.2.2 遥感解译通过收集不同年份的TM 影像获得历史遥感数据，采用landset 8 号卫星拍摄的遥感影像，结合实地调查的植被分布情况进行解译。根据遥感影像质量、野外调查时间以及季节的代表性，选择8 个遥感影像进行解译。

1.3 数据统计

结合2017 年5 月的现场调查结果及2017 年5月18 日遥感卫片的解译结果，参考《中国植被》及《中国湿地植被》的分类系统，划分长荡湖植被型，根据优势种的分析结果，划分各植被型包含的群落类型，绘制长荡湖水生植被空间分布图，测量每个群落的分布面积。

2 结果与分析

2.1 水生植物种类组成

本次调查共记录到水生维管植物23 科36 属57种( 表1)，其中蕨类植物3 科3 属3 种，双子叶植物8 科10 属17 种，单子叶植物12 科23 属37 种。单子叶植物科、属、种占优势，分别占总科数、总属数和总种数的52.17%、63.89%、64.91%。

从生态类型来看，挺水植物最多，有25 种，占总物种数的43.86%；沉水植物次之，有14 种，占总物种数的24.56%；浮叶植物和漂浮植物各有9 种，各占总物种数的15.79%。

图1 长荡湖水生植物调查地点及断面设置Fig.1 Distribution of transecls in the field suevery of aquatic vegetationt in Changdanghu lake

从科的组成来看，物种数最多的前7 个科依次为：菱科5 种，莎草科5 种，水鳖科5 种，雨久花科4 种，禾本科4 种，眼子菜科4 种，睡莲科4 种，这7 个科共有31 个种。排名前7 位的优势科占总科数的30.43%，占总物种数的54.39%；而单种科有9种，占总科数的39.13%，占总物种数的15.79%。长荡湖水生植物物种分布表现出优势类群和单种科占比较高的特点。

2.2 水生植物群落组成

本次调查植被面积3 118.89 hm2，占调查区总面积(8 915.90 hm2) 的34.98%。从空间分布特征来看，沿岸基本为芦苇群落，湖区广泛分布有荇菜和菱为主要优势种的浮叶植被，另有少量沉水植被在养殖塘内的静水水域有分布。浮叶、漂浮和沉水植被面积2 150.24 hm2，占调查区总面积的24.12%，占植被分布区总面积的68.94%。水生植物群落有5种类型，荇菜群落面积1 586.39 hm2、芦苇群落面积819.45 hm2、水鳖- 菱+ 荇菜群落面积402.53 hm2、金鱼藻+ 黑藻+ 苦草群落面积84 hm2、芡实群落面积77.56 hm2，水生植物分布见图2。

2.3 长荡湖水生植被的变化

2.3.1 水生植被年变化根据遥感解译结果，2014—2017 年长荡湖水生植被呈持续衰退的趋势。2014 年7 月，除湖心以外的水域，分布有大量连片的水生植被，2016 年7 月水生植被明显衰退，2017 年7 月，仅南部围网区和西北部滩涂湿地附近水域有连片植被分布( 图3)。从植被分布区面积来看，2014 年7 月湖区水生植被面积4 534.44 hm2，2016 年7 月 下 降 到1 998.71 hm2， 减 少55.92%，2017 年7 月湖区水生植被面积仅1 272.15 hm2，减少71.94%( 图4)。

表1 长荡湖水生植物物种组成Table 1 Species composition of macrophyles in Changdanghu lake

图2 长荡湖水生植被分布图Fig.2 The aquatic vegetation distribution of Changdanghu lake

2.3.2 水生植被季节变化根据水生植被12 次的调查结果，冬季长荡湖水生植被面积最小(720.59 hm2，2017 年1 月)，夏季水生植被面积最大(4 534.44 hm2，2014 年7 月)( 图4)，这与长荡湖的优势物种均为春季萌发、秋季枯萎的多年生植物有关。

图3 不同时期长荡湖水生植被空间分布Fig.3 The aquatic vegetation distribution of different times in Changdanghu lake

图4 不同时期长荡湖水生植被分布区面积Fig.4 The areas of aquatic vegetation distribution in different tines of Changdanghu lake

3 讨论与建议

3.1 长荡湖水生植被分布现状

上世纪90 年代之前，长荡湖是以沉水植物为主的浅水草型湖泊，水生植被占全湖面积的90%，沉水植被占全湖面积的84%( 吴晓东等, 2015)。上世纪末至本世纪初，因外源污水流入和周边工业、农业、生活等污染的影响，长荡湖水质日趋恶化，水草数量急剧下降( 王晓杰, 2009; 吴峰, 2005)。1999—2009 年，长荡湖水生植被覆盖率已下降至53%( 王晓杰, 2009; 姜以才等, 2009)。吴晓东等(2015) 的调查表明，长荡湖水生植被总覆盖度已下降至60% 以下，沉水植物覆盖度下降至30% 以下。而2015 年、2016 年连续两年持续发生的洪涝灾害使湖区水草大量腐烂，水生植物覆盖面积进一步锐减。

本次调查共记录水生植物23 科36 属57 种，其中10 种为人工栽培种，6 种仅见于长荡湖周边养殖塘内，常见种为22 种，在长荡湖广泛分布的物种仅有14 种，显著低于朱清顺1983—1984 年的调查结果( 朱清顺, 1989)。从水生植被分布面积来看，本次调查到水生植物分布面积仅占水域总面积的34.98%，比上世纪80 年代降低了61%，而沉水植物下降幅度更大，仅占水域总面积的0.94%，下降幅度达98%( 王晓杰, 2009; 朱清顺, 1989)。优势种也由原来的绝对优势种微齿眼子菜菜演变为以芦苇、荇菜、水鳖、菱、芡实、金鱼藻、黑藻、苦草等呈线、片、点状分布的相对优势种。

3.2 长荡湖水生植被分布的影响因素

图5 长荡湖2013—2017 年逐日水位变化Fig.5 Everyday water level variation scheme of Changdang lake from 2013 to 2017

水位是影响长荡湖水生植物分布的主要因子。根据2013—2017 年长荡湖逐日水位数据绘制水文情势图( 图5)，2013 年和2014 年水位均较低，2015年和2016 年连续两年高水位，2016 年最高水位达6.28 m，远高于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，夏季洪水可能是导致2016 年植被分布区面积严重下降的主要原因。此外，长荡湖水文情势还表现出暴涨暴落的特点。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，平均每天增加约14 cm。快速的水位变化对于水生植被的生长极为不利。从图5 来看，2015—2017 年连续3 a 出现多次水位暴涨，这可能是2016 年、2017 年水生植被面积显著低于2014 年的另一个原因。

3.3 长荡湖水生植被管理及建议

长荡湖水生植被面积占水域总面积的34.98%，属于典型的草—藻过渡型湖泊(Bai et al, 2009)，水位是影响长荡湖水生植物分布的主要因素。在长荡湖周边静水湖叉、湿地、沟渠及网围养殖间隙区，水生植被分布面积大、物种多样性丰富、群落结构复杂，而在长荡湖湖心区水生植被分布面积少，物种多样性和群落结构单一。

根据长荡湖水生植被调查结果，提出以下水生植被保护及管理建议：

(1) 开展水生植被保护和恢复工作，在充分保护好现有水生植被重要栖息地和关键生境的前提下，循序渐进地开展水生植被的恢复工作，尽量减少大规模的工程建设、机械施工等人为扰动，以点带面、从四周向中心辐射的方式，逐步修复和重建湖区水生植被群落结构。通过插网降低风浪的小范围试点的方式，人工移植黑藻、金鱼藻、苦草、竹叶眼子菜等长荡湖土著沉水水生植物。

(2) 在水生植被有效恢复的基础上，逐步构建入湖口、沿岸带、防洪区、水源区、湖心区5 大水生植物群落带。入湖口可选择种植具有较强抗冲击和耐污能力的挺水植物芦苇、菖蒲等；沿岸景观带水生植物群落可种植挺水植物芦苇、菖蒲、水葱、莲，浮叶植物睡莲以及沉水植物轮叶黑藻、苦草、黄丝草等；在防洪大堤堤顶栽植杞柳等滨水植物，在堤面配置迎春、合子草等，在水体中种植芦苇、香蒲等挺水植物，同时搭配金鱼藻、轮叶黑藻等沉水植物和菱、荇菜等浮叶植物；在湖心区重塑水生植物生境，在长荡湖国家级水产种质资源保护区的实验区种植黄丝草、伊乐藻、轮叶黑藻、苦草等沉水植物，搭配荇菜、菱等浮叶植物。水生植物生境重塑面积占水域面积的40% 左右，利用水生植被自然繁殖力，配合人工种植，将湖心区水生植物生境扩展至2 500 hm2的保护区内。在长荡湖饮用水源地保护区内种植黄丝草、轮叶黑藻、苦草、狐尾藻等沉水植物，搭配莼菜、睡莲、菱等浮叶植物，采取分片种植模式，使水源区水生植物群落带面积达400 hm2，且呈片状分布。